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Fachübungen LB1-4 – Maschinen und Geräte einsetzen - Metall- und Glockengießer

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Einleitung

In diesem vollständigen aiMOOC bearbeitest du den redaktionellen Lernbereich LB1-4 – Maschinen und Geräte einsetzen im ersten Ausbildungsjahr der Metall- und Glockengießerei. Du erkennst typische Arbeitsmittel, wählst sie anhand eines Auftrags aus, interpretierst Maschinen- und Prüfdaten, berechnest Kapazitäten und dokumentierst Abweichungen. Du entwickelst begründete Entscheidungen statt unkontrollierter Bedienversuche.

Berufsbezug und Rechtsstand: Laut BIBB-Berufsprofil dauert die handwerkliche Berufsausbildung 36 Monate. Die Ausbildungsordnung vom 15. Mai 1998 gilt seit dem 1. August 1998. Die Fachrichtungen Zinngusstechnik, Kunst- und Glockengusstechnik sowie Metallgusstechnik sind nach § 2 für das dritte Ausbildungsjahr vorgesehen. Die Ordnung nennt für das erste Ausbildungsjahr unter anderem Arbeitsplanung, Messen, Instandhalten von Betriebsmitteln, manuelles und maschinelles Spanen. Die Zwischenprüfung ist nach § 7 für die Mitte des zweiten Ausbildungsjahres vorgesehen; die fachrichtungsspezifische Gesellenprüfung regeln §§ 8–10. Prüfungszeiten und Gewichtungen werden hier bewusst nicht als Lernvorgaben behauptet. LB1-4 ist eine redaktionelle Kursgliederung, keine amtliche Bezeichnung eines Ausbildungs- oder Prüfungsabschnitts. Ein regulärer Beginn eines einzelnen Ausbildungsverhältnisses ergibt sich aus dessen Vertrag und ist nicht mit dem Inkrafttreten der Ordnung gleichzusetzen.

Sicherheitsgrenze: Alle Zahlen und Maschinenakten in diesem Kurs sind synthetisch. Berechnungen, Fotos, Videos und Falllösungen sind keine Maschinenfreigabe. Tätigkeiten an laufenden Maschinen, mit Elektrik, Gefahrstoffen, heißen Metallen, Kranen und Schleifgeräten dürfen ausschließlich nach betrieblicher Gefährdungsbeurteilung sowie fachlicher Unterweisung und unter qualifizierter Anleitung stattfinden. Bei unklarer Sicherheitslage wird der Vorgang gestoppt und an die verantwortliche Fachkraft gemeldet.

Dein Lernweg: 1. Arbeitsmittel erkennen; 2. Auswahl und Ablauf begründen; 3. Sicherheits- und Instandhaltungsinformationen auswerten; 4. messen und rechnen; 5. den Modellauftrag lösen; 6. den eigenen Lernnachweis prüfen.

Maschinen und Geräte in der Gießerei unterscheiden

Von Handwerkzeugen bis zur Formanlage

Ein Werkzeug wirkt unmittelbar auf das Werkstück, etwa eine Feile. Ein Gerät unterstützt einen Teilprozess, etwa ein Messschieber. Eine Maschine setzt zugeführte Energie in gezielte Bewegungen und Arbeit um. Eine Anlage verbindet mehrere Maschinen und periphere Einrichtungen zu einer Prozesskette. Eine Schutzeinrichtung trennt Menschen von Gefahren oder überwacht gefährliche Zustände. Die Grenzen der Begriffe sind im Betrieb nicht immer scharf: Entscheidend sind Funktion, dokumentierte Eignung, Gefährdung und die betrieblichen Zuständigkeiten.

Arbeitsmittel	Aufgabe im Gesamtprozess	Informationsquelle vor dem Einsatz	Beispielhafte Gefährdung
Formstoffmischer	Formstoff für die Formherstellung homogen aufbereiten	Maschinenakte, Betriebsanweisung und Formstoffdaten	Einzugsstellen, Staub, Gefahrstoffe
Formmaschine	Formstoff um Modell oder Formwerkzeug verdichten	Prozessplan und Sicherheitskennzeichnung	Quetsch- und Scherstellen
Kran und Hebezeug	Freigegebene Lasten transportieren	Tragfähigkeitsangaben und Lastanschlagplan	Schwebende Lasten und unkontrollierte Bewegung
Säulenbohrmaschine	Vorbereitete Werkstücke durch spanende Bearbeitung bearbeiten	Arbeitszeichnung, Maschinen- und Werkzeugangaben	Rotierende Teile und Späne
Schleifbock	Oberflächen oder Werkzeuge bearbeiten	Schleifmittelkennzeichnung und Schutzkonzept	Schleifkörperbruch, Funken, Staub
Messschieber	Längen und Durchmesser kontrollieren	Messanweisung, Kalibrierstatus, Toleranz	Fehlmessung bei Verschmutzung

Merksatz: Die Maschine wird nicht danach gewählt, welche gerade frei ist, sondern nach Aufgabe, Prozessfähigkeit, Schutzmaßnahmen und freigegebener Arbeitsplanung.

Schema einer DISAMATIC-Formanlage mit dänischen Beschriftungen: Verfolge gedanklich Materialzufuhr, Verdichtung und Formtransport. Quelle und Rechte stehen in der Medientabelle.

Schematische Handformfolge mit fremdsprachigen Beschriftungen. Vergleiche die von Hand gesteuerten Schritte mit der maschinellen Verdichtung; das Bild ist keine Anleitung zum praktischen Gießen.

Prozesskette und Schnittstellen

Ein typischer Ablauf des Sandgusses umfasst Modellbereitstellung, Formstoffaufbereitung, Formherstellung, Prüfung der Form, kontrollierten Abguss, Abkühlung, Entformen, Putzen und abschließende Qualitätskontrolle. Der hier behandelte Maschineneinsatz betrifft vor allem die Schnittstellen: Eine Formmaschine kann schnell sein, während eine langsamere Mischanlage den Materialnachschub begrenzt. Ein Prüfmittel kann eine Maßabweichung anzeigen, ohne deren Ursache zu beweisen. Nur eine dokumentierte Fehleranalyse kann mögliche Ursachen eingrenzen.

Englisch beschriftetes Prozessdiagramm des Kreislaufs von bentonitgebundenem Formsand; zurückgewonnenes Material muss vor erneutem Einsatz nach Vorgaben überprüft werden.

Fachvideo „Formgebung von flüssigem Metall in einer Sandform“, Metallmann Tech, veröffentlicht 2026. Beobachtungsauftrag: Welche Maschinenfunktionen und Übergaben sind zu erkennen? Das Video ersetzt keine Unterweisung.

Maschinenwahl, Arbeitsplanung und Fachrechnen

Auftragsmerkmale in eine Entscheidungsmatrix übertragen

Lies zunächst den Arbeitsauftrag: Stückzahl, Werkstoff, Formverfahren, Maße, Qualität, Abgabetermin und vorhandene Unterlagen. Erstelle danach einen Vergleich der möglichen Arbeitsmittel. Unterscheide dabei technische Eignung (kann die Maschine den Auftrag erfüllen?), organisatorische Eignung (welche Kapazität steht tatsächlich zur Verfügung?) und Sicherheitsvoraussetzungen (ist eine fachlich geprüfte Freigabe vorhanden?). Eine rechnerisch schnelle Maschine ist nicht automatisch die beste Wahl.

Kriterium	Fragestellung	Nachweis
Bauteil und Formverfahren	Passen Formgröße, Formstoff und geforderte Qualität?	Zeichnung, Fertigungsplan, technische Daten
Kapazität	Ist die verfügbare Produktionszeit ausreichend?	Zeitmodell und Störzeitdaten
Qualität	Werden Merkmale nachvollziehbar geprüft?	Prüfplan und Messprotokoll
Arbeitsschutz	Sind Unterweisung und Schutzkonzept vorhanden?	Dokumentierte Freigabe durch Zuständige
Umwelt und Ressourcen	Lassen sich Materialverluste und Energiebedarf begründet minimieren?	Mengenbilanz und Betriebsdaten

Typischer Fehler: Eine Formanlage mit maximaler Nennleistung wird ausgewählt, ohne Rüstzeiten, Verfügbarkeit oder den Engpass im Materialfluss zu beachten.

Zeit, Ausbringung und Verfügbarkeit berechnen

Die Taktzeit ist die modellierte Zeit zwischen zwei fertig bearbeiteten Einheiten. Für N Einheiten mit Taktzeit t ergibt sich die reine Bearbeitungsdauer T = N × t. Mit Rüstzeit R ergibt sich bei störungsfreiem Ablauf Tgesamt = R + N × t. Eine vereinfachte Verfügbarkeit A ist verfügbare Produktionszeit geteilt durch geplante Produktionszeit; A = 0,90 bedeutet 90 Prozent. Für ein didaktisches Planungsmodell mit pauschaler Verfügbarkeit kann die erforderliche Produktionsdauer als Tproduktion = N × t ÷ A abgeschätzt werden. Dieses Modell berücksichtigt nicht automatisch Ausschuss, Leistungsgrad, genaue Störungsfolgen oder Transportzeiten.

Beispiel: 36 hypothetische Formpaare, Taktzeit 6 Minuten, Verfügbarkeit 0,90, einmaliges Rüsten 20 Minuten. Produktionsbedarf = 36 × 6 ÷ 0,90 = 240 Minuten. Gesamtzeit = 240 + 20 = 260 Minuten = 4 Stunden 20 Minuten. Ohne Berücksichtigung der Verfügbarkeit wären es nur 236 Minuten; dieser Ansatz unterschätzt den Zeitbedarf unter den getroffenen Annahmen.

Kennzahl	Formel	Einheit	Prüffrage
Materialbedarf	Stückzahl × Material je Stück	kg	Wird Material für alle Formen eingeplant?
Zahl der Mischchargen	Bedarf ÷ Chargengröße, aufrunden	Chargen	Wird die letzte Teilcharge berücksichtigt?
Produktionsdauer	Stückzahl × Taktzeit ÷ Verfügbarkeit	min	Sind die Modellannahmen offengelegt?
Ausschussquote	beanstandete Stücke ÷ geprüfte Stücke × 100	Prozent	Ist die Stichprobengröße bekannt?

Einheitenkontrolle: kg ÷ (kg je Charge) liefert Chargen. Minuten ÷ 60 liefert Stunden. Erst Einheiten vereinheitlichen, dann rechnen. Beim Aufrunden einer Chargenzahl stets zur nächsthöheren ganzen Charge aufrunden.

Engpässe und einfache Prozessdiagramme

Ein Engpass ist der Prozessschritt mit der kleinsten nutzbaren Kapazität. Beispiel: Der Mischer stellt rechnerisch 180 kg pro Stunde bereit. Eine Form benötigt im Modell 22 kg; damit liefert der Mischer 180 ÷ 22 = 8,18 Formenäquivalente je Stunde. Die Formmaschine schafft bei 6,5 Minuten Taktzeit theoretisch 60 ÷ 6,5 = 9,23 Formen pro Stunde. Ohne Puffer und Mehrmaschinenkonzept begrenzt der Mischer den mittleren Durchsatz.

Prozessschritt	Modellierte Kapazität	Vergleich als Balken
Mischanlage	8,18 Formen je Stunde	████████
Formmaschine	9,23 Formen je Stunde	█████████
Rechnerischer Linienengpass	8,18 Formen je Stunde	████████

Dieses Textdiagramm ist eine didaktische Darstellung, keine gemessene Anlagenkennlinie. Für reale Planung werden Materialdaten, Anlagenhandbücher, Puffer und Schichtbedingungen benötigt.

Sicherheit, Störmeldungen und Instandhaltung

Gefährdungen vor möglichen Maßnahmen erkennen

An der Maschine sind insbesondere Gefährdungen durch Einziehen, Quetschen, unerwarteten Anlauf, elektrische Energie, Staub, Lärm und Hitze zu betrachten. Für die Gießerei kommen je nach Prozess gefährliche Stäube, Schmelzen, heiße Formen und innerbetrieblicher Transport hinzu. Die DGUV-Fachinformation Gießereien und die DGUV Regel 109-608 „Branche Gießereien“ beschreiben branchentypische Risiken. Schutzvorrichtungen dürfen nicht manipuliert oder überbrückt werden.

Denke bei Maßnahmen in der Reihenfolge technisch – organisatorisch – personenbezogen: Gefahren möglichst an ihrer Quelle beherrschen, sichere Arbeitsorganisation vorsehen, und geeignete persönliche Schutzausrüstung ergänzen. Die Auswahl und Freigabe übernimmt das zuständige Fachpersonal auf Grundlage einer Gefährdungsbeurteilung. Ein Not-Halt ersetzt weder Wartung noch Schutzhauben noch eine sichere Freischaltprozedur.

Foto einer Säulenbohrmaschine im Werkstattkontext; aus dem Foto lässt sich keine sichere Einrichtung oder Freigabe ableiten.

Beispiel eines Schleifbocks; die Abbildung illustriert den Maschinentyp, nicht die Zulässigkeit einer konkreten Nutzung.

Störungen beobachten, kennzeichnen und melden

Beobachtung ist nicht gleich Ursache. „Ungewöhnliche Vibration“ ist eine Beobachtung. „Lager defekt“ ist eine mögliche Hypothese, für die Nachweise erforderlich sind. Verwende ein strukturiertes, nicht eingreifendes Störprotokoll: Maschinenkennzeichnung, Zeitpunkt, beobachtete Abweichung, betroffener Prozessschritt, mögliche Auswirkungen, bereits veranlasste Meldung, zuständige Person und dokumentierte Entscheidung. Eine verdächtige Maschine wird nicht auf eigene Faust „getestet“, um eine Vermutung zu bestätigen.

Synthetische Beobachtung	Mögliche Ursache, noch unbestätigt	Sichere nächste Entscheidung
Mischer liefert ungleichmäßige Chargendaten	Dosierabweichung oder Datenfehler	Prozess nicht eigenständig korrigieren; Mess- und Wartungsunterlagen an Fachkraft geben
Formmaschine meldet geöffnete Schutztür	Tatsächlicher Zugang oder Sensorproblem	Nicht überbrücken; durch autorisierte Fachkraft beurteilen lassen
Messwerte streuen stark	Prüfmittelproblem oder Prozessstreuung	Prüfverfahren und Datenlage fachlich kontrollieren lassen
Schleifgerät zeigt auffällige Geräusche	Schleifmittel oder Lager als Hypothese	Nicht weiterbetreiben; Störung melden

Fehlerdiagnose: Trenne Beobachtung, Hypothese, benötigten Nachweis und autorisierte Entscheidung. Gute Diagnose ist nachvollziehbar und lässt offene Punkte sichtbar.

Wartung und Instandsetzung voneinander abgrenzen

Wartung dient dazu, Abnutzung zu verzögern, etwa durch planmäßige Pflege. Inspektion stellt den Istzustand fest und beurteilt ihn. Instandsetzung stellt die geforderte Funktion nach einem Ausfall wieder her. Im ersten Ausbildungsjahr kannst du fiktive Wartungspläne lesen, Prüffristen interpretieren und Dokumentation erstellen. Die tatsächliche Wartung, Freischaltung, elektrische Fehlersuche und Reparatur erfolgen nur im freigegebenen Rahmen unter fachkundiger Leitung. Die DGUV Information 209-002 „Schleifen“ behandelt unter anderem Schutzfunktionen an Schleifmaschinen.

Messen, Prüfen und technische Daten auswerten

Messmittelauswahl und Toleranzen

Ein Nennmaß ist die zeichnerisch festgelegte Sollgröße. Die Toleranz beschreibt die zulässige Abweichung. Bei 90,0 ± 0,5 mm liegen die zulässigen Grenzen einschließlich Randwerten zwischen 89,5 mm und 90,5 mm. Ein Messwert von 90,6 mm liegt 0,1 mm oberhalb der Obergrenze. Ein Messwert von 89,5 mm liegt noch innerhalb der Grenze. Prüfe Messmittelauflösung, Kalibrierstatus, geeignete Messstelle und Messunsicherheit; reine Anzeigezahlen sind noch keine sichere Gutentscheidung.

Schema eines Messschiebers mit Außen- und Innenmessschenkeln, Tiefenmaß, Hauptskala und Nonius. Beachte die Maßskalen.

Beispielprotokoll, vollständig fiktiv:

Prüfling	Messwert in mm	Vorläufige Grenzwertentscheidung
A	89,8	Innerhalb
B	90,4	Innerhalb
C	90,6	Außerhalb
D	89,5	Innerhalb am Grenzwert
E	90,2	Innerhalb

Damit sind nach einfacher Grenzwertbetrachtung 4 von 5 Messwerten innerhalb, 1 von 5 außerhalb. Die rechnerische Beanstandungsquote beträgt 1 ÷ 5 × 100 = 20 Prozent für diese kleine Stichprobe; sie darf nicht ungeprüft auf die ganze Produktion übertragen werden. Die endgültige Konformitätsentscheidung richtet sich nach Messvorschrift und Messunsicherheit.

Drehzahl nur als Rechenmodell verstehen

Für die theoretische Schnittgeschwindigkeit einer kreisförmig rotierenden Werkzeugschneide gilt v = π × D × n ÷ 1000, wenn D in Millimetern, n in Umdrehungen pro Minute und v in Metern pro Minute eingesetzt werden. Umgestellt: n = 1000 × v ÷ (π × D). Ein reines Zahlenbeispiel mit D = 10 mm und v = 20 m/min ergibt n ≈ 637 Umdrehungen pro Minute. Das ist kein empfohlener oder freigegebener Maschinenwert. Real hängen geeignete Parameter unter anderem von Werkzeug, Material, Aufnahme, Kühlsituation, Maschinenhandbuch und Unterweisung ab. Weder Drehzahl noch Bearbeitungsverfahren werden aus diesem Kurs auf eine reale Maschine übertragen.

Typische Rechenfehler: Millimeter nicht in Meter umgerechnet; Durchmesser mit Radius verwechselt; Stückzahl und Anzahl der Formhälften vertauscht; Prozentwert 90 statt Dezimalzahl 0,90 eingesetzt; gemessene Stichprobe ohne Begründung auf alle Werkstücke hochgerechnet.

Prüfnachweise kritisch lesen

Nutze die Dokumentenprüfung als eigenständige Kompetenz: Ist das Prüfmittel eindeutig bezeichnet? Sind Sollmaß, Grenzwerte, Datum, Messverfahren und Verantwortlichkeit erkennbar? Ist die Maschine im Datensatz eindeutig identifiziert? Haben Änderungen eine Versionsangabe? Prüfe, ob Warnungen und fehlende Daten im Abschlussbericht sichtbar bleiben. Eine fehlende Prüfunterlage ist kein bestandenes Prüfergebnis.

Berufstypischer Modellfall: Formauftrag planen und beurteilen

Fallakte mit synthetischen Daten

Ein fiktiver Ausbildungsbetrieb möchte 48 kleine Zierplaketten in einer Sandform herstellen lassen. Für jede Plakette ist ein Formpaar nötig. Untersucht werden nur digitale Planungsdaten; keine Person nimmt eine reale Maschine in Betrieb.

Merkmal	Synthetischer Planwert
Auftragsmenge	48 Formpaare
Formstoff je Formpaar	22 kg
Mischanlage, theoretische Fördermenge	180 kg pro Stunde
Formmaschine, nominale Taktzeit	6,5 Minuten je Formpaar
Formmaschine, modellierte Verfügbarkeit	90 Prozent
Gemeinsame rechnerische Rüstzeitannahme	20 Minuten
Maximal vorhandene Planungszeit	450 Minuten
Rechenanteil zulässiger Rücklaufsand	65 Prozent der Materialmenge, nur im fiktiven Modell
Maßvorgabe der Musterteile	90,0 ± 0,5 mm
Dokumentierte Stichprobe	89,8; 90,4; 90,6; 89,5; 90,2 mm

Arbeitsauftrag: Erstelle eine Materialbilanz, schätze die Kapazitäten beider Maschinen ab, bestimme den Engpass, bewerte die Planungszeit, beurteile die Stichprobe und verfasse eine Stör- und Sicherheitsentscheidung. Benenne ausdrücklich, was die Daten nicht beweisen.

Musterlösung mit Rechenweg

1. Formstoffmenge: 48 × 22 kg = 1.056 kg Gesamtbedarf.

2. Materialbilanz: Im rein rechnerischen Modell sind 0,65 × 1.056 = 686,4 kg Rücklaufsand vorgesehen. Ergänzend werden 0,35 × 1.056 = 369,6 kg neues Material benötigt. Die Zulässigkeit der Wiederverwendung wäre real anhand von Materialprüfung und Freigaben zu klären.

3. Mischzeit: 1.056 kg ÷ 180 kg/h = 5,8667 Stunden ≈ 352 Minuten. Die hypothetische nutzbare Fördermenge wird als konstant angenommen.

4. Formzeit: 48 × 6,5 min = 312 min reine Taktzeit. Mit A = 0,90 folgt 312 ÷ 0,90 = 346,7 Minuten. Der Mischer benötigt nach den Modellzahlen etwa 5,3 Minuten mehr als die Formmaschine und ist somit der rechnerische Engpass.

5. Grober Planungsbedarf: Bei paralleler, kontinuierlicher Versorgung und ausreichendem Zwischenpuffer näherungsweise 352 min + 20 min Rüstzeit = 372 Minuten. Gegenüber 450 Minuten bleiben rechnerisch 78 Minuten Reserve. Die Näherung ignoriert Übergaben, Anlauf, diskrete Chargen, Ausschuss, Puffergrenzen sowie die genaue Reihenfolge des Rüstens. Deshalb ist das Ergebnis weder verbindlicher Fertigungsplan noch Freigabe.

6. Maßstichprobe: Zulässig 89,5–90,5 mm. Die Werte 89,8; 90,4; 89,5; 90,2 mm liegen innerhalb, 90,6 mm außerhalb. Vorläufige Stichprobenquote: 1 von 5 = 20 Prozent außerhalb. Kleine Stichprobe, Messunsicherheit und Nachmessregeln offenlegen.

7. Sichere Entscheidungsnotiz: „Die Daten zeigen einen rechnerisch ausreichenden, aber unvollständigen Zeitansatz und einen auffälligen Messwert. Ohne bestätigte Maschinenverfügbarkeit, gültigen Prüfplan, Formstofffreigabe und betriebliches Schutzkonzept ist keine reale Ausführung freigegeben. Der Messbefund wird an die verantwortliche Fachkraft zur Prüfung gemeldet.“

Fachliches Bewertungsraster und Musterarbeitsprodukt

Kriterium	0 Punkte	1 Punkt	2 Punkte
Materialbilanz	Fehlend oder falsch	Teilweise richtig	1.056 kg sowie 686,4 und 369,6 kg richtig und mit Einheit
Kapazität und Engpass	Keine tragfähige Rechnung	Ein Wert oder Annahme unklar	352 min und 346,7 min richtig, Mischer begründet
Terminbewertung	Unbegründet	Nur Zahl ohne Vorbehalt	372 min als Näherung und 78 min Reserve mit Grenzen
Messprüfung	Keine Grenzwerte	Einzelwerte teilweise richtig	89,5–90,5 mm und 4 von 5 innerhalb, Stichprobenlimit genannt
Sicherheitsentscheidung	Unzulässige Eigenfreigabe	Allgemeiner Warnhinweis	Keine Freigabe, Meldung und fehlende Nachweise konkret
Fachkommunikation	Unverständlich	Teilweise nachvollziehbar	Rechenwege, Einheiten, Quellen und offene Punkte geordnet

Summe: 12 Punkte. 11–12 sehr sicher; 8–10 überwiegend tragfähig; 5–7 überarbeiten; 0–4 wesentliche Grundlagen nacharbeiten. Die Bewertung ist ein didaktisches Raster und keine Prüfungsnote nach Ausbildungsordnung.

Musterarbeitsprodukt: „Planungsblatt P-48, Version 1: Material 1.056 kg; rechnerisch Rücklauf 686,4 kg und Frischanteil 369,6 kg; Engpass Mischer 352 min; vorläufiger Terminansatz 372 von 450 min; Messbefund 1/5 außerhalb der einfachen Grenzwerte; reale Freigabe offen, zuständige Fachkraft informieren.“ Du kannst eine eigene Tabelle mit denselben Pflichtfeldern gestalten und anhand des Rasters beurteilen.

Ergänzende Schemazeichnung zu offenen und geschlossenen Speisern; sie zeigt, warum Form- und Gießplanung über den Maschinenlauf hinausgehen. Beschriftungen auf Englisch.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice: Fachwissen und Entscheidungen

1. Welcher Nachweis ist vor der realen Benutzung einer Formmaschine entscheidend? (Eine betriebliche Freigabe auf Basis von Unterweisung und Gefährdungsbeurteilung) (!Ein guter Wert in einer frei erfundenen Zeitrechnung) (!Ein Foto einer baugleichen Anlage) (!Eine hohe Nennleistung ohne Schutzkonzept)

Rückmeldung: Die rechnerische Eignung ersetzt weder betriebliche Schutzmaßnahmen noch die Entscheidung der zuständigen Person.

2. Was beschreibt bei gleicher Stückzahl ein Engpass am treffendsten? (Den Prozessschritt mit der geringsten nutzbaren Kapazität) (!Die Maschine mit dem größten Gehäuse) (!Das Messmittel mit der kleinsten Skala) (!Den Prozessschritt mit dem höchsten Anschaffungspreis)

Rückmeldung: Ein Engpass begrenzt den nutzbaren Durchsatz der verketteten Fertigung.

3. Wie viel Formstoff brauchen 48 Formen mit jeweils 22 kg? (1056 kg) (!528 kg) (!704 kg) (!2112 kg)

Rückmeldung: Die Masse entsteht durch Multiplikation der Stückzahl mit dem Bedarf pro Form.

4. Wie viele Minuten entsprechen 5 Stunden und 52 Minuten? (352 Minuten) (!312 Minuten) (!372 Minuten) (!452 Minuten)

Rückmeldung: Fünf Stunden sind 300 Minuten; dazu kommen 52 Minuten.

5. Welche Beobachtung ist noch keine gesicherte Fehlerursache? (Die Maschine erzeugt ein ungewohntes Geräusch) (!Ein nachgewiesener Lagerbruch im Prüfbericht) (!Eine dokumentierte defekte Verriegelung) (!Ein fachkundig bestätigter Leitungsfehler)

Rückmeldung: Geräusche sind Symptome; die Ursache muss fachlich nachgewiesen werden.

6. Welcher Messwert liegt außerhalb von 90,0 plus oder minus 0,5 mm? (90,6 mm) (!89,5 mm) (!90,0 mm) (!90,4 mm)

Rückmeldung: Der zulässige obere Grenzwert beträgt 90,5 mm und ist eingeschlossen.

7. Warum muss eine erforderliche Mischchargenzahl meist aufgerundet werden? (Weil eine verbleibende Teilmenge eine zusätzliche Charge erfordert) (!Weil Prozentwerte immer größer als hundert sind) (!Weil die Formmaschine dadurch schneller wird) (!Weil ein Messschieber nur ganze Werte anzeigen kann)

Rückmeldung: Eine nicht vollständige letzte Charge muss trotzdem bei der Planung berücksichtigt werden.

8. Was ist bei einer geöffnet gemeldeten Schutztür richtig? (Die Störung melden und keine Schutzfunktion überbrücken) (!Die Türüberwachung für den Auftrag abschalten) (!Die Anlage mit offener Tür kurz testen) (!Die Warnung ohne Dokumentation zurücksetzen)

Rückmeldung: Schutzeinrichtungen bleiben wirksam; eine Fachkraft klärt den Zustand.

9. Welche Aussage über eine kleine Messstichprobe ist richtig? (Sie beschreibt zunächst nur die geprüften Stücke und ihre Messbedingungen) (!Sie beweist automatisch die Quote aller Teile) (!Sie ersetzt die dokumentierte Messunsicherheit) (!Sie erlaubt die sofortige Maschinenfreigabe)

Rückmeldung: Stichprobe, Messverfahren und Unsicherheit begrenzen die Verallgemeinerbarkeit.

10. Was gehört zu einem belastbaren Planungsblatt? (Rechenwege mit Einheiten sowie Annahmen und offene Sicherheitsfragen) (!Nur ein optimistischer Fertigstellungstermin) (!Nur die Maschinenfarbe und die Stückzahl) (!Eine Freigabe ohne zuständige Person)

Rückmeldung: Nachvollziehbare Dokumentation trennt Rechnung, Annahme und Freigabestatus.

Memory: Arbeitsmittel und Fachbegriffe

Formstoffmischer	Anlage zur möglichst homogenen Aufbereitung von Formstoff
Messschieber	Gerät zum Kontrollieren von Innen- und Außenmaßen
Formmaschine	Maschine zur Verdichtung des Formstoffs
Verfügbarkeit	Anteil tatsächlich nutzbarer an geplanter Produktionszeit
Inspektion	Feststellen und Beurteilen eines technischen Istzustands
Störprotokoll	Dokument mit Beobachtung, Zeitpunkt und Meldung einer Abweichung

Drag and Drop: Entscheidung und Begründung

Ordne die Fachbegriffe zu.	Passende Erklärung
Nennmaß	Zeichnerisch festgelegter Ausgangswert einer Maßangabe
Toleranz	Zugelassener Bereich der Abweichung vom Sollwert
Rüstzeit	Zeit für das Vorbereiten eines Fertigungsauftrags
Engpass	Schritt mit der kleinsten nutzbaren Prozesskapazität
Gefährdungsbeurteilung	Systematische Grundlage zum Beurteilen und Beherrschen von Risiken

Kreuzworträtsel: Sechs Fachwörter

Messschieber	Welches Prüfgerät kann Innen- und Außenmaße erfassen?
Formkasten	Wie heißt der Rahmen für den Formstoff einer Sandform?
Schutzeinrichtung	Wie heißt eine technische Barriere gegen Maschinengefährdungen?
Absaugung	Welche Einrichtung erfasst entstehende Stäube möglichst an der Quelle?
Betriebsanweisung	Welches betriebliche Dokument beschreibt verbindliche Schutzregeln?
Mischanlage	Welche Anlage bereitet Formstoffe homogen auf?

LearningApps: Weitere digitale Übungen

Die eingebundene Seite ist eine thematisch passende LearningApps-Suche; die einzelnen Treffer müssen hinsichtlich Niveau und fachlicher Richtigkeit gesondert geprüft werden.

Lückentext: Vom Auftrag zum Prüfbericht

Vor der Maschinenwahl liest du den

vollständig. Die kleinste nutzbare Kapazität kennzeichnet den

. Eine geplante Arbeitsunterbrechung zur Vorbereitung wird als

bezeichnet. Eine einfache Kapazitätsplanung muss die angenommene

berücksichtigen. Die Sandform wird durch passenden

hergestellt. Die zeichnerisch zulässige Maßabweichung heißt

. Der Messwert einer kleinen Auswahl stammt aus einer

. Eine ungewöhnliche Vibration ist zunächst eine

. Die vermutete Fehlerursache bleibt eine

. Vor realen Eingriffen sind betriebliche

verbindlich. Fehlende Prüfnachweise werden im

vermerkt. Eine rechnerische Planung ist keine betriebliche

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die folgenden genau zwölf Aufgaben ohne echte Maschinenbedienung. Nutze bereitgestellte Datensätze, Skizzen und Bilder. Für jede Aufgabe sind ein Arbeitsprodukt und überprüfbare Kriterien genannt.

Leicht

Maschinen-Steckbrief: Beschreibe zu drei Arbeitsmitteln Funktion, typisches Eingangs- und Ausgangsmaterial und eine Gefährdung. Produkt: Dreispaltentabelle. Kriterien: korrekte Begriffe, drei unterschiedliche Funktionen, sichere Einordnung.
Prozesskette ordnen: Ordne acht vorgegebene Prozesskarten vom Modell bis zur Prüfung; markiere zwei Schnittstellen. Produkt: beschriftetes Ablaufdiagramm. Kriterien: logische Reihenfolge, Begründung der Übergaben.
Messmittel erklären: Beschrifte die Teile des Commons-Messschiebers und notiere zwei Ursachen unzuverlässiger Messwerte. Produkt: kommentierte Skizze. Kriterien: passende Bauteilnamen, messtechnische Plausibilität.
Sicherheitsampel erstellen: Sortiere sechs synthetische Meldungen in „fachlich prüfen“, „Störung melden“ und „kein Eingriff“. Produkt: Entscheidungskarten. Kriterien: keine eigenständige Freigabe, verständliche Begründung.

Standard

Fertigungsdauer rechnen: Berechne für 36 Formpaare bei 6 Minuten Takt, 90 Prozent Verfügbarkeit und 20 Minuten Rüstzeit die 260 Minuten und erläutere die Annahme. Produkt: Rechenblatt. Kriterien: Formel, Einheiten, Rundung, Modellgrenze.
Formstoffbilanz aufstellen: Leite im Modellfall die Massen 1.056 kg, 686,4 kg und 369,6 kg rechnerisch ab. Produkt: Materialflusstabelle. Kriterien: Prozentrechnung, Mengenerhaltung, ausdrücklich nur theoretische Rücklaufquote.
Messdaten auswerten: Prüfe die fünf Musterwerte bei 90,0 ± 0,5 mm und erläutere das Stichprobenrisiko. Produkt: Prüftabelle. Kriterien: vier innerhalb, einer außerhalb, Unsicherheit nicht ignoriert.
Störmeldung verfassen: Trenne bei einer erfundenen Formmaschinenwarnung Beobachtung, zwei Hypothesen, fehlende Nachweise und Meldeschritt. Produkt: einseitiger Bericht. Kriterien: klare Trennung von Fakten und Vermutungen, kein gefährlicher Test.

Schwer

Engpassvergleich entwickeln: Vergleiche Mischer und Formmaschine aus dem Modellfall einschließlich Verfügbarkeit und erkläre, warum parallele Abläufe keine sichere Lieferzusage begründen. Produkt: Kapazitätsdiagramm. Kriterien: 352 und 346,7 Minuten, Engpass, Grenzen des Modells.
Ursachenbaum entwerfen: Entwickle für schwankende Formqualität einen Ursachenbaum aus Material, Maschine, Messung und Methode. Produkt: Diagnoseschema mit Prüfhinweisen. Kriterien: mindestens zwei Alternativursachen je Hauptgruppe, keine unzulässige Eigenreparatur.
Ressourcenszenario untersuchen: Berechne den theoretischen Frischsandbedarf bei Rücklaufquoten von 50, 65 und 75 Prozent für 1.056 kg Gesamtmenge. Produkt: Diagramm und Kommentar. Kriterien: 528 kg, 369,6 kg, 264 kg; technische Zulässigkeit offen.
Modellfall auditieren: Bewerte den vollständigen Auftrag P-48 anhand des Zwölf-Punkte-Rasters, finde drei fehlende Nachweise und schreibe eine begründete Empfehlung. Produkt: Bewertungsbogen mit Kurzbericht. Kriterien: vollständige Rechnungen, fachliche Priorisierung, keine Maschinenfreigabe.

Lernkontrolle

Entscheidung erklären: Vergleiche eine schnelle, aber nicht dokumentiert freigegebene Maschine mit einer langsameren Variante. Begründe, warum keine reale Variante ohne Sicherheitsnachweise eingesetzt werden darf.
Planungsfehler finden: Ein Bericht rechnet 48 × 22 zu 960 kg und 90 Prozent Verfügbarkeit als Faktor 90. Korrigiere beide Fehler mit vollständigen Einheiten und überprüfbarer Rechnung.
Hypothesen prüfen: Warum belegt eine schlechte Gussoberfläche allein keinen Defekt des Mischers? Nenne mindestens drei alternative Ursachenbereiche und notwendige Nachweise.
Grenzwerte beurteilen: Erkläre den Unterschied zwischen Nennmaß, Toleranz, Messunsicherheit und Prüfergebnis anhand des 90-mm-Beispiels.
Leistung übertragen: Was geschieht im Modell mit der Linienkapazität, wenn ausschließlich die Formmaschine doppelt so schnell wird und der Mischer unverändert bleibt? Begründe.
Wartungsakte analysieren: Eine Dokumentation enthält keine Wartungsfreigabe und meldet gleichzeitig eine beschädigte Schutzeinrichtung. Formuliere einen sachgerechten Umgang mit den Unterlagen und die zuständige Entscheidungsebene.

Lösungshinweise zur Selbstkontrolle: 1. Ein Sicherheitsnachweis ist nicht durch Kapazität ersetzbar. 2. 1.056 kg und 0,90 als Dezimalfaktor. 3. Formstoff, Methode, Modell, Maschine und Messung sind denkbare Kategorien, aber keine bewiesenen Ursachen. 4. Zulässiger Bereich 89,5–90,5 mm, Messunsicherheit separat beurteilen. 5. Der Mischer bleibt Engpass. 6. Keine Eigenfreigabe, dokumentiert an autorisierte Fachkraft melden.

Lernnachweis

Dein persönliches Lernportfolio enthält (a) eine Maschinen-Funktionsmatrix, (b) eine Sicherheits- und Störmeldungsanalyse, (c) ein vollständig gerechnetes Modellblatt P-48, (d) eine Prüfdatentabelle, (e) ein Prozess- oder Engpassdiagramm und (f) eine kurze Reflexion zu Annahmen und Grenzen. Eine eigenständige fachliche Leistung erkennst du daran, dass Rechenwege nachprüfbar sind, Gefährdungen nicht verharmlost werden und du aus einer Beobachtung nicht vorschnell eine Diagnose machst.

Muster für eine reflektierte Abschlussaussage: „Ich kann die Auswirkungen unterschiedlicher Kapazitäten rechnerisch vergleichen. Ich kann mit einer Stichprobe Messabweichungen feststellen. Eine tatsächliche Maschinenfreigabe, eine Gefährdungsbeurteilung und die Bewertung der Messunsicherheit müssen jedoch von den dafür zuständigen Personen und nach den gültigen Unterlagen erfolgen.“

Selbsteinschätzung: Prüfe die sechs Rasterkriterien aus dem Modellfall. Markiere für jedes Kriterium „nachgewiesen“, „teilweise nachgewiesen“ oder „noch offen“ und begründe die Einstufung mit einem konkreten Portfolio-Beleg.

OER und Wikipedia

Verlässliche Grundlagen:

BIBB – Metall- und Glockengießer, Berufsprofil und Fachrichtungen, amtliche Berufsinformation.
Ausbildungsordnung vom 15.05.1998, insbesondere §§ 2–3, 7–10, 13 und Ausbildungsrahmenplan. Für rechtlich verbindliche Anwendung gilt die jeweils maßgebliche Fassung.
DGUV – Gießereien, branchenbezogene Sicherheit und Gesundheitsschutz.
DGUV Regel 109-608 „Branche Gießereien“, Maßnahmen und Gefährdungen einschließlich Form- und Kernformmaschinen.
DGUV Information 209-002 „Schleifen“, Hinweise zum Schutz an Schleifmaschinen.
Material-Archiv – Sandguss, Materialkreislauf und Einordnung von Formstoffen.
Wikipedia – Gießen, vertiefende, redaktionell veränderliche Einführung. Aussagen gegen die Fachquellen prüfen.

Geprüfte Medien und Nachweise zu Urheberschaft und Rechten:

Eingebundene Datei oder Video	Quelle	Urheber	Rechte und Anmerkung
File:DISA-d.png	Wikimedia Commons	Krzysiulek	Gemeinfrei laut Dateiseite; dänische Maschinenzeichnung
File:Haandform-C.png	Wikimedia Commons	Zxk0321	CC BY-SA 3.0; fremdsprachiges Schema
File:Green sand regeneration cycle.PNG	Wikimedia Commons	KVDP	Gemeinfrei laut Dateiseite; englisches Prozessdiagramm
File:Drillpress.jpg	Wikimedia Commons	LHOON	CC BY-SA 2.5; Werkstattfoto
File:Work shop machines.bench grinder.jpg	Wikimedia Commons	Palagiri	CC BY-SA 3.0; Schleifbock
File:Vernier caliper.svg	Wikimedia Commons	Joaquim Alves Gaspar, Bearbeitung ed g2s	CC BY-SA 3.0 als dort angebotene Lizenz; Messschieberschema
File:Casting riser types.svg	Wikimedia Commons	Wizard191	CC BY-SA 3.0; Speiserschema
https://www.youtube.com/watch?v=cUUQAr0Ofn4	YouTube – Formgebung von flüssigem Metall in einer Sandform	Metallmann Tech	Urheberrecht beim Videoproduzenten; hier nur externer YouTube-Player, keine OER-Nachnutzung zugesichert

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