Maßketten · statistische Toleranzrechnung

Toleranzketten-Rechner: Worst Case, RSS und Monte Carlo

Berechne lineare Maßketten mit Worst-Case-Toleranz, RSS oder reproduzierbarer Monte-Carlo-Simulation. ISO-286-Toleranzklassen können direkt aus dem validierten Passungskern übernommen werden.

Σ1D
01

Maßkette

Positive Maße vergrößern, negative Maße verkleinern das Schließmaß.

MaßFrei wählbare Bezeichnung des Maßketten-Glieds, zum Beispiel Gehäusebreite, Distanzring oder Lagersitz. Eindeutige Namen erleichtern die spätere Kontrolle der aufgelösten Einzelmaße.+/−Wirkungsrichtung im Schließmaß: Plus vergrößert, Minus verkleinert das Ergebnis. Beispiel: A − B ergibt für A = 20 mm und B = 8 mm ein Schließmaß von 12 mm.NennmaßTheoretisches Grundmaß ohne Abweichung. Die Toleranz wird anschließend relativ zu diesem Wert angewendet; beispielsweise 20 mm mit −0,1/+0,2 mm.QuelleManuell verwendet die eingegebenen Abmaße. ISO 286 liest unteres und oberes Abmaß einer unterstützten Klasse direkt aus dem validierten ISO-286-Core.ToleranzBei manueller Eingabe stehen links das untere und rechts das obere Abmaß in Millimetern. Beispiel ±0,1 mm wird als −0,1 und +0,1 eingegeben. Bei ISO 286 sind Merkmal und Klasse anzugeben, etwa Innenmaß H7 oder Außenmaß h6.VerteilungStatistisches Modell des Istmaßes. Normal: typische zentrierte Fertigung, standardmäßig liegen die Toleranzgrenzen bei ±3σ. Gleich: jeder Wert innerhalb der Grenzen ist gleich wahrscheinlich. Dreieck: Werte nahe der Mitte sind wahrscheinlicher. Ein eigener σ-Wert überschreibt die automatische Ableitung.
mm
mm
mm
Simulation und Zielbereich
02

Analyse

Σ

Maße festlegen und Analyse starten.

Eingaben und Rechenweg

Lineare Toleranzkette nachvollziehbar rechnen

Kombiniere Einzelmaße mit Vorzeichen und vergleiche Worst Case, RSS und Monte-Carlo-Ergebnisse.

Eingaben

Jede Zeile braucht Bezeichnung, Nennmaß, Richtung (+/−) und entweder obere/untere Abweichung oder ein ISO-286-Feld. Für RSS werden unabhängige Streuungen benötigt; für Monte Carlo zusätzlich Verteilung, Stichzahl und Zufalls-Seed.

Das Vorzeichen entscheidet, ob ein Maß die Funktionsgröße vergrößert oder verkleinert. Eine Normalverteilung ist nur für statistische Verfahren sinnvoll, wenn der Fertigungsprozess tatsächlich annähernd symmetrisch und stabil streut.

Zusammenhang

Worst Case addiert die ungünstigsten Grenzlagen. RSS bildet die Quadratwurzel aus der Summe der Varianzen. Monte Carlo zieht Zufallswerte aus den gewählten Verteilungen und zählt Grenzwertüberschreitungen.

Beispiel

100 + 30 − 20 mm ergibt nominal 110 mm. Bei ±0,10, ±0,05 und ±0,05 mm beträgt Worst Case ±0,20 mm; RSS ergibt bei unabhängigen Normalverteilungen etwa ±0,122 mm (3σ-Annahme).

Quellen und Grenzen: Allgemeine Toleranz- und Wahrscheinlichkeitstheorie; ISO-286-Felder werden über den geprüften ISO-286-Kern aufgelöst. Korrelationen und Prozessdrift sind nicht modelliert.

Fachartikel

Lineare Toleranzkette nachvollziehbar rechnen im Detail

Kombiniere Einzelmaße mit Vorzeichen und vergleiche Worst Case, RSS und Monte-Carlo-Ergebnisse.

Was beschreibt diese Größe?

Eine Toleranz beschreibt den zulässigen Größenbereich eines gefertigten Merkmals. Die Lage zur Nulllinie legt fest, ob dieser Bereich oberhalb, unterhalb oder um das Nennmaß liegt; die IT-Stufe legt seine Breite fest.

Formel und Variablen

Worst Case addiert die ungünstigsten Grenzlagen. RSS bildet die Quadratwurzel aus der Summe der Varianzen. Monte Carlo zieht Zufallswerte aus den gewählten Verteilungen und zählt Grenzwertüberschreitungen.

Eingaben richtig wählen

Jede Zeile braucht Bezeichnung, Nennmaß, Richtung (+/−) und entweder obere/untere Abweichung oder ein ISO-286-Feld. Für RSS werden unabhängige Streuungen benötigt; für Monte Carlo zusätzlich Verteilung, Stichzahl und Zufalls-Seed. Das Vorzeichen entscheidet, ob ein Maß die Funktionsgröße vergrößert oder verkleinert. Eine Normalverteilung ist nur für statistische Verfahren sinnvoll, wenn der Fertigungsprozess tatsächlich annähernd symmetrisch und stabil streut.

So benutzt du den Rechner

Trage jedes Einzelmaß der Kette mit Bezeichnung, Nennwert, Richtung (+/−) und Abweichungen oder ISO-286-Feld ein. Wähle anschließend die Auswertungsmethode: Worst Case für die ungünstigste Kombination, RSS für statistisch unabhängige Streuungen oder Monte Carlo für eine vollständige Verteilungssimulation.

Schritt-für-Schritt-Beispiel

100 + 30 − 20 mm ergibt nominal 110 mm. Bei ±0,10, ±0,05 und ±0,05 mm beträgt Worst Case ±0,20 mm; RSS ergibt bei unabhängigen Normalverteilungen etwa ±0,122 mm (3σ-Annahme).

Ergebnis und Einheiten verstehen

Das Vorzeichen entscheidet, ob ein Maß die Funktionsgröße vergrößert oder verkleinert. Eine Normalverteilung ist nur für statistische Verfahren sinnvoll, wenn der Fertigungsprozess tatsächlich annähernd symmetrisch und stabil streut. Ein positives Spiel bedeutet, dass die Bohrung auch im ungünstigsten Grenzfall größer bleibt. Ein negatives Ergebnis ist Übermaß und muss für Montage, Temperatur und Fügekräfte separat bewertet werden.

Maße in Millimeter, Ergebnis als Nennwert mit oberer/unterer Grenzabweichung.

Typische Anwendungen

Prüfen, ob eine mehrgliedrige Bemaßungskette ein gefordertes Endmaß mit ausreichender Sicherheit einhält, etwa bei gestapelten Bauteilen oder einer Baugruppe mit mehreren tolerierten Übergängen.

Annahmen, Grenzen und typische Fehler

Allgemeine Toleranz- und Wahrscheinlichkeitstheorie; ISO-286-Felder werden über den geprüften ISO-286-Kern aufgelöst. Korrelationen und Prozessdrift sind nicht modelliert.

Typischer Fehler: Vorzeichen der einzelnen Kettenglieder nicht nach Gefühl vergeben – jedes Maß muss konsistent zur gewählten Bezugsrichtung als + oder − eingetragen werden, sonst ergibt die Kette eine falsche Nennsumme. RSS setzt statistisch unabhängige, meist normalverteilte Einzeltoleranzen voraus; bei korrelierten oder systematischen Abweichungen überschätzt sie die tatsächlich erreichbare Genauigkeit.

Häufige Fragen

Wann sollte ich Worst Case statt RSS verwenden?

Worst Case ist für sicherheitskritische oder kleine Stückzahlen mit wenigen Kettengliedern sinnvoll, da er die absolut ungünstigste Kombination abdeckt; bei vielen unabhängigen Einzeltoleranzen ist er jedoch oft unnötig konservativ.

Warum ist das RSS-Ergebnis kleiner als Worst Case?

RSS nutzt die Quadratwurzel der Summe der Varianzen statt der einfachen Summe der Beträge; statistisch ist es unwahrscheinlich, dass alle Einzelmaße gleichzeitig ihren ungünstigsten Grenzwert erreichen.

Was liefert die Monte-Carlo-Methode zusätzlich?

Sie erlaubt beliebige, auch nicht-normale Verteilungen je Kettenglied und schätzt direkt den Anteil der Baugruppen, die eine Spezifikationsgrenze verletzen würden – nützlich bei asymmetrischen oder bekannten realen Streuungen.

Quellen, Methodik und Review

  • Allgemeine Toleranz- und Wahrscheinlichkeitstheorie; ISO-286-Felder werden über den geprüften ISO-286-Kern aufgelöst. Korrelationen und Prozessdrift sind nicht modelliert.

Die methodischen Grundsätze, Quellenhierarchie und automatisierten Prüfungen sind auf der Methodikseite dokumentiert. Methodik ansehen

Verantwortlich
NormCalc-Redaktion
Zuletzt aktualisiert
2026-09-04
Worst Case

Sichere Grenzfälle

Alle Einzelmaße werden gleichzeitig in ihrer ungünstigsten Grenzlage kombiniert. Das Verfahren benötigt keine Annahme über Verteilungen.

RSS / Monte Carlo

Statistische Prognose

RSS setzt unabhängige Maße voraus. Monte Carlo bildet die gewählten Verteilungen ab; Korrelationen, Prozessdrift und Messunsicherheit sind in Version 1.0 ausdrücklich nicht enthalten.