So lesen Sie technische Zeichnungen: Ein vollständiger Leitfaden für Ingenieure

Eine technische Zeichnung kommt einem rechtsverbindlichen Vertrag zwischen Konstrukteur und Hersteller am nächsten. Sie ist präziser als eine schriftliche Spezifikation, einfacher zu interpretieren als eine CAD-Datei und es ist das Dokument, das die Fertigung und Inspektion regelt, wenn es zu Unstimmigkeiten kommt, insbesondere in der Werkstatt. Das Lesen eines Textes ist für Ingenieure keine optionale Fähigkeit, sondern eine grundlegende Fähigkeit, die vielen vielleicht nicht formell beigebracht wurde.

Dieses Handbuch bietet einen vollständigen Überblick: was technische Zeichnungen sind und warum sie nach wie vor der Industriestandard sind, wie man sich im Schriftfeld zurechtfindet, Projektionsmethoden, Linientypen und wie man Abmessungen und Toleranzen richtig interpretiert. Außerdem gibt es einen praktischen, schrittweisen Lesevorgang und eine Aufschlüsselung der häufigsten Fehler, die beim Lesen von technischen Zeichnungen gemacht werden, und wie man sie vermeidet.

 

Inhalt:

• Was ist eine technische Zeichnung?

• Warum technische Zeichnungen verwendet werden (und immer noch relevant sind)

• Normen für technische Zeichnungen: ISO, BS 8888, ASME und DIN

• Wie liest man einen Titelblock für technische Zeichnungen

• Orthogonale Projektion: So zeigen technische Zeichnungen 3D-Objekte

• Linientypen für technische Zeichnungen und was sie bedeuten

• Wie liest und interpretiert man Dimensionen

• Schritt für Schritt: So lesen Sie eine technische Zeichnung

• Häufige Fehler beim Lesen von technischen Zeichnungen und wie man sie vermeidet

• Die wichtigsten Imbissbuden

• Häufig gestellte Fragen

Was ist eine technische Zeichnung?

Eine technische Zeichnung, auch technische Zeichnung oder Arbeitszeichnung genannt, ist ein formelles Dokument, das die Geometrie, Abmessungen, Toleranzen, Materialien, Oberflächen und Montageanweisungen eines Projekts anhand standardisierter Symbole und Konventionen wiedergibt.

Es ist genauso wichtig zu erwähnen, was eine technische Zeichnung nicht ist. Es ist keine Abbildung des Bauteils. Es kann zwar eine visuelle Darstellung eines Objekts enthalten, aber das ist nicht der Hauptzweck der Zeichnung. Eine technische Zeichnung ist eine Spezifikation, die geschrieben wurde, um sicherzustellen, dass ein Bauteil einem standardisierten Satz von Toleranzen und Abmessungen entspricht. Außerdem wird ein Verfahren eingeführt, sodass alle weiteren Bauteile, die nach derselben Zeichnung hergestellt wurden, identisch sind.

Es gibt verschiedene Arten von technischen Zeichnungen, auf die Sie möglicherweise stoßen. Dazu gehören:

• Detailzeichnungen: ein einzelnes Bauteil, vollständig bemaßt.

• Montagezeichnungen: wie Teile zusammenpassen, mit Artikelnummern oder einer Stückliste (BOM).

• Allgemeine Anordnungszeichnungen (GA): allgemeiner Überblick über die Position eines kompletten Produkts oder Systems.

• Explosionszeichnungen: räumliche Reihenfolge der Montage.

• Schaltplan/Schaltpläne: elektrische/hydraulische Systeme.

In diesem Artikel werden wir an der ersten, der Detailzeichnung, arbeiten, da sie am häufigsten verwendet wird und alle Grundlagen des Lesens technischer Zeichnungen behandelt. Denken Sie daran, dass es auch andere Formate gibt, falls Sie auf eine technische Zeichnung stoßen, die anders aussieht als Sie es gewohnt sind. Überlegen Sie in solchen Fällen, was der Zweck der Zeichnung ist und was sie zeigt. Das macht das Lesen oft viel einfacher, wenn Sie erst einmal die Grundlagen kennen.

Bei Accu werden technische Zeichnungen standardmäßig für alle Präzisionskomponenten in unserem Sortiment bereitgestellt. Es ist eine vernünftige Frage, warum dies notwendig ist, wenn Accu auch Renderings der Produkte sowie herunterladbare CAD-Dateien liefert. Das liegt daran, dass es mehrere Gründe gibt, warum technische Zeichnungen für Ingenieure immer noch wertvoll sind.

Warum technische Zeichnungen verwendet werden (und immer noch relevant sind)

Es gibt mehrere Gründe, warum technische Zeichnungen für viele das erste Dokument bleiben, nach dem ein Ingenieur greift.

An erster Stelle steht die Genauigkeit. Eine technische Zeichnung ist detaillierter und genauer als eine schriftliche Spezifikation, da sie zeigt, wie die Maße zueinander und zu den Merkmalen des Bauteils zusammenhängen. Sie kann auch schnell aufgenommen werden, ohne das Bauteil anhand eines Textblocks abbilden zu müssen.

An zweiter Stelle stehen Portabilität und Benutzerfreundlichkeit. Technische Zeichnungen benötigen im Gegensatz zu CAD-Dateien keine spezielle Software, um sie anzuzeigen. Sie können an eine E-Mail angehängt und wie jedes Standardbild betrachtet oder ausgedruckt und sofort verteilt werden. Dadurch eignen sie sich ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, z. B. für Remote-Arbeitsumgebungen, in denen der Internet- und Computerzugang begrenzt ist, oder in der Werkstatt, in der es nicht praktisch ist, einen Computer zur Hand zu haben.

Drittens sind technische Zeichnungen eine universelle Sprache. Die auf ihnen abgebildeten Symbole und Maße sind alle standardisiert, wie aus der Zeichnung selbst hervorgeht und vermittelt wird. Da sie die ISO-, ASME- und BS-Standards verwenden (auf die wir als Nächstes eingehen werden), werden sie weltweit verstanden.

Schließlich erleichtern technische Zeichnungen die Konstruktion kundenspezifischer Komponenten, indem Unklarheiten beseitigt werden. Sie stellen sicher, dass das zu entwerfende Bauteil perfekt ist, bevor mit der Fertigung begonnen wird. Die Ingenieure von Accu liefern routinemäßig vollständige technische Zeichnungen in jeder Phase unseres kundenspezifischen Herstellungsprozesses, sodass die Ingenieure genau sehen können, worauf sich ihre Spezifikationen beziehen, bevor sie ihre Komponenten bestellen.

Normen für technische Zeichnungen: ISO, BS 8888, ASME und DIN

Wenn Sie herausfinden, wie eine technische Zeichnung zu lesen ist, müssen Sie zunächst wissen, welcher Standard für die Zeichnung verwendet wird. Die am häufigsten verwendeten Normen sind:

• ISO (Internationale Organisation für Normung): Die weltweit dominierende Norm. Zu den für diese Norm geltenden Vorschriften gehören ISO 128 (Darstellung der Zeichnung), ISO 2768 (allgemeine Toleranzen), ISO 1101 (GD&T/GPS) und ISO 286 (Grenzwerte und Passungen). ISO 128 wurde grundlegend überarbeitet und viele seiner Teile wurden seit ihrer Einführung neu nummeriert, aber Sie werden sie möglicherweise immer noch zitiert sehen.

• BS 8888: Die britische nationale Norm für technische Produktdokumentation. BS 8888 entspricht der ISO und fügt gleichzeitig britische Richtlinien hinzu. Immer noch weit verbreitet in der britischen Industrie. BS 8888:2020 ist der aktuelle britische Standard und die aktuellen Referenzen und umfasst eine Reihe von ISO-Normen.

• ASME Y14.5: Der US-Standard für Bemaßung und Toleranzen. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in amerikanischen Lieferketten verwendet. Es lohnt sich also, entweder den Ursprung oder das Ziel der gelesenen technischen Zeichnung zu berücksichtigen. Zu den wichtigsten Unterschieden zur ISO gehören Datumsangaben und die Interpretation von GD&T-Symbolen.

• DIN-Normen: deutscher Ursprung, historisch bedeutsam im europäischen Ingenieurwesen. Einige DIN-Normen wurden durch ISO-Äquivalente ersetzt.

Überprüfen Sie immer zuerst das Schriftfeld, um festzustellen, welchen Normen die Zeichnung entspricht. Dies bestimmt, wie jedes Symbol und jede Konvention auf dem Blatt interpretiert werden sollen.

So lesen Sie einen Titelblock für technische Zeichnungen

Wenn Sie technische Zeichnungen lesen, müssen Sie irgendwo anfangen. Der beste und logischste Ausgangspunkt ist der Titelblock der Zeichnung.

Das Titelfeld ist das Informationsfeld. Stellen Sie sich das wie einen Kartenschlüssel vor, der Ihnen hilft, sich zu orientieren und zu verstehen, was Sie gerade sehen. Hier ist, was die verschiedenen Teile des Titelblocks sind und was sie bedeuten:

• Teilname und/oder Bauteilnummer: Die Identität der Komponente.

• Zeichnungsnummer: wichtig für die Versionskontrolle. Vergewissern Sie sich immer, dass Sie mit der aktuellen, aktuellsten Version arbeiten.

• Maßstab: in welchem Verhältnis die Zeichnung gezeichnet wird (z. B. 1:1, 2:1, 1:5).

• Projektionssymbol: erster Winkel oder dritter Winkel (die Tiefe wird im nächsten Abschnitt behandelt).

• Materialspezifikation: Grundmaterial und Qualität.

• Oberflächenbeschaffenheit (allgemein): Standardfinish, das auf alle unmarkierten Oberflächen angewendet wird.

• Autor, Prüfer, Genehmiger und Termine: Rückverfolgbarkeit und Abnahmekette.

• Name und Logo des Unternehmens/der Organisation

• Einheiten: typischerweise mm in metrischen Zeichnungen. Bestätigen Sie immer.

• Anwendbarer Standard: z. B. „Drawn to BS 8888" oder „Per ASME Y14.5".

• Toleranzblock: Allgemeine Toleranzen, die für alle Abmessungen gelten und nicht individuell toleriert werden.

Hier ist ein Beispiel für eine echte technische Zeichnung von Accu. Wir werden im Laufe des Artikels regelmäßig darauf zurückkommen, aber vergleichen Sie die obigen Details mit dem Titelblock in der Abbildung unten, um zu sehen, was Sie daraus lernen können:

Einige der Informationen in dieser beispielhaften technischen Zeichnung wurden für die DSGVO entfernt, aber aus dem Titelblock können wir noch viel lernen. Sie können deutlich erkennen, wo Details zum Autor der Abbildung angegeben werden würden und an welchem Datum sie gezeichnet wurde. Sie können sehen, dass das abgebildete Befestigungselement aus Edelstahl A2 gefertigt werden soll und es sich um eine M2 x 5 mm Flachkopfschraube mit Schlitz handelt. Es gibt auch Informationen zum Maßstab der Abbildung, der in diesem Fall mit 12:1 bezeichnet ist. Wenn es nicht maßstabsgetreu wäre, würde da NTS für Not To Scale stehen.

Sie können im Titelfeld auch das Symbol und den Wortlaut sehen, die darauf hinweisen, dass es sich bei diesem speziellen Beispiel um eine dritte Winkelprojektion handelt, die die Endansicht und die Seitenansicht des Bauteils zeigt. Wir werden etwas später erläutern, was eine dritte Winkelprojektion ist. Sie können auch die Zeichnungsnummer und die aktuelle Revision (hier mit einem A gekennzeichnet) finden, um sicherzustellen, dass Sie mit der aktuellsten Version arbeiten. Es lohnt sich auch, auf den Hinweis „Zeichnung nicht skalieren“ hinzuweisen. Diese Anweisung sagt uns, dass wir die Zeichnung nicht mit einem Lineal ausmessen und die Maße entsprechend der Skala anpassen sollen, da das Drucken einige Elemente verzerren kann. Arbeiten Sie nur mit den angegebenen Maßen.

Eine der wichtigsten Komponenten des Titelblocks ist der Toleranzblock, den Sie in der unteren linken Ecke des Diagramms sehen können. Es zeigt, dass alle Abmessungen im Diagramm in Millimetern und Grad angegeben sind, sowie die Toleranzen für diese Maße. Beispielsweise haben alle Maße, die keine Dezimalstelle enthalten, eine Toleranz von plus oder minus 0,25 mm sowie die spezifischen Toleranzen für Winkel, die in der Abbildung unterschiedlich beschrieben sind, sowie die Rauheit der Oberfläche. Das bedeutet, dass ein bei 8 mm gegebenes Maß zwischen 7,75 mm und 8,25 mm liegen kann. Dies entspricht BS 8888, die Toleranzen für lineare und winkelförmige Abmessungen regelt.

Orthogonale Projektion: So zeigen technische Zeichnungen 3D-Objekte

Eine technische Zeichnung wäre ohne ihren Hauptbestandteil, die Zeichnung, nicht viel wert. Um Unklarheiten zu beseitigen und das Komponentendiagramm so übersichtlich wie möglich darzustellen, verwenden technische Zeichnungen ein System, das als orthographische Projektion bekannt ist.

Die orthographische Projektion ist eine Methode zur Darstellung eines dreidimensionalen Objekts auf einer zweidimensionalen Seite. Elemente werden rechtwinklig ohne perspektivische Verzerrung projiziert. Im Gegensatz zu Fotos wird jedes Objekt daher maßstabsgetreu im Verhältnis zum Rest der Komponente dargestellt. Es ist das System, mit dem eine flache Zeichnung ein festes Teil ohne Mehrdeutigkeit beschreiben kann, weshalb die Ansichten das Herzstück jeder technischen Zeichnung sind.

Ein Objekt wird normalerweise in bis zu drei Standardansichten dargestellt:

• Vorderseite (Ansicht): Die Ansicht, die direkt auf die Vorderseite des Bauteils blickt.

• Grundriss: Die Ansicht, die von oben nach unten und manchmal von unten nach oben blickt.

• Ende (Endansicht): Die Ansicht, die auf das Ende der Komponente entlang ihrer Achse blickt.

Es ist nicht immer notwendig oder praktisch, alle drei anzuzeigen. Auf der Beispielzeichnung ist die Schraube nur in zwei Ansichten dargestellt: in der Endansicht (die kreisförmige Ansicht des Kopfes, wo der Schlitz zu sehen ist) und in der Seitenansicht (das lange Profil, das den Kopf, den Schaft und das Gewinde zeigt). Eine Ansicht von oben würde nichts hinzufügen, was die anderen nicht bereits zeigen, also wurde sie weggelassen.

Projektion aus dem ersten Winkel im Vergleich zur Projektion aus dem dritten Winkel

Ein kurzer Hinweis zum Unterschied zwischen der Projektion aus dem ersten Winkel und der Projektion aus dem dritten Winkel, da sich beide auf unterschiedliche Konventionen für die Anordnung der orthogonalen Projektion im Diagramm beziehen.

Die Grundidee dahinter ist dieselbe: Sie betrachten ein 3D-Objekt aus verschiedenen Richtungen, wobei die technische Zeichnung sie zeigt. Der Unterschied liegt darin, wie diese Ansichten auf der Seite dargestellt werden.

Lassen Sie uns ein Beispiel durcharbeiten. Hier ist ein Bild einer Flachkopfschraube mit Schlitz, ähnlich der in der technischen Zeichnung oben. In der Zeichnung befindet sich die kreisförmige Endansicht auf der linken Seite und die lange Seitenansicht auf der rechten Seite. Da es sich um eine Projektion aus einem dritten Winkel handelt (was in den Vereinigten Staaten, Kanada, Japan und Australien der Standard ist), können Sie sich die Ansichten als die Flächen eines Quaders vorstellen, der sich nach außen entfaltet. Um den Kopf zu sehen, schauen Sie sich die Schraube von links an, und im dritten Winkel befindet sich diese Ansicht auf der linken Seite.

Eine Projektionszeichnung aus dem ersten Winkel (in den meisten Teilen Europas üblich) bewirkt das Gegenteil. Stellen Sie sich vor, die Schraube liegt auf einer Glasscheibe, und Sie bewegen sich um sie herum, um jede Ansicht zu sehen. Jedes Gesicht, das von Ihnen weg zeigt, wird durch das Objekt projiziert und landet auf der anderen Seite. Die Ansicht von oben landet also unter der Vorderansicht, und die Ansicht von der rechten Seite landet auf der linken Seite. Jede Ansicht landet auf der gegenüberliegenden Seite, von der aus Sie geschaut haben.

Klingt kompliziert? Hier ist eine Zusammenfassung in einem Satz, damit Sie sich daran erinnern können, welcher welcher ist:

• Dritter Blickwinkel: Der Blick geht auf dieselbe Seite, auf der Sie gestanden haben, um hinzuschauen.

• Erster Blickwinkel: Der Blick geht auf die gegenüberliegende Seite von der Stelle, an der Sie gestanden haben, um hinzuschauen.

Wenn du sie verwechselst, wird von links nach rechts und von oben nach unten. Ein Loch, das eigentlich auf der linken Seite eines Bauteils sein sollte, erscheint plötzlich auf der rechten Seite. Das ist die Art von Fehler, die zu echten, teuren Problemen in der Werkstatt führen. Das ist auch im Vereinigten Königreich wichtig, weil BS 8888 beide Konventionen zulässt. Sie können also nicht davon ausgehen, dass in einer britischen Zeichnung die eine oder andere verwendet wird. Das müssen Sie überprüfen.

Deshalb gibt es das Projektionssymbol im Titelblock. Auf diese Weise zeigt dir die Zeichnung, nach welcher Regel sie spielt. Überprüfe es immer, bevor du eine Ansicht interpretierst. Das Symbol zeigt einen Kegelstumpf (einen Kegel mit abgeschnittener Spitze), der in zwei Ansichten gezeichnet ist: eine Reihe konzentrischer Kreise, die ein bisschen wie ein Ziel aussehen, nämlich der Kegel, von der Seite gesehen, und ein sich verjüngendes Profil, bei dem es sich um denselben Kegel von der Seite aus handelt.

Das Detail, auf das es ankommt, ist, in welche Richtung sich der Kegel relativ zu den Kreisen verjüngt. In einer dritten Winkelzeichnung zeigt das schmale Ende des Kegels in Richtung der Kreise. Bei einer ersten Winkelzeichnung zeigt es weg. Es spielt keine Rolle, auf welcher Seite der Kreise der Kegel sitzt, das folgt einfach dem Layout der Zeichnung. Das einzige, was Sie über die Konvention wissen, ist, welches Ende der Verjüngung den Kreisen zugewandt ist. Das sollten Sie überprüfen, bevor Sie eine Ansicht lesen.

Typen von Konstruktionslinien und was sie bedeuten

Die verschiedenen Linien, die in einer technischen Zeichnung verwendet werden, sorgen oft für Verwirrung, da sie einen der Hauptbereiche darstellen, die beim Lesen einer Zeichnung zu Fehlern führen.

Um die Dinge zu verdeutlichen, haben wir unten eine Tabelle beigefügt, in der die verschiedenen Linientypen auf einer technischen Zeichnung und ihre Bedeutung aufgeführt sind. Einige davon sind in dem obigen Beispieldiagramm zu sehen. Schauen Sie also darauf zurück, um sie vor Ort zu identifizieren und zu sehen, wie sie normalerweise verwendet werden.

Wie man Dimensionen liest und interpretiert

Für Bemaßungskonventionen gelten dieselben Normen wie für alle technischen Messungen, aber die Art und Weise, wie sie dargestellt werden, bedarf einer kleinen Erklärung. Jede Länge, Breite, Höhe, Bohrungsdurchmesser und Winkel eines Bauteils muss unmissverständlich kommuniziert werden, aber wie geht das, ohne dass die Dinge übersichtlich sind?

Wenn Sie eine Bemaßung auf einer Zeichnung sehen, besteht sie aus ein paar Standardteilen:

• Hilfslinien: dünne Linien, die aus der Kante des zu messenden Objekts herausragen. Sie berühren das Objekt selbst nicht (es gibt eine kleine Lücke), sie markieren nur den Anfang und das Ende der Messung.

• Maßlinie: Die Linie, die zwischen den Hilfslinien verläuft, mit einer Pfeilspitze an jedem Ende, die nach innen zeigt. Die Messnummer befindet sich über oder entlang dieser Linie.

• Der Wert: Die tatsächliche Zahl, unabhängig davon, welche Einheiten in der Zeichnung verwendet werden (fast immer Millimeter).

Stellen Sie sich das wie einen Hinweis darauf vor, wo die Backen eines Messschiebers angebracht werden müssen, wobei Häkchen genau angeben, was gemessen wird.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Maße, die Sie auf einer technischen Zeichnung finden, von denen Sie mehrere im obigen Beispiel sehen können. Hier sind eine Handvoll verschiedener Symbole, denen Sie regelmäßig begegnen werden, zusammen mit den Symbolen, die verwendet werden, um anzuzeigen, was gemessen wird:

• Linear: geradlinige Messungen. Länge, Breite, Höhe. Die häufigste Art.

• Durchmesser (φ): Wird für Kreise und Zylinder verwendet. Das Symbol ≈ gibt an, dass es sich bei dem Wert um den vollen Durchmesser und nicht um den Radius handelt. Oft wird es in einer Ansicht aufgerufen, in der das Feature überhaupt nicht als Kreis erscheint, z. B. in der Seitenansicht eines Lochs.

• Radius (R): Wird für Bögen und abgerundete Ecken verwendet. R wird von der Mitte des Bogens bis zu seinem Rand gemessen, es ist also der halbe Durchmesser des Vollkreises, zu dem der Bogen gehört. Deshalb beschreiben R10 und 51.10 sehr unterschiedliche Größen.

• Winkel: misst einen Winkel in Grad. Funktioniert genauso wie eine lineare Bemaßung, nur gekrümmt.

Etwas interessanter wird es, wenn es darum geht, wie die verschiedenen Dimensionen auf einer Zeichnung dargestellt werden, denn so können sich Fehler ansammeln. Es werden drei Arten der Bemaßung verwendet:

• Dimensionierung von Ketten: hier werden die Abmessungen wie die Glieder einer Kette aneinandergereiht. Leicht zu lesen, aber die Toleranz jeder Dimension erhöht sich zur nächsten. Wenn Sie fünf Features fertiggestellt haben, kann die Gesamtstreuung überraschend groß sein.

• Parallele Bemaßung (Basislinie): Jede Bemaßung wird von derselben Referenzkante aus gemessen, die als Stapel paralleler Maßlinien gezeichnet wird. Da sich jedes Feature von dieser einen Basislinie und nicht von der Nachbarlinie aus befindet, summieren sich die Toleranzen nicht. Sie können diese in der obigen Beispielzeichnung sehen.

• Laufende (Bezugs-) Bemaßung: Das gleiche Prinzip wie bei der parallelen Bemaßung, bei der alles von einem einzigen Ursprung aus gemessen wird, aber kompakter von einem markierten Bezugspunkt aus gezeichnet wird. Auf die gleiche Weise wird ein Stapeln vermieden.

In der Praxis: Wenn Sie auf einer Präzisionskomponente eine Kette von Dimensionen sehen, lohnt es sich, diese abzufragen. Es kann ein Versehen des Konstrukteurs sein oder es kann beabsichtigt sein, aber bei einem engen Teil lohnt es sich, die akkumulierte Toleranz zu überprüfen, bevor etwas hergestellt wird.

Ein Hinweis zur geometrischen Bemaßung und Toleranzierung (GD&T)

Geometrische Bemaßung und Toleranzen (GD&T) ist eine standardisierte symbolische Sprache, die in technischen Zeichnungen verwendet wird, um die Form, Ausrichtung, Position und Rundheit von Elementen auf einer Komponente zu steuern. Während bei herkömmlichen Bemaßungen Größe und Position mithilfe von Plus/Minus-Toleranzen spezifiziert werden, geht GD&T noch einen Schritt weiter und definiert genau, wie sich ein Element geometrisch verhalten muss, und nicht nur, wie groß es sein muss.

In der Praxis werden die GD&T-Informationen in einem Feature-Kontrollrahmen angezeigt. Dabei handelt es sich um ein kleines, in Fächer unterteiltes Feld, das von links nach rechts gelesen werden kann. Es gibt die geometrische Eigenschaft, den Toleranzwert und die Bezugsreferenzen an, aus denen die Messung stammt. Zu den üblichen Merkmalen gehören Ebenheit, Rechtwinkligkeit, wahre Position und kreisförmiger Rundlauf, die jeweils durch ein standardisiertes Symbol dargestellt werden. Eine vollständige Aufschlüsselung der einzelnen GD&T-Symbole und ihrer Funktionen finden Sie in unserem Leitfaden für GD&T-Symbole.

Schritt für Schritt: So lesen Sie eine technische Zeichnung

Jetzt, da wir ein besseres Verständnis der verschiedenen Bestandteile einer technischen Zeichnung und ihrer Bedeutung haben, können wir all das zusammenfügen und dieses Wissen nutzen.

Zur Erinnerung: Hier ist das Beispiel der technischen Zeichnung von vorhin. Schauen Sie sich beim Durcharbeiten der folgenden schrittweisen Anleitung wieder diese Zeichnung an, damit Sie üben können, das Gelernte beim Lesen anzuwenden.

Schritt für Schritt vorgehen:

• Beginnen Sie mit dem Titelfeld: Identifizieren Sie das Teil, die Revision, die Norm, die Einheiten, die Projektionsmethode, die allgemeinen Toleranzen und das Material.
• Orientieren Sie sich an den Ansichten: Identifizieren Sie die Vorderansicht, den Grundriss und die Endansichten anhand des Projektionssymbols und machen Sie sich ein Bild davon, wie sie zusammenhängen.
• Verstehen Sie die Geometrie vor den Dimensionen: Zeichnen Sie die Umrisse jeder Ansicht nach. Identifizieren Sie verdeckte Linien und erstellen Sie im Kopf die 3D-Form.
• Identifizieren Sie zuerst kritische Merkmale: Suchen Sie die Bezugspunkte und die Merkmale mit den engsten Toleranzen. Diese geben Aufschluss darüber, wo sich das funktionale Herzstück des Bauteils befindet.
• Lesen Sie die Dimensionen systematisch: Gehen Sie jede Ansicht methodisch durch. Verwenden Sie Querverweise zwischen verschiedenen Ansichten, um Ihre Interpretation der einzelnen Merkmale zu bestätigen.
• Prüfen Sie die Oberflächenbeschaffenheit und die Materialbeschaffenheit: Sie wirken sich auf die Prozessauswahl aus, nicht nur auf die Endkontrolle.
• Überprüfung anhand der Stückliste (bei Montagezeichnungen): Stellen Sie sicher, dass alle Artikelnummern und Mengen berücksichtigt wurden.
• Melden Sie Unklarheiten, bevor Sie handeln: Wenn etwas unklar ist, gehen Sie niemals davon aus. Fragen Sie den Urheber der Zeichnung ab. Eine fünfminütige Frage ist stundenlanges Nacharbeiten wert.

Häufige Fehler beim Lesen von technischen Zeichnungen und wie man sie vermeidet

1. Ich arbeite mit der falschen Version

Zeichnungsrevisionen liegen vor, weil sich Konstruktionen ändern. Sie ändern sich häufig, insbesondere bei Komponenten, die sich noch in der Entwicklung oder Verfeinerung befinden. Das Risiko besteht darin, dass eine im letzten Monat veröffentlichte Zeichnung fast identisch mit der aktuellen Version aussieht, wobei der einzige sichtbare Unterschied eine einzelne aktualisierte Bemaßung oder eine überarbeitete Toleranz ist, die irgendwo auf dem Blatt vergraben ist.

Bevor Sie etwas anderes auf einer Zeichnung lesen, überprüfen Sie die Revisionsanzeige im Titelfeld und vergleichen Sie sie mit der letzten Ausgabe, die Sie offiziell ausgestellt haben. Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Ihr Exemplar aktuell ist, fragen Sie nach. Gehen Sie nicht davon aus. In einer realen Produktionsumgebung ist es sowohl eine gute Praxis als auch, in regulierten Branchen, eine Compliance-Anforderung, die Aufzeichnungen darüber zu führen, welche Revision für jede einzelne Charge verwendet wurde.

2. Falsche Identifizierung der Projektionsmethode

Bei der Projektion für den ersten Winkel und den dritten Winkel werden beide dieselben Ansichten verwendet (Vorderansicht, Grundriss und Ende), sie werden jedoch auf gegenüberliegenden Seiten der Vorderansicht auf der Seite platziert. Auf den ersten Blick können eine Zeichnung aus dem ersten Winkel und eine Zeichnung aus dem dritten Winkel sehr ähnlich aussehen, insbesondere wenn das Bauteil relativ symmetrisch ist, wie eine Schraube. Das Verwechseln der beiden Elemente hat zur Folge, dass von links nach rechts und von oben nach unten wird. Das kann bedeuten, dass ein Element, das sich eigentlich auf einer Seite eines Bauteils befinden sollte, auf der gegenüberliegenden Seite bearbeitet wird.

Genau aus diesem Grund befindet sich das Projektionssymbol im Titelblock. Überprüfen Sie es jedes Mal, wenn Sie eine Zeichnung in die Hand nehmen, auch wenn Sie mit der Komponente vertraut sind. Wenn das Symbol fehlt oder unklar ist, fahren Sie erst fort, wenn Sie mit dem Zeichnungsursteller bestätigt haben, welche Methode verwendet wurde.

3. Behandlung von Referenzmaßen als Prüfanforderungen

Referenzmaße, die in Klammern angegeben sind, z. B. (50), sind in den Zeichnungen nur zur Information enthalten. Sie können eine Gesamtlänge angeben, die aus einer Reihe anderer Abmessungen abgeleitet wurde, oder sie enthalten ein nützliches Maß, das aus einer zugehörigen Zeichnung übernommen wurde. Sie definieren keine Herstellungsanforderung, und ein Teil kann nicht gegen sie zurückgewiesen werden.

Der Fehler tritt in der Regel auf, wenn jemand eine Zeichnung schnell liest und den Abmessungen in Klammern die gleiche Aufmerksamkeit schenkt wie den Standardmaßen. Wenn Sie eine Inspektion durchführen oder ein Bauteil anhand einer Zeichnung überprüfen, ist die Regel einfach: Wenn es in Klammern steht, zählt es nicht. Wenn Sie eine Zeichnung erstellen und möchten, dass eine Bemaßung überprüft wird, achten Sie darauf, dass sie nicht in Klammern steht.

4. Skalieren der Abmessungen aus einer gedruckten Zeichnung

Wenn eine Bemaßung in einer Zeichnung nicht ausdrücklich angegeben ist, wird sie manchmal instinktiv vom gedruckten Blatt aus gemessen und anhand des angegebenen Maßstabsverhältnisses der Zeichnung vergrößert. Das ist immer falsch, und zwar aus zwei Gründen. Erstens werden Zeichnungen selten genau im angegebenen Maßstab gedruckt. Die Kalibrierung des Druckers, das Schrumpfen des Papiers und die Konvertierung von Digital in Print führen zu kleinen, aber echten Verzerrungen. Zweitens ist eine Dimension, die nicht angegeben ist, eine Dimension, die nicht formell kontrolliert wurde. Bei der Skalierung wird eine Zahl erzeugt, hinter der keine technische Autorität steht.

Wenn eine Bemaßung, die Sie benötigen, nicht in der Zeichnung enthalten ist, sprechen Sie den Urheber der Zeichnung an und bitten Sie ihn, sie hinzuzufügen. Dokumentieren Sie die Anfrage und die Antwort. Niemals nach einer Abmessung herstellen oder prüfen, die nicht ausdrücklich spezifiziert wurde.

5. Durchmesser- und Radiusangaben wurden falsch gelesen

Das Symbol mm. steht für den Durchmesser. Dabei handelt es sich um die gesamte Breite eines Features in seiner Mitte. Das R-Symbol steht für den Radius, den Abstand vom Mittelpunkt zum Rand. Eine Bohrung von 25 und eine Bohrung R25 sind nicht dasselbe: „25“ bedeutet einen Bohrungsdurchmesser von 25 mm; „R25“ bedeutet eine Bohrung mit einem Durchmesser von 50 mm. Die Symbole sind optisch deutlich erkennbar, aber wenn Sie schnell lesen, insbesondere auf einer dichten oder komplexen Zeichnung, ist es einfach, die Zahl zu registrieren, ohne richtig zu registrieren, welches Symbol ihr vorangestellt ist.

Machen Sie es sich zur Gewohnheit, jedes Mal, wenn Sie eine Bemaßung auf einem kreisförmigen oder gekrümmten Objekt ablesen, das Symbol vor dem Wert zu identifizieren. Dies ist besonders wichtig bei Zeichnungen mit einer Mischung aus Löchern, Senkbohrungen, Radien und Rundungen, bei denen mehrere verschiedene Symbole in unmittelbarer Nähe erscheinen.

6. Übersehen der Toleranzakkumulation bei Kettenabmessungen

Die Kettenbemaßung, bei der Bemaßungen von einem Element zum anderen durchgehend angeordnet werden und nicht alle von einem gemeinsamen Datum ausgehen, ist zwar leicht zu lesen, führt jedoch zu einem erhöhten Toleranzproblem. Wenn jedes Glied in der Kette eine Toleranz von ±0,1 mm hat und die Kette fünf Elemente enthält, beträgt die Abweichung zwischen dem ersten und dem letzten Element im schlimmsten Fall ±0,5 mm, auch wenn jede einzelne Bemaßung innerhalb ihrer eigenen Toleranz liegt.

Wenn Sie eine Zeichnung lesen, die Kettenbemaßungen verwendet, ermitteln Sie immer den ungünstigsten Lagenaufbau entlang der gesamten Kette, bevor Sie mit der Fertigung oder Montage beginnen. Wenn die akkumulierte Toleranz enger ist, als die Baugruppe aufnehmen kann, muss sie an den Konstrukteur zurückgegeben werden. Es ist ein Zeichnungsproblem, kein Fertigungsproblem.

7. Verdeckte Linien ignorieren

Verdeckte Linien, die in einer Zeichnung als gestrichelte Linien dargestellt werden, stellen Elemente dar, die zwar auf der Komponente vorhanden sind, aber in der aktuellen Ansicht nicht direkt sichtbar sind. Sie können auf eine Sackbohrung, eine Senkbohrung, einen Hinterschnitt, ein Gewinde oder eine Innenbohrung hinweisen, die durch das Bauteil verläuft. Da es sich nicht um durchgezogene Linien handelt, können sie sich visuell zweitrangig anfühlen, und es ist leicht, sie als Hintergrund zu betrachten, anstatt sie als die tatsächlichen Merkmale zu lesen, die sie repräsentieren.

Jede gestrichelte Linie auf einer Zeichnung entspricht etwas, das da sein muss. Bevor Sie mit dem Lesen einer Ansicht fertig sind, gehen Sie zurück und berücksichtigen Sie jede verdeckte Linie. Identifizieren Sie, für welches Merkmal es sich handelt, und finden Sie es in den anderen Ansichten, in denen es sichtbar sein wird. Wenn Sie das Gegenstück zu einer verdeckten Linie in einer anderen Ansicht nicht finden, ist das ein Signal, genauer hinzuschauen und nicht weiterzumachen.

8. Falsches Lesen eines Feature-Control-Frames

Ein GD&T-Feature-Control-Frame enthält mehrere unterschiedliche Informationen, wie das geometrische Merkmal, den Toleranzwert, alle Modifikatoren und die Bezugsreferenzen, die alle in einer kleinen Box verpackt sind. Der häufigste Fehler besteht darin, nur den Toleranzwert zu lesen und den Rest zu ignorieren. Die Modifikatorsymbole (Ⓜ für MMC, Ⓟ für projizierte Toleranzzone) können die Bedingungen, unter denen die Toleranz gilt, erheblich verändern. Die Reihenfolge der Bezugsreferenzen bestimmt, wie das Bauteil für die Messung eingeschränkt ist.

Lesen Sie jedes Kompartiment eines Feature-Control-Frames der Reihe nach, jedes Mal von links nach rechts. Wenn ein Ⓜ -Modifikator vorhanden ist, berechnen Sie die verfügbare Bonustoleranz anhand der tatsächlich produzierten Größe, bevor Sie Rückschlüsse auf die Konformität ziehen. Wenn die Bezugsreihenfolge nicht mit der Funktion des Teils übereinstimmt, fragen Sie es ab. Fehler in der Bezugsreihenfolge sind eine bekannte Fehlerursache bei Zeichnungen, die von weniger erfahrenen Konstrukteuren erstellt wurden.

9. Du fragst eine Zeichnung nicht ab, die du nicht vollständig verstehst

Dies ist der wichtigste Fehler auf der Liste, den es zu vermeiden gilt, und der alle anderen Fehler untermauert. In einer geschäftigen Werkstatt, wenn man mit einem Kunden zu tun hat oder unter Zeitdruck steht, ist es schwierig zuzugeben, dass etwas auf einer Zeichnung nicht klar ist. Es wird davon ausgegangen, dass das Abfragen einer Zeichnung wie eine Kompetenzlücke aussieht. In der Praxis ist das Gegenteil der Fall.

Technische Zeichnungen werden von Menschen erstellt und enthalten Fehler, Auslassungen und Unklarheiten. Erfahrene Ingenieure fragen Zeichnungen routinemäßig ab. Dies ist ein normaler und erwarteter Teil des Herstellungsprozesses. Jede Anfrage, die vor Arbeitsbeginn gestellt wird, ist ein Problem, das billig gelöst wird. Jede Unklarheit, die durch Annahmen gelöst wird, ist eine potenzielle Nichtkonformität, eine verschrottete Komponente oder eine kostspielige Überarbeitung, die darauf wartet, durchgeführt zu werden. Wenn etwas an einer Zeichnung unklar ist, sprechen Sie es schriftlich an, holen Sie eine schriftliche Antwort ein und bewahren Sie beide Dokumente auf.

Die wichtigsten Erkenntnisse

Eine technische Zeichnung gut zu lesen hat weniger mit dem Auswendiglernen jedes Symbols zu tun, als vielmehr mit dem Einhalten einer konsistenten Reihenfolge. Die Ingenieure, die Zeichnungen schnell und fehlerfrei lesen, sind nicht unbedingt diejenigen, die jede Konvention auswendig kennen, sie sind diejenigen, die jedes Mal dieselben Dinge in der gleichen Reihenfolge überprüfen. Die folgenden Punkte machen aus dieser Reihenfolge die Gewohnheiten, die es wert sind, sich anzueignen — vom ersten Blick auf den Titelblock bis hin zu dem Moment, in dem Sie entscheiden, dass etwas abgefragt werden muss.

• Eine technische Zeichnung ist eine gesetzliche Spezifikation, keine Illustration. Die Angaben in der Zeichnung regeln die Herstellung und Prüfung, unabhängig davon, was in einer CAD-Datei, einer E-Mail oder einer mündlichen Anweisung steht.

• Beginnen Sie immer mit dem Titelblock. Es informiert Sie über die Norm, die Einheiten, die Projektionsmethode, das Material, die Revision und die allgemeinen Toleranzen, bevor Sie sich eine einzelne Dimension ansehen.

• Überprüfen Sie die Revision jedes Mal. Das Arbeiten mit einer überarbeiteten Zeichnung ist einer der häufigsten und teuersten Fehler bei der Fertigung.

• Die Projektionen aus dem ersten Winkel (europäisch) und aus dem dritten Winkel (amerikanisch) sehen auf den ersten Blick ähnlich aus, platzieren jedoch die Ansichten auf gegenüberliegenden Seiten der Vorderansicht. Wenn Sie sie verwirren, werden links und rechts sowie oben und unten umgekehrt. Überprüfen Sie immer das Projektionssymbol, bevor Sie eine Ansicht interpretieren.

• Ignorieren Sie niemals verdeckte Kanten. Jede gestrichelte Linie stellt ein echtes Feature dar, es ist einfach aus der aktuellen Ansicht ausgeblendet.

• Die Abmessungen müssen immer aus der Zeichnung gelesen werden und dürfen niemals anhand der gedruckten Geometrie skaliert werden. Wenn eine Dimension fehlt, fragen Sie sie ab.

• Die Kettenbemaßung führt dazu, dass sich Toleranzen über alle Features hinweg ansammeln. Bei Präzisionskomponenten ist eine Bezugsbemaßung vorzuziehen, da jedes Feature vom gleichen Ursprung aus gemessen wird.

• GD&T kontrolliert Dinge, die Dimensionen alleine nicht können. Dinge wie Geradheit, Ebenheit, Rechtwinkligkeit, wahre Position und Rundlauf. Der Feature-Control-Frame liest immer von links nach rechts: Kennlinie, Toleranzwert, Bezugsreferenzen.

• Wenn Sie Zweifel an einer Zeichnung haben, fragen Sie den Urheber, bevor Sie fortfahren. Eine Frage dauert Minuten; eine neu erstellte Komponente dauert Tage.

Weiterführende Lektüre:

• Die Oberflächenrauheit im Griff haben: Ein umfassender Leitfaden

• DIN-, ISO- und AFNOR-Normen: Was sind sie?

• So verwenden Sie Nier-Bremssättel wie ein Ingenieur

Häufig gestellte Fragen:

F: Was ist GD&T und warum wird es für technische Zeichnungen verwendet?

A: GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) ist ein standardisiertes System zur Steuerung der Form, Ausrichtung, Position und Rundheit von Elementen auf einem Bauteil, das über das hinausgeht, was herkömmliche Abmessungen spezifizieren können.

Es wird verwendet, weil durch Koordinatentoleranzen (±x, ±y) quadratische Toleranzbereiche entstehen, die mit runden Elementen wie Löchern und Wellen geometrisch inkonsistent sind. GD&T ersetzt diese quadratischen Zonen durch zylindrische oder planare Zonen, die den tatsächlichen Funktionsanforderungen entsprechen. Dies ermöglicht eine besser nutzbare Toleranz und eine genauere Kommunikation der Konstruktionsabsicht.

In den ISO-Normen wird das entsprechende System GPS (Geometrical Product Specifications) genannt.

F: Was ist der Unterschied zwischen einer Senkbohrung und einer Kegelsenkung?

A: Eine Senkbohrung () ist eine zylindrische Aussparung mit flachem Boden, die koaxial mit einer Bohrung bearbeitet ist. Sie dient dazu, die Köpfe von Zylinderkopfschrauben oder Rundkopfschrauben so zu vertiefen, dass sie bündig oder unter der Oberfläche sitzen.

Ein Kegelsenker () ist eine konische Aussparung an der Mündung eines Lochs, die zur Aufnahme der konischen Unterseite von Senkkopfschrauben dient.

Eine Senkbohrung hat einen flachen Boden und senkrechte Wände; eine Senkbohrung hat ein konisches, konisches Profil. Beide sind mit einem Durchmesser bzw. einer Tiefe oder einem Winkel angegeben.

F: Was bedeutet ISO 2768 auf einer technischen Zeichnung?

A: ISO 2768 ist der internationale Standard für allgemeine Toleranzen. Dies sind die Standardtoleranzen, die für alle Abmessungen in einer Zeichnung gelten, für die es keine individuell angegebene Toleranz gibt.

Es besteht aus zwei Teilen: ISO 2768-1 behandelt lineare Abmessungen und Winkel und ISO 2768-2 behandelt geometrische Toleranzen. ISO 2768-1 definiert vier Klassen: fein (f), mittel (m), grob (c) und sehr grob (v). Jede spezifiziert eine andere zulässige Abweichung für einen bestimmten Abmessungsbereich.

ISO 2768-m ist die am häufigsten verwendete Klasse im allgemeinen Maschinenbau. Wenn ISO 2768 verwendet wird, wird die entsprechende Klasse im Titelfeld angegeben, obwohl in einigen Zeichnungen stattdessen explizite Toleranzwerte aufgeführt sind, wie dies im Beispiel in diesem Handbuch der Fall ist.

F: Was muss ich tun, wenn in einer technischen Zeichnung eine Abmessung fehlt?

A: Eine fehlende Bemaßung muss immer beim Zeichnungsurheber abgefragt werden. Sie sollte niemals anhand der gedruckten Geometrie angenommen, geschätzt oder skaliert werden. Technische Zeichnungen sind gesetzliche Spezifikationen, und jedes Maß, das für die Herstellung oder Prüfung maßgebend ist, muss ausdrücklich angegeben werden.

Die Skalierung aus einer gedruckten Zeichnung ist aufgrund von Drucktoleranzen und Papierverzerrungen unzuverlässig. Geht man von einer Annahme aus, so ist der Hersteller für alle daraus resultierenden Abweichungen haftbar. Dokumentieren Sie die Anfrage und die Antwort schriftlich, bevor Sie fortfahren.

F: Was ist der Unterschied zwischen einer Referenzabmessung und einer Standardabmessung in einer technischen Zeichnung?

A: Ein Referenzmaß, das in Klammern steht, z. B. (50), dient nur zur Information. Es definiert keine Herstellungsanforderung und darf nicht als Prüf- oder Ablehnungskriterium verwendet werden. Es dient in der Regel dazu, einen nützlichen Kontext zu liefern, z. B. eine Gesamtlänge, die aus anderen Bemaßungen abgeleitet werden kann, oder eine Bemaßung, die zur leichteren Bezugnahme aus einer zugehörigen Zeichnung übernommen wurde.

Eine Standardabmessung hat keine Klammern und ist eine direkte Spezifikationsanforderung. Das Merkmal muss innerhalb der angegebenen oder allgemeinen Toleranz dieser Norm entsprechen.