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Oberflächenangaben
ISO 1302 und ISO 21920-1

Die Oberflächenangabe in Zeichnungen definiert am Oberflächenzeichen die geforderte Beschaffenheit der Oberfläche durch geeignete Kennwerte für Rauheit und Welligkeit. Des Weiteren können am Zeichen für die Oberfläche weitere Angaben angeordnet werden wie z.B. die Messbedingungen (Filter, Grenzwellenlänge – cut off, Messstrecke usw.). Dies ist empfehlenswert damit die Rauheitsmessung mit den richtigen bzw. gleichen Parametern durchgeführt wird. Die Oberflächenangaben in der Zeichnung für die Rauheit und die Welligkeit waren bisher in der ISO 1302 definiert. Diese ist seit kurzem abgelöst von der neuen Norm ISO 21920-1, die erheblich Veränderungen in der Zeichnungsangabe mit sich bringt. Die vielfältigen Kenngrößen der ISO-Normen ermöglichen eine funktionsgerechte Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit, was eine alleinige Angabe von Ra und Rz nicht vermag.

Die Gestaltung der Oberfläche von Bauteilen spielt eine zentrale Rolle für die Funktion bzgl. Reibung, Verschleiß, Dichtheit, Tragfähigkeit, Schmierung sowie für das optische Erscheinungsbild. Deshalb muss die geforderte Beschaffenheit einer Oberfläche durch Oberflächenangaben in der technischen Zeichnung eindeutig und funktionsgerecht spezifiziert werden. Nur dadurch wird eine Vergleichbarkeit von Messwerten möglich. Das Grundsymbol des Oberflächenzeichens für die Definition einer Bauteiloberfläche besteht aus zwei Linien, die jeweils im 60° Winkel zur Grundlinie angeordnet sind. Dieses Oberflächenzeichen besitzt jedoch alleine keine ausreichende Aussagekraft zur Beschreibung einer Oberfläche.

Oberflächenzeichen

Für weitere Oberflächenangaben wird das Zeichen für die Oberflächenbeschaffenheit um eine zusätzliche Linie erweitert. An dieser Linie wird das Oberflächensymbol durch weitere Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die Definition der Rauheitsmessung ergänzt. Diese Angaben erfolgen in Form von Zahlenwerten, graphischen Symbolen und Texten. Ohne weitere Angaben gelten bestimmte Default-Regeln.

Oberflächenbeschaffenheit

Um die Eindeutigkeit einer Anforderung an die Oberflächenbeschaffenheit sicherzustellen, sind mehrere Angaben erforderlich. Diese Oberflächenangaben für Rauheit werden am Zeichen platziert. Für die eindeutige Beschreibung der Mikrostruktur einer Oberfläche sind, neben den Angaben zur richtigen Durchführung der Rauheitsmessung, mehrere Oberflächenkenngrößen erforderlich. Es reicht bei weitem nicht aus eine Oberflächenmikrostruktur mit 1-2 Kennwerten zu spezifizieren, und schon gar nicht mit dem arithmetischen Mittenrauwert Ra. Eine nicht eindeutige und nicht funktionsgerechte Beschreibung durch passende Kennwerte führt zu Oberflächen mit unterschiedlichem Reibungs- und Verschleißverhalten. Da die Normen nur einen Rahmen für die Durchführung der Rauheitsmessung definieren, ist es empfehlenswert diese eindeutig zu definieren und am Oberflächenzeichen anzugeben. Dazu gehört beispielsweise die Angabe des Nesting Index (früher: cut off) des Profil-L-Filters (Langwellenfilter), welcher die Auftrennung des Primärprofils in Rauheit und Welligkeit definiert. Des Weiteren ist es oftmals vorteilhaft die Messstrecke explizit anzugeben sowie die Art der zu entfernen Nennform. Nur die direkte Angabe unter dem Symbol für Rauheit und Welligkeit auf der Zeichnung verhindert, dass alleinig durch die Art und Weise der Messung schon Unterschiede in den Messwerten kommt. Mit der neuen ISO 21920 hat sich auch der Default für die Toleranzakzeptanzregel geändert. Deshalb ist es auch hierfür von Vorteil diese direkt am Oberflächenzeichen anzugeben, d.h. die Höchstwert-, 16%-Regel– oder Median-Toleranzakzeptanzregel.

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Seminar Rauheit

Oberflächenangaben Rz, Ra, Rt

Die Rauheitswerte Ra, Rz und Rt gehören zu den Senkrechtkenngrößen. Die Rauheit Ra (arithmetischer Mittelwert der Rauheit – früher Mittenrauwert) berechnet sich aus den Beträgen aller Profilwerte des Rauheitsprofil. Dieser Wert ist einfach zu messen und stammt aus der Zeit, in der die Berechnungen durch festverdrahtete elektronische Schaltungen vorgenommen wurden. Der arithmetische Mittelwert Ra stellt keine brauchbare Kenngröße da und liefert keine Aussagen über die Ausprägung der Oberflächenstrukturen. Hier ist der quadratische Mittelwert der Rauheit Rq zu bevorzugen.

Mittenrauwert (Arithmetischer Mittelwert) Ra

Die mittlere Rautiefe Rz berechnet sich als Mittelwert von i.d.R. fünf Einzelrautiefen aufeinanderfolgender Einzelmessstrecken in der Messstrecke (Auswertestrecke). Der Rz ist ca. 4-10fach so groß wie Ra, wobei es keine allgemeingütige Umrechnung gibt.

Mittlere Rautiefe Rz und maximale Rautiefe Rz1max

Von der mittleren Rautiefe Rz zu unterscheiden ist die Rautiefe Rt, welche als Abstand zwischen höchster Spitze und tiefstem Tals der Messstrecke (Auswertestrecke) berechnet wird.

Zeichnungsangabe Materialanteil Rmr

Die nachstehende Anforderung für die Oberflächenbeschaffenheit fordert einen Materialanteil von mind. 70% in einer Schnitthöhe von -1.2 µm, mit einem Bezugsmaterialanteil von 4% über drei Einzelmessstrecken.

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Schorr

E-Mail: info@steinbeis-analysezentrum.com
Tel: +49 721 9735 831
Mobil: +49 172 9057349

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