Konzentrizität
Eine Angabe, die im Kern genau das Richtige trifft und in allem Übrigen sperrig ist — deshalb steht sie seltener auf Zeichnungen, als man meinen würde.
Was begrenzt wird
Die ISO 1101 nutzt ein Symbol für zwei verwandte Angaben. Auf einen Querschnitt angewendet ist es die Konzentrizität: Der Mittelpunkt dieses Schnitts muss in einer Kreiszone konzentrisch zu einem Bezugspunkt liegen. Entlang eines Elements angewendet ist es die Koaxialität — der Fall an einer Welle oder Bohrung: Die abgeleitete Mittellinie muss in einer Zylinderzone koaxial zur Bezugsachse liegen. So oder so ist es eine Ortsangabe: Das Element behält seine Gestalt und sitzt lediglich außermittig.
Entscheidend ist das Wort abgeleitet. Beurteilt wird nie die Fläche selbst, sondern ein aus ihr gewonnenes Element — der Mittelpunkt des Schnitts bei der Konzentrizität, die durch diese Mittelpunkte laufende Mittellinie bei der Koaxialität. Genau das macht sie anspruchsvoll in der Messung und unterscheidet sie vom Rundlauf.
Die Toleranzzone
Für die Koaxialität ein Zylinder des angegebenen Durchmessers, koaxial zur Bezugsachse, der die abgeleitete Mittellinie enthält. Für die Konzentrizität in einem einzelnen Schnitt ein Kreis dieses Durchmessers, konzentrisch zum Bezugspunkt, der den Mittelpunkt dieses Schnitts enthält.
In 3D ausprobieren
Die interaktive 3D-Ansicht benötigt WebGL. Die Toleranzzone ist oben vollständig beschrieben.
Innerhalb der Toleranz
Ziehen Sie, um die Abweichung zu übertreiben. Das Teil ist stark überhöht dargestellt, damit die Zone sichtbar bleibt.
Die Angabe lesen
Die abgeleitete Mittellinie dieses Elements muss in einem Zylinder von 0,1 mm liegen, der koaxial zum Bezug A verläuft.
Wann sie sinnvoll ist
- Ein Element, bei dem es darauf ankommt, wo der Werkstoff zentriert ist, und nicht, wo seine Fläche liegt.
- Ein Element, bei dem es auf die Wandstärke ringsum ankommt, denn Mittelpunkte beschreiben das unmittelbar.
- Bestehende Zeichnungen, die sie bereits tragen — der übliche Grund, diese Seite überhaupt zu lesen.
Wie gemessen wird
- Jeder Querschnitt wird dicht genug abgetastet, um seinen Mittelpunkt zu berechnen, und diese Mittelpunkte bilden die Mittellinie — deshalb braucht es faktisch ein Koordinatenmessgerät oder ein Formmessgerät.
- Die Bezugsachse wird zuerst aus dem Bezugselement gebildet, und jeder Schnittmittelpunkt wird auf sie bezogen gemeldet.
- Es werden genug Querschnitte über die Länge aufgenommen, um sicher zu sein, dass der ungünstigste gefunden wurde, denn die Forderung gilt überall.
Richtig angewendet
- Prüfen Sie zuerst den Rundlauf: Er liest die Fläche unmittelbar, braucht einen Bruchteil der Zeit und trifft, was drehende Baugruppen meist wirklich fordern.
- Ziehen Sie die Position auf die Elementachse in Betracht, wo es um den Ort und nicht um die Massenverteilung geht — sie ist weit günstiger zu prüfen.
- Behalten Sie sie den Fällen vor, in denen die abgeleitete Mittellinie wirklich die Forderung ist, und vermerken Sie das, damit der Lieferant die Absicht erkennt.
Häufige Fragen
Konzentrizität oder Rundlauf?
Fast immer der Rundlauf. Er wird mit einer Messuhr unmittelbar von der Fläche abgelesen, während sich das Teil dreht — schnell und ohne Rechnung. Die Koaxialität leitet sich aus Schnittmittelpunkten ab und braucht genug Messwerte, um sie zu berechnen. Der Rundlauf erfasst zudem die Formabweichung, auf die es den meisten drehenden Baugruppen ankommt. Sie lohnt sich nur, wo die abgeleitete Mittellinie wirklich die Forderung ist, praktisch also bei der Wandstärke.
Was ist die abgeleitete Mittellinie?
Tasten Sie einen Querschnitt ab, passen Sie einen Kreis ein und nehmen Sie dessen Mittelpunkt. Schnitt für Schnitt über die Länge ergeben diese Mittelpunkte die abgeleitete Mittellinie, und sie ist es, die in der Toleranzzone liegen muss. Sie beschreibt, wo der Werkstoff zentriert ist, und nicht, wo die Fläche liegt — deshalb ist die Angabe unempfindlich gegen ein mehrkantiges, aber gleichmäßig verteiltes Element, das der Rundlauf zurückweisen würde. Ältere ASME-Zeichnungen bildeten dieselbe Idee aus den Mitten gegenüberliegender Flächenpunkte; die ISO bildet sie aus Schnittmittelpunkten, und danach ist auf einer ISO-Zeichnung zu arbeiten.
Steht die Konzentrizität noch in den Normen?
In der ISO 1101 ja — allerdings definiert die ISO sie anders als die ASME-Fassung, die den meisten zuerst begegnet ist. Die ISO nutzt das Symbol für die Konzentrizität eines Punktes und die Koaxialität einer abgeleiteten Mittellinie; die Mittelpunkt-Definition, die viele Lehrbücher geben, stammt aus ASME Y14.5-2009 — und genau diese Definition hat die ASME 2018 gestrichen. Die Begründung war, dass Position und Rundlauf zusammen jeden Fall abdecken, für den sie verwendet wurde, und dass sie häufig dort stand, wo eines von beiden gemeint war. Nach ISO erstellte Zeichnungen führen das Symbol weiterhin zu Recht; Zeichnungen nach der aktuellen ASME-Ausgabe nicht.
Warum ist sie in der Prüfung teuer?
Weil sich ein Schnittmittelpunkt nicht unmittelbar messen lässt. Jeder muss aus dem gemessenen Profil dieses Schnitts berechnet werden, also braucht eine aussagekräftige Prüfung einen dichten Scan je Querschnitt, mehrere Schnitte über die Länge und die Rechnung obendrauf. Messuhr und Spitzen schaffen das gar nicht, während derselbe Aufbau den Rundlauf in Sekunden liest.
Diese Seiten erläutern die veröffentlichten Normen als Nachschlagewerk und beschreiben die darin definierten Toleranzzonen. Die gezeigten Werte dienen der Veranschaulichung. Was ein konkretes Teil einhalten kann, hängt von Geometrie, Werkstoff und Verfahren ab und wird je Zeichnung vereinbart.