DEUTSCHE NORM DIN ISO

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1 DEUTSCHE NORM Juni 2016 D DIN ISO Ersatz für DIN ISO : ICS ; Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 6: Zentriertoleranzen (ISO :2015) Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 6: Centring tolerances (ISO :2015) Optique et photonique Indications sur les dessins pour éléments et systèmes optiques Partie 6: Tolérances de centrage (ISO :2015) Gesamtumfang 26 Seiten DIN-Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) DIN-Normenausschuss Technische Grundlagen (NATG) DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet. Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, Berlin Preisgruppe

2 Inhalt Nationales Vorwort... 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise Anwendungsbereich Normative Verweisungen Begriffe Spezifikation von Zentriertoleranzen Allgemeines Einzelne sphärische Flächen Einzelne asphärische Flächen Einzelne kreiszylindrische Flächen Einzelne nicht-kreiszylindrische Flächen Einzelne nicht-symmetrische Flächen Optische Elemente und Unterbaugruppen Kittkeile in verkitteten optischen Baugruppen Flächen ohne optische Funktion Markierungen, Fadenkreuze usw Zeichnungsangaben Bezugsachse Bezugspunkt Zentriertoleranz Angabeort Beispiele Literaturhinweise Seite 2

3 Nationales Vorwort Dieses Dokument (ISO :2015) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 172/SC 1 Fundamental standards (Sekretariat: DIN, Deutschland) unter Beteiligung deutscher Experten ausgearbeitet. Im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist hierfür der DIN-Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO), Arbeitsausschuss NA AA Grundnormen der Optik, Arbeitskreis Zeichnungen für die Optik zuständig. Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berühren können. Das DIN [und/oder die DKE] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren. Für die in Abschnitt 2 zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 1101 siehe DIN EN ISO 1101 ISO 5459 siehe DIN EN ISO 5459 ISO siehe DIN ISO ISO siehe DIN ISO Änderungen Gegenüber DIN ISO : wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Ausweitung des Anwendungsbereichs; dieser umfasst jetzt plane, rotationsinvariante, kreiszylindrische, nicht kreiszylindrische und nicht symmetrische Flächen (allgemeine Flächen); b) Ergänzung zahlreicher Begriffe im Hinblick auf den erweiterten Anwendungsbereich. Frühere Ausgaben DIN : , , DIN : DIN : DIN ISO :

4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO 1101, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Geometrische Tolerierung Tolerierung von Form, Richtung, Ort und Lauf DIN EN ISO 5459, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Geometrische Tolerierung Bezüge und Bezugssysteme DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 1: Allgemeines DIN ISO , Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 2: Materialfehler; Spannungsdoppelbrechung DIN ISO , Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 3: Materialfehler; Blasen und Einschlüsse DIN ISO , Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 4: Materialfehler; Inhomogenitäten und Schlieren DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 5: Oberflächenformtoleranzen DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 7: Oberflächenunvollkommenheiten DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 8: Oberflächengüte; Rauheit und Welligkeit DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 9: Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 10: Darstellung in Tabellenform DIN ISO , Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 11: Allgemeintoleranzen für Werte ohne Toleranzangabe DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 12: Asphärische Oberflächen DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 14: Toleranzen für Wellenfrontdeformationen DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 17: Zerstörschwelle für Laserstrahlung DIN ISO , Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 19: Allgemeine Beschreibung von Oberflächen und Komponenten 4

5 DIN ISO Bbl 1, Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme; Beiblatt 1: Gegenüberstellung DIN ISO DIN 3140, Stichwortverzeichnis DIN ISO Bbl 1, Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 5: Passfehler; Passfehlerprüfung mit Probegläsern 5

6 Optik und Photonik Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme Teil 6: Zentriertoleranzen 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm legt die Darstellung der konstruktiven und funktionellen Anforderungen an optische Elemente und Systeme in technischen Zeichnungen für Fertigung und Prüfung fest. Dieser Teil der ISO legt Regeln zur Angabe der Zentriertoleranzen von optischen Elementen, Unterbaugruppen und Baugruppen fest. Dieser Teil der ISO gilt für plane, rotationsinvariante, kreiszylindrische, nicht kreiszylindrische und nicht symmetrische Flächen (allgemeine Flächen). Allgemeine Flächen werden in ISO beschrieben. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). ISO 1101, Geometrical product specifications (GPS) Geometrical tolerancing Tolerances of form, orientation, location and run-out ISO 5459, Geometrical product specifications (GPS) Geometrical tolerancing Datums and datum systems ISO , Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 1: General ISO , Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 10: Table representing data of optical elements and cemented assemblies 3 Begriffe Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 5459 und die folgenden Begriffe. 3.1 optische Fläche optisch wirksame Fläche, die das einfallende Licht durch Reflexion oder Brechung ablenkt Anmerkung 1 zum Begriff: Optische Flächen können unterschiedliche Komplexitätsgrade aufweisen. Entsprechend nimmt mit der Komplexität auch die Anzahl der Freiheitsgrade zu, die zur Beschreibung der Ausrichtung und Lage der Fläche benötigt werden. 3.2 optisches Element Teil mit einer oder mehreren optischen Fläche(n) (3.1), das eine optische Funktion erfüllt und eine mechanische Schnittstelle mit dem übergeordneten System aufweist BEISPIEL Eine optische Fläche (z. B. Parabolspiegel), zwei optische Flächen (z. B. Linse) oder mehr als zwei optische Flächen (z. B. Tripelprisma). 6

7 3.3 Unterbaugruppe Kombination aus einem oder mehreren optischen Element(en) (3.2) oder aus einem optischen und einem mechanischen Element, einschließlich einer mechanischen Schnittstelle zum übergeordneten System BEISPIEL Duplets, Triplets, Teilungswürfel oder Farbstrahlteiler oder eine in einer Fassung gehaltene Linse. 3.4 Baugruppe Kombination aus optischen Elementen (3.2), Unterbaugruppen (3.3) und/oder mechanischen Teilen 3.5 optisches System vollständiges System, das eine Funktion mit definierter optischer Leistung erfüllt 3.6 optische Achse <optisches System> theoretische Achse, die gegeben ist durch die optische Konstruktion und den zentralen Weg für die Hauptfunktion des optischen Systems (3.5) darstellt 3.7 Symmetrieachse Achse, die die Nenn-Krümmungsmittelpunkte einer Reihe von optischen Elementen (3.2) miteinander verbindet Anmerkung 1 zum Begriff: In einem typischen symmetrischen optischen System sind die Symmetrieachse und die optische Achse (3.6) identisch. Anmerkung 2 zum Begriff: In einem symmetrischen optischen System, das außeraxial eingesetzt wird, ist die optische Achse nicht identisch mit der Symmetrieachse. 3.8 Bezugselement reales (nicht ideales) integrales Geometriemerkmal, das zur Bildung eines Bezugs (3.9) verwendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bezugselement sollte für die jeweilige Anwendung zugänglich und von ausreichender Größe sein (beispielsweise der Außenrand des Linsenzylinders oder eine sphärische Fläche). Anmerkung 2 zum Begriff: Da Bezugselemente Herstellungsmängeln und -schwankungen unterliegen, könnte es erforderlich sein, gegebenenfalls Formtoleranzen für sie festzulegen (siehe ISO 5459). [QUELLE: ISO 5459:2011, 3.2, modifiziert Anmerkung 1 und Anmerkung 2 nach ISO 5459:2011, 3.2, sind für die Anwendung dieses Teils von ISO irrelevant sowie potentiell verwirrend und wurden daher gestrichen. Für die Anwendung dieses Teils von ISO wurden stattdessen Anmerkung 1 zum Begriff und Anmerkung 2 zum Begriff hinzugefügt.] 3.9 Bezug theoretisch exakter geometrischer Bezug (wie z. B. Punkte, Achsen, Ebenen, gerade Linien usw.), mit dem tolerierte Geometriemerkmale zusammenhängen Anmerkung 1 zum Begriff: Bezüge können auf einem oder mehreren Bezugselement(en) (3.8) eines Teils beruhen. 7

8 3.10 gemeinsamer Bezug Bezug (3.9), gebildet durch zwei oder mehrere Bezugselemente (3.8), die gleichzeitig betrachtet werden Anmerkung 1 zum Begriff: Die zwei oder mehr Elemente weisen die gleiche Priorität auf (siehe ISO 5459). [QUELLE: ISO 5459:2011, 3.9, modifiziert Die Anmerkung nach ISO 5459:2011, 3.9, ist für die Anwendung dieses Teils von ISO irrelevant sowie potentiell verwirrend und wurde daher gestrichen. Für die Anwendung dieses Teils von ISO wurde stattdessen Anmerkung 1 zum Begriff hinzugefügt.] 3.11 Bezugssystem Gruppe aus zwei oder mehr separaten Bezügen (3.9), die als kombinierter Bezug für ein toleriertes Geometriemerkmal verwendet werden Anmerkung 1 zum Begriff: Bezug (siehe ISO 5459). Die Abfolge der angegebenen Bezüge hat beträchtlichen Einfluss auf den sich ergebenden 3.12 Bezugsachse theoretisch exakte Achse, die auf einem Bezug oder mehreren Bezügen (3.9) beruht 3.13 Bezugspunkt spezifizierter Punkt auf der Bezugsachse (3.12) Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bezugspunkt dient als ergänzender Bezug für die Lagebestimmung eines optischen Systems (3.5). Die Angabe des Bezugspunktes ist in 5.2 beschrieben zylindrisches Bezugselement kleinster umschriebener Zylinder, der den Rand eines optischen Elements (3.2) berührt 3.15 zylindrischer Bezug Achse des zylindrischen Bezugselements (3.14) 3.16 Bezugselement einer sphärischen Fläche beste sphärische Anpassung an die optische Fläche (3.1) über die definierte nutzbare Öffnung 3.17 sphärischer Bezug durch den Krümmungsmittelpunkt des Bezugselements einer sphärischen Fläche (3.16) definierter Punkt 3.18 Kippwinkel <sphärische Fläche> Winkel zwischen der Bezugsachse (3.12) und der Flächennormalen in ihrem Schnittpunkt mit der Bezugsachse Anmerkung 1 zum Begriff: 8 Siehe Bild 1 a) Bezugselement einer asphärischen Fläche beste asphärische Anpassung an die optische Fläche (3.1)

9 3.20 asphärisches Bezugssystem Kombination einer durch das Bezugselement einer asphärischen Fläche (3.19) definierten Achse und dem Rotationssymmetriepunkt, bei dem es sich um den Schnittpunkt dieser Achse mit der Fläche der besten Anpassung handelt Anmerkung 1 zum Begriff: In Abhängigkeit vom Grad der Asphärizität kann es schwierig sein, genau zwischen Versatz und Oberflächenformabweichung zu unterscheiden (siehe Literaturhinweis [3]) Kippwinkel <asphärische Fläche> Winkel zwischen der Rotationsachse der asphärischen Fläche und der Bezugsachse (3.12) des Teils, der Unterbaugruppe (3.3) oder des Systems, zu dem die asphärische Fläche gehört Legende a) Sphärische Fläche b) Asphärische Fläche 1 Flächennormale 2 Fläche 3 Bezugsachse 4 Krümmungsmittelpunkt 5 Flächenkippwinkel 6 seitlicher Versatz 7 asphärische Bezugsachse 8 Rotationssymmetriepunkt Bild 1 Zentriertoleranzen einer einzelnen sphärischen bzw. asphärischen Fläche 3.22 seitlicher Versatz <asphärische Fläche> Abstand des Rotationssymmetriepunktes der asphärischen Fläche zur Bezugsachse (3.12) Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe Bild 1 b) Bezugselement einer Kreiszylinderfläche beste kreiszylindrische Anpassung an die optische Fläche (3.1) Anmerkung 1 zum Begriff: Eine kreiszylindrische Fläche ist eine zylindrische Fläche, deren Querschnitt senkrecht zur Achse ein Kreisabschnitt ist. 9

10 3.24 kreiszylindrischer Bezug durch den Krümmungsmittelpunkt des Bezugselements einer kreiszylindrischen Fläche (3.23) definierte Achse 3.25 Kippwinkel <kreiszylindrische Fläche> Winkel zwischen der Bezugssystem (3.11) und der besten kreiszylindrischen Anpassung an die Fläche an deren Schnittpunkt mit der Bezugsachse Anmerkung 1 zum Begriff: Kreiszylindrische Flächen benötigen typischerweise zwei Kippwinkel Bezugselement einer nicht-kreiszylindrischen Fläche beste nicht-kreiszylindrische Anpassung an die optische Fläche (3.1) Anmerkung 1 zum Begriff: Eine nicht-kreiszylindrische Oberfläche ist eine Oberfläche, die durch die Translation einer nicht-kreisförmigen Kurve entlang einer linearen Achse gebildet wird. Anmerkung 2 zum Begriff: Die beste Anpassung definiert die Symmetrieebene des nicht-kreisförmigen Zylinders Nicht-kreiszylindrisches Bezugssystem Kombination der durch das Bezugselement einer nicht-kreiszylindrischen Fläche (3.26) definierten Symmetrieebene und der Schnittlinie zwischen dieser Ebene mit der Fläche der besten Anpassung 3.28 Kippwinkel <nicht-kreiszylindrische Fläche> Winkel zwischen dem nicht-kreiszylindrischen Bezugssystem (3.27) und dem Bezugssystem (3.11) des Teils, der Unterbaugruppe (3.3) oder des Systems, zu dem die Fläche gehört Anmerkung 1 zum Begriff: Nicht-kreiszylindrische Flächen benötigen typischerweise drei Kippwinkel seitlicher Versatz <nicht-kreiszylindrische Fläche> Abstände zwischen dem nicht-kreiszylindrischen Bezugssystem (3.27) und dem Bezugssystem (3.11) des Teils, der Unterbaugruppe (3.3) oder des Systems, zu dem die Fläche gehört Anmerkung 1 zum Begriff: Versatzes. Nicht-kreiszylindrische Flächen benötigen typischerweise einen Wert des lateralen 3.30 Nicht-symmetrische Fläche durch eine Funktion definierte, verallgemeinerte Fläche 3.31 Bezugselement einer nicht-symmetrischen Fläche beste Anpassung der definierenden Funktion an die optische Fläche (3.1) Anmerkung 1 zum Begriff: In Abhängigkeit von der definierenden Funktion der Fläche kann es schwierig sein, genau zwischen Versatz und Oberflächenformabweichung zu unterscheiden Nicht-symmetrisches Bezugssystem Kombination der drei durch das Bezugselement einer nicht-symmetrischen Fläche (3.31) definierten Achsen 10

11 Legende 1 Symmetrieebene XYZ Koordinatensystem des optischen Systems X Y Bezugssystem (Koordinatensystem des optischen Elements) X Y Z nicht-kreiszylindrisches System (Koordinatensystem des gemessenen Elements) um L x, L y, L z versetztes Bezugssystem (Koordinatensystem des versetzten Elements) L Vektor zur Anzeige des seitlichen Versatzes mit den Komponenten L x, L y, L z des nichtkreiszylindrischen Bezugssystems (Koordinatensystem des gemessenen Elements) ANMERKUNG Z ist um σ x und σ y gekippt; willkürlich gilt für diesen Fall σ z = 0; im Allgemeinen ist auch σ z ein Kippwinkel ungleich 0. Bild 2 Definition der Kippwinkel und seitlichen Versätze der nicht-kreiszylindrischen Fläche 3.33 Kippwinkel <nicht-symmetrische Fläche> Winkel zwischen dem nicht-symmetrischen Bezugssystem (3.32) und dem Bezugssystem (3.11) des Teils, der Unterbaugruppe (3.3) oder des Systems, zu dem die Fläche gehört Anmerkung 1 zum Begriff: Nicht-symmetrische Flächen (3.30) benötigen typischerweise drei Kippwinkel seitlicher Versatz <nicht-symmetrische Fläche> Abstände zwischen dem nicht-symmetrischen Bezugssystem (3.32) und dem Bezugssystem (3.11) des Teils, der Unterbaugruppe (3.3) oder des Systems, zu dem die Fläche gehört Anmerkung 1 zum Begriff: Nicht-symmetrische Flächen (3.30) benötigen typischerweise drei seitliche Versätze Kippwinkel <optische(s) Element oder Unterbaugruppe> Winkel zwischen der Bezugsachse (3.12) des Elements oder der Unterbaugruppe (3.3) und der Bezugsachse des Systems, von dem das Element oder die Unterbaugruppe einen Teil bildet Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe Bild 3. Anmerkung 2 zum Begriff: Nicht-symmetrische optische Unterbaugruppen benötigen typischerweise drei Kippwinkel. 11

12 3.36 seitlicher Versatz <optische(s) Element oder Unterbaugruppe> Abstand zwischen der Bezugsachse (3.12) des Elements oder der Unterbaugruppe und der Bezugsachse des Systems, von dem das Element oder die Unterbaugruppe (3.3) ein Teil ist, gemessen an dem Bezugspunkt (3.13) der Unterbaugruppe Anmerkung 1 zum Begriff: Anmerkung 2 zum Begriff: Versätze. Bild 3 zeigt ein Beispiel einer rotationsinvarianten optischen Unterbaugruppe. Nicht-symmetrische optische Unterbaugruppen benötigen typischerweise drei seitliche Legende 1 Bezugspunkt der Unterbaugruppe 2 Teilsystem 3 Bezugsachse der Unterbaugruppe 4 Bezugsachse des Systems σ Kippwinkel L seitlicher Versatz Bild 3 Kippwinkel und seitlicher Versatz einer rotationsinvarianten optischen Unterbaugruppe 3.37 axialer Rundlauffehler einer Fläche gesamte zyklische Variation (Planlauffehler) einer Fläche parallel zur Bezugsachse (3.12), wenn die Fläche um die Bezugsachse rotiert, gemessen am Rand des Prüfdurchmessers angegeben in Millimeter Anmerkung 1 zum Begriff: Rundlauffehler = Prüfdurchmesser * Winkel der Tangente der gekippten Fläche. Die Prüfung wird entsprechend dem Prüfdurchmesser festgelegt. Anmerkung 2 zum Begriff: Praktische Überlegungen können die Messung an einem abweichenden Durchmesser vorschreiben. In dem Fall muss die Toleranz des Rundlauffehlers im direkten Verhältnis zum angewendeten Durchmesser skaliert werden. Die beste Praxis besteht darin, beim größten praktisch möglichen Durchmesser zu messen. Anmerkung 3 zum Begriff: Der axiale Rundlauffehler einer Fläche ist nur für rotationsinvariante Flächen definiert. Für Asphären ist das Ergebnis nicht eindeutig Umlauf-Rundlauffehler eines Randzylinders gesamte zyklische Variation an der senkrecht zur Bezugsachse (3.12) angesetzten Ziellinie am Randzylinder, wenn die Fläche um die Bezugsachse rotiert, angegeben in Millimeter Anmerkung 1 zum Begriff: Der Umlauf-Rundlaufehler entspricht dem Zweifachen des seitlichen Versatzes (3.36). Anmerkung 2 zum Begriff: Ergebnis nicht eindeutig. 12 Der Rundlauffehler ist nur für rotationsinvariante Flächen definiert. Für Asphären ist das

13 3.39 Strahlablenkung Kippwinkel eines entlang der Bezugsachse (3.12) einfallenden Lichtstrahls nach dem Durchgang durch das Element Anmerkung 1 zum Begriff: Alternativ ein seitlicher Versatz (3.36), in Millimeter, am Brennpunkt. Anmerkung 2 zum Begriff: Die beste Messpraxis besteht darin, das Element um die Bezugsachse zu drehen und die Hälfte des Kegelöffnungswinkels des durchgelassenen Lichtstrahles anzusetzen. Anmerkung 3 zum Begriff: Die Strahlablenkung ist nur für rotationsinvariante Flächen definiert. 4 Spezifikation von Zentriertoleranzen 4.1 Allgemeines Für einzelne sphärische Flächen besteht der Zentrierfehler aus einem Flächenkippwinkel nach Bei asphärischen Flächen, Elementen und Unterbaugruppen besteht der Zentrierfehler aus einem Kippwinkel zwischen zwei Bezugsachsen und einem seitlichen Versatz nach 3.19, 3.20, 3.21 und Für kreiszylindrische, nicht kreiszylindrische und nicht symmetrische Flächen, Elemente und Unterbaugruppen besteht der Zentrierfehler aus bis zu drei Kippwinkeln und bis zu drei seitlichen Versätzen nach 3.25, 3.28, 3.29, 3.33 bzw Einzelne sphärische Flächen Für einzelne sphärische Flächen muss der maximal zulässige Kippwinkel oder axiale Rundlauffehler oder Umlauf-Rundlauffehler in Bezug auf die Bezugsachse (siehe 3.18, 3.37 oder 3.38) angegeben werden. 4.3 Einzelne asphärische Flächen Für einzelne asphärische Flächen muss der maximal zulässige Wert des Kippwinkels nach 3.21 oder des axialen Rundlauffehlers nach 3.37 und des seitlichen Versatzes nach 3.22 angegeben werden. ANMERKUNG Der axiale Rundlauffehler einer Fläche ist nur für rotationsinvariante Flächen definiert. Für Asphären ist das Ergebnis nicht eindeutig. Alternativ dürfen die Zentriertoleranzen für asphärische Flächen nach ISO 1101 festgelegt werden (siehe Literaturhinweis [1].) 4.4 Einzelne kreiszylindrische Flächen Für einzelne kreiszylindrische Flächen müssen die maximal zulässigen Werte von bis zu drei Kippwinkeln nach 3.25 angegeben werden. Alternativ dürfen die Zentriertoleranzen für kreiszylindrische Flächen nach ISO 1101 festgelegt werden (siehe Literaturhinweis [1].) 4.5 Einzelne nicht-kreiszylindrische Flächen Für einzelne nicht-kreiszylindrische Flächen müssen die maximal zulässigen Werte von bis zu drei Kippwinkeln nach 3.28 und der maximal zulässige Wert des seitlichen Versatzes der Scheitelpunktlinie nach 3.29 angegeben werden. Alternativ dürfen die Zentriertoleranzen für nicht-kreiszylindrische Flächen nach ISO 1101 festgelegt werden (siehe Literaturhinweis [1].) 13

14 4.6 Einzelne nicht-symmetrische Flächen Für einzelne nicht-symmetrische Flächen müssen die maximal zulässigen Werte von drei Kippwinkeln nach 3.33 und von drei seitlichen Versätzen nach 3.34 angegeben werden. Alternativ dürfen die Zentriertoleranzen für nicht-symmetrische Flächen nach ISO 1101 festgelegt werden. 4.7 Optische Elemente und Unterbaugruppen Für rotationsinvariante Elemente müssen die maximal zulässigen Werte der Kippwinkel nach 3.35 und der seitlichen Versätze nach 3.36 oder der Strahlablenkung nach 3.39 angegeben werden. Für Unterbaugruppen müssen die maximal zulässigen Werte der Kippwinkel nach 3.35 und der seitlichen Versätze nach 3.36 angegeben werden. 4.8 Kittkeile in verkitteten optischen Baugruppen Für verkittete optische Unterbaugruppen kann eine Toleranz für den Keilwinkel der Kittschicht angegeben werden. ANMERKUNG Dies gilt für Unterbaugruppen, bei denen die verkitteten Flächen plan oder sphärisch sind. 4.9 Flächen ohne optische Funktion Die Zentriertoleranzen der Flächen eines optischen Elements, die keine optische Funktion besitzen (wie z. B. der Randzylinder) müssen nach den Regeln von ISO 1101 festgelegt werden (siehe Bild 15 und Bild 16.) Alternativ darf die Notation nach genutzt werden Markierungen, Fadenkreuze usw. Die Zentriertoleranzen für Markierungen, Fadenkreuze usw. müssen nach ISO 1101 festgelegt werden (siehe Bild 17.) 5 Zeichnungsangaben 5.1 Bezugsachse Die Bezugsachse muss durch Anwendung von Bezugsdreiecken auf ein oder mehr Bezugselement(e) nach ISO 1101 und ISO 5459 festgelegt werden [siehe Bild 4 a) und Bild 5]. In Zeichnungen, in denen die Zentriertoleranzen für Einzelflächen angegeben sind, gibt es zwei Fälle, in denen die Bezugsachse nicht angegeben werden muss: die Bezugsachse wird auf der Grundlage eines einzelnen Bezugselements festgelegt, bei dem es sich um den Außenzylinder des Elements handelt [siehe Bilder 4 b), d) und f)]; die Bezugsachse ist ein zusammengesetzter Bezug, der festgelegt ist auf der Grundlage des Mittelpunkts einer sphärischen Fläche und eines Bezugspunkts des Zylinders, der durch den Mittelpunkt der Schnittfläche des Zylinders festgelegt wird, d.h. am Schnittpunkt dieser Fläche mit dem Außenrand des Linsenzylinders [siehe Bild 6 b)]. 14

15 5.2 Bezugspunkt Der Bezugspunkt muss durch folgendes Symbol angegeben werden: Der Bezugspunkt muss nicht angegeben werden, wenn er identisch ist mit dem Durchstoßpunkt der Bezugsachse und der ersten optisch wirksamen Fläche des optischen Systems (gezählt in Lichtrichtung), auf das er sich bezieht. Für einzelne rotationsinvariante asphärische Flächen fällt der Bezugspunkt mit dem Rotationssymmetriepunkt der Fläche zusammen; er muss nicht angegeben werden. 5.3 Zentriertoleranz Die Angabe der Zentriertoleranzen besteht aus einer Codenummer; einem oder bis zu sechs Toleranzwert(en) (siehe Bild 19) und, wenn erforderlich, Bezügen auf mehr als ein Bezugssystem (siehe Bild 18). Für die Angabe der Kittkeilwinkeltoleranzen muss das dreieckige Deltasymbol ( ) dem Toleranzwert vorangestellt werden Die Codenummer für Zentriertoleranzen ist 4. Die Codenummer für Toleranzen der Strahlablenkung ist Toleranzwerte müssen für Winkelmaße in Winkelminuten ( ) oder -sekunden ( ), einschließlich der Einheit, oder in der SI-Einheit Radiant festgelegt werden (bevorzugte Werte des Präfixes umfassen Milli-, Mikro- und Nano), sowie für Längenmaße in Millimeter Form der Angabe: Die Angabe muss in einer der folgenden Formen erfolgen. Für sphärische Flächen: 4/σ Dabei ist σ der maximal zulässige Kippwinkel an der Bezugsachse. Für asphärische Flächen und rotationsinvariante Unterbaugruppen: 4/σ(L) Dabei ist σ der maximal zulässige Kippwinkel an der Bezugsachse; L der maximal zulässige seitliche Versatz. Für verkittete Baugruppen, bei denen die verkitteten Flächen plan oder sphärisch sind: 4/Δτ 15

16 Dabei ist τ der maximal zulässige Kittkeilwinkel. Für kreiszylindrische und nicht-kreiszylindrische sowie nicht-symmetrische Flächen: Dabei ist 4/σ x,σ y,σ z (L x,l y,l z ) σ i die maximal zulässigen Kippwinkel des nicht-symmetrischen Bezugssystems um die i-achse des Systembezugs; L i die maximal zulässigen seitlichen Versätze des nicht-symmetrischen Bezugssystems entlang der i-achse des Systembezugs. Sind keine Toleranzwerte angegeben, müssen sie durch einen Bindestrich ( ) ersetzt werden. Für rotationsinvariante Flächen: 4/a < A Dabei ist A die maximal zulässige Toleranz des axialen Rundlauffehlers am Rand der nutzbaren Fläche (siehe 3.37). 4/c < B Dabei ist B die maximal zulässige Toleranz des Umlauf-Rundlauffehlers am Rand (siehe 3.38). Für rotationsinvariante Elemente: 14/ρ Dabei ist ρ die maximal zulässige Ablenkung des durch das Element oder die Unterbaugruppe durchgelassenen Strahls Die Zentriertoleranzen beziehen sich auf die Bezugsachse des optischen Elements oder der optischen Unterbaugruppe. Wenn mehr als eine Bezugsachse in der Zeichnung angegeben ist, müssen die Bezugsbuchstaben des betreffenden Bezugssystems an die Toleranzwerte angehängt werden (siehe Bild 18). 5.4 Angabeort Die Angabe der Zentriertoleranz muss in Verbindung mit einer Bezugslinie auf die Fläche oder das optische System, auf die/das sie sich bezieht, dargestellt werden, siehe Bild 4 bis Bild 8 und die Beispiele in ISO Alternativ darf die Angabe in einer Tabelle nach ISO erfolgen. In optischen Zeichnungen beziehen sich, wenn die Zentriertoleranzen in einer Tabelle angegeben sind und keine Bezugsachse angegeben ist, alle Zentriertoleranzen auf die theoretische optische Achse. Ein Beispiel für die Angabe von Toleranzen der Kippwinkel und seitlichen Versätze von Unterbaugruppen in einer optischen Entwurfszeichnung ist in ISO , Bild 30, dargestellt. 16

17 6 Beispiele Beispiele für die Angabe der Zentriertoleranzen für optische Einzelelemente sind in Bild 4 bis Bild 8, Bild 15 und Bild 16 sowie in Bild 19 und Bild 20 dargestellt. Beispiele für optische Unterbaugruppen und Baugruppen sind in Bild 9 bis Bild 14 sowie in Bild 17 und Bild 18 dargestellt. Im Beispiel in Bild 4 a), c) und e) ist die Bezugsachse explizit als Achse des Außenzylinders angegeben. In der verkürzten Angabe in Bild 4 b), d) und f) sind die Kippwinkeltoleranzen für beide Flächen angegeben, die Bezugsachse muss jedoch nicht angegeben werden. In diesem Fall ist die Bezugsachse die Achse des Außenzylinders nach Bild 4 a), c) und e). Die Bezugsachse in Bild 5 ist die Linie, die den Krümmungsmittelpunkt der linken Fläche und die Achse des Außenzylinders verbindet, nur bestimmt an der kreisförmigen Ziellinie B1. Die kreisförmige Ziellinie B1, die auch als Maßlinie bezeichnet wird, befindet sich in einem Abstand a vom Scheitelpunkt der sphärischen Fläche. Kreisförmige Ziellinien und zylindrische Zielbereiche (ein Band anstelle einer Linie) dürfen zur Begrenzung des Bereichs auf dem Außenzylinder, der zur Bestimmung der Bezugsachse auf rotationsinvarianten Teilen verwendet wird, genutzt werden. ANMERKUNG Der Einsatz eines Linsenrandzylinders als alleiniger Bezug ist nur praktisch möglich, wenn der Zylinder eine ausreichende Länge aufweist, z. B. bei einer Randdicke > /2. Dies ist beispielsweise gut geeignet für Relaylinsen in der Endoskopie. In Bild 6 a) ist die Bezugsachse die Linie, die den Krümmungsmittelpunkt und die Achse des Außenzylinders verbindet, bestimmt ausschließlich an der kreisförmigen Ziellinie B1, die sich am Schnittpunkt der linken sphärischen Fläche mit dem Außenzylinder befindet (siehe ISO 5459). Ist keine Bezugsachse angegeben und nur eine Kippwinkeltoleranz festgelegt [wie in Bild 6 b) dargestellt], ist die Bezugsachse nach Bild 6 a) definiert. In Bild 7 wird die Bezugsachse zuerst durch die Ebene des Bezugs A und zweitens durch den Bezug B bestimmt, bei dem es sich um die Achse des Außenzylinders handelt. 17

18 a) Ausführliche Angabe b) Verkürzte Angabe c) Ausführliche Angabe für Strahlablenkung d) Verkürzte Angabe für Strahlablenkung e) Ausführliche Angabe für Strahlablenkung f) Verkürzte Angabe für Strahlablenkung Bild 4 Bezugsachse, gebildet durch die Achse des Außenzylinders des Elements 18 Bild 5 Beispiel der Angabe einer Toleranz für die Strahlablenkung nach 3.39 (Bezugsachse, gebildet durch den Krümmungsmittelpunkt der linken Fläche und der Achse des Außenzylinders, bestimmt an der kreisförmigen Ziellinie B1, die einen Abstand a vom Scheitelpunkt der linken sphärischen Fläche aufweist)

19 a) Ausführliche Angabe b) Verkürzte Angabe Bild 6 Bezugsachse, gebildet durch den Krümmungsmittelpunkt der Fläche A und der Achse des Außenzylinders, bestimmt an der kreisförmigen Ziellinie B1, die sich am Schnittpunkt der linken sphärischen Fläche mit dem Außenzylinder befindet Bild 7 Bezugsachse, gebildet durch die Ebene der Fläche A und die Achse des Außenzylinders Bild 8 stellt die Angabe einer Zentriertoleranz für eine asphärische Fläche nach 4.3 dar. Bezug A ist der Primärbezug, während Bezug B die Achse des kleinsten umschriebenen Außenzylinders senkrecht zur Ebene A ist. Bild 8 Zentriertoleranz für eine asphärische Fläche 19

20 Die Bezugsachsen in Bild 9 und Bild 12 sind auf vergleichbare Weise definiert wie die in Bild 4. Bild 9 Bezugsachse, gebildet durch den Außenzylinder Die Definitionen der Bezugsachsen in Bild 10 und Bild 13 entsprechen denen nach Bild 6. Bild 10 Optische Unterbaugruppe [Bezugsachse gebildet nach Bild 6 b)] In Bild 11 ist die Bezugsachse die Linie, die die Krümmungsmittelpunkte der Flächen der Linse 2 verbindet (d. h. die optische Achse der Linse 2). Zusätzlich ist die Angabe einer Kittkeilwinkeltoleranz dargestellt. Bild 12 ist ein Beispiel der Angabe einer Toleranz für den axialen Rundlauffehler einer Fläche nach Bild 14 zeigt eine Bezugsachse, die durch die mechanischen Flächen der Fassung für die Linse gebildet wird. Hier wird eine Ebene durch das Bezugselement A und die Achse des Zylinders durch Bezug B festgelegt. Es ist analog zu Bild Bild 11 Bezugsachse, gebildet durch die Krümmungsmittelpunkte von zwei Flächen

21 Bild 12 Angabe einer Toleranz für den axialen Rundlauffehler einer Fläche Bild 13 Angabe der Toleranz des Kippwinkels einer verkitteten Fläche. Bezugsachse, gebildet nach Bild 6 Bild 14 Bezugsachse, gebildet durch die Bezugselemente in der mechanischen Fassung Bild 15, Bild 16 und Bild 17 sind Darstellungen der Angabe der Zentriertoleranz von Elementen mit und ohne optischer Funktion nach ISO Bild 15 zeigt darüber hinaus die Angabe einer Toleranz für den maximalen Umlauf-Rundlauffehler des Randzylinders nach In Bild 18 werden entsprechend den aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten des Verbundelements zwei verschiedene Bezugssysteme verwendet. 21

22 Bild 19 zeigt die Angabe der Zentriertoleranzen für eine Zylinderlinse. In Bild 20 wird die Angabe der Zentriertoleranzen für eine Linse allgemeiner Fläche mit nichtsymmetrischer Fläche dargestellt. a) b) Bild 15 Angabe der Zentriertoleranz für eine Fläche ohne optische Funktion Bild 16 Angabe der Zentriertoleranz für Flächen mit und ohne optischer Funktion 22

23 Bild 17 Angabe der Zentriertoleranz für ein Fadenkreuz Bild 18 Angabe der Zentriertoleranz für ein Verbundelement, gebildet durch zwei verschiedene Bezugssysteme 23

24 24 Bild 19 Angabe der Zentriertoleranz für eine Zylinderlinse

25 Bild 20 Angabe der Zentriertoleranz für eine Linse allgemeiner Fläche mit nicht-symmetrischer Fläche 25

26 Literaturhinweise [1] ISO , Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 12: Aspheric surfaces [2] ISO , Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 19: General description of surfaces and components [3] Wilson R.H. Considerations for tolerancing aspheric optical components. Appl. Opt. 2004,43 (1) S