Werkzeugmaschinen warten und inspizieren - Fachkraft für Metalltechnik - LF 6

aiMOOC

Werkzeugmaschinen warten und inspizieren - Fachkraft für Metalltechnik - LF 6

QR-Code

Einleitung

Eine präzise gefertigte Welle nützt wenig, wenn Führungen verschleißen, Schmierstoffe fehlen oder eine Schutzeinrichtung nicht zuverlässig arbeitet. In diesem aiMOOC lernst du, wie du einen betrieblichen Instandhaltungsauftrag an einer Dreh- oder Fräsmaschine der Fachrichtung Zerspanungstechnik fachgerecht analysierst, planst, unter geeigneter Aufsicht bearbeitest, prüfst und dokumentierst. Die Situationen und Messwerte sind erfunden; sie enthalten keine echten Betriebsdaten.

Das KMK-Lernfeld 6 „Werkzeugmaschinen warten und inspizieren“ gehört zum zweiten Ausbildungsjahr und hat einen Zeitrichtwert von 60 Stunden. Der Kurs verbindet Maschinenkunde, Mechanik, Schmierstoffkunde, Gefährdungsbeurteilung, Arbeitsschutz, wirtschaftliche Folgen, Fehlersuche und Qualitätskontrolle. Du unterscheidest Wartung von Inspektion, beurteilst Verschleißursachen und leitest begründete Maßnahmen ab. Der berufliche Schwerpunkt ist Zerspanungstechnik; Hinweise auf andere Fachrichtungen dienen nur dem Vergleich.

Sicherheitsgrenze: An realen Maschinen darfst du ausschließlich die vom Betrieb freigegebenen und von befugten Fachkräften beaufsichtigten Tätigkeiten ausführen. Niemals Schutzeinrichtungen überbrücken, bei laufender Maschine in den Gefahrenbereich greifen oder eigenmächtig elektrische, hydraulische oder pneumatische Baugruppen öffnen. Sämtliche Aufgaben können ersatzweise an einer spannungsfreien Lehrtafel, einem ungefährlichen Anschauungsmodell oder mit simulierten Messdaten bearbeitet werden. Betriebsanleitung, Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung und Ausbildungsplan haben Vorrang vor diesem Kurs.

Einen Instandhaltungsauftrag analysieren und planen

Lernfeld, Berufsprofil und Zuständigkeit

Ausgangspunkt ist der KMK-Rahmenlehrplan, Druckseite 27: Betriebs- und Wartungsunterlagen auswerten, Wartungspläne erstellen, Funktions- und Baueinheiten untersuchen, Kräfte berechnen, Betriebsstoffe überwachen, Schutzeinrichtungen prüfen lassen, Fehler eingrenzen, Produktqualität beurteilen und Ergebnisse im Team dokumentieren. Das BIBB-Berufsprofil Zerspanungstechnik nennt zusätzlich die Auswahl von Werkzeugmaschinen und Betriebsmitteln, Testläufe, Qualitätssicherung und die Dokumentation von Störungen. Quellenhinweis: Der ebenfalls kursbezogen genannte BIBB-Code „nb7856“ bezeichnet die andere Fachrichtung Montagetechnik; maßgeblich für diesen Kurs ist „span9988“. Die Ausbildungsdauer beträgt zwei Jahre. Für die konkrete Ausbildung gelten die aktuelle Ausbildungsordnung, der betriebliche Ausbildungsplan, der jeweilige Landeslehrplan und die zuständige Industrie- und Handelskammer.

Beispielauftrag: „Maschine M-02 zeigt ein ungewöhnliches Geräusch; die Wartung ist fällig. Prüfe die Unterlagen, stelle einen sicheren Prüfplan auf und melde, ob eine Freigabe für die Fertigung möglich ist.“ Du beginnst nicht mit dem Werkzeug, sondern mit einer Auftragsanalyse: Maschinenidentifikation ohne vertrauliche Daten; Störungsmeldung und zeitlicher Verlauf; Wartungsanleitung und verfügbare Prüfmittel; Arbeitsschutzfreigabe; Sollwerte, Verantwortlichkeiten, Termin, Ersatzteile und Entsorgungswege.

Vier Teilbereiche der Instandhaltung

Inspektion bedeutet, den Istzustand festzustellen und zu beurteilen, beispielsweise Ölstand und Verschleißspuren zu erfassen. Wartung umfasst Maßnahmen zum Bewahren des Sollzustands, etwa zulässiges Nachschmieren nach Herstellerplan. Instandsetzung stellt eine verlorene Funktion wieder her, beispielsweise den Austausch eines defekten Lagers durch qualifiziertes Personal. Verbesserung beseitigt wiederkehrende Schwächen, etwa mit einer fachgerecht freigegebenen konstruktiven Maßnahme. Die Begriffe sind aus dem Umfeld von Instandhaltung, DIN 31051 und DIN EN 13306 abgeleitet; geschützte Normtexte werden hier nicht wiedergegeben. Eine Sichtprüfung ist keine Reparatur, und die Freigabe eines gesperrten Arbeitsmittels ist keine Befugnis von Auszubildenden allein.

Ein Wartungsplan hält Prüfstelle, Tätigkeit, Intervall oder Auslöser, Sollvorgabe, Methode, Qualifikation, Arbeitsschutzmaßnahme, Nachweis und verantwortliche Person fest. Der Plan muss die Herstellerangaben und die Gefährdungsbeurteilung berücksichtigen. Zeitintervalle werden nicht pauschal erfunden: Betriebliche Laufzeit, Beanspruchung, Stillstandszeiten, KSS-Zustand und historische Befunde fließen in die betriebliche Festlegung ein.

Risiken, Kosten und Qualität

Ein Maschinenstillstand verursacht nicht nur Reparaturkosten. Liefertermine, Ausschuss, Unfallgefahr, Haftungsfragen sowie Folgeschäden an Werkzeugen und Werkstücken können betroffen sein. Beispielrechnung mit ausschließlich fiktiven Planwerten: Eine ungeplante Störung unterbricht die Fertigung für 2,5 Stunden bei angesetzten 120 Euro internen Stillstandskosten je Stunde: 2,5 × 120 = 300 Euro. Hinzu kommen gegebenenfalls Material und die tatsächlichen Arbeitskosten. Ein vorbeugender Eingriff ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn er bei gleichem oder höherem Sicherheitsniveau erwartete Schäden reduziert; die beispielhafte Rechnung ersetzt keine Wirtschaftlichkeitsanalyse.

Aufgabe für dich: Erstelle aus einer fiktiven Störungsmeldung eine Klärungsliste: Was weißt du, was fehlt, wer entscheidet, wann muss die Maschine gesperrt werden und welches Dokument enthält einen verbindlichen Sollwert? Berücksichtige, dass die Betriebssicherheitsverordnung in § 10 die sichere Instandhaltung und qualifiziertes, beauftragtes Personal verlangt.

Beispiel einer CNC-Fräsmaschine: Erkenne Bearbeitungsraum, Werkzeugspindel und Bereiche für Sichtkontrollen. Foto: Impressionmanufacturer, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Baugruppen, Kräfte und Verschleiß verstehen

Funktions- und Baueinheiten

Eine Werkzeugmaschine besteht aus zusammenwirkenden Funktionsgruppen: Maschinenbett und Gestell stützen und sorgen für die geometrische Basis; Führungen und Lager tragen bewegte Baugruppen; Spindeln, Getriebe, Kupplungen und Antriebe übertragen Bewegungen und Kräfte. Dazu kommen Werkstückspannung, Werkzeugaufnahme, Steuerung, Kühlschmierstoffversorgung und sicherheitstechnische Einrichtungen. Typische Beobachtungsstellen bei einer Drehmaschine sind Führungsbahnen, Spindellager, Schmierstellen, Abstreifer, Riemen oder Späneförderung. Die genaue Zugänglichkeit legt der Hersteller fest.

Eine Führung bestimmt die gewünschte Bewegung einer Achse. Ein Lager trägt Wellen oder Achsen; beschädigte Lager können Temperaturanstieg, Spiel, unruhigen Lauf und Maßfehler verursachen. Reibung entsteht beim Kontakt und kostet Energie; Schmierung kann Reibung und Verschleiß reduzieren. Man unterscheidet vereinfacht Trocken-, Misch- und Flüssigkeitsreibung. Bei der Mischreibung tragen Schmierfilm und Festkörperkontakte die Last gemeinsam. Verschleiß ist fortschreitender Materialverlust oder Oberflächenveränderung. Typische Formen sind abrasiver Verschleiß durch harte Partikel, adhäsiver Verschleiß durch örtliche Materialübertragung und Ermüdungsverschleiß durch wechselnde Belastung. Der Abnutzungsvorrat beschreibt den noch zulässigen Abstand zwischen aktuellem Zustand und der festgelegten Verschleißgrenze.

Rechenweg: Flächenpressung

Für eine idealisiert gleichmäßig belastete Kontaktfläche gilt p = F / A. Die Kraft F wird in Newton, die Fläche A in Quadratmillimetern und p in N/mm² angegeben. Ein simuliertes Lagergleitstück wird mit 1 800 N auf einer modellierten Fläche von 450 mm² belastet. Daraus folgt p = 1 800 N / 450 mm² = 4 N/mm². Die Modellrechnung berücksichtigt weder Randpressungen noch dynamische Lasten; eine zulässige Flächenpressung darf nur aus den einschlägigen Hersteller- und Konstruktionsdaten übernommen werden. Typischer Fehler: eine Fläche in cm² einsetzen und das Ergebnis irrtümlich in N/mm² angeben.

Rechenweg: Reibkraft und Auflagerkräfte

Als vereinfachtes Gleitreibungsmodell gilt F_R = μ × F_N. Für die angenommene Reibzahl μ = 0,08 und die Normalkraft F_N = 1 200 N erhältst du F_R = 0,08 × 1 200 = 96 N. Diese Zahl ist ein Lernmodell; wirkliche Reibwerte hängen von Werkstoff, Schmierzustand, Geschwindigkeit und Temperatur ab.

Ein weiteres vereinfachtes Modell ist ein waagerechter, beidseitig gelagerter Träger mit Stützweite L = 1,20 m. Eine Einzellast F = 900 N wirkt in a = 0,40 m Abstand vom linken Lager A. Aus dem Momentengleichgewicht um A folgt R_B × 1,20 m = 900 N × 0,40 m; damit R_B = 300 N. Aus dem Kräftegleichgewicht folgt R_A = 900 N − 300 N = 600 N. Die Prüfung lautet 600 + 300 = 900 N. Eigengewicht und dynamische Kräfte sind ausdrücklich vernachlässigt. Typischer Fehler: beide Lagerkräfte stets mit 450 N ansetzen, obwohl die Last nicht mittig liegt.

Eine Messuhr am Querschlitten einer Drehmaschine. Sie eignet sich für bestimmte geometrische Prüfaufgaben nur nach festgelegter Messanweisung, sicherem Anlagenzustand und befugter Freigabe. Foto: David English, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Ursachenketten analysieren

Ein prüfbarer Ursache-Wirkungs-Pfad lautet: Schmutz in der Führung → gestörter Schmierfilm → erhöhter Verschleiß → größeres Spiel → ungenauere Bearbeitung. Aber ein Maßfehler beweist allein noch keinen Führungsschaden: Spannfehler, Werkzeugverschleiß, Temperatureffekte, Achsreferenzierung oder Messfehler sind Alternativen. Formuliere daher eine Hypothese, eine gefahrlose Prüfmethode, einen Soll-Ist-Vergleich und eine Entscheidung. Eine sichere Lehrsimulation kann das unterschiedliche Verhalten eines gut und eines schlecht geschmierten Gleitmodells zeigen, ohne eine reale Maschine zu betreiben.

Schmierstoffe, Kühlschmierstoffe und Umwelt

Stoffe unterscheiden und fachgerecht auswählen

Schmieröle und Schmierfette verringern in geeigneten Lagern und Führungen Reibung sowie Verschleiß und können vor Korrosion schützen. Viskosität bezeichnet den Fließwiderstand eines Fluids; die Auswahl hängt unter anderem von Betriebstemperatur, Last, Drehzahl, Schmierstelle und Verträglichkeit ab. Fett und Öl sind nicht beliebig austauschbar. Kühlschmierstoffe (KSS) kühlen und schmieren beim Zerspanen, transportieren Späne und beeinflussen Werkzeugstandzeit sowie Oberflächenqualität. Man unterscheidet wassermischbare beziehungsweise wassergemischte und nichtwassermischbare Systeme. Die konkrete Anwendung legt der Maschinen- und KSS-Hersteller fest.

KSS können Haut, Augen und Atemwege gefährden; feine Aerosole, Fremdöl, mikrobielle Belastung und ungeeignete Reinigungsmittel verdienen besondere Aufmerksamkeit. Die aktuelle DGUV Regel 109-003 „Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen“ erläutert Gefährdungsbeurteilung und Überwachung. Die zu prüfenden Parameter bei wassergemischtem KSS umfassen insbesondere Aussehen und Geruch, pH-Wert, Gebrauchskonzentration und Nitrit. Die genauen Intervalle und Eingreifwerte werden anhand geltender Vorgaben und des betrieblichen Prüfplans festgelegt. Eine bloße Geruchsprobe durch gezieltes Einatmen gehört nicht zur Übung.

Rechenweg: Konzentration mit dem Refraktometer

Ein Refraktometer misst die Lichtbrechung einer Flüssigkeit. Bei einem geeigneten KSS darf eine angezeigte Refraktometerzahl erst mithilfe des produktspezifischen Faktors in eine Gebrauchskonzentration umgerechnet werden. In einem vollständig fiktiven Beispiel zeigt das Messgerät 4,0 an; der dokumentierte Beispiel-Faktor ist 1,50. Damit beträgt die errechnete Gebrauchskonzentration 4,0 × 1,50 = 6,0 %. Nur für dieses Lehrbeispiel ist der zulässige Hersteller-Zielbereich mit 5,0–7,0 % vorgegeben. Der Wert liegt innerhalb der Modellvorgabe. Fehlerquellen: fehlende Kalibrierung, Fremdöl, ungeeignete Probe, falscher Korrekturfaktor und falsch übernommener Zielbereich. Eine Änderung der Konzentration darf nicht allein auf Grundlage dieser Lernrechnung vorgenommen werden.

Beispiel eines digitalen Refraktometers; für die echte KSS-Messung sind geeignetes Gerät, produktspezifischer Faktor und unterwiesene Fachkraft erforderlich. Foto: Roco190, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Video laden

YouTube

YouTube sammelt möglicherweise persönliche Daten. Datenschutzrichtlinie

Fortfahren Ausblenden

Deutschsprachige Demonstration „Refraktometerwert im Kühlschmierstoff bestimmen“ von AVISTA OIL AG, veröffentlicht 2020; erläutert das Messprinzip, ersetzt keine betriebliche Anweisung.

Gefahrenkennzeichnung, Reinigung und Entsorgung

Kennzeichnung erfolgt nach den tatsächlich vorhandenen Gefahren des Produkts und seinem aktuellen Sicherheitsdatenblatt; Gefahrpiktogramme, H- und P-Hinweise dürfen weder geraten noch aus einem anderen Gebinde übernommen werden. Stoffe bleiben in geeigneten, eindeutig beschrifteten Behältern; Vermischung unverträglicher Mittel ist verboten. Nutze von der Gefährdungsbeurteilung vorgesehene Schutzmaßnahmen wie technische Absaugung, Hautschutzplan und geeignete persönliche Schutzausrüstung. An rotierenden Maschinen sind Handschuhe wegen Einzugsgefahr kritisch; ihre Verwendung ist tätigkeitsbezogen und nur nach sicherem Maschinenstillstand zu beurteilen.

Umweltgerechtes Handeln heißt: Leckagen vermeiden, KSS überwachen statt vorschnell austauschen, Späne und Betriebsstoffe nach betrieblichem Entsorgungskonzept getrennt sammeln, verschüttete Flüssigkeiten sicher aufnehmen lassen und keine KSS-Reste in die Kanalisation schütten. Beachte lokale Entsorgungswege und Abfallrecht; konkrete Abfallschlüssel richten sich nach Stoff und Herkunft, nicht nach einer pauschalen Kursannahme. Energie, Wasser, Material und Stillstandszeit können durch vorbeugende, bedarfsgerechte Instandhaltung sinken.

Video laden

YouTube

YouTube sammelt möglicherweise persönliche Daten. Datenschutzrichtlinie

Fortfahren Ausblenden

Deutschsprachiger BGHM-Beitrag „Wie gefährlich sind Kühlschmierstoffe?“ aus der Reihe Holz- und Metallhelden (2026); für die Reflexion berufstypischer Gesundheitsgefahren.

Sicher prüfen, Störungen eingrenzen, Qualität sichern

Sicherheitsfunktionen verstehen

An CNC-Maschinen können trennende Schutzeinrichtungen, überwachte Türen, berührungslose Schutzeinrichtungen und Notbefehlseinrichtungen notwendig sein. Not-Halt stoppt gefahrbringende Bewegungen oder Prozesse; Not-Aus trennt die betroffene Stromversorgung zum Schutz vor elektrischen Gefahren. Diese Funktionen sind nicht identisch und ersetzen keine Schutzeinhausung. Die BGHM-Fachinformation Not-Halt/Not-Aus erläutert unter Bezug auf DIN EN ISO 13850 und DIN EN 60204-1 die Unterscheidung. Welche Einrichtungen vorhanden sein müssen und wie sie geprüft werden, legt die Risiko- und Gefährdungsbeurteilung zusammen mit den Unterlagen zur konkreten Maschine fest.

Notbefehlseinrichtung an einer CNC-Maschine. Die Abbildung erklärt die Erkennbarkeit, nicht die Berechtigung, einen Funktionstest eigenmächtig auszulösen. Foto: Flygklubben, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Sicherer Prüfprozess: Auftrag und Qualifikation klären → Gefährdungen erfassen → Maschine gemäß betrieblichem Verfahren außer Betrieb nehmen und gegen unerwarteten Anlauf sichern lassen → Stillstand sowie gespeicherte Energien durch befugtes Personal bewerten → nur freigegebene Sicht- und Dokumentenprüfungen ausführen → sicherheitsgerichtete Funktionsprüfungen durch beauftragte Fachkräfte nach Herstellerverfahren veranlassen → Befunde dokumentieren → Freigabeentscheidung der verantwortlichen Person einholen. Ein Not-Halt ist kein Ersatz für die erforderliche Freischaltung gegen unerwarteten Wiederanlauf. Schutzeinrichtungen niemals manipulieren.

Der gesetzliche Rahmen umfasst die BetrSichV § 10, die TRBS 1112 „Instandhaltung“ und für Zerspanungsmaschinen die BGHM-Informationen zu Werkzeugmaschinen. Aktuelle Fassungen und Herstellerunterlagen müssen im Betrieb geprüft werden. Der Kurs gibt keine pauschalen Freigaben für risikoreiche Tätigkeiten.

Systematische Fehlereingrenzung

Eine einfache Methode ist die Ursache-Wirkungs-Struktur in den Kategorien Mensch, Maschine, Material, Methode, Messung und Umfeld. Bei einem Geräusch an der Drehmaschine notierst du zunächst Messbedingungen und Verlauf, nicht sofort ein vermeintlich defektes Teil. Möglich sind Lager, Spannmittel, Werkzeug, Schmierung oder Fremdkörper. Sichtbare Leckage, ungewöhnliche Vibration, thermischer Geruch oder eine gestörte Schutzeinrichtung sind Anlässe, den Betrieb nach Vorgabe zu unterbrechen und die zuständige Person einzuschalten.

Fehler: Ist und Soll stimmen nicht überein. Störung: Die vorgesehene Funktion ist eingeschränkt oder unterbrochen. Ausfall: Die geforderte Funktion kann nicht erfüllt werden. Eine Dokumentation trennt Beobachtung, Messwert, angenommene Ursache, bestätigte Ursache und eingeleitete Maßnahme. Du dokumentierst weder Vermutungen als Tatsachen noch vertrauliche Maschinendaten in öffentlichen Lernprojekten.

Prozess- und Produktqualität beurteilen

Die Maschinengeometrie, Lagerzustände, Werkzeugspannung und das KSS können die Maßhaltigkeit, Form, Lage und Oberflächenbeschaffenheit der Produkte beeinflussen. Eine sichere Qualitätskontrolle untersucht beispielsweise ein bereits entnommenes Prüfteil mit einem dafür geeigneten Messmittel außerhalb des Gefahrenbereichs. Ein Maß außerhalb der Zeichnungstoleranz kann eine Störung anzeigen, ist aber nicht automatisch ein Nachweis für eine bestimmte Maschinenursache. Vergleiche vor und nach einer Wartungsmaßnahme bei vergleichbaren Bedingungen; dokumentiere Messmethode, Prüfmittel, Soll- und Istwerte, Messunsicherheit und Befugnisse.

Digitalisierung unterstützt durch Betriebsstundenzähler, elektronische Wartungspläne, zustandsorientierte Sensorik und ein Instandhaltungsmanagementsystem. Nutze nur freigegebene IT-Systeme, rollenbasierte Berechtigungen und nötige Daten; fotografiere keine realen Auftrags-, Personen- oder Zugangsdaten für öffentliche Kursbeiträge. Ein digitales Signal ist ein Hinweis, keine automatische Reparatur- oder Sicherheitsfreigabe.

Praxisauftrag: Inspektion einer CNC-Drehmaschine

Ausgangslage und Auftragsanalyse

Fall „M-02“ – vollständig erfundene Schulungssimulation: Eine CNC-Drehmaschine soll vor der nächsten Fertigungsserie inspiziert werden. Im digitalen Protokoll stehen Betriebsstundenzähler 840 h, letzte planmäßige Wartung bei 775 h und ein für dieses Modell ausdrücklich angenommenes Wartungsintervall von 50 Betriebsstunden. Ein schwankendes Geräusch wurde gemeldet. Modellierte Sichtbefunde: leichte Fremdölspur auf einem KSS-Behälter, keine erkennbare Beschädigung der äußeren Schutzhaube. Fiktive Messwerte: Refraktometeranzeige 3,6, angenommener KSS-Faktor 1,50, pH 8,8; hypothetischer KSS-Zielbereich 5,0–7,0 % und pH 8,7–9,4. Ein von einer befugten Fachkraft aus einem sicheren Prüfaufbau übermittelter Messwert für die beispielhafte Geometrieabweichung beträgt 0,03 mm; der rein fiktive Hersteller-Grenzwert betrage 0,02 mm.

Auftragsziel: Fälligkeit berechnen, Sicherheits- und Inspektionsplan schreiben, Messergebnisse nachvollziehbar bewerten, Störung eingrenzen, mögliche Qualitätsfolgen angeben, einen dokumentierten Befund einschließlich Freigabeempfehlung erstellen. Der Auftrag umfasst keine selbstständige Reparatur und keinen realen Maschinenstart.

Arbeitsplan mit Verantwortlichkeiten

Schritt	Inhalt und Prüfmittel	Sicherheit, Zuständigkeit und Nachweis
1. Informieren	Simulierte Herstellerunterlagen, Störmeldung, Laufzeit und Planstand zusammenstellen	Auszubildende im Unterricht; Dokumentencheck mit Versionsstand
2. Gefährdungen einschätzen	Rotierende Teile, Restenergie, KSS, Späne, Schnittstellen und Lärm identifizieren	Befugte Fachkraft verantwortet reale Freischaltung und Absicherung; Risiko-Checkliste
3. Fälligkeit berechnen	Stundenstand und Intervall vergleichen	Lernrechnung; Terminvermerk „überfällig“
4. Sicht- und Stoffbefunde erfassen	Bilder einer abgeschalteten Modellanlage und vorgegebene KSS-Messdaten auswerten	Keine unbefugte Maschinenöffnung; Prüfbogen mit Quelle und Sollwert
5. Technische Befunde prüfen	Geometrieabweichung aus sicher übermitteltem Prüfprotokoll mit Modellgrenze vergleichen	Keine eigene Messung im Gefahrenbereich; Abweichungsmeldung
6. Qualitätswirkung abschätzen	Maßdaten eines bereits entnommenen Musterteils vergleichen	Prüfbericht mit Toleranzbewertung
7. Entscheiden, dokumentieren, übergeben	Sperrgrund, offene Prüfungen, Maßnahme und verantwortliche Freigabe festhalten	Übergabe an qualifizierte Instandhaltung; keine eigenmächtige Wiederinbetriebnahme

Durchgerechnete Fallauswertung

Wartungsfälligkeit: Solltermin = 775 h + 50 h = 825 h; der aktuelle Stand 840 h liegt 15 Betriebsstunden nach dem fiktiven Plantermin. Daraus folgt: Wartung ist überfällig, Verantwortliche informieren und weiteres Vorgehen nach Betriebsregel festlegen. Die 50 Stunden sind kein allgemeingültiges Intervall.

KSS-Konzentration: 3,6 × 1,50 = 5,4 %. Der Wert liegt im nur für das Beispiel definierten Band 5,0–7,0 %. Der pH-Wert 8,8 liegt ebenfalls innerhalb des fiktiven Bereichs. Dennoch müssen die Fremdölspur und die übrigen nach Prüfplan geforderten KSS-Parameter beurteilt werden; einzelne unauffällige Werte beweisen keinen hygienisch sicheren KSS. Eine reale Veränderung oder ein Neuansatz ist hier ausdrücklich nicht beauftragt.

Geometrie: 0,03 mm − 0,02 mm = 0,01 mm Überschreitung der simulierten Grenze. Die Ursache ist noch offen. Eine zuständige Fachkraft soll geeignete weitere Prüfungen veranlassen, bevor die Maschine zur Präzisionsfertigung freigegeben wird.

Produktkontrolle: Ein Musterauftrag fordert für einen Durchmesser 20,00 ± 0,05 mm. Der zulässige Bereich reicht also von 19,95 bis 20,05 mm. Vier bereits sicher entnommene Musterteile messen 19,99; 20,01; 20,08 und 20,00 mm. Drei liegen innerhalb, eines außerhalb; Beispiel-Erfüllungsquote = 3 / 4 × 100 = 75 %. Vier Teile erlauben keine zuverlässige statistische Prozessfähigkeitsbewertung. Insbesondere das Teil mit 20,08 mm muss gemäß Qualitätsverfahren gesperrt und die Ursache untersucht werden.

Arbeitsergebnis: Die Daten sprechen gegen eine sofortige uneingeschränkte Freigabe. Die Person in Ausbildung dokumentiert die überfällige Wartung, den geometrischen Befund, die Qualitätsabweichung und die offene Störungsursache; sie empfiehlt, die Maschine bis zur fachkundigen Abklärung gesperrt zu halten. Nur die zuständige beauftragte Person entscheidet nach ergänzender Prüfung über tatsächliche Maßnahmen, sicheren Testlauf und spätere Freigabe.

Prüffähiges Übergabeprotokoll

Prüffeld	Simulierter Eintrag	Bewertung / nächster Schritt
Objekt	Schulungsmaschine M-02, fiktive CNC-Drehmaschine	Keine vertrauliche Seriennummer verwendet
Wartung	Fällig bei 825 h, Stand 840 h	Überfällig um 15 h; Fachkraft informieren
KSS	Anzeige 3,6; Faktor 1,50; Ergebnis 5,4 %; pH 8,8	Werte im Modellband; Fremdölspur prüfen lassen
Geometrie	0,03 mm bei simulierter Grenze 0,02 mm	Abweichung +0,01 mm; weitere Diagnose anfordern
Werkstückqualität	Drei von vier Mustermaßen innerhalb Toleranz	Abweichendes Musterteil kennzeichnen; Ursache offen
Sicherheit	Nur Dokumenten- und Modellprüfung im Lernsetting	Kein realer Start, kein Test von Sicherheitseinrichtungen durch Lernende
Status / Übergabe	„Keine Freigabeempfehlung“	Zuständige Fachkraft entscheidet und zeichnet reale Freigabe ab

Bewertungsraster für den Praxisfall

Kriterium	Maximalpunkte	Überprüfbarer Maßstab
Gefährdungen und Verantwortlichkeiten	20	Alle wesentlichen Gefahren, Stillsetzung, Restenergie, Aufsicht und Freigabegrenze werden korrekt berücksichtigt
Auftragsanalyse und Arbeitsplan	15	Unterlagen, Reihenfolge, Prüfmittel, Zuständigkeiten und Nachweise sind eindeutig
Technische Berechnungen	15	Fälligkeit, Konzentration und Grenzwertvergleich sind mit Einheiten fehlerfrei
Stoff-, Gesundheits- und Umweltschutz	15	KSS-Befunde, Schutzmaßnahmen, Lagerung und Entsorgung sind nachvollziehbar
Diagnose und Qualitätsbezug	15	Ursache und Vermutung werden getrennt, Musterteile korrekt bewertet, Entscheidung begründet
Nachhaltigkeit und Digitalisierung	10	Ressourceneffekte und datensparsame elektronische Dokumentation beschrieben
Dokumentation und Fachgespräch	10	Ein vollständiger Prüfbericht mit offenem Restpunkt und klarer Übergabe liegt vor
Summe	100	Die Lehrkraft begründet die Punkte anhand des vorgelegten Arbeitsergebnisses.

Mindest-Sicherheitsbedingung: Eine unsichere Arbeitsfreigabe oder die Anweisung, Schutzfunktionen zu umgehen, führt unabhängig von der Punktzahl zur Überarbeitung des Praxisnachweises. Das Raster ist ein Unterrichtsinstrument und keine amtliche Prüfungsordnung. Für Lernende ohne Maschinenzugang ist die vollständige Tabellen- und Datensimulation didaktisch gleichwertig.

Interaktive Aufgaben

Beantworte die Aufgaben zuerst selbst. Die Antwortauswertung erfolgt im Quiz; nutze bei Fehlversuchen den passenden Fachabschnitt, rechne nach und prüfe deine Begründung. Die Lösungen werden nicht vorab als eigener Antwortschlüssel angezeigt.

Quiz: Prüfe dein Wissen

Was kennzeichnet eine Inspektion an einer Werkzeugmaschine? (Den Istzustand feststellen und mit Vorgaben vergleichen) (!Ein defektes Lager ohne Auftrag ersetzen) (!Die Maschine grundsätzlich schneller fahren lassen) (!Jede Schutzeinrichtung außer Betrieb setzen)

Wie lautet im vereinfachten Modell die Flächenpressung bei 1800 N und 450 Quadratmillimetern? (4 Newton pro Quadratmillimeter) (!0,25 Newton pro Quadratmillimeter) (!400 Newton pro Quadratmillimeter) (!2250 Newton pro Quadratmillimeter)

Was ergibt sich bei einem Reibungsmodell mit Reibzahl 0,08 und Normalkraft 1200 N? (96 Newton) (!15000 Newton) (!9600 Newton) (!15 Newton)

Welche Aufgabe übernimmt ein geeignet ausgewählter Kühlschmierstoff beim Zerspanen? (Kühlen und Schmieren des Bearbeitungsprozesses) (!Schutzeinrichtungen ersetzen) (!Werkstückmaße automatisch garantieren) (!Alle Störungen elektrisch abschalten)

Welche Information ist zur Umrechnung einer Refraktometeranzeige in die KSS-Konzentration nötig? (Der zum Produkt gehörende Korrekturfaktor) (!Die Farbe des Maschinengehäuses) (!Die Anzahl der Werkzeugplätze) (!Der Durchmesser des Spannfutters)

Welche Aussage unterscheidet Not-Halt von Not-Aus fachlich? (Not-Halt stoppt gefährliche Bewegungen und Not-Aus beseitigt elektrische Gefährdungen durch Abschalten) (!Beide Begriffe bezeichnen immer genau dieselbe elektrische Abschaltung) (!Not-Aus ist ausschließlich eine betriebliche Pausentaste) (!Not-Halt erlaubt Wartung ohne Sicherung gegen Wiederanlauf)

Was ist bei einer Wartung an einer realen Maschine grundsätzlich maßgeblich? (Gefährdungsbeurteilung und Herstelleranweisung mit fachkundiger Beauftragung) (!Nur die zuletzt benutzte Internetanleitung) (!Ein beliebiges Wartungsintervall aus einem Lernbeispiel) (!Die Vermutung einer nicht unterwiesenen Person)

Wann ist die fiktive Wartung bei Stand 840 h nach letzter Wartung bei 775 h und Intervall 50 h fällig? (Bei 825 Betriebsstunden und damit bereits überfällig) (!Bei 840 Betriebsstunden genau im Plan) (!Erst bei 890 Betriebsstunden) (!Bei 775 Betriebsstunden für alle künftigen Prüfungen)

Welche Aussage beschreibt die Bewertung einer gemessenen Geometrieabweichung von 0,03 mm bei Modellgrenze 0,02 mm korrekt? (Die Modellgrenze wird um 0,01 mm überschritten und der Befund ist zu klären) (!Die Abweichung liegt um 0,01 mm unter der Grenze) (!Der Wert beweist zweifelsfrei einen Lagerschaden) (!Ohne weitere Prüfung ist die Maschine freigegeben)

Was gehört zu einer nachvollziehbaren Störungsdokumentation? (Beobachtung und Messwert von vermuteter Ursache und Maßnahme unterscheiden) (!Vermutungen als sicher erwiesene Ursachen eintragen) (!Alle Prüfergebnisse ohne Zeitbezug löschen) (!Personenbezogene Betriebsdaten öffentlich hochladen)

Memory

Ordne den Fachbegriff seiner sachlich passenden Beschreibung zu. Du übst damit die präzise Unterscheidung von Tätigkeiten, nicht das bloße Auswendiglernen.

Inspektion	Feststellen und Beurteilen des Istzustands
Wartung	Maßnahmen zum Erhalten eines Sollzustands
Instandsetzung	Wiederherstellung einer beeinträchtigten Funktion
Verbesserung	Dauerhafte Beseitigung einer erkannten Schwäche
Abnutzungsvorrat	Rest bis zum Erreichen einer zulässigen Verschleißgrenze

Drag-and-drop

Bringe typische Befunde mit dem nächsten fachlich passenden Dokumentations- oder Planungsschritt zusammen. Es handelt sich um ein Zuordnungsspiel, nicht um eine Erlaubnis zu praktischen Eingriffen.

Ordne den passenden Begriff zu.	Situation im fiktiven Wartungsauftrag
Soll-Ist-Vergleich	Gemessenen Wert mit der Vorgabe aus der Anleitung abgleichen
Sperrvermerk	Eine ungeklärte sicherheitsrelevante Abweichung für die Freigabe kenntlich machen
Prüfplan	Prüfort, Intervall, Methode und Zuständigkeit festlegen
Störungsbericht	Beobachtung, Hypothese und bereits veranlasste Schritte getrennt dokumentieren
Entsorgungsnachweis	Ordnungsgemäßen Umgang mit verbrauchten Betriebsstoffen festhalten

Kreuzworträtsel

Die Antworten bestehen jeweils aus genau einem deutschen Fachwort.

Wartung	Welche Tätigkeit bewahrt durch vorgesehene Maßnahmen den Sollzustand?
Inspektion	Wie heißt das systematische Feststellen und Beurteilen des Istzustands?
Reibung	Welche Wechselwirkung zwischen berührenden Flächen kann Bewegungsenergie umwandeln?
Schmierung	Wie nennt man das Zuführen geeigneter Mittel zur Verminderung von Reibung und Verschleiß?
Verschleiß	Welcher Begriff bezeichnet fortschreitende unerwünschte Veränderungen von Oberflächen?
Refraktometer	Welches Messgerät kann zur Bestimmung einer KSS-Kenngröße eingesetzt werden?

LearningApps

Nutze die thematische Suche als zusätzliches Übungsangebot. Die Treffer sind Fremdinhalte und müssen vor einem Einsatz durch die Lehrkraft fachlich geprüft werden; die Suchseite ist keine eigens erstellte oder amtlich geprüfte Lern-App.

Lückentext

Übertrage die wesentlichen Schritte eines fachgerechten Wartungsauftrags auf neue Fälle. Pro Satz fehlt nur ein Begriff.

Ergänze die passenden Fachbegriffe.

Der Teilbereich zur Ermittlung des tatsächlichen Maschinenzustands heißt .

Maßnahmen zum Erhalten des geforderten Zustands gehören zur .

Eine fortschreitende Veränderung von Kontaktflächen durch Beanspruchung nennt man .

Das Verhältnis einer senkrechten Kraft zur tragenden Kontaktfläche liefert die .

Der Kontaktwiderstand zwischen sich gegeneinander bewegenden Oberflächen wird als bezeichnet.

Die Gebrauchskonzentration eines geeigneten KSS kann mithilfe des produktspezifischen errechnet werden.

Die Unterlage mit Gefahren, Schutzmaßnahmen und Verantwortlichkeiten heißt .

Bei einer noch ungeklärten sicherheitsrelevanten Abweichung erfolgt keine eigenmächtige .

Im Prüfbericht werden Annahmen von tatsächlich ermittelten getrennt.

Ein gesicherter digitaler Bericht schützt vertrauliche Daten durch passende .

Offene Aufgaben

Alle 12 Arbeitsaufträge sind ohne Zugang zu einer gefährlichen Anlage mit Lehrmodellen und fiktiven Messdaten lösbar. Vergleiche deine Ergebnisse mit den im Kurs erläuterten Prüfkriterien; die Lehrkraft gibt individuell Hinweise zur Verbesserung.

Leicht

1. Begriffslandkarte: Gestalte auf einer A4-Seite ein Schaubild zu Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung; gib zu jedem Begriff einen ungefährlichen Maschinenbezug und eine Begründung.
2. Funktionsgruppen: Beschrifte an einem freigegebenen Foto einer CNC-Drehmaschine mindestens sechs Baugruppen und kennzeichne ihre Funktionen Stützen, Tragen oder Übertragen.
3. Sicherheitskarte: Erstelle eine Karte mit fünf Gefahren bei der Maschinenwartung, je einer Schutzmaßnahme und der jeweiligen Entscheidungsbefugnis; stelle keine realen Schaltversuche nach.
4. KSS-Wortbild: Zeichne den Weg eines Kühlschmierstoffs schematisch und kennzeichne Kühleinwirkung, Schmierung, Späneabtransport, Hautschutz und geregelte Entsorgung.

Standard

1. Inspektionsplan: Übertrage den Modellauftrag M-02 in einen tabellarischen Plan mit mindestens sieben Prüfpunkten, Sollwertquelle, Zuständigkeit, Intervall und protokollierter Abweichung.
2. Rechnung und Einheiten: Berechne Flächenpressung bei 1500 N und 300 mm² sowie Reibkraft bei 900 N und angenommener Reibzahl 0,12; dokumentiere Formel, Einheiten, Ergebnis und Modellannahmen.
3. Datenprüfung: Ermittle bei Refraktometeranzeige 3,2 und fiktivem Faktor 1,4 die Beispielkonzentration; erläutere, warum ein realer Zielwert ohne Herstellerangabe nicht beurteilt werden darf.
4. Qualitätsvergleich: Bewerte die vier Durchmesser aus dem Praxisfall gegenüber 20,00 ± 0,05 mm und skizziere drei mögliche Ursachen außerhalb eines voreiligen Lagerverdachts.

Schwer

1. Ursachenbaum: Entwickle einen Fehlerbaum für „Werkstückoberfläche wird schlechter“ mit wenigstens drei Ursachenpfaden, sicheren Nachweismöglichkeiten und einer priorisierten Fachkraft-Übergabe.
2. Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit: Vergleiche zwei simulierte Wartungsstrategien anhand selbst gewählter transparenter Ausfallwahrscheinlichkeiten, Ausfallkosten, Ressourcenverbrauch und Risiken; begründe, warum Sicherheit nicht gegen Kosten aufgerechnet wird.
3. Digitaler Prüfbericht: Entwerfe einen datensparsamen elektronischen Prüfdatensatz mit Zeit, Modell-ID, Unterlagenstand, Befund, Messmittel, verantwortlicher Rolle, Änderungshistorie und Freigabe-Sperre.
4. Fachgespräch: Führe ein Rollenspiel zwischen Ausbildung, Instandhaltung und Qualitätssicherung über den Fall M-02 durch; verfasse danach eine begründete Entscheidungsvorlage mit offenen Fragen, Eskalation und sicherer Alternative.

Lernkontrolle

1. Auftragsinterpretation: Erläutere anhand einer unbekannten, anonymisierten und erfundenen Störungsmeldung, welche Herstellerunterlagen und Zuständigkeiten vor der Planung zwingend benötigt werden.
2. Mechaniktransfer: Berechne bei einer Stützweite von 1,50 m und einer Last von 600 N im Abstand 0,50 m zu Lager A beide Auflagerreaktionen und prüfe das Kräfte- und Momentengleichgewicht.
3. KSS-Entscheidung: Bewerte zwei simulierte Prüfprotokolle mit derselben Refraktometerzahl, aber unterschiedlichen produktspezifischen Faktoren; begründe, weshalb die Konzentrationen nicht gleich sein müssen.
4. Gefährdungsanalyse: Prüfe einen fiktiven Wartungsplan, in dem die Sicherung gegen unerwarteten Wiederanlauf fehlt, und entwirf eine sichere Eskalation ohne eigenmächtigen Eingriff.
5. Fehlerdiagnose: Unterscheide an drei Werkstückmesswerten Messergebnis, mögliche Ursache und bereits belegten Defekt; benenne einen zulässigen nächsten Prüfschritt.
6. Praxisfallbewertung: Verfasse aus den Daten von M-02 einen zweiseitigen fachlichen Bericht mit Berechnungen, Sicherheitsbewertung, Material- und Umweltaspekten sowie begründetem Übergabestatus.

Lernnachweis

Einreichbares Produkt: Eine anonymisierte oder vollständig fiktive digitale Instandhaltungsakte für Maschine M-02 aus dem Praxisfall mit (a) Auftragsanalyse und Quellenliste, (b) Funktionsgruppenbild, (c) dokumentierter Gefährdungs- und Zuständigkeitsbetrachtung, (d) Wartungs- und Prüfplan, (e) mindestens vier fehlerfrei erläuterten Rechnungen aus Mechanik, Stundenstand, KSS oder Qualität, (f) ausgefülltem Prüfbogen, (g) nachvollziehbarem Bericht zu Fehlerhypothesen und zur Produktqualität, (h) Nachhaltigkeits- und Datenschutznotiz, (i) begründeter Freigabeempfehlung ohne tatsächliche Maschinenfreigabe und (j) kurzer mündlicher Präsentation. Bewertet wird mit dem 100-Punkte-Raster aus dem Praxisfall; jede Zahl muss auf Modellangabe, beobachtetem Befund oder eigener Rechnung beruhen.

Selbstkontrolle: Kannst du eindeutig erklären, was du selbst beurteilen darfst und was an eine beauftragte Fachkraft übergeht? Trennst du Beobachtung von Vermutung? Reagierst du auf die fiktive Grenzwertüberschreitung ohne riskante Eigenversuche? Sind alle Messungen rückverfolgbar? Gibt es eine sichere Modellalternative? Wenn du einen Punkt verneinst, überarbeite zuerst diesen Teil. Der Lernnachweis ist keine reale Wartungsfreigabe, kein Nachweis einer amtlichen Ausbildungsprüfung und ersetzt keine betrieblichen Unterweisungen.

OER und Wikipedia

Primärquellen und fachliche Prüfgrundlagen (inhaltlich ausgewertet, Norm- und Rechtstexte nicht kopiert):

• KMK-Rahmenlehrplan Fachkraft für Metalltechnik, Lernfeld 6 auf Druckseite 27, Zeitrichtwert 60 Stunden.
• BIBB: Fachkraft für Metalltechnik, Fachrichtung Zerspanungstechnik und Ausbildungsrahmenplan der Metalltechnik-Ausbildungsverordnung.
• Betriebssicherheitsverordnung § 10: Instandhaltung und Änderung von Arbeitsmitteln, geltende Fassung berücksichtigen.
• BAuA: Verzeichnis der Technischen Regeln für Betriebssicherheit, insbesondere TRBS 1112.
• DGUV Regel 109-003 „Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen“, zu Gefährdungsbeurteilung und KSS-Prüfung.
• BGHM: Werkzeugmaschinen und BGHM: Not-Halt/Not-Aus.
• BGHM: Prüfung und Wartung von Kühlschmierstoff.
• Wikipedia: Instandhaltung als ergänzender offener Überblick; fachlich verbindlich sind die amtlichen und herstellerbezogenen Unterlagen.

Offener Überblick in deutscher Sprache:

Bildquellen und Rechte: Die folgenden vier Wikimedia-Commons-Dateiseiten wurden auf Dateinamen, Urheber und dort ausgewiesene Lizenz geprüft. Unveränderte Einbettung mit Urheberhinweis; Änderungen müssten gesondert gekennzeichnet werden.

Videonachweise: Die öffentlich auffindbaren Videoeinträge wurden über Titel, Anbieter, Sprache und Themenbeschreibung abgeglichen. Die unmittelbare Wiedergabe war bei der Recherche technisch nicht überprüfbar. Deshalb werden die Videos als ergänzende externe Lernmedien, nicht als frei lizenzierte OER bezeichnet; bitte Verfügbarkeit und Einbettungsfreigabe bei Verwendung prüfen.

Video-ID und URL	Geprüfter Videoeintrag	Anbieter	Rechtestatus
https://www.youtube.com/watch?v=rth-AIe62ZM	Refraktometerwert im Kühlschmierstoff bestimmen	AVISTA OIL AG, 2020	YouTube-Veröffentlichung; keine offene Lizenz nachgewiesen
https://www.youtube.com/watch?v=JV4MwXbhl3g	Wie gefährlich sind Kühlschmierstoffe?	Holz- und Metallhelden / BGHM, 2026	YouTube-Veröffentlichung; keine offene Lizenz nachgewiesen

Rechte- und Aktualitätshinweis: Commons-Abbildungen stehen unter den jeweils angegebenen Bedingungen; das bedeutet nicht, dass Lehrtexte, Normen, Betriebsanleitungen oder Videos automatisch OER sind. Herstellerhandbücher für eine konkrete Maschine wurden nicht vorgelegt und können daher nicht verifiziert werden. Der Praxisfall nutzt ausdrücklich fiktive Sollwerte. Prüfe für reale Entscheidungen immer die aktuellen Herstellerdokumente, Sicherheitsdatenblätter und betrieblichen Vorgaben.

Verknüpfte Lernbereiche

Werkzeugmaschinen in der Zerspanungstechnik Wartung, Inspektion und Instandsetzung Drehmaschine und Baugruppen CNC-Fräsmaschine und Bearbeitungszentrum Flächenpressung, Reibung, Lagerreaktionen Schmierung und Kühlschmierstoffe Schutzeinrichtungen und sichere Instandhaltung Prüfmittel und Produktqualität Störungsdiagnose und Wartungsplanung Materialeffizienz, Entsorgung und Energie Digitale Dokumentation und Datenschutz

Projektideen: Modell einer Zwei-Lager-Abstützung aus ungefährlichen Lehrmaterialien mit eingezeichneten Kräften; Refraktometer-Simulation anhand vorgegebener Anzeigewerte; Wartungs-Dashboard mit fiktiven Betriebsstunden und Ampel für offene Prüfungen; Audiobeitrag über die Unterschiede von Not-Halt und Not-Aus; Klassenprojekt „Weniger Ausschuss durch vorbeugende Instandhaltung“ ohne reale Kunden- oder Betriebsdaten.

aiMOOC Projekte

Schulfach+

aiMOOCs

aiMOOC Projekte