Statistisches Toleranzdesign mittels ausgewählter Bauteile im Maschinenbau

Abstract

Die Produktionskosten eines Produktes sind in hohem Maße abhängig von der Wahl der Toleranzen. Zu große Toleranzen verursachen hohe Kosten durch Ausschuss und zu kleine Toleranzen verursachen hohe Fertigungskosten. Die Wahl von Einzelmaß-Toleranzen bestimmt sich hauptsächlich durch die erlaubten Schließmaß-Toleranzen eines Produktes. Dieser Zusammenhang wird über Maßketten festgelegt. Zur Berechnung von Maßketten wurde für lange Zeit die arithmetische Tolerierung eingesetzt. In den letzten Jahrzehnten setzte sich zusätzlich zunehmend die statistische Tolerierung durch. Die statistische Tolerierung ist aufwändiger in ihrer Durchführung und daher weniger praxisgerecht. Diese Arbeit hat das Ziel, die Praxisgerechtigkeit dieses Verfahrens zu erhöhen, indem Quellen mit anschaulichen Erklärungen und Beispielen zusammengetragen werden und auf dieser Basis eine beispielorientierte Einführung in die statistische Tolerierung gegeben wird. Es werden die Annahmen und Voraussetzungen der arithmetischen und statistischen Tolerierung untersucht, der Unterschied zwischen beiden Verfahren quantifiziert und Entscheidungshilfen für die Wahl eines geeigneten Tolerierungsverfahren gegeben.

The production costs of a product are highly dependent on the choice of the tolerances. Tolerances that are too large cause high costs due to rejects and tolerances that are too small cause high manufacturing costs. The choice of tolerances for a dimension is mainly determined by the allowed closing dimension tolerances of a product. This relationship is defined by dimensional chains. For a long time, arithmetic tolerancing was used to calculate dimensional chains. In recent decades, statistical tolerancing has become increasingly popular. Statistical tolerancing is more complex to implement and therefore less practical. The aim of this work is to increase the practical suitability of statistical tolerancing by compiling sources with clear explanations and examples and providing an example-oriented introduction to statistical tolerancing on this basis. The assumptions and prerequisites of arithmetic and statistical tolerancing are examined, the difference between the two methods is quantified and decision-making aids for the selection of the most suitable tolerancing method are provided.