Einführung Erstsemester

Exkurs „Technisches Zeichnen“

vorgestellt von Dipl.Ing. M. Goworek

Quellen:

Hoischen Taschenbuch „Technisches Zeichnen“Eigene Fotos und Skizzen

Räumliches Vorstellungsvermögen

Linienarten und ihre Bedeutung

Räumliches Vorstellungsvermögen

Stellt man ein Bauteil in eine Raumecke, die mit Rasterpapier ausgekleidet ist, so kann man die Blickrichtungen

Räumliches Vorstellungsvermögen

von vorn,

Räumliches Vorstellungsvermögen

von links,

Räumliches Vorstellungsvermögen

und von oben auf das Rasterpapier übertragen.

Räumliches Vorstellungsvermögen

Mit der nötigen Sorgfalt entsteht dann diese Skizze.

Räumliches Vorstellungsvermögen

Trennt man die 3 dargestellten Seiten und lässt eine genügend große parallele Lücke zwischen den Ansichten, so hat man das Grundgerüst für eine technische Zeichnung bzw. eine Fertigungsskizze.

Räumliches Vorstellungsvermögen

Die 3 Ansichten werden nach ihrer Lage in der Zeichnung als Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht bezeichnet.

Vorderansicht Seitenansicht

Draufsicht

Linienarten und ihre Bedeutung

Zur Kennzeichnung verschiedener Bedeutungen werden die Striche in Stärke und Ausführung variiert.

sichtbare Kanten

verdeckte Kanten(nicht sichtbar)

Mittel- und Symmetrielinien

Hilfslinien

Linienarten und ihre BedeutungKomplizierte Bauteile mit inneren Konturen werden zur besseren Darstellung geschnitten gezeichnet.

Beim linken Bild sind die inneren Konturen als Strichlinie dargestellt, es könnten aber auch Kanten auf der Rückseite sein. In der geschnittenen Darstellung ist jedoch eindeutig eine innere Kontur gezeichnet. Die Trennflächen werden durch gleichmäßige diagonale Striche gekennzeichnet.

Linienarten und ihre BedeutungDer Schnittverlauf kann genau durch die Mitte eines Bauteils erfolgen oder durch sinnvolle Ebenen.

Linienarten und ihre BedeutungUnterschiedliche Bauteile erhalten unterschiedliche Schraffuren.

Linienarten und ihre BedeutungGewinde werden durch eine besondere Linienkombination dargestellt.

Diese Art der Darstellung wäre viel zu aufwändig und teuer,

Außengewinde Innengewinde

Linienarten und ihre Bedeutungdeshalb werden Gewinde durch eine dicke und eine dünne Linie gekennzeichnet.

Beim Außengewinde (Bolzen) ist die dicke Linie außen, die dünne innen. In der Seitenansicht ist die dünne Linie als ¾ Kreis gezeichnet.

Linienarten und ihre BedeutungBeim Innengewinde (Mutter) ist die dicke Linie innen, die dünne außen. Die dünne Linie ist wieder als ¾ Kreis gezeichnet.

Die dicke Linie stellt immer den greifbaren Teil des Gewindes, die dünne immer den Gewindegrund (die ins Material eingearbeitete Gewindetiefe) dar.

Linienarten und ihre BedeutungDas Ende des nutzbaren Gewindes wird durch eine dicke Linie quer zur Gewinde(Bohr)richtung dargestellt.

Herstellung und Verarbeitung

Bemaßung, Tolerierung, Oberflächen

Bemaßung von BauteilenZur Beschreibung eines Werkstückes ist die Angabe von Maßen unerlässlich.

70

Die Kennzeichnung eines Maßes besteht aus zwei Maßhilfslinien, einer Maßlinie und einer Maßzahl.

Maßhilfslinien

Maßlinie

Maßzahl

Bemaßung von BauteilenJe komplexer ein Bauteil ist, desto aufwändiger ist auch die Bemaßung.

Zur besseren Anschaulichkeit sind hier keine Maßzahlen eingetragen.

Bemaßung von BauteilenDie Bemaßung gibt immer die Originalgröße an.

Links wie rechts soll das gleiche Bauteil dargestellt sein, links im Maßstab 1:1 und rechts verkleinert im Maßstab 1:2.

70

Maßstab: 1:1

70

Maßstab: 1:2

Bemaßung von BauteilenDie Bemaßung gibt immer die angestrebte Sollgröße an. Fertigungstechnisch ist dies aber nur in Ausnahmefällen exakt erreichbar.Jedes Fertigungsmaß weicht daher mehr oder weniger von der angestrebten Sollgröße, dem Nennmaß, ab. Die erlaubte Abweichung heißt Toleranz.

70±0,1

Hier darf das angestrebte Nennmaß von 70 mm um 0,1 mm über- oder unterschritten werden, also nicht kleiner als 69,9 mm und nicht größer als 70,1 mm sein.

Bemaßung von BauteilenAuf allen Zeichnungen ist in der Regel angegeben: Allgemeintoleranzen ISO 2768-1 m und ISO 2768-2 H oder kürzer ISO 2768 – mH.

Der Eintrag bedeutet, dass nach der ISO-Norm 2768 Teil 1 eine bestimmte Toleranz für die Länge 70 mm gilt und zusätzlich nach Teil 2 der gleichen ISO-Norm weitere Toleranzen für die Form (z.B. Geradheit, Rechtwinkligkeit, etc.) des Werkstückes einzuhalten sind.

70

Bemaßung von BauteilenDie ISO 2768-1 ist aufgeteilt in 6 Größenklassen und 4 Güteklassen.

Die Tabelle zeigt in den Zeilen f, m, c und v die Güteklassen und die zulässigen Abmaße für die in den Spalten beschriebenen Nennmaßbereiche.

Bemaßung von BauteilenDie übliche Güteklasse lautet m für mittel und ist hier gelb markiert.

Bemaßung von BauteilenDie Toleranz für unser Beispiel mit 70 mm finden wir durch Ablesen in der Spalte „über 30 bis 120 mm“.

Es ergibt sich somit eine einzuhaltende Toleranz von 0,3 mm.

Bemaßung von BauteilenMaße, die nicht der Allgemeintoleranz unterliegen sollen, sind durch die Angabe von 2 Abmaßen gekennzeichnet.

Der Eintrag bedeutet, dass das größtzulässige Maß, das Größtmaß, 70,05 mm und das kleinstzulässige Maß, das Kleinstmaß, 69,85 mm betragen darf. Die Allgemeintoleranzen für die Form (ISO 2768 Teil 2) gelten weiterhin.

70 + 0,05 - 0,15

Bemaßung von BauteilenEines der beiden Abmaße kann auch „Null“ sein, es reicht dann ein Eintrag.

Das fehlende Abmaß, hier das obere zur Bestimmung des Größtmaßes, muss dann eigenständig erkannt werden.

70 - 0,15

Größtmaß jetzt ? 70,00 mm

Oberflächen von BauteilenAlle technischen Oberflächen sind nicht ideal glatt und eben, sondern zeigen sich unterm Mikroskop als wilde Landschaft aus Hügeln und Tälern.

Zur besseren Klassifizierung beschreibt die Norm verschiedene Mess- und Bestimmungsmethoden.

Oberflächen von BauteilenMaßgeblich für unsere Arbeit sind allerdings nur zwei Bestimmungsgrößen:

1. Rz als Differenz zwischen einer Talsohle und einem Berggipfel. Innerhalb von definierten Bereichen werden jeweils maximale Werte gemessen und dann gemittelt.

Oberflächen von Bauteilen

2. Ra als Integral der Oberflächenkontur über die Länge „l“. Der sich daraus ergebende Zahlenwert ist um das 8 bis 12-fache kleiner als Rz. Eine Umrechnung ist nicht möglich, wohl eine Gegenüberstellung.

Oberflächen von BauteilenOberflächenangaben in Zeichnungen sind nach DIN EN ISO 1302 genormt und werden ggf. durch Werksnormen auf die speziellen Bedürfnisse eingeschränkt.

Hier sieht man das Grundsymbol und verschieden Ausgangssymbole, die durch Zahlen- oder Textangaben ergänzt werden.

1. Alle Bearbeitungsverfahren zugelassen

1.

2. Materialabtrennende Bearbeitung gefordert

2.

3. Materialabtragung unzulässig

3.

Oberflächen von BauteilenDie ergänzenden Zahlen- und Textangaben spezifizieren die geforderte Oberflächengüte. Es sind immer Mindestanforderungen. Die Angaben können in Rz oder Ra eingetragen werden und bedeuten immer m.

Oberflächengüte: Rz 4, Bearbeitungsverfahren: nicht vorgegeben.

Oberflächengüte: Ra 3,2, Bearbeitungsverfahren: materialabtrennend.

Oberflächengüte: Ra 0,8, Bearbeitungsverfahren: schleifen.

Oberflächengüte: Ra 3,2 (min) bis 6,3 (max),Bearbeitungsverfahren: materialabtrennend.

Weitere Angaben zu Messverfahren und Auswertung sind möglich.

Oberflächen von BauteilenUm den Zeichnungsaufwand zu reduzieren werden Ersatzsymbole verwendet, die an geeigneter Stelle in normgerechte Ausführung übersetzt werden.

Ersatzsymbole

Gegenüberstellung der anderen Rauheitsgröße, hier Ra. (Dieser Teil entfällt in der Regel)

Einzuhaltende Rauheitsgröße, hier Rz

Oberflächen von BauteilenDie Angabe der Oberflächengüte erfolgt immer an der der Fläche entsprechenden Linie in der Zeichnung und als Sammelkennzeichnung in der Nähe des Schriftfeldes.

In der Sammelkennzeichnung können alternativ alle verwendeten Oberflächensymbole einzeln oder durch ein Grundsymbol dargestellt werden. Die Angabe vor der Klammer gilt für alle nicht gekennzeichneten Flächen.

Funktion und Sicherheit

Kanten, Fasen, Freistiche

Kantenzustand an BauteilenJedes Bauteil hat nach der Bearbeitung einen nicht definierten Kantenzustand. Das Bauteil hat einen Bearbeitungsgrat oder Bearbeitungsüberhang.

Hier sieht man verschiedene Formen von Überhängen.

Kantenzustand an BauteilenAuch an Innenkanten ergeben sich bearbeitungsbedingte Ungenauigkeiten. Hier spricht man von einem Übergang.

Hier sieht man verschiedene Formen von Übergängen.

Kantenzustand an BauteilenNeben den Überhängen und Übergängen sind auch Abtragungen an den Kanten möglich. Die möglichen Kantenformen stellen sich dann so dar:

Der Grenzbereich zwischen Übergang/Überhang und Abtragung heißt „scharfkantig“.

Kantenzustand an BauteilenFür die Funktion des Bauteiles, die montagebedingten Erfordernisse und die Sicherheit des Arbeiters müssen die Werkstückkanten definiert endbearbeitet werden.

Hier ein Beispiel für den Einsatz eines Kugellagers.

Kantenzustand an BauteilenZur Definition der Kantenzustände in einer Zeichnung gilt die DIN ISO 13715.

Materialüberhang wird mit + Zeichen, Materialabtragung mit – Zeichen definiert. Der Grenzbereich heißt scharfkantig und beträgt max. 0,05 mm.

Kantenzustand an BauteilenDas Grundsymbol und die Eintragung von Werten richtet sich nach folgendem Schema:

a)Grundsymbol

b)Richtung des Überhanges von 0,1 mm beliebig

c)0,1 mm Überhang nach rechts

d)0,1 mm Überhang nach oben

Kantenzustand an BauteilenIm Maschinenbau sind nur einige Varianten an Kantenzuständen üblich.

Außenkanten werden fast immer durch Abtrag in beliebiger Form mit einem größtzulässigen Abtragungswert festgelegt; hier -0,3 mm. Das untere Beispiel bedeutet – beliebig viel, was in der Praxis jedoch zu vermeiden ist.

Kantenzustand an BauteilenInnenkanten werden fast immer durch Übergang in beliebiger Form mit einem größtzulässigen Übergangswert festgelegt; hier +0,3 mm bzw. +0,3 bis +1 mm.

Kantenzustand an BauteilenDas angegeben Maß gilt immer längs oder rechtwinklig zu einer Kante.

Kantenzustand an BauteilenIn einer Zeichnung wird die Angabe normalerweise auf ein Grundsymbol mit Wertangabe für die Außenkanten und die Innenkanten beschränkt.

Hier sollen alle nicht anders beschriebenen Kanten mit 0,3 mm Übergang bei Innenecken und 0,3 mm Abtrag bei Außenecken bearbeitet werden.

Kantenzustand an BauteilenAus optischen Gründen, oder weil es früher üblich war, werden viele Kanten auch als „45° gebrochen“ bezeichnet.

Hier verschiedene Darstellungsbeispiele, die eine Brechung der Kante mit 1 mm bzw. 1,5 mm x 45° fordern.

1 mm bzw. 1,5 mm ist die längs der Kante gemessene Abtragung, 45° ist der Winkel zwischen der Bezugsfläche und der neuen Fläche, auch Fase genannt.

Bezugsfläche Fase

45°

Kantenzustand an BauteilenSollen Anschlussbauteile bündig an eine Kante anschließen, so ist die Innenecke meist sehr scharfkantig auszuführen.

Hier durch einen kleinen Radius, der kleiner sein muss als derjenige beim Anschlußbauteil.

Kantenzustand an BauteilenKonstruktiv besser ist die Ausführung mit einem Freistich nach DIN 509.

Hierbei wird die Welle geringfügig im Durchmesser verkleinert und der Ausrundungsradius kann dadurch größer ausgeführt werden.

Kantenzustand an BauteilenIn Zeichnungen findet man meistens die vereinfachte Darstellung und eine bemaßte Vergrößerung an geeigneter Stelle.

Hier Beispiele für einen Freistich an einer Bohrung und einer Welle. Die Angabe DIN 509 – F0,8 x 0,3 beschreibt Form und Größe.

ZentrierbohrungenFür die Bearbeitung von Drehteilen zwischen Spitzen ist es erforderlich vorher Zentrierbohrungen in das Bauteil einzubringen.

Hier sieht man verschieden Ausführungsformen, die der Konstrukteur nach Erfordernissen festlegt.

ZentrierbohrungenGewöhnlich wird die Zentrierbohrung als Ausbruch oder als Vergrößerung an geeigneter Stelle dargestellt.

als Ausbruchals herausgezogene Vergrößerung an geeigneter Stelle

ZentrierbohrungenMeistens reicht eine vereinfachte Darstellung der Zentrierbohrung.

Die Angaben ISO 6411 – A 4 / 8,5 bzw. B 4 / 12,5 bzw. R 4 / 8,5 beschreiben Form und Größe der Zentrierbohrung.

ZentrierbohrungenZu beachten ist jedoch der Hinweis zum Verbleib der Zentrierbohrung.

Hier muss die Zentrierbohrung am fertigen Teil bleiben.

Hier kann die Zentrierbohrung am fertigen Teil bleiben.

Hier darf die Zentrierbohrung auf keinen Fall am fertigen Teil bleiben.

SicherungsringeZur Fixierung von Bauteilen auf einer Welle werden Sicherungsringe eingesetzt.

Hier sieht man die verschieden Ausführungsformen für Außenringe und Innenringe, sowie das erforderliche Werkzeug zum Einsetzen.

SicherungsringeHier sieht man den üblichen Fall wie ein Sicherungsring ein Lager fixiert.

Da die Ringe bestimmte Abmessungen haben, müssen die Nuten entsprechend ausgeführt sein.

Sicherungsring

Nut

SicherungsringeDie Abmessungen von Ring und Nut sind in der DIN 471 (Außenringe) und DIN 472 (Innenringe) festgelegt.

Für die Bearbeitung der Nut sind nur die Werte m und d2 erforderlich.

SicherungsringeFür die Fertigung gelten jedoch sehr wichtige Genauigkeitsregeln.

Die Maßtoleranzen sind mit h12 für d2 und H13 für m sehr gering. Bei einem Wellendurchmesser von z.B. 50 mm betragen die zulässigen Toleranzen -0,25 mm bei einem Durchmesser von 47 mm und +0,14 mm bei einer Breite von 2,15 mm.

SicherungsringeHinzu kommen Anforderungen an die Form und Lage der Nut.

Hier wird dokumentiert welche Abweichungen der Rundlauf der verschiedenen Flächen haben darf, zudem die Rechtwinkligkeit. Die Innenkanten am Fuß der Nut sind scharfkantig auszuführen.

Alle hier genannten Themen werden in den Lehrveranstaltungen

• Grundlagen der Konstruktionstechnik• Konstruktionselemente• Konstruieren und Berechnen sowie• Konstruktionssystematik

inhaltlich vertieft und erläutert. Die Anwendung in einer technischen Zeichnung erfordert jedoch das hier gezeigte Grundwissen.