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Baugruppen herstellen und montieren - Fachkraft für Metalltechnik - LF 3

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Einleitung

Du erhältst einen typischen Montageauftrag: Aus mehreren vorbereiteten Metallbauteilen soll eine funktionsfähige, prüfbare Baugruppe entstehen. Das erfordert mehr als das Festziehen einer Schraube. Du musst den Auftrag verstehen, Zeichnungen und Stücklisten lesen, die Funktion und den Kraftfluss erklären, Verbindungen auswählen, eine sichere Reihenfolge planen, fachgerecht montieren, prüfen und das Ergebnis dokumentieren.

Dieser vollständige Kurs orientiert sich am KMK-Lernfeld 3 „Baugruppen herstellen und montieren“ der Fachkraft für Metalltechnik im 1. Ausbildungsjahr (Zeitrichtwert: 80 Unterrichtsstunden). Du lernst die Schritte Informieren – Planen – Entscheiden – Ausführen – Kontrollieren – Bewerten anhand eines zusammenhängenden, fiktiven Praxisauftrags. Die Beispiele ersetzen weder den betrieblichen Ausbildungsplan und den Landeslehrplan noch die Unterweisung und Freigabe durch Fachpersonal. Maschinenarbeiten, Schweißen, Löten, Arbeiten mit Klebstoffchemikalien und sicherheitsrelevante Verschraubungen sind nur unter befugter Aufsicht zulässig; für das Selbstlernen werden vorgefertigte Teile, Papiermodelle und CAD-Simulationen verwendet.

Lernziele: Du kannst Funktionszusammenhänge erklären, einen Montageplan und einen Prüfplan erstellen, Fügeverfahren technisch begründen, Kraft und Drehmoment modellhaft berechnen, Montagefehler analysieren und deine Entscheidung nachvollziehbar präsentieren. Maßgebliche Grundlagen: KMK-Rahmenlehrplan, Druckseite 12, BIBB-Berufsprofil und Ausbildungsordnung.

Technische Unterlagen auswerten und Funktionen verstehen

Auftrag, Zeichnungen und Stückliste

Eine Baugruppe ist eine funktional zusammengehörende Einheit aus mehreren Bauteilen, etwa ein Winkelhalter mit Abstandstück und Schraubverbindung. Eine Teilzeichnung zeigt ein einzelnes Bauteil mit Maßen, Toleranzen, Werkstoff und gegebenenfalls Oberflächenangaben. Eine Baugruppenzeichnung zeigt Lage, Zusammenwirken und Positionsnummern der Teile. Eine Gesamtzeichnung ordnet die Baugruppe in ein größeres Produkt ein. Ein Technologieschema abstrahiert die Wirkungsweise, beispielsweise Kräfte und Bewegungsrichtungen. Die Stückliste verbindet Positionsnummer, Benennung, Anzahl, Werkstoff beziehungsweise Normteilbezeichnung.

Du gehst systematisch vor: Auftrag und Einsatzgrenze lesen; Zeichnungsversion und Maßeinheiten prüfen; Positionsnummern mit der Stückliste abgleichen; Passflächen und Bewegungsräume identifizieren; fehlende Maße, Toleranzen und Drehmomentangaben kennzeichnen und vor Ausführung klären. Technische Dokumente sind keine Dekoration: Ein fehlendes Distanzstück kann aus einer beweglichen Lagerung eine verspannte, funktionsgestörte Baugruppe machen. Typischer Fehler: Ein Maß wird aus einer nicht maßstäblich dargestellten Skizze geschätzt, statt das angegebene Nennmaß zu verwenden.

Explosionsnahe Darstellung einer Schraubenverbindung: Einzelteile erkennen und die sinnvolle Teilefolge beschreiben. Quelle und Lizenz im Mediennachweis.

Funktionsanalyse und Kraftfluss

Eine Funktionsanalyse beantwortet vier Fragen: Was soll sich bewegen oder starr bleiben? Welche Bauteile berühren sich? Welche Kräfte werden eingeleitet und wohin weitergegeben? Woran erkennst du die korrekte Funktion? Ein Kraftfluss beschreibt den Weg einer Belastung von der Einleitungsstelle über Verbindungselemente und Kontaktflächen zur Abstützung. Zeichne dafür gedanklich oder auf Papier Kraftpfeile und markiere Schnittstellen. Beispiel: Eine seitliche Kraft am Winkel wird über die Fügestelle zum zweiten Bauteil übertragen. Bei ausreichend vorgespannter Schraubverbindung kann Reibung zwischen Kontaktflächen einen Teil der Querkraft übertragen; bei Relativverschiebung können Schraubenschaft und Lochrand zusätzlich belastet werden. Das muss bei der Bemessung berücksichtigt werden.

Unterscheide Funktionsmaß (entscheidet über Bewegung, Spiel oder Lage), Fertigungsmaß und Prüfmerkmal. Eine Toleranz ist die zulässige Abweichung vom Nennmaß, nicht ein Freibrief für beliebige Nacharbeit. Dokumentiere ungeklärte Annahmen ausdrücklich. Eine Explosionszeichnung macht die Reihenfolge anschaulich; sie ersetzt weder eine komplette Arbeitsanweisung noch den Sicherheitscheck.

Montage vorbereiten und Verbindungen auswählen

Kraftschluss, Formschluss und Stoffschluss

Beim Kraftschluss verhindert eine durch Normalkraft erzeugte Reibung die Relativbewegung, etwa bei einer Klemmung. Beim Formschluss greifen Geometrien ineinander, beispielsweise Passfeder und Nut, Stift und Loch oder ein Anschlag. Beim Stoffschluss halten atomare oder molekulare Bindungen die Teile zusammen, etwa durch Schweißen, Löten oder Kleben. Eine Schraubverbindung besitzt mehrere Wirkungen: Das Gewinde überträgt Kräfte über seine Form, die Vorspannung erzeugt eine Klemmung, und Reibung an den Kontaktflächen kann Querkräfte übertragen. Ordne daher immer die konkrete Funktion zu, nicht nur den Namen des Verbindungselements.

Lösbare Verbindungen wie Schrauben erleichtern Wartung und sortenreine Demontage. Bedingt lösbare Verbindungen wie bestimmte Stift- oder Pressverbindungen können beim Trennen beschädigt werden. Nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindungen sind beispielsweise viele Schweiß- und Nietverbindungen. Die Entscheidung berücksichtigt Belastungsrichtung, notwendige Beweglichkeit, Werkstoffe, Zugänglichkeit, Stückzahl, Korrosionsschutz, Wiederverwendbarkeit, Kosten und Sicherheit. Stoffschlüssige Heißverfahren werden hier nur verglichen, nicht praktisch angeleitet.

Schraube, Mutter und unterschiedliche Scheibenelemente. Ein Federring ist nicht automatisch eine wirksame Schraubensicherung: Eignung und zugelassenes Sicherungskonzept sind im konkreten Anwendungsfall nachzuweisen.

Montagefolge, Darstellungsarten und Werkzeuge

Eine plausible Montagefolge beginnt mit Identifikation und Zustandskontrolle der Teile, geht über Reinigen der Fügestellen, Ausrichten, Positionieren, Vorfügen und spannungsfreies Fügen bis zur vorgesehenen Sicherung und Endprüfung. Der Strukturbaum zeigt Unterbaugruppen und Hierarchie, die Tabelle Arbeitsfolge, Material, Werkzeug und Prüfpunkte, das Flussdiagramm Entscheidungen und Rücksprünge und die Explosionszeichnung die räumliche Beziehung. Für einen einfachen Auftrag ist eine tabellarische Abfolge oft am prüfbarsten; bei vielen Verzweigungen hilft ein Flussdiagramm. Halte die Reihenfolge so fest, dass ein anderes Team den Ablauf sicher nachvollziehen kann.

Wähle Montagehilfen nach Funktion: Schonbacken schützen Oberflächen, eine Lehre unterstützt Lagegenauigkeit, passende Schlüssel vermeiden Beschädigungen, ein geeignetes Messmittel prüft das geforderte Merkmal. Für Verschraubungen mit definiertem Anzugsmoment darf nur ein geeigneter und nach betrieblicher Vorgabe geprüfter Drehmomentschlüssel im freigegebenen Bereich verwendet werden; Einstellungen erfolgen nach Herstellerangaben. Keine Drehmomente aus allgemeinen Internetlisten ungeprüft übernehmen.

Normteile identifizieren

Bei M6 × 25 steht M für metrisches ISO-Gewinde, 6 für den Nenndurchmesser in Millimetern und 25 für die Schraubenlänge in Millimetern, bei einer üblichen Sechskantschraube gemessen unter dem Kopf. Das metrische M6-Regelgewinde hat 1,0 mm Steigung. 8.8 ist eine Festigkeitsklasse einer Stahlschraube, keine Länge und kein vorgeschriebenes Anzugsmoment. Eine vollständige Auswahl verlangt unter anderem Schraubenform, Gewinde, Länge, Festigkeitsklasse, Oberflächenschutz, passenden Mutternwerkstoff, Auflageflächen und Montagevorgaben. Die aktuellen Normreferenzen für diese Beispiele sind DIN EN ISO 4017:2022-10 und DIN EN ISO 898-1:2013-05. Eine konkrete Konstruktion ist nur mit aktueller Normausgabe, Zeichnung und Herstellerunterlagen freizugeben.

Mechanische Grundlagen sicher berechnen

Kraft, Hebelarm und Drehmoment

Die Kraft F misst du in Newton (N); das Drehmoment M misst du in Newtonmeter (N·m). Bei senkrechter Kraft gilt M = F · l, wobei l der wirksame Hebelarm in Metern ist. Beispiel: 20 N wirken senkrecht in 0,20 m Entfernung vom Drehpunkt; folglich M = 20 N · 0,20 m = 4,0 N·m. Bei schräger Kraftrichtung verwendest du den senkrechten Abstand zur Wirkungslinie beziehungsweise die senkrechte Kraftkomponente. Typische Fehler: Zentimeter statt Meter einsetzen, die Kraftrichtung vergessen oder Drehmoment mit einer Zugkraft gleichsetzen.

Deutschsprachiges Erklärvideo zum Drehmoment von Studyflix; es behandelt das Hebelgesetz und Rechenbeispiele. Die Werkstattpraxis bleibt an Herstellerangaben gebunden.

Reibung, Vorspannung und vereinfachtes Schraubenmodell

Beim Anziehen entsteht eine Vorspannkraft Fv, die die Fügeteile zusammendrückt. Die erreichbare Klemmkraft hängt stark von Gewinde- und Kopfauflagenreibung, Schmierung, Oberflächen, Setzverhalten und Verfahren ab. Für ein ausschließlich didaktisches Rechenmodell nutzen wir M ≈ K · Fv · d mit dem ausdrücklich angenommenen Gesamteinflussfaktor K = 0,20. Bei M = 4,0 N·m und d = 0,006 m gilt Fv ≈ 4,0 / (0,20 · 0,006) = 3 333 N. Mit dem rein angenommenen Haftreibungskoeffizienten μ = 0,15 ergibt die Idealisierung F_Reibung,max = μ · Fv ≈ 500 N. Für eine fiktive äußere Querkraft von 180 N läge die Modellreibkraft darüber. Das ist keine Freigabe oder Sicherheitsberechnung: Streuungen der Vorspannung, zusätzliche Belastungsfälle, Lochleibung, dynamische Effekte und Setzverluste bleiben unberücksichtigt. Weder 4 N·m noch K = 0,20 sind Montagevorgaben für eine reale M6-Schraube.

Kurzes deutschsprachiges Video „Schraube, Schraubenverbindung; 2-Minuten-Erklärung!“ von Sergej Karch. Vergleiche die dortige Begriffserklärung mit dem vereinfachten Modell.

Flächenpressung, Reibschluss und Schraubenfestigkeit

Flächenpressung p ist modellhaft die senkrechte Kraft je Kontaktfläche: p = F/A in N/mm² (= MPa). Beispiel: Über eine idealisiert gleichmäßig beanspruchte Kontaktfläche von 20 mm × 20 mm = 400 mm² bei F = 3 333 N folgt p = 3 333 / 400 = 8,33 N/mm². In der Praxis kann die örtliche Pressung unter Schraubenkopf und Scheibe deutlich ungleichmäßig sein. Für das M6-Regelgewinde beträgt der in technischen Tabellen angegebene Spannungsquerschnitt As ≈ 20,1 mm². Die rein axiale Modellspannung ist damit σ = 3 333 N / 20,1 mm² ≈ 166 N/mm². Vergleiche diesen Wert mit zulässigen Beanspruchungen ausschließlich anhand des richtigen Werkstoffkennwerts und des vollständigen Lastfalls; Querkräfte, Biegung, Ermüdung und Vorspannstreuung fehlen hier. Bossard: technische Tabelle mit Spannungsquerschnitten und ISO 898-1:2013, 2025 bestätigt dienen der Orientierung, nicht als Kopiervorlage für Normtabellen.

Drehmomentschlüssel mit Wechselköpfen. Die Gerätewahl, die Einstellung und die Prüfung der Eignung erfolgen nach dem konkreten Schraubfall.

Praxisfall: Einen demontierbaren Winkelhalter montieren

Fiktiver Auftrag und eindeutige Annahmen

Ein Übungsbetrieb benötigt einen lastfreien Demonstrations-Winkelhalter für einen Messestand. Zwei vorgebohrte Flachleisten sollen über ein Distanzstück mit einer Schraubverbindung zu einer Baugruppe zusammengefügt werden. Die Konstruktion trägt keine Personen, Lasten oder Maschinenteile. Geometrie und Prüfwerte sind didaktische Vorgaben, keine übernommenen Normtoleranzen. Nur vorbereitete, entgratete Teile werden unter fachlicher Aufsicht montiert; ersatzweise baust du die Anordnung aus Karton mit Kunststoffschraube nach oder modellierst sie in CAD.

Stückliste – ausschließlich Musterdaten:

Pos.	Teil	Anzahl	Vorgabe und Funktion
1	Flachleiste A	1	Stahl, 50 × 30 × 3 mm, vorbereitetes Durchgangsloch; trägt die erste Kontaktfläche
2	Distanzstück	1	20 × 20 × 8 mm, vorbereitetes Durchgangsloch; definiert den Abstand
3	Flachleiste B	1	Stahl, 50 × 30 × 3 mm, vorbereitetes Durchgangsloch; Gegenlage
4	Sechskantschraube	1	M6 × 25, für die Übung Festigkeitsklasse 8.8, passende Spezifikation prüfen
5	Scheibe	2	Zu M6 passende, geeignete Scheiben; Maße der echten Teile nachmessen
6	Sechskantmutter	1	Passende Mutternausführung und Klasse nach dokumentierter Auswahl

Auftragskriterien: Lochmitten in Montagerichtung deckungsgleich; Flachleisten nicht vertauscht; Distanzstück 8,0 ± 0,2 mm hoch; Oberflächen ohne neue Grate oder sichtbare Beschädigungen; Verbindung liegt ohne Verkanten an; Verbindungsfolge und Stückzahl stimmen mit der Zeichnung überein; bei einer vorsichtigen, lastfreien Handkontrolle kein offensichtliches Spiel. Sämtliche reale Anziehparameter legt die befugte Fachkraft anhand von Herstellerunterlagen fest. Eine Drehmomentprüfung ist nur mit freigegebenem Verfahren und Messmittel zulässig.

Arbeitsplan mit Entscheidungspunkten

Schritt	Arbeitsinhalt	Werkzeug / Unterlage	Prüffrage / Dokument
Informieren	Auftrag, Zeichnung, Stückliste und Gefährdungen prüfen	Freigegebene Unterlagen	Sind Versionen, Positionen, Maße und Anforderungen vollständig?
Planen	Bauteilefolge und Kraftfluss skizzieren; Prüfung festlegen	Explosionsskizze, Arbeitsplan	Müssen Scheiben oder Distanzstück vor dem Fügen aufgesetzt werden?
Vorbereiten	Nur vorbereitete, entgratete Teile zählen und auf Schäden prüfen	Sichtprüfung, Messschieber	Teile vollständig und unbeschädigt?
Ausrichten	A, Distanzstück und B lagegerecht zusammenführen	Schonende Positionierhilfe	Löcher fluchtend und Flächen plan?
Vorfügen	Schraube, Scheiben, Mutter nach Zeichnung anordnen; von Hand vorpositionieren	Passender Handschlüssel	Gewinde ohne Verkanten angesetzt?
Fügen	Mit freigegebenem Verfahren unter Aufsicht montieren oder im CAD simulieren	Geeignetes, freigegebenes Werkzeug	Vorgaben und Schutzmaßnahmen eingehalten?
Prüfen	Maße, Lage, Sichtbefund und lastfreie Funktion kontrollieren	Prüfplan, Messschieber	Bestehen alle vereinbarten Prüfkriterien?
Dokumentieren	Messwerte, Abweichungen, Freigabestatus und Verbesserungen festhalten	Prüfprotokoll	Ergebnis nachvollziehbar und ohne echte Personendaten?

Rechencheck der Schraubenlänge: Der fiktive Klemmstapel aus 3 mm + 8 mm + 3 mm + zweimal beispielhaft 1,6 mm Scheibendicke beträgt 17,2 mm. Mit einer beispielhaften Mutternhöhe von 5,0 mm ergibt sich 22,2 mm. Bei 25 mm Schraubenlänge verbleiben rechnerisch 2,8 mm Überstand hinter der Mutter. Dieser Wert gilt nur für die angegebenen Beispielmaße; Bauteildaten, Gewindeeingriff und Mindestüberstand müssen anhand der echten Zeichnung, Herstellerangaben und der festgelegten Anwendung geprüft werden.

Digitaler Arbeitsauftrag: Erstelle aus diesen Musterdaten ein einfaches CAD-Modell oder eine Explosionsansicht. Hinterlege Positionsnummern und die Prüfschritte in einer versionierten Tabelle, ohne vertrauliche Betriebsdaten und ohne Fotos von erkennbaren Auszubildenden hochzuladen.

Ausgefülltes Muster-Prüfprotokoll

Merkmal	Soll	Beispiel-Ist	Ergebnis / Maßnahme
Anzahl Komponenten	6 Positionen, 8 Einzelteile	8 gezählt	Bestanden
Distanzstückhöhe	7,8 bis 8,2 mm	8,1 mm	Bestanden
Teilefolge	Leiste – Scheibe/Schraube – Distanzstück – Leiste – Scheibe/Mutter gemäß freigegebener Skizze	Reihenfolge kontrolliert	Bestanden; endgültige Skizze maßgeblich
Lage / Plananlage	Keine sichtbare Schrägstellung	Keine sichtbar	Bestanden
Oberflächen	Keine neuen Beschädigungen	Kleiner Grat an vorbereiteter Lochkante	Nicht bestanden: stoppen, fachgerecht beurteilen und nur befugt nacharbeiten
Schraubfall	Freigegebener Montageparameter erforderlich	Nicht vorliegend	Keine Freigabe zur realen Endmontage; Simulation möglich
Funktionscheck	Lastfreie Anordnung ohne offensichtliches Spiel	Nur digital simuliert	Praktische Funktionsprüfung offen

Prüfbares Arbeitsergebnis: Eine eindeutige Explosionsskizze, die ausgefüllte Stückliste, der Montageplan, die modellhaften Berechnungen, das Prüfprotokoll und die dokumentierten Korrekturmaßnahmen bilden zusammen den Lernnachweis. Im Muster ist die reale Baugruppe wegen Grat und fehlender Schraubvorgabe ausdrücklich nicht freigegeben. So unterscheidest du „gebaut“ von „fachgerecht geprüft“.

Qualität, Arbeitssicherheit und Prozessverbesserung

Arbeitsschutz, Gesundheit und Verantwortung

Vor jeder realen Arbeit müssen Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung, Maschinenfreigabe und betriebliche Schutzmaßnahmen vorliegen. Scharfe Kanten verursachen Schnittverletzungen; wegspringende Teile und Späne gefährden Augen; ungespannte Werkstücke können erfasst werden; ungeeignete Werkzeuge schädigen Schraubköpfe. Bei rotierenden Maschinen sind lose Kleidung, Schmuck und offene Haare ein Einzugsrisiko; Schutzhandschuhe sind im Einzugsbereich rotierender Werkzeuge tabu. Geeignete Schutzbrille und feste Werkstückspannung sind entsprechend Tätigkeit und Gefährdungsbeurteilung notwendig. Störungen beseitigt nur berechtigtes Personal am gesicherten Arbeitsmittel. Für das eigenständige Lernen: Papierstückliste, Kunststoffmodell, Videoanalyse oder CAD statt Bohren, Schleifen, Schweißen und sonstiger gefährlicher Praxis.

Rechts- und Praxishinweise: BetrSichV § 3 Gefährdungsbeurteilung, BetrSichV § 12 Unterweisung, DGUV Bildungsbereich Metall sowie DGUV Information 209-066. Die einschlägige aktuelle Betriebsanweisung und Herstellerdokumentation gehen pauschalen Merkregeln vor.

Prüfen, Fehlerursachen erkennen und verbessern

Ein Prüfplan benennt Prüfkriterium, Sollwert, Messverfahren, Prüfmittel, Zeitpunkt und Verantwortungsfunktion. Ein Prüfprotokoll ergänzt tatsächlichen Wert, Datum, Beurteilung und Maßnahmen. Der Messschieber ist für geeignete Außen-, Innen- und Tiefenmaße einsetzbar; kontrolliere Nullstellung, Messflächen, Ablesung und die für das Prüfmerkmal nötige Auflösung. Ein Messwert ohne Einheit oder zulässigen Bereich erlaubt kein Urteil „bestanden“.

Messschieber als Beispiel für Maßkontrolle. Die konkrete Messmethode muss zum Prüfmerkmal passen.

Führt das Ergebnis zu einem Fehler, behandle nicht nur das Symptom. Das Ishikawa-Diagramm sortiert mögliche Ursachen nach Mensch, Methode, Maschine, Material, Messung und Umgebung. Beispiel: Eine schief sitzende Baugruppe kann an vertauschten Teilen, Schmutz auf der Fügestelle, einer unpassenden Spannhilfe, einer veralteten Zeichnung oder einem Messfehler liegen. Jede Vermutung braucht eine überprüfbare Beobachtung. Nach einer Korrektur wird erneut geprüft.

Ursachen-Wirkungs-Diagramm als Denkwerkzeug; Beschriftungen können je nach Sprachversion der Grafik abweichen.

Digitalisierung, Ressourcen und Teamarbeit

Digitale Zeichnungen, CAD-Explosionsansichten, Stücklisten mit Änderungsstand, QR-codierte Teilekennzeichen und elektronische Prüfprotokolle können Fehler senken. Eine automatische Prüfmarkierung ersetzt jedoch keine plausibilisierte Messung. Arbeite mit Versionierung, Zugriffsrechten, sparsamer Datenerfassung und fiktiven Beispieldaten; sichere keine vertraulichen Kundenzeichnungen in öffentlich zugänglichen Lernplattformen. Erhalte Datenqualität durch eindeutige Einheiten, dokumentierte Änderungsgründe und Vier-Augen-Kontrollen an kritischen Entscheidungen.

Nachhaltigkeit bedeutet hier: lösbare Verbindungen bevorzugen, wenn Wartung vorgesehen ist; Teile nicht unnötig beschädigen, sortenrein trennen; korrekte Stückzahlen bereitstellen; Transport- und Ausschussaufwand verringern; geeignete, langlebige Hilfsmittel pflegen; Schmierstoff- und Metallabfälle nach den örtlichen Vorgaben entsorgen. Im Team werden Informationen übergeben, Uneinigkeit sachlich geklärt und der Montageprozess rückblickend verbessert. Eine Fehlerkultur bedeutet: dokumentiert stoppen, Ursache finden und erneut prüfen – nicht Mängel überdecken.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Wissen

Welche Unterlage verknüpft Positionsnummern mit Menge und Bauteilbezeichnung? (Stückliste) (!Hydraulikschaltplan) (!Betriebsstundenzähler) (!Werkzeugkalender)

Welches Ziel verfolgt die Funktionsanalyse einer Baugruppe? (Zusammenwirken und Kraftfluss der Teile verstehen) (!Ausschließlich die Materialkosten reduzieren) (!Die Zeichnung durch ein Foto ersetzen) (!Nur die Anzahl der Schrauben bestimmen)

Welche Beschreibung kennzeichnet einen Formschluss? (Geometrien greifen ineinander und begrenzen Bewegung) (!Reibung allein verhindert Verschiebung) (!Klebstoffmoleküle verbinden die Oberflächen) (!Ein Magnet ersetzt alle Verbindungsteile)

Wann ist eine Montagefolge am besten dokumentiert? (Wenn Arbeitsschritte samt Werkzeug und Prüfpunkt nachvollziehbar sind) (!Wenn die Reihenfolge erst nach dem Fügen festgelegt wird) (!Wenn fehlende Daten geschätzt werden) (!Wenn Prüfschritte im Plan entfallen)

Welches Drehmoment ergibt sich bei 20 N senkrechter Kraft und 0,20 m Hebelarm? (4 N·m) (!0,4 N·m) (!40 N·m) (!100 N·m)

Wie ist ein rechnerischer Vorspannwert aus einem vereinfachten Reibungsmodell einzuordnen? (Als angenäherter Lehrwert und nicht als Montagefreigabe) (!Als allgemeingültiges Anzugsmoment für M6) (!Als Ersatz aller Herstellerunterlagen) (!Als Nachweis gegen jede dynamische Belastung)

Wofür steht die Angabe 8.8 bei einer Stahlschraube? (Für die Festigkeitsklasse) (!Für eine Schaftlänge von 8,8 mm) (!Für den Bohrerdurchmesser) (!Für die Stückzahl einer Packung)

Welche Maßnahme ist bei fehlender freigegebener Schraubvorgabe richtig? (Reale Endmontage stoppen und Vorgabe klären) (!Den größten verfügbaren Drehmomentschlüssel verwenden) (!Ein beliebiges Drehmoment aus einer Suchmaschine übernehmen) (!Die Prüfung nach Gefühl abzeichnen)

Was gehört in ein brauchbares Prüfprotokoll? (Sollwert Istwert Bewertung und Maßnahme) (!Nur ein Foto ohne Maßstab) (!Nur die Unterschrift ohne Prüfkriterium) (!Nur den geplanten Termin)

Wie wird ein möglicher Montagefehler nachhaltig bearbeitet? (Ursache prüfen Maßnahme dokumentieren und erneut kontrollieren) (!Das Prüfprotokoll löschen) (!Nur die Oberfläche überlackieren) (!Die Abweichung ignorieren)

Memory

Ordne jeden Fachbegriff der fachlich passenden Erklärung zu.

Stückliste	Aufstellung der benötigten Teile mit Positionsnummer und Menge
Kraftfluss	Weg einer mechanischen Belastung durch die Baugruppe
Passfläche	Kontaktbereich zur gezielten Lagebestimmung
Vorspannung	Beim Fügen erzeugte Kraft zur Klemmung der Bauteile
Montageplan	Festgelegte Reihenfolge samt Werkzeugen und Prüfschritten
Prüfprotokoll	Nachweis der Messwerte mit Bewertung und Maßnahmen

Drag-and-drop

Ordne die Tätigkeiten dem passenden Zweck zu.

Fachbegriff zuordnen	Erklärung
Funktionsanalyse	Beschreiben, welche Teile zusammenwirken und welche Lastwege entstehen
Explosionszeichnung	Räumliche Lage und Teilefolge getrennt darstellen
Vorfugen	Bauteile ohne Verkanten zunächst lagegerecht zusammenbringen
Sichtprüfung	Oberflächen auf Grat, Riss oder Beschädigung begutachten
Ursachenanalyse	Beobachtbare Gründe für eine Abweichung systematisch untersuchen

Kreuzworträtsel

Trage zu jeder Umschreibung den zutreffenden Fachbegriff als einzelnes Wort ein.

Stückliste	Welche Unterlage führt Positionen, Mengen und Benennungen auf?
Kraftschluss	Welches Verbindungsprinzip nutzt Reibung durch Anpresskraft?
Bolzen	Welches zylindrische Verbindungselement kann Teile gelenkig koppeln?
Messschieber	Welches Handmessgerät prüft geeignete Außen- und Innenmaße?
Drehmoment	Wie heißt die Wirkung einer Kraft mit senkrechtem Hebelarm?
Prüfplan	Welches Dokument legt Merkmale und Prüfmethoden vor der Prüfung fest?

LearningApps

Nutze die thematische Suche als Ergänzung; prüfe bei externen Übungen ihre fachliche Eignung und beachte die Datenschutzvorgaben deiner Schule.

Lückentext

Eine

ordnet den Positionsnummern die benötigten Bauteile und Mengen zu.

Die räumliche Anordnung von Einzelteilen kann eine

verdeutlichen.

Der Weg einer äußeren Belastung durch die Fügestelle heißt

.

Beim Formschluss begrenzt vor allem die

eine Bewegung.

Die Vorspannung einer Klemmverbindung erzeugt die für Reibung erforderliche

.

Das Drehmoment hat die Einheit

.

Für eine überschlägige Flächenpressung teilt man eine Kraft durch die beanspruchte

.

Der Prüfplan benennt unter anderem Prüfmittel und

.

Eine dokumentierte Messung mit Bewertung gehört in das

.

Bei unklarer sicherheitsrelevanter Montagevorgabe wird die reale Ausführung

.

Offene Aufgaben

Leicht

Baugruppe: Zeichne den fiktiven Winkelhalter mit sechs Positionsnummern und beschreibe die Aufgabe jedes Elements in einem Satz.
Stückliste: Übertrage den Mustersatz der Bauteile in eine vollständige Tabelle mit Menge, Maß und Einbauort.
Kraftfluss: Markiere in einer eigenen Papierzeichnung den möglichen Lastweg durch zwei verbundene Leisten und kennzeichne deine Annahmen.
Arbeitssicherheit: Erstelle für den Werkstattunterricht eine kurze Checkliste für scharfe Kanten, Spannvorrichtungen und rotierende Werkzeuge ohne eigene Maschinenversuche.

Standard

Montageplan: Schreibe einen achtstufigen Montageplan einschließlich Werkzeugwahl, Prüfpunkt und Stoppregel; begründe die Reihenfolge.
Drehmoment: Rechne M = F · l für F = 35 N und l = 0,16 m vor und erkläre die Einheiten sowie eine typische Fehlrechnung.
Verbindungstechnik: Vergleiche Schrauben, Stifte und Kleben für einen wartbaren Winkelhalter nach Lösbarkeit, Belastung, Abfall und Prüfaufwand.
Qualitätsprüfung: Entwickle einen Prüfplan für Distanzstück, Teilefolge, Oberflächen und Lage; benutze nur synthetische Messwerte.

Schwer

Kraftschluss: Variiere im didaktischen Modell den angenommenen Reibwert von 0,10 bis 0,20; berechne die Bandbreite der Modellreibkraft und erläutere, weshalb sie keine sichere Konstruktionsfreigabe ist.
Flächenpressung: Untersuche zwei modellhafte Kontaktflächen von 300 mm² und 500 mm² bei gleicher Normalkraft und erläutere lokale Pressung und Grenzen des Mittelwerts.
Fehleranalyse: Entwirf ein Ursachen-Wirkungs-Diagramm für eine verspannte Baugruppe und formuliere zu drei Hypothesen je eine beobachtbare Prüfmethode.
Digitalisierung: Erstelle in einem lokalen CAD- oder Tabellenprogramm einen versionierten digitalen Montageauftrag mit vier Änderungsständen und erläutere Datenschutz und Ressourceneffizienz.

Lernkontrolle

Funktionsanalyse: Erläutere anhand einer eigenen Skizze, wie du die Bauteilfunktion und den möglichen Kraftfluss feststellst und welche Information du vor realer Ausführung noch benötigst.
Montageablauf: Vergleiche eine tabellarische Montagefolge mit einem Flussdiagramm; entscheide für einen Fall mit fehlerhaften Teilen und begründe die bessere Darstellungsform.
Schraubenverbindung: Berechne aus 20 N und 0,20 m das Drehmoment und erkläre, warum das nicht das zulässige reale Anzugsmoment einer bestimmten Schraube belegt.
Fügeverfahren: Begründe für eine regelmäßig zu wartende Baugruppe die Auswahl zwischen form-, kraft- und stoffschlüssigen Wirkungen unter Umwelt- und Arbeitsschutzaspekten.
Prüfprotokoll: Bewerte das Muster-Prüfprotokoll, trenne bestandene und offene Merkmale und entscheide, ob der Auftrag freigegeben werden darf.
Qualitätsmanagement: Formuliere für einen festgestellten Grat eine Ursache, eine sichere Maßnahme, eine erneute Prüfung und eine Vorbeugungsmaßnahme.
Technische Kommunikation: Präsentiere deinen Montageplan in drei Minuten und erläutere, wie ein Team eine abweichende Zeichnungsversion erkennen kann.

Lernnachweis

Abzugebendes Portfolio: eine anonymisierte Funktionsskizze mit Kraftpfeilen, Stückliste, explizite Annahmen und Datenquellen, einen vollständigen Arbeits- und Montageplan, mindestens zwei nachvollziehbare Rechenwege mit Einheiten, eine begründete Auswahl des Fügeverfahrens, einen Prüfplan, ein ausgefülltes Muster-Prüfprotokoll, eine Fehlerursachenanalyse, eine digitale oder physische Demonstration unter zulässigen Bedingungen und eine kurze Selbstreflexion. Keine realen Betriebszeichnungen, Kundenbezeichnungen oder personenbezogenen Schülerdaten veröffentlichen.

Bewertungsraster (100 Punkte):

Kriterium	Maximalpunkte	Überprüfbarer Nachweis
Auftrags- und Funktionsanalyse	15	Richtige Teile, Zweck, Schnittstellen und plausibler Kraftfluss
Arbeits- und Montageplanung	20	Reproduzierbare Reihenfolge, Werkzeugwahl, Stückliste und Begründungen
Arbeitsschutz und Freigabedisziplin	15	Risiken erkannt, Schutzmaßnahmen und Stoppregeln korrekt
Berechnungen und Fügeverfahren	20	Einheiten, Rechenwege, Annahmen, Modellgrenzen und Auswahl stimmig
Qualitätsprüfung und Dokumentation	20	Soll-Ist-Vergleich, Messmethoden, Abweichung und Maßnahme nachvollziehbar
Reflexion, Team, Umwelt und Digitales	10	Verbesserungen, Kommunikation, Ressourcenschonung und Datenminimierung
Summe	100	Begründete Gesamtrückmeldung statt bloßer Punktzahl

Rückmeldehilfe: Volle Punktzahl gibt es nur mit überprüfbaren Belegen. Bei teilweiser Leistung nennt die Rückmeldung eine konkrete Stärke, einen nachzuarbeitenden Prüfschritt und die sicherste nächste Lernhandlung. Kritischer Sicherheitsfehler: Praktische Arbeit sofort stoppen; unabhängig von der Punktzahl ist eine reale Freigabe nicht zulässig. Das Raster ist eine didaktische Orientierung und keine offizielle Prüfungsbewertung.

OER und Wikipedia

Primär- und Fachquellen (abgerufen bzw. überprüft im Oktober 2026):

KMK-Rahmenlehrplan „Fachkraft für Metalltechnik“, Druckseite 12, LF 3, 80 Stunden.
BIBB, Berufsprofil Fachrichtung Montagetechnik und Ausbildungsordnung MetTechAusbV.
DIN EN ISO 4017:2022-10, DIN EN ISO 898-1:2013-05 und DIN EN ISO 6789-1:2017-07: hier nur aktuelle Titel und Geltungsbereiche; keine Normtexte wiedergegeben.
Betriebssicherheitsverordnung § 3 und § 12; DGUV-Material für Metall-Berufsbildung.
Bossard, technische Referenztabellen für Schrauben, in eigenen Worten verarbeitet.
mooveBS: Wirkprinzip einer Schraubverbindung, ZSL Baden-Württemberg, CC BY-NC 4.0; nur extern verlinkt, nicht kopiert. Ergänzende Animation und Lernschritte zur Keilwirkung.
Erklärvideo Drehmoment, Universität Stuttgart, Steffen Maier / Prof. Dr. Michael Hanss, CC BY 4.0, deutschsprachiges OER-Video. ARD alpha: Fachkraft für Metalltechnik – Montagetechnik, deutschsprachiges Berufsorientierungsvideo, ohne behauptete OER-Lizenz.

Geprüfte eingebundene Wikimedia-Commons-Bilddateien, Urheber und Lizenzen:

Eingebundene Datei	Originalnachweis	Urheber	Lizenz
File:BOLT NUT.jpg	Commons-Dateiseite	Vidyu44	CC BY-SA 3.0
File:Rondelle 07.jpg	Commons-Dateiseite	Tiesse	Gemeinfrei laut Rechteangabe
File:Torque Wrench Collection.jpg	Commons-Dateiseite	Donghao Zhang	CC BY-SA 4.0
File:Vernier Caliper.jpg	Commons-Dateiseite	Jeremyida002	CC BY-SA 4.0
File:Ishikawa Fishbone Diagram.svg	Commons-Dateiseite	FabianLange, spätere Übersetzungen möglich	CC BY-SA 3.0

Videonachweise für die Einbettungen: „Drehmoment berechnen + Erklärung des Hebelgesetz“, Studyflix und „Schraube, Schraubenverbindung“, Sergej Karch. Als Quellen eingebettet und nicht neu lizenziert; für eigene Bearbeitung gelten die Rechte der jeweiligen Urheber. Die OER-Materialien sind ausdrücklich getrennt von nicht frei lizenzierten Videos.

Thematisch passende freie Enzyklopädieartikel:

Die Wikipedia-Darstellung dient nur zur Vertiefung. Fachliche Entscheidungen sind anhand des KMK-Rahmenlehrplans, aktueller Normen, Betriebsanweisungen und Herstellerdaten zu prüfen.