Helmut Muller Zeichnungen, Darstell un gen, Schaltungsdokumentationen in der Elektrotechnik Konstruktive Gestaltung und Fertigung in der Elektronik Herausgegeben von Helmut Muller Die Innovationen der Elektronik haben heute ihren Schwerpunkt in der Prozel!technik, in der Kommunikations technik und Datentechnik. Die Reihe "Konstruktive Gestaltung und Fertigung in der Elektronik" will deshalb einem not wendigen I nformationsbedurfnis im Entwicklungsbereich der konstruktiven Gestaltung elektronischer Produkte und ihrer Fertigung entsprechen und anwendungsbezogenes Wissen fur die Hochschulen und die Praxis aufbereiten. Band 1 Elementare integrierte Strukturen von Helmut Muller Band 2 Prinzipien konstruktiver Gestaltung von Helmut Muller, Georg Bieber, Gerhard Fischer, Hans Freutel, Ulrich Haack, Wolfgang Latsch, Hans-Joachim Ludwig, Herbert Mayer und Holger Meinel Zeichnungen, Darstellungen, Schaltungsdokumentationen in der Elektrotechnik von Helmut Muller, Karl Hermann Breuer und Helmut Fritzsche Helmut MOiler (Herausgeber) Zeichnungen, Darstellungen, Schaltungsdokumentationen in der Elektrotechnik unter Mitarbeit von Karl Hermann Breuer und Helmut Fritzsche Mit 256 Bildern und 56 Tafeln Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig/Wiesbaden CI P-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Zeichnungen, Darstellungen, Schaltungsdokumentationen in der Elektrotechnik / Helmut Muller (Hrsg.) unter Mitarb. von Karl Hermann Breuer u. Helmut Fritzsche. - Braunschweig; Wiesbaden: Vieweg, 1983. NE: MUlier, Helmut [Hrsg.] 1983 Aile Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1983 Die Vervielfaltigung und Obertragung einzelner Textabschnitte, Zeichnungen oder Bilder, auch fur Zwecke der Unterrichtsgestaltung, gestattet das Urheberrecht nur, wenn sie mit dem Verlag vorher vereinbart wurden. 1m Einzelfall muB uber die Zahlung einer Gebuhr fur die Nutzung fremden geistigen Eigentums entschieden werden. Das gilt fur die Vervielfaltigung durch aile Verfahren einschlieBlich Speicherung und jede Obertragung auf Papier, Transparente, Filme, Bander, Platten und andere Medien. Umschlaggestaltung: Peter Lenz, Wiesbaden Satz: Vieweg, Braunschweig ISBN 978-3-528-04202-8 ISBN 978-3-322-83878-0 (eBook) DOl 10.1007/ 978-3-322-83878-0 v Vorwort Die Kommunikationsprozesse der Technik werden sehr deutlich gepragt durch eine pragnante Symbolsprache, beginnend mit den Symbolen naturwissenschaftlich/tech nischer GraBen und Einheiten und deren mathematischer Verkniipfung, iibergehend an zu einem umfangreichen Vorrat Zeichen fiir mechanische und elektrische Kompo nenten, Funktionsbeschreibungen und ProzeBablaufe, bis hin zu den komplexen Formen von Symbolzuordnungen in Zeichnungen, Planen und Diagrammen. Diese Symbolsprache lebt, entwickelt sich fort, erfordert einen steten LernprozeB fiir jene, die sich ihrer bedienen miissen. Insbesondere sind nationale und internationale Normungen die Quelle, die die Sprache weiterentwickeln, ausformen und auf jene Basis stellen, die eine internationale Kommunikation ermoglicht. Innerhalb der Elektrotechnik ist der Entwicklungs- und AusformungsprozeB in einer Weise im Gange, daB eine fortgesetzte Beschaftigung mit der Symbolsprache unabdingbar ist. Die Hintergriinde sind mannigfaltig. Deutlich pragend jedoch ist die Entwicklung der Elektronik, sowohl im schaltungstechnischen, wie auch im konstruktiv-/fertigungstech nischen Bereich. Die Entwicklung der Normungen iiber Schaltzeichen und Schaltplane nimmt beispielsweise zur Zeit einen solchen Umfang an, daB ihre Anwendung nur zogernd und haufig nur in Teilaspekten erfolgt. Die Anwender in expandierenden Wissensdiszipli nen haben vielfach iiber lange Zeitraume hin eine Sprache benutzt, die keine Syntax kannte. Nunmehr aufgefordert, internationale Regeln zu beachten, fiihrt dies zu Ober forderung, Abkehr und damit zwangslaufig zu einem Verlust an Sprachkenntnissen. Die Bemiihungen, Rechner mit umfangreichen Symboldateien und Verkniipfungsroutinen als unterstiitzende Hilfe einzusetzen, sind hierfiir ein Indiz. Das vorliegende Werk will die Symbolsprache der Elektrotechnik in zentralen Bereichen des Zeichnungswesens geschlossen darstellen und die Anwendung praxisorientiert ver mitteln. Von hier her ist auch der Titel verstandlich. Das Werk ist gedacht als ein Lehrbuch fiir die studentische Ausbildung an Hochschulen und als Handbuch fiir die praktische Ingenieurarbeit. Die Verwendung in Berufsfachschulen und generel! im Berufsfeld Elek trotechnik ist bei dem hohen Grad an Praxisorientiertheit durchaus gegeben. Dem Verlag, insbesondere dem Lektorat Technik, gebiihrt Dank dafiir, sich dem, wie Herausgeber und Autoren meinen, wichtigen Anliegen der Publizierung eines solchen Werkes aufgeschlossen gezeigt zu haben. In Gestaltung und Ausfiihrung lehnt es sich stark an die Werkreihe "Konstruktive Gestaltung und Fertigung in der Elektronik" an, was aufzeigt, wie das Werk iibergreifend einzuordnen ist. Dortmund, im Sommer 1982 Helmut Miiller VI Inhaltsverzeichnis 1. Grundlagen zeichnerischer Darstellung in der Elektrotechnik ............ . von Prof. Dipl.lng. Helmut Fritzsche 1.1 Darstellungsarten und ihre Anwendung ........................ . 1.1.1 Die Zentralprojektion oder Zentralperspektive ............... . 1.1.2 Schriigprojektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1.2.1 Die isometrische Projektion ...................... 2 1.1.2.2 Die dimetrische Projektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2.3 Die Kavalierperspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1.3 Orthogonale (rechtwinklige) Dreitafelprojektion . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Darstellungssystematik ................................... 8 1.2.1 Linien in Zeichnungen, Linienarten und Linienbreiten . . . . . . . . . . . 8 1.2.2 Schriftgro~en und Linienbreiten ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 1.2.3 Formate, Ma~stiibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13 1.2.4 Lage der abzubildenden Gegenstiinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15 1.2.5 Anzahl der Ansichten und Schnitte, Lage der Schnitte vereinfachte oder sinnbildliche Darstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.2.5.1 Ansichten.................................. 17 1.2.5.2 Schnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 1.2.5.3 Teilschnitte................................. 20 1.2.5.4 Vereinfachte Darstellungen und Sinnbilder ............ 21 1.2.6 Ma~eintragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23 1.2.7 Oberfliichen-Beschaffenheit ............................ 34 1.2.8 Farbkennzeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42 1.3 Organisation der Zeichnungsunterlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 1.3.1 Zeichnungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 1.3.1.1 Entwurfszeichnung............................ 43 1.3.1.2 Fertigungszeichnung oder Einzelteilzeichnung . . . . . . . . .. 44 1.3.1.3 Zusammenbauzeichnung oder Gruppenzeichnung . . . . . . .. 44 1.3.1.4 Stiickliste .......................... . . . . . . .. 46 1.3.1.5 Angebotszeichnungen und Ma~bliitter ............... 47 1.3.2 Zeichnungsaufbau in Abhiingigkeit von der Fertigung ........... 48 1.3.3 Grundziige der Zeichnungsnummerierung ................... 49 1.4 Beispiele technischer Zeichnungen aus dem Anwendungsgebiet der Elektrofeinwerktechnik ................................ 49 1.4.1 Kippschalter ...................................... 50 1.4.2 Drehpotentiometer (Schichtwiderstand) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 1.4.3 Abstimmspule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53 1.4.4 Drehkondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 1.4.5 Drehknopf ....................................... 55 1.4.6 Trimmpotentiometer, Einbau parallel zur Leiterplatte . . . . . . . . . .. 56 Inhaltsverzeichnis VII 2. Methoden graphischer Darstellung von Daten ....................... 83 von Prof. Dipl. Ing. Helmut Muller (2.1.-2.3) von Prof. Dr. rer. nat. Karl Hermann Breuer (2.4) 2.1 Begriffe, Bezeichnungen, Ausfuhrungsregeln ..................... 83 2.1.1 Linienbreiten .................................... 83 2.1.2 Linienabstande ................................... 85 2.1.3 Formatbezogener Vorlagenentwurf ...................... 85 2.1.4 Ma~stabbezogener Vorlagenentwurf ..................... 86 2.1.5 Schriftarten ..................................... 89 2.2 Darstellung der Zuordnung technisch/naturwissenschaftlicher Gr6~en .... 90 2.2.1 Darstellung durch Funktionstafeln ...................... 91 2.2.2 Darstellung durch Funktionskurven (Graphenl .............. 93 2.2.2.1 Darstellung im ebenen rechtwinkligen kartesischen Koordinatensystem .......................... . 93 2.2.2.1.1 Tendenzen ......................... . 93 2.2.2.1.2 Darstellungsmethoden 100 2.2.2.2 Darstellung im Polarkoordinatensystem ............. . 104 2.2.2.2.1 Tendenzen ......................... . 104 2.2.2.2.2 Beispiele .......................... . 104 2.2.2.3 Darstellung im raumlichen rechtwinkligen kartesischen Koordinatensystem ........................... 105 2.2.2.3.1 Tendenzen .......................... 105 2.2.2.3.2 Beispiele ........................... 106 2.2.2.4 Darstellungssynopse ........................... 107 2.3 Darstellung der Zuordnung statistischer Gr6~en . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118 2.3.1 Graphische Darstellung in Liniendiagrammen ............... 118 2.3.2 Graphische Darstellung in Flachendiagrammen .............. 121 2.3.3 Stabdiagramm .................................... 122 2.3.4 Balkendiagramm .................................. 126 2.3.5 Kreisdiagramm ................................... 126 2.3.6 Kartogramm ..................................... 126 2.3.7 Piktogramm ..................................... 128 2.4 Nomographie ......................................... 128 2.4.1 Funktionsleitern .................................. 128 2.4.2 Funktionspapiere.................................. 129 2.4.3 Netztafeln ...................................... 130 2.4.3.1 Die Geradenschartafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 131 2.4.3.2 Zwei orthogonale Parallelscharen und eine Geradenschar . .. 132 2.4.3.3 Die Geradenbuscheltafel ........................ 133 2.4.3.4 Die Zwei-Geradenbuscheltafel 133 2.4.4 Leitertafeln ..................................... 134 2.4.4.1 Drei parallele Leitern .......................... 135 2.4.4.2 Drei gerade Leitern durch einen (endlichenl Punkt . . . . . .. 136 2.4.4.3 Zwei parallele und eine gekrummte Leiter . . . . . . . . . . . .. 137 2.4.4.4 Zwei parallele und eine gerade Leiter . . . . . . . . . . . . . . .. 137 2.4.5 Kombinierte Nomogramme ........................... 137 VIII In haltsverzeichnis 2.4.6 Praktische Beispiele ................................ 138 2.4.6.1 Kombiniertes Netztafelnomogramm fi.ir die Formel von Wheeler ................................ 138 2.4.6.2 Kombinierte Netzleitertafel fi.ir die Formel von Bryan . . . .. 138 2.5. Freie Darstellung der Zuordnung von Daten ..................... 140 3. Schaltungsdokumentation .................................... 143 von Prof. Dipl.lng. Helmut Miiller 3.1 Bi Idzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 143 3.2 Schaltzeichen ......................................... 151 3.2.1 Schaltzeichen fi.ir Strom- und Spannungsarten ............... 151 3.2.2 Schaltzeichen fi.ir Leitungen und Leitungsverbindungen . . . . . . . .. 151 3.2.3 Schaltzeichen fi.ir Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 151 3.2.4 Schaltzeichen fi.ir Schaltgerate ......................... 151 3.2.5 Schaltzeichen fi.ir Transformatoren und Drosselspulen . . . . . . . . .. 160 3.2.6 Schaltzeichen fi.ir Widerstande, Kondensatoren, etc. Kennzeichen fi.ir Veranderbarkeit, Einstellbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 160 3.2.7 Schaltzeichen fi.ir Halbleiterbauelemente 160 3.2.8 Schaltzeichen fi.ir MeBgr6Benumformer ................... 160 3.2.9 Schaltzeichen fi.ir MeBinstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 160 3.2.10 Schaltzeichen der Mikrowellenelektronik .................. 160 3.2.11 Schaltzeichen fi.ir Frequenzplane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 184 3.2.12 Schaltzeichen fi.ir Obersichtsschaltplane ................... 184 3.2.13 Schaltzeichen fi.ir d igitale I nformationsverarbeitung ........... 195 3.3 Schaltungsunterlagen .................................... 214 3.3.1 Definitionen, Interpretationen, Kategorien ................. 214 3.3.2 Kennzeichnung elektrischer Betriebsmittel ................. 217 3.3.3 Stromlaufplan .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 228 3.3.3.1 Definitionen, Begriffe, Kategorien . . . . . . . . . . . . . . . . .. 228 3.3.3.2 Darstellungsregeln ............................ 229 3.3.3.3 Darstellungsrealitat ........................... 238 3.3.4 Obersichtsschaltplan................................ 238 3.3.5 Anordnungsplan .................................. 243 3.3.6 Verbindungsplane und Tabellen ........................ 245 3.3.7 Gerateverdrahtungsplane und Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 247 3.3.8 AnschluBplane und Tabellen .......................... 250 4. Darstellung und Anwendung von Alphabeten, Formelzeichen, Operationszeichen, Zuordnungen ............................... 252 von Prof. Dr. rer. nat. Karl Hermann Breuer 4.1 Alphabete und Formelzeichen aus Naturwissenschaft und Technik ...... 252 4.1.1 Griechische Alphabete .............................. 252 4.1.2 Lateinische Alphabete .............................. 253 Inhaltsverzeichnis IX 4.2 Operations-und Formelzeichen ..........••...........••.... 254 4.2.1 Grundlagen, Arithmetik, Algebra, Zahldarstellung .......••... 254 4.2.2 Komplexe GroBen ...................•.•.•....•••.. 257 4.2.3 Geometrie .........................•........•... 257 4.3 Zuordnungen, Abbildungen .....................•.....•.... 261 4.3.1 Grundlagen...................................... 261 4.3.2 Analysis........................................ 264 4.3.3 Elementare Funktionen ................... ,......... 268 5. Normzahlen, Normreihen, NormgroBen ........................... 271 von Prof. Dip/. Ing. Helmut MUlier 5.1 Normzahlen und Normreihen nach DIN 323 .........•........... 271 5.2 Normspannungen nach DIN 40 001, DIN 40 002, DIN 72 251, DIN 40 031 ......•.............•.................•.•. 271 5.3 Normstrome nach DIN 40 003 .........•....•....•.•.•...... 276 5.4 Normreihen fur Widerstande und Kondensatoren nach DIN ........... 276 5.5 Codierungen bei Widerstanden und Kondensatoren ................ 278 Quellenverzeichnis .......•.............•..............••..... 280 Bildquellenverzeichnis .......................•..............•. 280 Sachwortregister 1 Grundlagen zeichnerischer Darstellung in der Elektrotechnik von Prof. Dipl.-Ing. Helmut Fritzsche, Dortmund Die zeichnerische Darstellung in der Elektrotechnik baut auf denselben Grundlagen auf, wie dies in den anderen technischen Fachgebieten der Fall ist, z. B. im Maschinenbau, im Stahlbau oder in der Architektur. Jedes Fachgebiet hat aber zusatzlich besondere Dar stellungsverfahren entwickelt. In der Elektrotechnik ist dies besonders das umfangreiche Werk der Schaltungsdokumentation, auf welche in Kapitel 3 eingegangen wird. In diesem Kapitel sollen die allgemeinen Regeln fUr die Erstellung technischer Zeich nungen besprochen werden, wobei der Schwerpunkt der Ausfuhrungen bei der Darstel lung elektrofeinmechanischer Gerate liegt. Anmerkung fiir die Bildbetrachtung: Innerhalb der Abschnitte 1.1 bis 1.3 werden Bilder vorauszitiert, die dem Abschnitt 1.4 zuzuordnen sind. Dies geschieht, um durch mannigfaltige Beispiele ausgefuhrter Kon struktionen das Verstandnis zu verdichten. Es handelt sich um die Bilder 1.113 bis 1.156. Um das Auffinden der einzelnen Bildnummern zu erleichtern, sind die Bilder in einem geschlossenen Bildteil dem Text des Abschnittes 1.4 angefugt. 1.1 Darstellungsarten und ihre Anwendung Das Technische Zeichnen hat die Aufgabe, raumliche Gebilde (dreidimensional) auf einer ebenen Zeichenflache, d. h. zweidimensional, abzubilden. Gel6st wird diese Aufgabe mit Hilfe der Darstellenden Geometrie. MaBgebend fur die Auswahl der anwendbaren Ver fahren sind einerseits die M6glichkeit, aus der Zeichnung Langen und Winkel zu entneh men, also MaBgerechtigkeit und Winkeltreue zu bieten, andererseits soli die Zeichnung anschaulich sein. Beide Forderungen widersprechen einander. Die Darstellende Geometrie bedient sich des Verfahrens der Projektion, vergleichbar des Erzeugens von Schattenbildern eines raumlichen Gebildes auf eine ebene Flache durch eine Lichtquelle, das "Projektionszentrum". 1.1.1 Die Zentralprojektion oder Zentralperspektive Das Projektionszentrum befindet sich in endlicher Entfernung, die Projektionsstrahlen sind also nicht parallel. Verwendung findet dieses Verfahren hauptsachlich in Architektur und Malerei. Die Projektionsstrahlen laufen in den Fluchtpunkten zusammen oder gehen von diesen "Lichtquellen" aus. Man erhalt anschauliche, aber nicht maBstabliche und nicht winkelgetreue Abbildungen, Bilder 1.1 und 1.2. Die Zentralperspektive wird auf Grund ihrer groBen Anschaulichkeit besonders gern dann benutzt, wenn die im Bild enthaltene technische Information an Betrachter weitergege ben werden 5011, die zumeist Laien im entsprechenden Sachgebiet sind. Sie k6nnen aus