Allgemeines über technische Zeichnungen

In vielen Bereichen der Industrie, gerade aber bei der maschinellen Konstruktion, sind technische Zeichnungen von Bedeutung. Dabei stellt die technische Zeichnung den Abschluss der Arbeit eines Konstrukteurs oder eines Technischen Zeichners an einem Bauteil dar. Mit der technischen Zeichnung sollen alle qualitativen und quantitativen Merkmale eines Bauteiles, einer Baugruppe oder
Maschine und Anlage anderen Personen verständlich gemacht werden und eine reproduzierbare Fertigung der Bauteile ermöglicht werden. Generell werden in der technischen Zeichnung sämtliche Produktdetails eindeutig festgehalten. 

Was ist eine technische Zeichnung? Eine technische Zeichnung ist ein detailliertes Abbild von bereits vorhandenen oder geplanten Bauteilen, welche zum Beispiel zur Herstellung von komplexen Maschinen benötigt werden. 

Um die Zeichnung lesen und verstehen zu können, sind spezielle Kenntnisse erforderlich. Dabei spielen die verwendeten Symbole und erforderliche Normen ebenso eine übergeordnete Rolle, wie auch die Software, mit der in der heutigen Zeit die technischen Zeichnungen erstellt werden.

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Was ist eine technische Zeichnung? 

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Die technische Zeichnung ist ein schriftliches Dokument und Kommunikationsmittel zwischen Ingenieuren und der Fertigungsabteilung in einem Unternehmen. Sie enthält maßstabsgetreue Abbildungen mit Bemaßungen und Erläuterungen. Damit sollen beispielsweise die Funktions- oder Bauweisen von Einzelteilen und Baugruppen aufgezeigt werden.

Das Ziel der technischen Zeichnung ist eine normgerechte Darstellung eines Objektes. Dabei muss die Zeichnung eindeutig sein. Denn nur so kann mit ihr die Fertigung eines dargestellten Bauteils erfolgen. Das Erstellen von technischen Zeichnungen ist typisch für Ingenieure, Konstrukteure, Architekten, Bauzeichner etc.

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Die Geschichte der technischen Zeichnung

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Der bekannteste Vertreter technischer Zeichnungen war im 15. Jahrhundert nach Christus Leonardo da Vinci. Dieser hielt seine zahlreichen Erfindungen, wie seine Kriegsmaschine, einen Flugapparat oder eine Gliederkette in unzähligen technischen Zeichnungen fest. Dabei reicht das heutige Basiswissen der Geometrie und dessen Erforschung noch weit vor Christi Geburt zurück. Federführend waren hier Pythagoras von Samos oder Euklid von Alexandria.

Jüngere Belege für technisches Zeichnen finden sich um 1700 in den Arbeiten des französischen Flugpioniers Jacques de Vaucanson sowie in Patentschriften aus dem 19. Jahrhundert wieder.

Die Erkenntnisse zum technischen Zeichnen entwickelten sich im Laufe der letzten Jahrhunderte immer weiter. So etablierten sich zahlreiche Werkzeuge, mit denen die Erstellung der Zeichnungen immer einfacher wurden. Während früher vor allem Zeichenbretter, Tuschestifte, Schriftschablonen, Kurvenlineale und Transparentpapier oder transparente Zeichenfolien dafür verwendet wurden, haben sich mit dem Zeitalter der Computer immer mehr Computer-unterstützte Zeichenprogramme (CAD) etabliert.

Nicht selten wird heute auch der umgekehrte Weg gegangen: vom fertigen Produkt zurück zur präzisen technischen Zeichnung. Mit Reverse Engineering werden bei fertigen Bauteilen und industriell erzeugten Produkten die Außen- und Innenkonturen untersucht und vermessen. Aus den gewonnenen Daten erzeugen entsprechende Fachfirmen wie insbesondere Q-Tech präzise 3D CAD-Modelle, welche wiederum die Grundlage für die technische Zeichnung sind. Vor allem bei fehlenden CAD-Daten oder Ersatzteilen ist das eine große Arbeitserleichterung.

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Übersicht und Grundlagen

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Damit technische Zeichnungen überall klar und verständlich sind, müssen bestimmte Grundlagen, Darstellungsregeln und Maßeintragungen beachtet werden. Diese werden in diversen Normen zusammengefasst, welche den genauen Aufbau einer technischen Zeichnung regeln. Eine dieser Richtlinien ist beispielsweise die DIN-Norm des Deutschen Instituts für Normung e. V., die als verbindliches Hilfsmittel bei der Erstellung von Formen und Maßen einzusetzen ist. 

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Wo werden technische Zeichnungen verwendet?

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Obwohl heute viele Güter, Waren oder Geräte unter Zuhilfenahme anderer produzierender Maschinen erzeugt werden, kann auf technische Zeichnungen immer noch nicht verzichtet werden. Denn diese erfüllen wichtige, zentrale Aufgaben:

• Technische Zeichnungen stellen Produktbesonderheiten, die in 3D CAD-Modellen nicht richtig wiedergegeben werden können, bildlich dar. Das können beispielsweise interne oder externe Gewinde sein.
• Anhand der zahlreichen Hinweise, Maß- und Toleranzangaben erhält der Zerspanungsmechaniker ein umfassendes Bild von dem zu fertigenden Bauteil.
• Wichtige Toleranzabweichungen vom Standard werden damit verdeutlicht.
• Der Konstrukteur kann mithilfe der Zeichnungen beispielsweise bestimmte Anforderungen wie die Oberflächenrauheit dem Hersteller bzw. der Fertigung übermitteln.

Daher werden die Zeichnungen gerade in Bereichen benötigt, in denen es auf hohe Genauigkeit und die Minimierung von Risiken durch einen fehlerhaften Aufbau ankommt. Das ist vor allem beim Maschinenbau und auch bei der technischen Dokumentation der Fall.

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Im Maschinenbau werden technische Zeichnungen für folgende Zwecke benötigt:

• Zur Fertigung von Bauteilen
• Zur Darstellung von Bauteilen
• Bei der Montage
• Für Reparaturen
• Für Prospekte
• Für Computeranimationen mit CAD (Computer Aided Design)

Zur Dokumentation von Maschinen, Anlagen und anderen Produkten werden technische Zeichnungen vor allem dann benötigt, wenn für das Inverkehrbringen innerhalb des Europäischen Wirtschaftsraums eine CE-Konformitätserklärung erforderlich ist. Dabei werden mit den Zeichnungen sämtliche Funktionen, die Bedienung und mögliche Gefahrenquellen eines Produktes detailliert dargestellt.

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Welche Arten von technischen Zeichnungen gibt es?

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Je nach Zweck werden unterschiedliche Darstellungsarten bei den technischen Zeichnungen bevorzugt. Diese können sein:

• Strichzeichnungen
• Funktionszeichnungen
• Explosionszeichnungen
• Realdarstellungen
• Schnittzeichnungen
• Ablaufdiagramme

Was gehört in eine technische Zeichnung?

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Technische Zeichnungen enthalten folgende Elemente: Koordinaten, Schriftfeld, orthogonale Ansichten des Teils, Schnittansichten, Detailansichten und weitere Hinweise für die Fertigung.

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Das Schriftfeld

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Das Schriftfeld findet sich bei einer technischen Zeichnung immer in der unteren rechten Ecke. Darin enthalten sind sämtliche grundlegenden Informationen, wie auch der Produktname, die Namen aller Beteiligten (Entwurf, Prüfung und Genehmigung) und der Name des entsprechenden Unternehmens. Ebenfalls im Schriftfeld vermerkt werden technische Angaben zum verwendeten Maßsystem, dem Projektionswinkel, Anforderungen an das Oberflächenfinish, den Maßstab und den Werkstoff.

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Die Koordinaten

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Gerade bei großen und komplexen technischen Zeichnungen werden am Rand Koordinaten zur besseren Orientierung zum Beispiel in Besprechungen notiert.

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Die orthogonale Ansicht

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Die orthogonale Ansicht, auch Orthogonalprojektion genannt, enthält die wichtigsten Informationen über die Geometrie des Bauteils. So finden sich darin die Maße und Toleranzen wieder. Die orthogonale Ansicht entspricht einer zweidimensionalen Abbildung des dreidimensionalen Objekts aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Typisch hierfür sind: 

• Eine Vorderansicht
• Eine Rückansicht
• Eine Seitenansicht
• Eine Draufsicht
• Eine Untersicht

In der Orthogonalprojektion können auch verdeckte Linien wichtiger Bauteile eingezeichnet werden. In der Regel sind zwei oder drei orthogonale Ansichten für die korrekte Wiedergabe der Geometrie ausreichend.

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Die isometrische Darstellung

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Bei der isometrischen Darstellung handelt es sich um eine dreidimensionale, grafische Abbildung des Objekts. Auch wenn die isometrische Darstellung nicht zwingend erforderlich ist, sollte sie dennoch in der Praxis bei technischen Zeichnungen enthalten sein. Denn mit ihr werden den Mechanikern zusätzliche Informationen, wie beispielsweise die Montagerichtung, übermittelt.

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Schnitte

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Schnittansichten sind zweidimensionale Abbildungen ausgewählter Bereiche, von denen ein Teil abgeschnitten wurde, um so die inneren Merkmale des Bauteils, die weder aus der isometrischen noch orthogonalen Darstellung hervorgehen, sichtbar machen zu können. In der Regel werden die Schnitte in einer Linie mit den orthogonalen Ansichten positioniert.

Mit einer beschrifteten Linie wird in der Orthogonalprojektion die gedachte Schnittkante und Schnittrichtung angedeutet. Die entstandenen Schnittflächen werden schraffiert gekennzeichnet. Bei komplexen Teilen werden nicht selten mehrere Schnittansichten dargestellt.

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Detailansicht

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Sind in der Orthogonalprojektion komplexe Merkmale und schwer erkennbare Bereiche enthalten, können diese Bereiche mit zusätzlichen Detailansichten genauer dargestellt werden. Detailansichten können in ihrer Größe und Ausrichtung von den orthogonalen Ansichten abweichen. Zur besseren Zuordnung werden Detaildarstellungen mit einem einzigen Buchstaben markiert, der den jeweiligen Bereich der orthogonalen Darstellung kennzeichnet.

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Hinweise an den Hersteller

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Hinweise für die Fertigung werden üblicherweise an der unteren linken Seite der technischen Zeichnung oberhalb des Schriftfeldes platziert. Darin enthalten sind alle Informationen, die nicht aus der Zeichnung hervorgehen. Das können Anweisungen an den Zerspanungsmechaniker sein, wie das Entgraten, Abkanten, oder die Oberflächenbearbeitung.

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Welcher Maßstab wird bei einer technischen Zeichnung verwendet?

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Technische Zeichnungen von Werkstücken haben oftmals den Maßstab 1:1. Damit ist die Zeichnung genauso groß wie das Werkstück. Bei größeren Werkstücken wird die Zeichnung entsprechend verkleinert. Dafür werden, je nach Größe der Werkstücke folgende Maßstäbe nach DIN 823 gewählt:

• Verkleinerungen erfolgen in den Maßstäben M 1:2, M 1:10 usw.
  Dabei besagt der Maßstab M 1:10, dass 1 mm der Zeichnung einer realen Länge von 10 mm entspricht. Damit wird die Zeichnung nur noch so groß wie ein Zehntel des Werkstücks.

Bei sehr kleinen Werkstücken wird die technische Zeichnung entsprechend vergrößert:

• Vergrößerungen erfolgen in den Maßstäben M 2:1, M 10:1 usw.
  Dabei besagt der Maßstab M 10:1, dass 10 mm der Zeichnung einer realen Länge von 1 mm entsprechen. Oder: Die Zeichnung ist zehnmal größer als das Werkstück.

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Wichtige Symbole auf technischen Zeichnungen 

Informationen in technischen Zeichnungen werden durch zahlreiche Symbole dargestellt. Es gibt:

• Schriftsymbole
• Satzzeichen
• Ziffern
• Oberflächenbearbeitungssymbole
• Verbindungssymbole (Niet- oder Schraubsymbole, Schweißzeichen)
• Rauheits-, Bemaßungs- und Toleranzsymbole
• Bauteilsymbole (Schrauben-, Nieten-, Federnsymbole)
• Baugruppensymbole (Wälzlager, Motor, Getriebesymbole)
• Maschinen-, Apparate-, Gerätesymbole

Wichtig ist, dass die Beschriftung einer Zeichnung immer in die gleiche Richtung lesbar ist, wie die Leserichtung des Schriftfeldes. 

Die Symbole und ihre Bedeutung werden wiederum in zahlreichen Normen geregelt. Ebenso deren Darstellung. So dürfen Symbole für Schweißzeichnungen oder Oberflächenbearbeitungszeichen in ihren Abmessungen nicht verändert werden. Dagegen gibt es andere Symbole, die mit ihren Abmessungen an das Bauteil angepasst werden müssen.

Welche Symbole gibt es?

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Mittels der Symbole können in den technischen Zeichnungen geometrische Toleranzen definiert werden. Es wird unterschieden zwischen: 

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• Formtoleranz (Formabweichung)
• Ausrichtungstoleranz
• Lagetoleranz (Lageabweichung)
• Rundlauftoleranz 

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In diesem Zusammenhang beschreibt das Symbol die jeweiligen geometrischen Eigenschaften. So wird eine gerade Fläche (Geradheit) mit einer geraden Linie dargestellt, eine Rundung mit einem Kreis. Ebenen hingegen werden mittels eines Parallelogramms verdeutlicht. 

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Außerdem lassen sich mit entsprechenden Symbolen Parallelität, Rechtwinkligkeit, Winkligkeit, Symmetrie, Rundlauf und zahlreiche weitere Eigenschaften visualisieren. 

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Die technische Zeichnung und ihre Bedeutung in der Industrie

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Die technische Zeichnung kann nicht mit einem normalen Bild verglichen werden. Vielmehr ist die Zeichnung ein Übermittler von Ideen und Informationen. Durch die vorgeschriebenen Normen ist eine technische Zeichnung mitunter sogar präziser und eindeutiger als so manches gesprochene Wort. Gerade für die Produktion von Maschinen, aber auch in der Elektrotechnik oder im Bauwesen sind diese Zeichnungen unverzichtbar. Heutzutage wird für die Erstellung in der Regel eine CAD-Software verwendet. Dadurch können Maßangaben und Toleranzen direkt am virtuellen Modell eingegeben werden. Das beschleunigt nicht nur die Arbeitsabläufe –  inzwischen ist die technische Zeichnung ein internationales Verständigungsmittel der Technik geworden, da die jeweiligen DIN-Normen die Empfehlungen der internationalen Organisation für Normung (ISO) berücksichtigen.

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