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Baugruppen herstellen - Fachkraft für Metalltechnik - LF 5

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Einleitung

Du lernst, einen vollständigen, berufstypischen Fertigungsauftrag der Fachkraft für Metalltechnik, Fachrichtung Montagetechnik im 2. Ausbildungsjahr durchzuführen: Auftrag klären, Einzelteil- und Gesamtzeichnungen lesen, Füge- und Biegeverfahren auswählen, die Fertigung sicher vorbereiten, eine Baugruppe herstellen, Qualitätsmerkmale prüfen, den Vorgang dokumentieren und Verbesserungen begründen. Bezugsrahmen ist Lernfeld 5 „Baugruppen herstellen“ des KMK-Rahmenlehrplans mit 80 Unterrichtsstunden. Die Fachrichtungen Konstruktionstechnik, Umform- und Drahttechnik und Zerspanungstechnik werden nur zum Vergleich erwähnt; ihre anderen Lernfelder sind keine zusätzlichen Pflichtinhalte dieses Kurses.

Leitfrage: Wie wird aus mehreren Einzelteilen eine funktionstüchtige, maßhaltige und sichere Baugruppe, deren Herstellungsqualität nachweisbar ist? Im Praxisfall entwickelst du einen kleinen, nicht tragenden Demonstrationswinkel mit Blindniet-Verstärkungsblech. Alle Kunden-, Personal- und Produktionsdaten sind erfunden. Die Herstellung an Maschinen sowie das Schweißen, Löten und der Umgang mit Klebstoffen sind ausschließlich nach Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung und unter befugter fachlicher Aufsicht zulässig. Ohne diese Voraussetzungen erledigst du Auftrag, Biegeplanung, Fügevergleich und Prüfung als Papiermodell oder CAD-Simulation.

Lernweg: Informieren und Analysieren → Planen und Entscheiden → Vorbereiten und Ausführen → Prüfen und Bewerten → Dokumentieren und Verbessern. Vorschlag zur Lernfeldorganisation: Arbeitsanalyse 12, Biegeplanung 14, Fügeverfahren 18, sichere Durchführung 16, Projekt und Qualitätssicherung 20 Unterrichtsstunden; die konkrete Verteilung legt die Berufsschule fest.

Arbeitsauftrag, Baugruppenfunktion und technische Dokumente

Vom Funktionswunsch zum prüfbaren Auftrag

Eine Baugruppe besteht aus mehreren aufeinander abgestimmten Einzelteilen, die gemeinsam eine definierte Funktion erfüllen. Im Fügen entsteht die Verbindung durch Zusammenbringen von Teilen; nichtlösbare Verbindungen lassen sich im Regelfall nur durch Beschädigen des Verbindungselements oder der Fügestelle trennen. Im Lernfeld 5 stehen vor allem Biegen sowie Nieten, Löten, Schweißen und Kleben im Mittelpunkt. Schrauben ist für den Vergleich nützlich, aber nicht der Schwerpunkt dieses Lernfeldes.

Beginne nicht mit dem Werkzeug, sondern mit den Anforderungen: Welche Aufgabe erfüllt die Baugruppe? Welche Kräfte, Umgebungsbedingungen und Medien wirken auf die Fügestellen? Welche Werkstoffe, Maße, Oberflächen, Stückzahlen und Toleranzen sind vorgegeben? Welche Prüfungen, Liefertermine und Ressourcen sind zulässig? Trenne zwingende Kriterien von Wünschen. Ein Beispiel: „Ein Winkel soll eine Abdeckplatte im Unterrichtsmodell ausrichten“ ist anders zu bewerten als „Ein Winkel soll eine schwere Last tragen“. Für tragende Verbindungen wären gesonderte statische Nachweise, fachliche Freigaben und geeignete geprüfte Verfahren erforderlich.

Zeichnungen, Datensätze, Stückliste und Informationsquellen

Einzelteilzeichnung: Maße, Material, Toleranzen, Biegeradius, Bohrungen, Oberflächen und ggf. Bezugskanten eines Teils. Gesamtzeichnung: Lage, Zusammenspiel und Funktion der Bauteile; Explosionsdarstellung: räumliche Zuordnung einzelner Komponenten und Montagefolge. Schnittdarstellung: innere, von außen verdeckte Konturen und Fügedetails. Stückliste: Teilbezeichnung, Anzahl, Werkstoff und eindeutige Identifikation. Die Fertigungszeichnung und ihre Revisionskennung müssen zueinander passen.

Explosionsdarstellung: Einzelteile lassen sich Lage und Montagefolge zuordnen; dieses Fahrzeugbeispiel ist keine Fertigungszeichnung für den Übungswinkel.

Wähle Quellen nach Verbindlichkeit aus: freigegebene Zeichnung und Änderungsstand, betrieblicher Arbeitsplan, Herstellerdatenblatt des konkreten Nietes oder Klebstoffs, aktuelle Normenausgabe und Gefährdungsbeurteilung. Tabellenwerte sind Richtwerte, keine allgemeine Freigabe. Auch bei digitalem CAD und elektronischer Stückliste prüfst du Maßeinheiten, Aktualität, Lesbarkeit, Zugriffsrechte und Versionen. Fertige eine Montagehilfen-Skizze mit Anschlag, rechtwinkliger Anlage und Werkstücksicherung an; ein auf Papier skizziertes Spannmittel ist noch keine sicherheitstechnische Maschinenfreigabe.

Beispiel Fehleranalyse: Die Gesamtzeichnung zeigt zwei Niete, die Stückliste dagegen nur einen. Stoppe die Arbeitsvorbereitung und kläre den Widerspruch anhand des gültigen Änderungsstands, statt die Angabe zu erraten.

Bleche vorbereiten und maßgerecht biegen

Elastische und plastische Umformung

Beim Biegen wird der Werkstoff im äußeren Bereich der Krümmung gedehnt, im inneren gestaucht. Im Bereich der neutralen Faser wird die Längsdehnung näherungsweise null. Nach Entlastung federt das Werkstück teilweise zurück: Rückfederung. An der Biegezone können Kaltverfestigung, geringere Umformbarkeit und im Extremfall Risse auftreten. Beachte Werkstoffzustand, Walzrichtung, Materialdicke, Mindestbiegeradius, Werkzeugöffnung und Herstellerhinweise. Heißumformen und Schweißen beeinflussen das Gefüge zusätzlich thermisch.

Schematische Abkantpresse mit Hinteranschlag: Die Grafik erklärt Bauteile, ersetzt aber keine Maschineneinweisung.

Animation eines Biegevorgangs: Beobachte, wie sich das Blech zwischen Werkzeugen umformt. Abgebildete Bewegungen sind keine Bedienungsanweisung.

Die Biegekante wird aus Bezugskanten und Zeichnung festgelegt. Biegewinkel ist der Winkel der Umformung, während der Schenkelwinkel der Innen- oder Außenwinkel des fertigen Winkels ist; diese Werte dürfen nicht verwechselt werden. Innenbiegeradius r ist der Radius an der Innenseite der Biegung.

Gestreckte Länge und Biegezuschlag

Für eine 90-Grad-Biegung mit zwei als theoretische Außen-Schenkellängen gemessenen Maßen A und B kann eine vereinfachte Abwicklung benutzt werden: L = A + B − 2 × (r + s) + BA. Dabei ist s die Blechdicke, r der Innenradius und BA der Biegezuschlag. Näherung: BA = (π/2) × (r + k × s), wobei k die angenommene Lage der neutralen Faser als Anteil der Blechdicke beschreibt. k ist kein allgemeiner Materialkonstantwert; die richtige Abwicklung hängt u. a. von Werkstoff, Zustand, Biegeverfahren und Werkzeug ab.

Durchgerechnetes Lehrbeispiel: A = 60,0 mm, B = 40,0 mm, r = 3,0 mm, s = 2,0 mm und für eine erste Näherung k = 0,40. Damit BA = 1,5708 × (3,0 + 0,40 × 2,0) mm = 5,969 mm. Die Außenrücksprünge ergeben 2 × (3,0 + 2,0) = 10,0 mm. Somit L = 60,0 + 40,0 − 10,0 + 5,969 = 95,969 mm, gerundet 96,0 mm. Bei einer Breite von 30,0 mm wird zunächst rechnerisch ein Zuschnitt 96,0 × 30,0 mm benötigt. Das ist ein Planungswert, der durch Probebiegung und Messung unter Aufsicht zu verifizieren ist; Zuschnitt- und Biegeparameter sind nicht aus dieser Formel allein freigegeben.

Typische Fehler: Innenmaße anstelle der definierten Außenmaße einsetzen; Winkelgrad ohne Umrechnung in Bogenmaß verwenden; Korrektur für Rückfederung vergessen; scharfe Schnittkanten übersehen; Radius und Werkstoffzustand ignorieren. Bei jeder realen Maschine gilt eine betriebliche sichere Bedienanweisung; Quetschstellen an Werkzeugen sind tabu.

Geprüftes Fachvideo (externer Link): Biegen und Abkanten von Blechen an der Abkantbank – Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft e. V., SPERLE-Projekt, auf HubbS; deutsch, frei zugänglich, urheberrechtlich geschützt. Das Video illustriert eine 90-Grad-Abkantung, ist keine Freigabe zur eigenen Maschinenbedienung.

Nichtlösbare Fügeverbindungen auswählen und auslegen

Fügeprinzipien und Wahlkriterien

Kraftschluss wirkt über Reibung infolge einer Anpresskraft; Formschluss durch ineinandergreifende Geometrie; Stoffschluss durch stoffliche Verbindung. In einer Baugruppe können mehrere Wirkprinzipien zugleich auftreten. Die Auswahl hängt von Zug-, Scher-, Schäl- und wechselnden Belastungen, Werkstoffen, Korrosion, Dichtheit, Wärmeempfindlichkeit, Fertigungsstückzahl, Prüfaufwand, Reparierbarkeit und Kosten ab.

Vier häufige Stoßformen: Stumpfstoß, V-Vorbereitung, Überlappstoß und T-Stoß. Die Geometrie beeinflusst das Fügeverfahren.

Verfahren	Grundprinzip	Eignung und Grenzen	Qualitätsnachweis
Nieten	Mechanisches Umformen des Niets, überwiegend formschlüssige Verbindung	Auch verschiedene Bleche; Bohrung schwächt Material, schwer lösbar, Korrosion und Nietklemmbereich beachten	Nietkopf, Sitz, Bohrung, Klemmbereich, ggf. freigegebene Stichprobenprüfung
Löten	Lot schmilzt, Grundwerkstoff wird nicht als Schmelze verbunden	Geeignet u. a. für bestimmte Metalle und dünne Bauteile; Benetzung, Spalt und Flussmittel wichtig	Sichtkontrolle, Benetzung, ggf. vereinbarter Funktions-/Dichtheitstest
Schmelzschweißen	Werkstoff wird an der Verbindungszone örtlich geschmolzen	Hohe mögliche Festigkeit; Gefügeänderung, Verzug, Schweißrauch und Qualifikationsanforderungen	Nahtmerkmale nach Zeichnung; falls erforderlich qualifizierte weitere Prüfung
Kleben	Klebstoff bildet stoffschlüssige Fügezone	Häufig gut bei flächigen, auch unterschiedlichen Werkstoffen; Oberflächenvorbehandlung, Aushärtung, Medien und Schälbeanspruchung kritisch	Dokumentierte Prozessparameter, Klebefläche, kontrollierte Probekörper

Nieten und Blechverbindungen

Blindniete können von einer Seite gesetzt werden. Der Klemmbereich beschreibt, welche Gesamtdicke die konkrete Nietausführung aufnehmen kann. Das Bohrloch muss zum Datenblatt des ausgewählten Produkts passen. Beispiel eines geprüften Herstellerdatensatzes: GESIPA, Standard-Blindniet Alu/Stahl, Flachrundkopf 4 × 8 mm, Artikel 1433486: Nenndurchmesser 4,00 mm, Bohrlochdurchmesser 4,10 mm, Klemmbereich 4,00–5,00 mm. Der Nietdorn ist verzinkter Stahl; Werkstoffpaarung und korrosive Umgebung sind gesondert zu bewerten. Diese Werte gelten nur für dieses konkrete Produkt, nicht für alle Blindniete: Herstellerdaten.

Blindniete als Beispiele für die Bauteil- und Durchmesserwahl; die abgebildeten Exemplare sind nicht mit dem zuvor genannten Produkt gleichzusetzen.

Arbeitsgedanke: Gesamtdicke messen; Niet und Werkzeug laut Datenblatt auswählen; Klemmbereich mit Mindest- und Höchstmaßen vergleichen; Bohrungsposition und Randabstand anhand Konstruktion prüfen; entgraten; Material vor dem Setzen flächig und sicher fixieren; unter Aufsicht setzen; anschließend Kopfauflage, Rückseite, Fügezonen und Funktion prüfen. Ein sichtbarer Kopf allein beweist keine ausreichende Festigkeit.

Deutschsprachiges Demonstrationsvideo „Nieten mit einer Blindnietzange“ von rinnenmaker (YouTube, 2014). Es zeigt das Verfahren; verbindlich bleiben aktuelle Unterweisung, Herstellerangaben und Sicherheitsmaßnahmen. Das Abspielen bei YouTube kann Daten an den Plattformanbieter übertragen.

Löten, Schweißen und Kleben sachgerecht beurteilen

Löten: Ein Lot mit niedrigerer Schmelztemperatur als der Grundwerkstoff benetzt die Fügestelle. Beim Weichlöten liegt die Liquidustemperatur des Lots höchstens bei 450 °C, beim Hartlöten darüber. Kapillarwirkung, Fügeflächenreinheit, passender Spalt und gegebenenfalls Flussmittel sind entscheidend. Offenes Feuer, heiße Teile und Dämpfe erfordern geschützten Arbeitsbereich und Fachaufsicht.

Schweißen: Bei Schmelzschweißverfahren werden Fügestellen durch lokale Aufschmelzung und Erstarrung stoffschlüssig verbunden. Es können Verzug, Wärmeeinflusszonen, Poren und Risse entstehen. Schweiß- und Lötangaben in Zeichnungen sind nach der tatsächlich geltenden Normenausgabe zu interpretieren. DIN EN ISO 2553:2022-07 ist nach DIN Media derzeit als aktuell gekennzeichnet; ein Entwurf 2026-07 ist nicht automatisch eine gültige Ersatznorm. Statt fremder Symbole aus zweifelhaften Internetgrafiken abzuschreiben, kontrollierst du das normgerechte Symbol in der freigegebenen Fachunterlage.

Schema des Lichtbogen-Handschweißens. Lichtbogen, Strom, UV-Strahlung, Hitze, Schweißrauch und Brandgefahr verlangen fachkundige Leitung, wirksame Absaugung und angepassten Schutz.

Kleben: Adhäsion beschreibt das Haften an den Grenzflächen, Kohäsion den inneren Zusammenhalt der Klebschicht. Unzureichend gereinigte Fügeflächen, falsche Mischungsverhältnisse, schwankende Fugendicke und ungeprüfte Aushärtezeit sind typische Fehlerquellen. Bevor geklebt wird, sind Sicherheitsdatenblatt, Herstellerfreigabe, Anwendungsbedingungen und die Zuständigkeit von qualifiziertem Personal zu prüfen. DIN EN ISO 21368:2024-10 beschreibt Leitlinien zur Herstellung und Dokumentation geklebter Strukturen und hat DIN 2304-1 ersetzt; dies ist keine freie Nachdruckerlaubnis für Normtexte. Bevorzuge für Übungen eine trockene Prozesskarte, Klebefugen-Attrappe oder virtuelle Prozesssimulation, sofern keine freigegebenen Klebstoffe und Schutzmaßnahmen bereitstehen.

Sichere Fertigung, Arbeitsorganisation und Nachhaltigkeit

Sichere Reihenfolge und Schutzmaßnahmen

Vor Arbeitsbeginn: Auftrag und freigegebene Dokumente klären; Arbeitsplatz und Werkzeuge auf sicheren Zustand prüfen; betriebliche Gefährdungsbeurteilung und Unterweisung einsehen; geeignete PSA aus der Beurteilung verwenden; Werkstück sichern; alle Schutz- und Absaugeinrichtungen funktionsfähig halten. Beim Bohren sind rotierende Werkzeuge, Einzug, Späne und scharfe Kanten kritisch; keine Handschuhe an laufenden rotierenden Teilen. Zum Biegen gehören Quetschschutz und Einhaltung von Schutzbereichen. Beim Nieten gefährden Quetschstellen und abgerissene Nietdorne. Beim Löten/Schweißen drohen Brand, UV-Strahlung und Gefahrstoffexposition; bei Klebstoffen Hautkontakt, Dämpfe und Sensibilisierung.

Schutzmaßnahmenhierarchie: zuerst Gefahr vermeiden oder ungefährliche Modellalternative wählen; dann technische Maßnahmen wie Absaugung und Maschinenschutz; danach organisatorische Maßnahmen wie Unterweisung, Freigabe, Unterbrechung und Kennzeichnung; ergänzend geeignete persönliche Schutzausrüstung. Bei unklarer Schutzmaßnahme wird nicht begonnen. Grundlage u. a. DGUV Bildungsbereich Metall, BGHM Schweißen, BAuA TRGS 528 und die betriebliche Gefährdungsbeurteilung. Das DGUV-Regelwerk ergänzt, ersetzt aber nicht die jeweils einschlägigen Arbeitsschutzpflichten.

Digitale Fertigungsunterlagen und ressourcenschonende Entscheidungen

Die digitale Prozesskette verbindet CAD-Zeichnung, Stückliste, Arbeitsfolge, Materialbedarf, Kennzeichnung und Prüfprotokoll. Sichere digitale Fertigung bedeutet: Versionskontrolle, Plausibilitätsprüfung des CAD-Maßstabs, freigegebene Änderung, nachvollziehbares Prüfdatum, rollenbasierter Zugriff und Datensparsamkeit. Nutze nur erfundene Auftragskennungen; keine Kundenkontakte, Beschäftigtenbilder oder echten Schülerleistungen hochladen. Eine QR- oder Losnummer dient in der Übung allein der Zuordnung.

Plane materialschonend: Zuschnitt optimieren, Ausschuss schon vor der Fertigung vermeiden, Probebiegungen aus Reststücken verwenden, Werkstoffe getrennt sammeln, gefährliche Rückstände nach Sicherheitsdatenblatt entsorgen, Energieverbrauch und unnötige Nacharbeit reduzieren. Vor einem pauschalen „Kleben statt Nieten“ muss auch der spätere Aufwand für Prüfung, Trennung, Reparatur und Entsorgung betrachtet werden. Wirtschaftlichkeit umfasst Material, Rüstzeit, Bearbeitungszeit, Prüfzeit, Ausschuss, Energie und Lebenszyklus, nicht nur den Stückpreis.

Vollständiger Praxisauftrag: Winkelbaugruppe planen, prüfen und verbessern

Fiktiver Auftrag, Bauteile und Anforderungen

Auftrag P-LF5-01: Stelle einen nicht tragenden Aluminium-Demonstrationswinkel mit aufgenietetem Verstärkungsstreifen her. Ziel ist die nachvollziehbare Fertigung einer üblichen Übungsbaugruppe, keine Prüfung der Tragfähigkeit und keine Freigabe für Maschinen, Lasten oder reale Anwendungen. Die Ausführung erfolgt nur in einer entsprechend ausgestatteten Lehrwerkstatt unter befugter Fachaufsicht; andernfalls werden Papiermodell, CAD und ein Messdaten-Protokoll verwendet.

Einzelteil W – gebogener Winkel: angenommener geeigneter Aluminiumblechwerkstoff nach Ausbilderfreigabe, Blechdicke s = 2,0 mm, Blechbreite 30,0 mm; gedachte Außen-Schenkellängen A = 60,0 mm und B = 40,0 mm, Innenradius r = 3,0 mm, Soll-Schenkelwinkel 90°. Einzelteil V – Verstärkung: gerader Streifen 45,0 × 30,0 × 2,5 mm aus kompatiblem Aluminium. Beide Bauteile werden über zwei Blindniete GESIPA 1433486, Alu/Stahl, 4 × 8 mm verbunden. Der Streifen liegt bündig an der freien Stirnseite des langen Schenkels; die Lochmitten liegen auf dessen 30-mm-Breite bei y = 15,0 mm und vom freien Ende gemessen bei x = 10,0 mm und x = 30,0 mm. In der Zeichnung sind die Bezugskanten mit Datum zu kennzeichnen. Die Lochabstände von x = 10,0 bzw. 30,0 mm sind als didaktische Entwurfsvorgaben zu prüfen, keine allgemeine Bemessungsregel.

Vereinbarte Prüfmerkmale des Modells: äußere Schenkellängen jeweils ±1,0 mm; Breite und Streifenlänge jeweils ±0,5 mm; Winkel 90° ±1°; Lochmitten x und y jeweils ±0,5 mm; Bohrloch-Sollwert 4,10 mm aus dem konkreten Datenblatt; sichtbare Schnitt- und Bohrkanten gratfrei, Verstärkung plan aufliegend, zwei Niete korrekt gesetzt, keine erkennbaren Risse oder lockeren Teile. Den zulässigen Bohrloch-Grenzbereich und den sicheren Prüfumfang legt die Fachaufsicht produktbezogen fest; das bloße Sollmaß ist noch keine vollständige Toleranzangabe.

Nachgerechnete Planung

1. Abwicklung: Die Biegeberechnung aus Kapitel 2 ergibt für das Beispiel L ≈ 96,0 mm und damit Zuschnitt W = 96,0 × 30,0 × 2,0 mm. Eine Probenachmessung entscheidet, ob die reale Abwicklung geringfügig anzupassen ist. Die Verstärkung wird mit 45,0 × 30,0 × 2,5 mm angesetzt.

2. Klemmbereich: Dicke der Fügepartner = 2,0 + 2,5 = 4,5 mm. Das liegt innerhalb des im überprüften GESIPA-Produktblatt genannten Klemmbereichs 4,00–5,00 mm. Der zugehörige Bohrlochdurchmesser beträgt 4,10 mm. Wird die Verstärkung beispielsweise irrtümlich durch 1,0-mm-Blech ersetzt, beträgt der Stapel nur 3,0 mm: Der angegebene Niet ist dann außerhalb seines Klemmbereichs; keinesfalls nach Gefühl setzen.

3. Abstand: Die Lochmitten sind in x-Richtung 30,0 − 10,0 = 20,0 mm voneinander entfernt. Vom seitlichen Rand beträgt der Abstand beidseitig 15,0 mm. Bei einem 45-mm-Verstärkungsstreifen und bündiger Ausrichtung verbleiben von der zweiten Lochmitte zur Streifenstirn 15,0 mm. Diese Maße sind konstruktiv plausibel, ersetzen aber keinen Festigkeitsnachweis oder eine Freigabe des Randabstands.

4. Materialnutzung: Für die Planung ist ein 150,0 × 30,0 mm langer Ausgangsstreifen vorgesehen, falls für das jeweilige Material verfügbar. Die benötigten Einzellängen betragen 96,0 + 45,0 = 141,0 mm; verbleiben rechnerisch 9,0 mm einschließlich Schnittverlust und Rest. Der theoretische nicht genutzte Längenanteil vor zusätzlicher Korrektur beträgt 9,0 / 150,0 × 100 = 6,0 %. Prüfe vor dem Zuschnitt Schnittfuge und mögliche Probestücke; keine pauschale Aussage über tatsächlich wiederverwendbaren Rest.

5. Prüfplan: Die akzeptierten Sollbereiche für W-Außenmaß A sind 59,0–61,0 mm, für B 39,0–41,0 mm und für Winkel 89–91°. Beispielhafte Istwerte: A = 60,4 mm, B = 39,5 mm, Winkel = 90,5°, Lochpositionen x1 = 10,2 mm, x2 = 29,8 mm, y1 = 15,1 mm, y2 = 15,0 mm. Alle liegen innerhalb der genannten numerischen Modell-Toleranzen. Dies reicht noch nicht für eine Freigabe, solange Bohren, Nietsetzen, Gratfreiheit, Werkstofffreigabe, Niet-Klemmbereich und Sicht-/Funktionskontrolle nicht ebenfalls nachgewiesen sind.

Arbeitsplan – Reihenfolge und Zuständigkeit

Schritt	Arbeitsinhalt und Ergebnis	Kontrolle / Sicherheit
1	Freigegebene Auftrags- und Einzelteilzeichnung lesen, Stückliste erstellen	Änderungstand und Maßbezüge eindeutig; Rückfragen dokumentieren
2	CAD-/Papierabwicklung und Montagehilfen-Skizze erstellen	L = 96,0 mm als überprüfbare Hypothese; keine Maschinenfreigabe
3	Material, Niettyp und Aufsicht festlegen, geeignete Übungsumgebung klären	Werkstoff, 4,5-mm-Klemmdicke und Datenblatt prüfen; persönliche Gefährdungsbeurteilung beachten
4	Zuschnitte anreißen bzw. auf Papier markieren	Längen, rechte Winkel, Materialausnutzung kontrollieren
5	Reale Teile nur unter Aufsicht zuschneiden, Kanten entgraten und Biegung mit Probe überprüfen	Quetsch-/Schnittschutz, Spannmittel und Werkstoffzustand; alternativ CAD-Biegung
6	Beide Partner passgenau übereinanderlegen, Lochmitten übertragen, geeignete Bohrungen herstellen	Fixierung, Schutz rotierender Werkzeuge, Lochlage, Bohrung und Gratfreiheit; alternativ Zeichnungskontrolle
7	Passende Blindniete unter Aufsicht setzen	Herstellerangabe, Zangenmundstück, Schutz vor Nietdorn, Sitz und Rückseite kontrollieren
8	Fertigmaße, Verbindungsmerkmale, Oberfläche und Modellfunktion prüfen	Mit Prüfanweisung und Prüfprotokoll vergleichen; Abweichungen kennzeichnen
9	Ergebnisse, Materialverbrauch, Fehlerursachen und Verbesserungsvorschlag präsentieren	Versions- und Prüfdaten, kein Personenbezug; erst fachlich freigeben lassen

Prüfprotokoll und Bewertungsraster

Prüfprotokoll zum Übungsauftrag: Erstelle eine Tabelle mit Spalten „Merkmal“, „Soll oder Zeichnungsangabe“, „Prüfmittel und Prüfmethode“, „Istwert“, „Bewertung“, „Datum / fiktive Auftragskennung“ und „erforderliche Korrektur“. Für die numerischen Merkmale aus dem vorherigen Abschnitt sind die genannten Beispiel-Istwerte zulässig; ergänze fehlende Ergebnisse nicht durch erfundene Messwerte, sondern markiere sie als offen / nicht geprüft. Zum Sicht- und Funktionscheck gehören planliegender Verstärkungsstreifen, keine erkennbare Beschädigung, korrekter Nietkopf, ausreichender Klemmbereich, Gratfreiheit und keine fühlbare Lockerung im nicht belasteten Modell. Sichtprüfung allein ersetzt keine statische oder zerstörungsfreie Sonderprüfung einer sicherheitskritischen Verbindung.

Bewertungskriterium	Punkte	Nachweis
Auftragsanalyse und Quellenkritik	15	Zweck, Grenzen, Unterlagen und Revision erklärt
Zeichnung, Maße und Abwicklung	15	Skizze, Maße, begründete Biegeberechnung, Fehlerquellen
Fertigungs- und Prüfplanung	15	Arbeitsplan, Materialwahl, Nietdatenblatt, Prüfreihenfolge
Sichere und ressourcengerechte Durchführung bzw. gleichwertige Simulation	20	sichere Entscheidungen und vollständig erklärte Handlungsschritte
Qualitätsprüfung und Rückverfolgbarkeit	20	Soll/Ist-Vergleich, dokumentierte Restpunkte, nachvollziehbare Bewertung
Fachkommunikation und begründete Verbesserung	10	Präsentation, Ursachenanalyse, konstruktive Rückmeldung
Nachhaltigkeit und Datenschutz	5	Materialbilanz, Entsorgungsplan und ausschließlich fiktive Daten
Summe	100	Ab 80 Punkten insgesamt und vollständig nachgewiesener Sicherheit/Prüfung gilt der Übungsauftrag im Unterricht als erreicht; dies ist keine amtliche Prüfung

Beispiel einer Verbesserung: Wird die Biegelänge im ersten Probestück um 0,8 mm zu groß gemessen, ändere nicht einfach die endgültige Zeichnung. Überprüfe erst Messbezug, Winkel, tatsächlichen Radius, Werkstoff und Werkzeug; dokumentiere die Ursache und lasse eine korrigierte Abwicklung fachlich freigeben. Die Änderung wird als neue Revision gekennzeichnet und erneut gemessen. Fehlt eine Sicherheitsfreigabe, hat auch ein maßhaltiges Teil keinen bestandenen praktischen Sicherheitsnachweis.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Fachwissen anwenden

Beantworte die Fragen zunächst ohne auf andere Lösungsquellen zuzugreifen; jede Frage enthält eine passende und drei plausible, aber fachlich unzutreffende Antworten.

Welches Dokument zeigt die räumliche Anordnung der Einzelteile in einer Baugruppe? (Gesamtzeichnung mit Stückliste) (!Sicherheitsdatenblatt für Reiniger) (!Werkzeugwartungsplan der Lehrwerkstatt) (!Stromrechnung der Produktion)

Welche Angabe ist für die Auswahl des konkreten Blindniets zwingend mit dem Bauteilstapel abzugleichen? (Klemmbereich aus dem Herstellerdatenblatt) (!Farbe des Nietzangenkoffers) (!Wandfarbe der Werkstatt) (!Länge der Fertigungspause)

Wie ergibt sich die vereinfachte gestreckte Länge bei einer rechtwinkligen Biegung aus zwei theoretischen Außenmaßen? (Außenmaße addieren und beide Außenrücksprünge abziehen und den Biegezuschlag addieren) (!Außenmaße ohne jede Korrektur addieren) (!Nur den Biegeradius zweimal zählen) (!Nur den Biegewinkel als Länge verwenden)

Was beschreibt der Korrekturfaktor k in der gezeigten Biege-Näherungsformel? (Die angenommene Lage der neutralen Faser relativ zur Blechdicke) (!Die Anzahl der Niete pro Baugruppe) (!Den elektrischen Widerstand des Nietdorns) (!Die Masse des gesamten Arbeitsblattes)

Worin liegt ein wesentlicher Vorteil von Blindnieten? (Die Verbindung kann von einer zugänglichen Seite gesetzt werden) (!Sie lassen sich immer ohne Beschädigung wiederverwenden) (!Sie benötigen für jede Verbindung eine Schweißnaht) (!Ihr Klemmbereich spielt keine Rolle)

Was ist für eine verlässliche Klebverbindung besonders wichtig? (Geeignete Fügeflächenvorbereitung und die vorgegebene Aushärtung) (!Eine beliebig dicke ungeprüfte Klebstoffschicht) (!Ein zufälliges Mischungsverhältnis) (!Das sofortige Belastungstesten während der Aushärtung)

Welche Aussage beschreibt das Löten metallischer Bauteile korrekt? (Ein geschmolzenes Lot verbindet geeignete Grundwerkstoffe ohne deren vollständiges Aufschmelzen) (!Die gesamte Grundwerkstoffmenge wird immer aufgeschmolzen) (!Die Teile werden ausschließlich durch Schrauben gehalten) (!Fügestellen benötigen grundsätzlich keinerlei Vorbereitung)

Was ist bei einer üblichen Schmelzschweißung technisch kennzeichnend? (Der Grundwerkstoff wird im Fügebereich lokal aufgeschmolzen) (!Nur ein kalter Klebstoff verbindet die Teile) (!Der Blindnietdorn stellt die Schmelze her) (!Beide Teile müssen in jedem Fall vollständig zerstört werden)

Wann ist der Beispielwinkel nach den vereinbarten Qualitätskriterien zur Freigabe bereit? (Erst wenn auch Nietverbindung und Sicherheitsnachweise positiv geprüft sind) (!Sobald nur der äußere Schenkelwinkel stimmt) (!Sobald die Stückliste gespeichert wurde) (!Unmittelbar nach dem ersten Bohrvorgang ohne Kontrolle)

Wie gehst du bei unklarer Absaugung an einer Schweißarbeitsstelle vor? (Arbeit nicht beginnen und fachkundige Aufsicht zur Gefährdungsbeurteilung hinzuziehen) (!Ohne Rückfrage einfach weiterschweißen) (!Nur die Fensterscheibe öffnen und alle Prüfungen auslassen) (!Ein beliebiges Schutzmittel ohne Unterweisung benutzen)

Memory: Begriffe und Bedeutungen

Einzelteilzeichnung	Fertigungsgerechte Darstellung eines einzelnen Bauteils mit Maßen und Werkstoffangaben
Stückliste	Übersicht über Bezeichnungen und Stückzahlen der Baugruppenkomponenten
Neutralfaser	Bereich einer Biegung ohne näherungsweise Längendehnung
Klemmbereich	Zulässiger Bereich der zu verbindenden Gesamtdicke für einen konkreten Niet
Adhäsion	Haftwirkung an der Grenzfläche zwischen Klebstoff und Fügepartner
Prüfprotokoll	Rückverfolgbare Aufzeichnung von Sollmerkmalen und Istbefunden

Drag-and-drop: Arbeitsvorgänge zuordnen

Ordne die Handlung der Wirkung zu.	Passende Wirkung
Zuschnitt entgraten	Scharfe Kanten und mögliche Fügestörungen vermindern
Biegelinie festlegen	Umformbereich aus Zeichnungsbezügen ableiten
Fügeflächen vorbereiten	Oberflächenzustand für den jeweiligen Fügeprozess herstellen
Niet-Klemmbereich kontrollieren	Gesamtdicke mit der freigegebenen Produktspezifikation abgleichen
Istwerte dokumentieren	Abweichungen und Prüfentscheidungen nachvollziehbar machen

Kreuzwort: Fachbegriffe erschließen

Stückliste	Dokument mit den für eine Baugruppe erforderlichen Positionen und Mengen
Abwicklung	Ebene Zuschnittkontur vor der Blechumformung
Biegeradius	Radius der Krümmung auf der Innenseite des gebogenen Blechs
Blindniet	Einseitig setzbares mechanisches Verbindungselement
Klebfuge	Spaltbereich mit Klebstoff zwischen den Fügepartnern
Prüfprotokoll	Schriftlicher Nachweis der gemessenen oder beobachteten Qualitätsmerkmale

LearningApps: Weitere interaktive Übungen suchen

Die LearningApps-Einbindung öffnet eine Suche, keine geprüfte Einzelaufgabe. Externe Übungsangebote vor Verwendung fachlich und datenschutzrechtlich prüfen. Keine personenbezogenen Schülerdaten eingeben.

Lückentext: Arbeitsfolge verstehen

Die Gesamtzeichnung zeigt, wie Einzelteile zu einer

zusammenwirken.

Die Liste von Bauteilen und Mengen heißt

.

Die rechnerische Form des ebenen Blechzuschnitts heißt

.

Beim Biegen bezeichnet der Innenradius den

.

Vor der Nietauswahl vergleichen wir die Gesamtdicke mit dem

.

Für Klebungen beeinflusst die Behandlung der

maßgeblich die Qualität.

Den Vergleich von gefordertem und gemessenem Merkmal nennt man

.

Alle Prüfschritte und Abweichungen stehen im

.

Die Bewertung möglicher Gefährdungen wird in der

dokumentiert.

Eine nachvollziehbar freigegebene Zeichnungsänderung erhält eine neue

.

Offene Aufgaben

Erstelle eigenständige Arbeitsergebnisse; kennzeichne Annahmen, verwendete Quellen, Prüfmöglichkeiten und offene Fragen. Praktische Tätigkeiten nur nach Einweisung und unter Aufsicht; immer steht eine gleichwertige sichere Papier-/CAD-Alternative offen.

Leicht

Baugruppenfunktion: Zeichne für den fiktiven Winkel zwei Bauteile und markiere Funktion, Werkstoff, Fügestelle und möglichen Fehler.
Zeichnungen vergleichen: Erkläre anhand einer bereitgestellten Einzelteil- und Gesamtzeichnung mindestens fünf Unterschiede und markiere unklare Angaben.
Gefahren erkennen: Erstelle eine bebilderte Sicherheitskarte zu Kanten, Quetschstellen, rotierenden Werkzeugen und Nietdornen; nenne jeweils eine wirksame Schutzmaßnahme.
Stückliste anfertigen: Erstelle für den Modellauftrag eine anonymisierte Stückliste mit Position, Menge, Maß und freigegebener Materialkennzeichnung.

Standard

Biegeabwicklung berechnen: Rechne die gestreckte Länge für A = 65 mm, B = 35 mm, r = 3 mm, s = 2 mm und den ausdrücklich angenommenen Faktor k = 0,4 durch; erkläre Unsicherheiten.
Fügeverfahren vergleichen: Vergleiche Nieten, Löten, Schweißen und Kleben anhand von Scherlast, Wärme, Oberfläche, Nacharbeit, Gesundheit und Umwelt in einer Entscheidungsübersicht.
Prüfplan erstellen: Lege für den Demonstrationswinkel mindestens sechs mess- oder beobachtbare Prüfkriterien samt geeigneter Prüfmethode fest und begründe die Reihenfolge.
Montagehilfsmittel entwerfen: Skizziere eine sichere rechtwinklige Positionierhilfe und simuliere damit in Papier oder CAD die Herstellung der Fügestelle.

Schwer

Abweichung systematisch klären: Untersuche einen fiktiven Biegewinkelfehler und entwickle einen Nacharbeits- oder Ausschussentscheid mit Dokumentation und Sicherheitsvorgaben.
Klebprozess bewerten: Erstelle eine digitale Prozesskarte für eine nicht belastete Modell-Klebfuge mit Fügeflächenvorbereitung, Zeit-/Temperaturfenstern als herstellerabhängigen Platzhaltern und Freigabegrenzen.
Qualitätsverbesserung präsentieren: Stelle zwei digitale Prozessvarianten für die Winkelbaugruppe mit Aufwand, Rückverfolgbarkeit, Materialabfall und Fehleranfälligkeit gegenüber.
Ressourcenbilanz und Transfer: Entwickle eine alternative Zuschnittaufteilung mit Reststückverwendung, berechne den rechnerischen Verschnitt und diskutiere Reparierbarkeit und sortenreine Entsorgung.

Lernkontrolle

Zeichnungslesen: Du erhältst widersprüchliche Lochmaße aus zwei Zeichnungsrevisionen. Beschreibe eine sichere Informations- und Freigabekette und dokumentiere die Entscheidung.
Werkstoffkunde: Begründe, warum der angenommene k-Faktor nicht blind von einem Blech auf einen anderen Werkstoff übertragen werden darf und wie eine Probebiegung verwendet wird.
Fügetechnik: Ein 4,5-mm-Stapel wird versehentlich durch einen 3,0-mm-Stapel ersetzt. Beurteile das konkret ausgewählte Nietmodell anhand seines verifizierten Klemmbereichs und leite Maßnahmen ab.
Gefahrstoffe: Bewerte einen Vorschlag, Klebeflächen ohne Sicherheitsdatenblatt mit beliebigem Lösemittel zu reinigen, und erläutere eine sichere Alternative.
Prüftechnik: Werte die sechs vorgegebenen Beispiel-Istmaße des Praxisfalls gegen die Modell-Toleranzen aus. Nenne weitere Freigabekriterien, die diese Werte nicht abdecken.
Prozessoptimierung: Entwickle aus einer fehlerhaften Biegung eine nachvollziehbare Fehlerursachenliste und priorisiere zwei Maßnahmen mit Prüfnachweis.

Lernnachweis

Dein Lernportfolio enthält: (1) analysierten fiktiven Arbeitsauftrag mit Funktions- und Sicherheitsanforderungen; (2) lesbare Gesamt- und Einzelteildarstellung mit Bezugskanten, Stückliste und Montagehilfen-Skizze; (3) nachvollziehbare Biegelängenberechnung einschließlich Annahmen und Rechenwegen; (4) dokumentierte Auswahl von Werkstoff, Fügeverfahren und konkretem Herstellerdatenblatt; (5) Fertigungs- und Gefährdungsplanung; (6) ein unter Aufsicht hergestelltes nicht tragendes Übungsteil oder ein gleichwertiges CAD-/Papiermodell mit erklärt simulierten Schritten; (7) Prüfprotokoll mit offen ausgewiesenen nicht geprüften Merkmalen; (8) Auswertung nach dem 100-Punkte-Raster; (9) eine begründete Verbesserung zu Sicherheit, Qualität, Digitaldokumentation und Nachhaltigkeit; (10) kurze fachliche Präsentation mit Rückfragen. Jede Leistung kann ohne vertrauliche Betriebs- oder Personendaten dokumentiert werden.

Individuelle Rückmeldung: „Deine Außenmaße sind nachvollziehbar berechnet. Für eine fachlich begründete Freigabe fehlen noch Klemmbereichsprüfung und dokumentierte Sichtprüfung der Nietverbindung.“ oder „Du hast die Ursache der Rückfederung erklärt; ergänze die Übertragung in eine neue, eindeutig gekennzeichnete Zeichnungsrevision.“ Lehrkraft und Ausbildungsbetrieb geben zu realen Tätigkeiten die maßgebliche Sicherheits- und Qualitätsfreigabe.

OER und Wikipedia

Autoritative Fach- und Rechtsgrundlagen (am 23.10.2026 auf den verlinkten Seiten geprüft):

KMK-Rahmenlehrplan Fachkraft für Metalltechnik, Beschluss 22.03.2013, Druckseite 18: Lernfeld 5 Montagetechnik; verbindlicher Kompetenzrahmen, nicht als neuer Normtext kopiert.
BIBB-Berufsprofil Fachkraft für Metalltechnik – Montagetechnik, Ausbildungsdauer 24 Monate und Verweis auf die Verordnung vom 02.04.2013; aktuellen Rechtsstand und örtliche Umsetzung regelmäßig kontrollieren.
GESIPA: Datenblatt Standard-Blindniet Alu/Stahl 4 × 8, Produkt- und Klemmbereichsangaben des Modellfalls.
DIN EN ISO 2553:2022-07, aktuelle technische Symbolik für Schweißverbindungen; Ausgabe 2026-07 ist nur ein Entwurf.
DIN EN ISO 21368:2024-10, Leitlinien zum Klebeprozess und seiner Dokumentation; Normtexte sind nicht frei wiedergegeben.
DGUV: Bildungsbereich Metall, DGUV Information 209-010, TRGS 528 und BGHM-Schweißschutz für die betriebliche Sicherheitsbeurteilung.
Fraunhofer IFAM: Kleben, fachliche Hintergründe zu Prozessüberwachung und Qualität.
HubbS-Biegevideoseite und Niettechnik-Video, nur ergänzende Demonstrationen, keine Betriebsanleitungen.

Prüfbare Nachweise zu den tatsächlich eingebundenen Commons-Dateien:

Datei	Quelle / Urheber	Nachgewiesene Freigabe	Didaktischer Zweck
File:Exploded upright assembly.jpg	Wikimedia Commons, Dan Nauts	CC BY-SA 3.0	Explosionsdarstellung und Zusammenbau
File:Press brake schematic.svg	Wikimedia Commons, URMEL und Wizard191	CC BY-SA 3.0	Biegewerkzeug, Anschlag und Gefahrenzonen
File:Biegeanimation 2D.gif	Wikimedia Commons, Borowski	Gemeinfrei, Selbsteinräumung gemäß Dateiseite	Bewegungsablauf des Biegens
File:Common joint types.svg	Wikimedia Commons, Spangineer und XcepticZP	Gemeinfrei, Selbsteinräumung gemäß Dateiseite	Stoßformen
File:Blindnieten.JPG	Wikimedia Commons, Jcmaco	CC BY-SA 3.0	Blindnietformen und Materialauswahl
File:Welding diagram.svg	Wikimedia Commons, LeCaire und Malyszkz	Gemeinfrei gemäß Dateiseite	Schweißtechnik und Gefährdungen

Bild- und Medienhinweis: Bildnachweise mit Autor und Lizenz stehen oben. Bei CC-BY-SA-Medien müssen Namensnennung, Lizenzlink und etwaige Veränderungen auch bei Nachnutzung erhalten bleiben; hier sind keine Bearbeitungen angegeben. Das YouTube-Video ist nicht als OER lizenziert und darf nicht als frei nachnutzbare Videodatei ausgegeben werden. Das HubbS-Video ist „Copyright, freier Zugang“, ebenfalls nicht frei umzulizenzieren. Keine Sofatutor-Inhalte. Arbeitsblätter und Simulationen im Kurs sind eigenständige Lernbeispiele.

Wikipedia zum Nachlesen (deutsch):

Weitere Grundlagen: Niet, Kleben, Löten und Schweißen. Wikipedia ergänzt, ersetzt aber keine Auftragsvorgaben und keine aktuellen Normen.

Verknüpfte Lernbereiche

Fachkraft für Metalltechnik – Montagetechnik

Anschluss an Lernfeld 3 des ersten Ausbildungsjahres: grundlegendes Herstellen und Montieren von Baugruppen. Anschluss an Lernfeld 6 der Montagetechnik: Montieren und Demontieren von Bauelementen und Baugruppen. Die fachrichtungsfremden Lernfelder dienen nur als Vergleich, nicht als Prüfpflicht für Montagetechnik. Maßgebend bleiben betrieblicher Ausbildungsplan, landesrechtliche Umsetzung und zuständige Industrie- und Handelskammer; dieser Lernkurs ist keine amtliche Prüfungszulassung oder Anerkennung.

aiMOOC Projekte

Projektidee 1: Ein digital überprüfter Übungswinkel mit Papier- oder CAD-Biegeabwicklung und anonymisiertem Prüfnachweis. Projektidee 2: Ein Teamvergleich der Fügeverfahren für eine nicht tragende Modellbaugruppe unter Qualitäts-, Sicherheits- und Nachhaltigkeitskriterien. Projektidee 3: Ein überarbeiteter Prüfplan nach fiktiver Reklamation einschließlich Ursachenanalyse, Änderungsstand und Verbesserungspräsentation.