Technisches Zeichnen

[Vinay Pettyjohn]

Sie lernen von den Grundlagen der Planung ber die verschiedenen Maschinenelemente, das Detailzeichnen, die Darstellung von Schweikonstruktionen und der normgerechten Darstellung von Plnen. Inklusive angewandter Mathematik, Fachkunde und Lehrabschlussprfungsinhalten mit CAD-Training. Dadurch haben Sie im Anschluss die Mglichkeit die Lehrabschlussprfung zum/r Technischen Zeichner:in zu absolvieren. Vertiefendes CAD Training ist empfehlenswert.

Voraussetzung fr den Antritt zur auerordentlichen Lehrabschlussprfung ist die Vollendung des 18. Lebensjahres sowie eine einschlgige Praxis im Umfang der halben Lehrzeit. Erkundigen Sie sich bitte rechtzeitig (vor der Anmeldung zum Kurs) beim Prfungsservice der Wirtschaftskammer O, ob Sie auch tatschlich die Voraussetzungen fr den Prfungsantritt erfllen.

Technisches Zeichnen ist die Anfertigung von im Maschinenbau und im Bauwesen verwendeter technischer Zeichnungen durch Ingenieure (besonders Konstrukteure), Architekten, Technische Zeichner[1] und Bauzeichner. Die im Bauwesen und in der Architektur verwendeten Zeichnungen werden spezifischer auch Bauzeichnungen genannt.

Die norm- und regelgerechten und vollstndigen technischen Zeichnungen entstehen i. d. R. erst am Ende des Konstruktionsprozesses und werden von Technischen oder Bau-Zeichnern nach den hufig nur skizzenhaften, meistens nur die Funktion der Produkte festlegenden Entwrfen der Ingenieure und Architekten angefertigt.

Viele der geometrischen Grundlagen des technischen Zeichnens, die bereits vor der Geburt Christi entdeckt und erforscht wurden, gehen auf berhmte Mathematiker wie Pythagoras von Samos oder Euklid von Alexandria zurck.

Die Anfnge des architektonischen, technischen Zeichnens wurden im bzw. vor dem Mittelalter gelegt, wie z. B. der St. Galler Klosterplan oder die Zeichnungen von Villard de Honnecourt, der u. a. auch ein Perpetuum mobile zeichnete, beweisen.

Eine frhe Darstellung eines Getriebes ist in der Zeichnung eines Schpfwerks von Al-Jazari erkennbar, der auch eine imposante, auf dem Prinzip einer Pendelwaage mit zwei Waagschalen beruhende, mit Hilfe von Wasserkraft funktionierende, Maschine zeichnete. Weitere mittelalterliche, technische Skizzen die den Bau von Maschinen betreffen, sind unter anderem von Guido da Vigevano berliefert, der einen Kurbelwagen und ein U-Boot zeichnete.

Eine wichtige Voraussetzung fr technische Zeichnungen war die Erfindung der Zentralperspektive, die Filippo Brunelleschi um 1420 zugeschrieben wird. Albrecht Drer frderte die Verbreitung dieser Darstellungsform.[2] Im 15. Jahrhundert n. Chr. zeichnete Taccola verschiedene technische Gerte wie z. B. ein Schaufelradboot oder einen von einem Pferd angetriebenen Gpel. Das technische Zeichnen wurde unter anderem durch Leonardo da Vinci weiter verfeinert. Er stellte Maschinen und Maschinenteile nicht nur realistisch dar, sondern er ergnzte seine Zeichnungen um Elemente, die zum besseren Verstndnis dienen.

Ein sehr groer Entwickler im Bereich des Technischen Zeichnen war Georgius Agricola, der den Bergbau und die Erzaufbereitung in seinem Buch der Metallkunde "De re metallica libri XII" (erschienen 1555) erstmals durch technische Zeichnungen erklrte.[2]

Ein nchster Schritt lsst sich Leonhard Christoph Sturms "Vollstndige Mhlenbaukunst" (1718) nachweisen, wo erstmals Zeichnungen enthalten sind, die Maschinen mastabsgerecht darstellen. Auch die verwendeten Materialien werden bercksichtigt.[2]

Der franzsische Erfinder und Flugpionier Jacques de Vaucanson konstruierte im 18. Jahrhundert in Frankreich eine Hakenkette sowie verschiedene Automaten. Seine mechanische Ente (siehe Vollschnitt unten) zeichnete er im Jahr 1738.

Weitere Belege fr die Entwicklung des technischen Zeichnens finden sich in frhen Patentschriften aus dem 19. Jahrhundert. Da die ersten Patente jedoch bereits im 13. Jahrhundert in England vergeben wurden, ist es gut mglich, dass sich auch in Patenten noch weitaus ltere, technische Zeichnungen finden lassen.Die Disziplin des technischen Zeichnens hat sich also ber Jahrhunderte hinweg evolutionr zu einer modernen Technik entwickelt. Beim klassischen technischen Zeichnen am Zeichenbrett kommen frher wie heute verschiedene Zeichenwerkzeuge, wie Reizeug, Zirkelbesteck, Bleistift (Druckbleistifte), Radierer, Glasfaserradierer, Schriftschablone und Kurvenlineal oder auch Tuschestift bzw. Trichterfeder zum Einsatz.

Die folgenden Abbildungen von Gerten zum technischen Zeichnen und den damals blichen Schraffurtypen stammen aus dem Enzyklopdischen Wrterbuch Brockhaus und Efron, das zwischen 1890 und 1906 in russischer Sprache erschien.

Bis um 1910 (fr manche Anwendungen noch bis etwa 1965) wurde fast ausschlielich mit Bleistift und Tusche auf Transparentpapier gezeichnet. Dieses spannte man mit Reizwecken oder Kreppklebeband auf ein Reibrett (Zeichenbrett) oder das Schrge Brett einer Zeichenmaschine. Mit der Einfhrung modernerer Paustechniken wie dem Lichtpausverfahren wurde das Transparentpapier mehr und mehr durch transparente Zeichenfolien ersetzt.

Als Hilfsmittel zum exakten Zeichnen dienten zunchst die Reischiene, Zeichendreiecke (Geometriedreiecke) und Lineale (Mastbe), spter fast ausschlielich Zeichenmaschinen. Fr geometrische Konstruktionen und Kreisdarstellung wurden Zirkel oder Kreisschablonen, fr Radien spezielle Radienschablonen und zum Zeichnen von Kurven sogenannte Burmester-Schablonen verwendet und zum Beschriften Schriftschablonen.

Spezielle geodtische Zeicheninstrumente fr die Kartierung der Messpunkte von topografischen bzw. Bauaufnahmen, kleinmastbiger Plne und Bestandsaufnahmen waren der Transporteur (kombinierter Strecken- und Winkelmesser), der Prismenmastab und Stechzirkel fr Lauf- bzw. Spannmae, ein Paar Abschiebedreiecke, und ab dem 20. Jahrhundert Kartiermaschinen wie der Koordinatograf.

Seit Mitte der 1990er Jahre hat das klassische technische Zeichnen stark an Bedeutung verloren. Unternehmen wie etwa Rotring waren einst auf diesen speziellen Bedarf ausgerichtet und sind heute nur noch Teil eines groen Mischkonzerns, der einen vernderten Markt mit Bromaterial versorgt.

Ab Mitte der 1960er Jahre begann der Wechsel auf Computer, CAD-Programme und Plotter. Zunchst wurden Programme zur 2D-Darstellung entwickelt, die vorerst nur die Darstellung verschiedener Ansichten erlaubten. Damit wurde anfnglich lediglich das Medium Papier bzw. Tusche durch digitale Speicherung ersetzt.

Die Konstruktionsmethodik der digitalen Zeichnungen glich anfangs noch sehr der Methodik am Zeichenbrett, Zeichnungen konnten jedoch wesentlich schneller gendert und reproduziert werden. Auch die erneute Verwendung von Teilen der Zeichnungen wurde durch Kopiermethoden wie Copy & Paste wesentlich erleichtert und selbst ganze Zeichnungen konnten von nun an einfach am Computer vervielfltigt werden. Das moderne, technische Zeichnen spielt sich seither vorwiegend vor Computermonitoren ab.

Eine neue, vernderte Art des Technischen Zeichnens ermglichten dann nach und nach die ab Mitte der 1980er Jahre aufkommenden Programme zur 3D-Darstellung. Es wird keine Zeichnung im klassischen Sinne erstellt, sondern ein 3D-Modell des Objektes modelliert. Heutige Programme knnen Ansichten in beliebigen Schnittwinkel und beliebiger Projektion komplett von diesen 3D-Modellen ableiten und in digitale Technische Zeichnungen umwandeln. Neben dieser neuen durchgngig verwendeten Methode, wird die manuelle Methode als Grundlage weiterhin an einigen Realschulen und wenigen Fachoberschulen gelehrt.

Aufgrund des enormen technischen Wandels seit Mitte der 1990er Jahre haben Hard- und Softwarehersteller den klassischen Bedarf beim technischen Zeichnen weitgehend verdrngt und CAD-Systeme etabliert, die bald die Verbindung zum Computer-aided manufacturing herstellten, sodass digitale Technische Zeichnung direkt an der Werkzeugmaschine umgesetzt werden konnten.

Anfang des 21. Jh. beherrschen Unternehmen wie Graphisoft (mit ArchiCAD), Autodesk (AutoCAD), Parametric Technology Corporation (Pro/ENGINEER, Creo) und SolidWorks einen Teil des Marktes. In der Automobilindustrie zhlt u. a. CATIA von Dassault Systems zu den Standardwerkzeugen der Ingenieure.Bei der Computeranimation links handelt es sich um animierte Screenshots aus einem CAD-Programm, die vom Zeichnen einer 2D-Ansicht ber deren Bemaung bis hin zur 3D-Modellierung des Krpers incl. Abrundung der Kanten mit Radien und Rendering praktisch alle Stufen des technischen Zeichnens abdeckt.

Die mit XC, YC und ZC bezeichneten Pfeile im Modell versinnbildlichen das bei der Darstellung der Ansichten zweidimensionale, allgemein jedoch dreidimensionale Koordinatensystem, das als Referenz fr jedes Modell dient. Der Ursprung dieses Koordinatensystem kann vom Konstrukteur wie bei dieser Animation innerhalb des Krpers definiert werden, aber auch an jedem beliebigen, anderen Punkt wie beispielsweise einer Ecke oder mitten auf einer Kante oder sogar an einem Bezugspunkt ganz auerhalb des eigentlichen Objektes platziert sein.

Die blauen Linien verdeutlichen eine der drei Ebenen, auf der das Koordinatensystem sitzt, wobei die verschiedenen Farben fr Linien, Flchen, Bemaung etc. ebenfalls vom CAD-Zeichner definiert werden knnen.

Wie realistisch 3D-Darstellungen mittels der Techniken des Modellierens und Renderns werden knnen, verdeutlichen die AutoCAD Zeichnungen rechts. Die Gruppenzeichnung (oben) zeigt verschiedene Bauteile nach dem Zusammenbau und unterscheidet sich von einer sogenannten Zusammenbauzeichnung dadurch, dass letztere der Erluterung von Zusammenbauvorgngen dient, whrend eine Gesamtzeichnung sehr komplexe Systeme wie beispielsweise Maschinen, Gerte oder ganze Anlagen im fertigen Zustand abbildet. Solche und hnliche Begrifflichkeiten des technischen Zeichnens regelt DIN 199, die die Terminologie in Teil 1 fr Zeichnungen und Teil 2 fr Stcklisten definiert.

Das Modell des Schraubstocks oben rechts verdeutlicht, wie die Grenzen zwischen gezeichneten Objekten und der Realitt durch moderne CAD-Technik so sehr zerflieen, dass ungebte Augen kaum mehr zwischen Wirklichkeit und Simulation unterscheiden knnen.

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