Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 5-6, G-Niveau

Stiftverbindungen im Metallbau - Schmied 1

Einleitung

Stiftverbindungen im Metallbau gehören zu den Fügeverfahren und verbinden Bauteile mithilfe eines stangenförmigen Verbindungselements. In der Ausbildung zum Metallbauer beziehungsweise im Arbeitsfeld Schmied und Metallgestaltung begegnen Dir Stifte und Bolzen unter anderem an Gelenken, Scharnieren, Vorrichtungen, Werkzeugen, Torbändern und beweglichen Beschlägen. In Deutschland ist das Thema besonders in der 3,5-jährigen dualen Ausbildung zum Metallbauer beziehungsweise zur Metallbauerin, Fachrichtung Metallgestaltung, verankert. Sie können Bauteile genau positionieren, Querkräfte übertragen, eine Drehbewegung ermöglichen oder andere Verbindungselemente sichern.

Ein Stift ist meist kopf- und spitzenlos und sitzt in fluchtenden Bohrungen. Die Verbindung wirkt in radialer Richtung überwiegend formschlüssig. Je nach Stiftart entsteht zusätzlich ein Kraftschluss, etwa durch einen Presssitz, elastisches Vorspannen oder Kerben. Nicht jede Stiftverbindung ist gleich gut lösbar: Ein lose eingesetzter und axial gesicherter Gelenkbolzen lässt sich meist warten, ein eingepresster Passstift dagegen nur mit geeignetem Werkzeug und konstruktiv vorgesehener Austreibmöglichkeit.

Der Kurs richtet sich an Auszubildende im Metallbau und in der Metallgestaltung. Du lernst, Stiftarten fachgerecht auszuwählen, Bohrungen herzustellen, Passungen zu beurteilen, Verbindungen sicher zu montieren und typische Schäden zu erkennen. Besonderes Gewicht liegt auf Anwendungen aus der Schmiedewerkstatt.

Lernziele

Nach der Bearbeitung dieses aiMOOCs kannst Du

Stiftverbindungen von Bolzenverbindungen, Niet- und Schraubverbindungen abgrenzen.
Zylinderstift, Kegelstift, Spannstift, Spiralspannstift, Kerbstift, Scherstift und Splint fachlich einordnen.
die Wirkprinzipien Formschluss, Kraftschluss, Scherung, Lochleibung und Biegung erklären.
eine passende Stiftart für eine betriebliche Aufgabe begründet auswählen.
eine Passbohrung durch Bohren, Senken und Reiben vorbereiten.
Montage, Demontage, Prüfung und Sicherung einer Verbindung sicher planen.
Anwendungen an geschmiedeten Gelenken, Torbändern und Schmiedezangen beurteilen.
grundlegende Arbeitsschutzregeln an Bohrmaschine, Presse, Amboss und Esse anwenden.

Grundbegriffe der Stiftverbindung

Stift, Bolzen und Splint unterscheiden

Stifte dienen häufig zum Positionieren, Fixieren oder Übertragen von Querkräften. Sie werden durch fluchtende Bohrungen geführt. Zylinder- und Kegelstifte können sehr genaue Lagen sichern. Spann- und Kerbstifte halten durch elastische Vorspannung oder örtliche Verformung.

Bolzen verbinden häufig Bauteile, die sich gegeneinander bewegen sollen. Typisch ist ein Gelenk aus Gabel, Lasche und Bolzen. Der Bolzen wird axial gesichert, zum Beispiel durch Splint, Sicherungsring, Mutter oder Sicherungsblech. Die Bezeichnung richtet sich nach Funktion und Bauform; in Werkstattzeichnungen ist daher die vorgegebene Benennung maßgeblich.

Splinte sind Sicherungselemente. Sie werden durch eine Querbohrung im Bolzen gesteckt und nach der Montage auseinandergebogen. Ein Splint soll normalerweise nicht die Hauptquerkraft der Verbindung tragen. Ein bereits verformter Splint wird in der Regel ersetzt.

Kraft- und Formschluss

Bei einer Stiftverbindung greifen Bauteil und Stift geometrisch ineinander. Die Bohrungswand verhindert eine seitliche Relativbewegung; dadurch entsteht Formschluss. Bei einem Presssitz, einem Spannstift oder einem Kerbstift wirkt zusätzlich Reibung zwischen Stift und Bohrung. Diese Reibung beruht auf Kraftschluss.

Für die Auslegung ist wichtig, beide Wirkungen nicht zu verwechseln. Die übertragbare Betriebskraft wird nicht allein durch Reibung bestimmt. Häufig sind die Scherbeanspruchung des Stiftes und die Flächenpressung in den Bohrungen maßgebend.

Stiftarten und ihre Verwendung

Zylinderstift und Passstift

Der Zylinderstift besitzt eine zylindrische Mantelfläche und gefaste oder gerundete Kanten. Präzise Ausführungen werden als Passstifte verwendet. Sie sichern die Lage zweier Bauteile reproduzierbar, etwa an Vorrichtungen, Deckeln, Werkzeugaufnahmen oder ausgerichteten Beschlägen. Ein Beispiel ist der gehärtete Zylinderstift nach EN ISO 8734. Die Zeichnung bestimmt Durchmesser, Länge, Werkstoff, Härte und Toleranz.

Für eine genaue Verbindung werden die zusammengehörigen Bauteile meist gemeinsam gebohrt und anschließend auf Maß gerieben. Ein Presssitz darf nicht durch wahlloses Einschlagen erzwungen werden. Zu großes Übermaß kann Bohrungen aufweiten, Bauteile verformen oder den Stift beschädigen. Für Sacklöcher sind ausbaubare Bauformen mit Innengewinde besonders nützlich.

Kegelstift

Der Kegelstift besitzt einen gleichmäßigen Konus, bei verbreiteten Bauformen mit dem Kegelverhältnis 1:50. Beim Einsetzen zentriert er sich und wird durch den Kegelsitz gehalten. Er eignet sich für wiederholt lösbare, lagegenaue Verbindungen, sofern Bohrung und Stift nicht beschädigt werden.

Die Bohrung wird zunächst zylindrisch vorgearbeitet und anschließend mit einer passenden Kegelreibahle aufgerieben. Ein Kegelstift wird von der kleinen Seite eingesetzt und muss zur Demontage von der kleinen Seite zur großen Seite ausgetrieben werden. Bei einem Sackloch sind Ausführungen mit Innen- oder Außengewinde vorzusehen.

Spannstift und Spiralspannstift

Ein Spannstift ist ein geschlitzter Hohlstift aus Federstahl. Sein Außendurchmesser ist vor der Montage etwas größer als die Aufnahmebohrung. Beim Einpressen federt er zusammen und erzeugt eine dauerhafte Vorspannung. Für viele Anwendungen genügt eine maßhaltige Bohrung ohne Reiben. Die Zeichnung und die Herstellerangaben legen Bohrungsdurchmesser und zulässige Belastung fest.

Ein Spiralspannstift besteht aus mehreren aufgewickelten Federstahl-Lagen. Er verteilt die Belastung elastisch und kann bei wechselnden oder stoßartigen Kräften Vorteile bieten. Spannstifte sind keine beliebigen Ersatzteile für Passstifte: Wo eine sehr genaue Lage gefordert ist, kann ihre Elastizität unerwünschtes Spiel oder eine geringere Positioniergenauigkeit verursachen.

Kerbstift

Der Kerbstift besitzt Längskerben. Beim Einpressen verdrängen die Kerbwülste Werkstoff an der Bohrungswand und erzeugen einen festen Sitz. Kerbstifte eignen sich zum Befestigen von Hebeln, Griffen, Federn oder einfachen Bauteilen, wenn keine hochgenaue Passung verlangt wird. Bei falscher Auslegung können sie die Bohrung aufweiten oder bei wiederholter Montage an Halt verlieren.

Scherstift

Ein Scherstift ist als mechanische Sollbruchstelle ausgelegt. Bei einer festgelegten Überlast soll er abscheren und dadurch teurere Bauteile schützen. Sein Durchmesser, Werkstoff, Wärmebehandlung und die Lage der Scherebenen sind sicherheitsrelevant. Ein Scherstift darf niemals durch einen beliebigen Nagel, eine Schraube oder einen härteren Stift ersetzt werden. Eine solche Änderung kann die Schutzfunktion aufheben und schwere Maschinenschäden verursachen.

Gelenkbolzen und Achsstift

An geschmiedeten Torbändern, Scharnieren oder Zangen wird häufig ein Gelenkbolzen beziehungsweise Achsstift verwendet. Er trägt Querkräfte, führt die Bauteile und ermöglicht eine Drehbewegung. Dabei ist ein definiertes Laufspiel erforderlich. Zu wenig Spiel führt zu Klemmen, besonders bei Zunder, Korrosion oder Wärmeeinfluss. Zu viel Spiel verursacht Schlagen, Schiefstellung und erhöhte Lochleibung.

Beanspruchung und einfache Berechnung

Abscheren

Eine quer zur Stiftachse wirkende Kraft beansprucht den Stift auf Scherung. Für eine vereinfachte Abschätzung gilt:

τ = F / (n · A)

Dabei ist τ die Schubspannung, F die Querkraft, n die Anzahl der wirksamen Scherflächen und A = π · d² / 4 die Querschnittsfläche des Stiftes. Bei einer einschnittigen Verbindung ist n = 1, bei einer symmetrischen Gabelverbindung meist n = 2.

Beispiel: Ein Stift mit 10 mm Durchmesser wird in Doppelscherung mit 8 kN belastet. Die vereinfachte Schubspannung beträgt rund 51 N/mm². Dieser Wert allein reicht nicht für eine Freigabe aus. Zusätzlich sind Werkstoffkennwerte, Sicherheitsfaktoren, Kerbwirkung, dynamische Lasten, Verschleiß und die Flächenpressung zu prüfen.

Lochleibung und Flächenpressung

Die Kraft wird über die Kontaktfläche zwischen Stift und Bohrungswand übertragen. Eine vereinfachte mittlere Flächenpressung lässt sich mit

p = F / (d · s)

abschätzen. Dabei ist s die wirksame Bauteildicke. Zu hohe Lochleibung führt zu ovalen Bohrungen, plastischer Verformung und wachsendem Spiel. In dünnen Laschen kann außerdem ein Ausreißen zum Rand auftreten. Deshalb müssen Randabstand, Laschenbreite und Bauteildicke ausreichend groß sein.

Biegung, Verschleiß und dynamische Belastung

Zwischen den Lagerstellen kann sich ein Bolzen biegen. Spiel, große Abstände und einseitige Belastung erhöhen die Biegespannung. Bewegte Gelenke unterliegen zusätzlich Reibung und Verschleiß. Schmierung, geeignete Werkstoffpaarung, austauschbare Buchsen und eine gute Abdichtung gegen Schmutz verbessern die Lebensdauer.

Bei wechselnden Lasten ist die Ermüdungsfestigkeit zu berücksichtigen. Scharfe Übergänge, beschädigte Oberflächen, falsche Sicherungsbohrungen und Korrosion fördern Risse. Tragende oder sicherheitsrelevante Verbindungen werden nach Zeichnung, Norm, betrieblicher Arbeitsanweisung und gegebenenfalls durch eine befähigte Fachperson ausgelegt.

Fertigung der Bohrung

Arbeitsfolge bei einer Passbohrung

Eine zuverlässige Passstiftverbindung entsteht nur, wenn die Bohrungen fluchten und die Oberfläche geeignet ist. Eine typische Arbeitsfolge lautet:

Zeichnung prüfen: Stiftart, Nennmaß, Passung, Bohrungsart, Werkstoff und Einbaurichtung feststellen.
Anreißen: Bohrungsmitte eindeutig kennzeichnen und bei Bedarf körnen.
Spannen: Bauteile lagegerecht zusammenfügen und gegen Verschieben sichern.
Bohren: Für das Reiben mit dem vorgesehenen Untermaß bohren; Werkstück fest einspannen.
Senken: Bohrung leicht anfasen und Grate entfernen.
Reiben: Mit geeigneter Hand- oder Maschinenreibahle, Schneidstoff und Kühlschmierstoff auf Endmaß bringen.
Reinigen: Späne, Grat, Kühlschmierstoffreste und Schmutz vollständig entfernen.
Prüfen: Stiftdurchmesser und Bohrung mit geeigneten Prüfmitteln kontrollieren.
Montieren: Stift fluchtend einpressen oder eintreiben, ohne die Stirnflächen aufzupilzen.
Sichern und dokumentieren: Falls erforderlich axial sichern, Funktion prüfen und Ergebnis festhalten.

Reiben fachgerecht ausführen

Beim Reiben wird nur eine kleine Materialzugabe abgenommen. Die Reibahle verbessert Maß-, Form- und Oberflächengüte, kann aber eine falsch liegende Bohrung nicht zuverlässig versetzen. Deshalb müssen Anriss, Körnung, Spannung und Vorbohrung bereits stimmen.

Eine Handreibahle wird gerade angesetzt und gleichmäßig in Schneidrichtung gedreht. Sie darf in der Bohrung nicht ruckartig zurückgedreht werden. Maschinenreiben erfolgt mit niedrigerer Schnittgeschwindigkeit als Bohren und einem gleichmäßigen Vorschub. Der passende Kühlschmierstoff richtet sich nach Werkstoff und Werkzeug. Für Kegelstifte wird eine Kegelreibahle der passenden Norm und Größe verwendet.

Prüfen von Stift und Bohrung

Ein Messschieber eignet sich zur Kontrolle des Stiftdurchmessers und für überschlägige Maße. Eine enge Passbohrung wird zuverlässiger mit Grenzlehrdorn, Innenmessgerät oder einem betrieblich festgelegten Prüfmittel beurteilt. Auch Rundheit, Fluchtung, Gratfreiheit, Oberflächenzustand und Einpresstiefe sind zu prüfen.

Montage und Demontage

Montage

Vor der Montage müssen Stift, Bohrung und Auflageflächen sauber sein. Ein Stift wird mit einer Einpressvorrichtung, einer Presse oder einem geeigneten Treiber axial eingedrückt. Seitliche Schläge können die Bohrung beschädigen. Bei einem Gelenkbolzen muss die Sicherung vollständig montiert sein, ohne die Beweglichkeit zu blockieren.

Gehärtete Zylinderstifte und Federstahl-Spannstifte dürfen nicht in der Schmiedeesse erwärmt oder weichgeglüht werden, um sie scheinbar leichter montieren zu können. Wärme kann Härte, Federwirkung und Maßhaltigkeit verändern. Ein Warmfügen ist nur zulässig, wenn es konstruktiv vorgesehen und verfahrenstechnisch freigegeben ist.

Demontage

Für die Demontage wird zuerst jede Sicherung entfernt. Dann prüfst Du die vorgesehene Austreibrichtung. Kegelstifte werden von der kleinen zur großen Seite ausgetrieben. Zylinderstifte benötigen möglichst eine durchgehende Bohrung oder eine Gewindeausführung zum Ausziehen. Ein passender Durchschlag stützt den Stift vollflächig. Beschädigte Stirnflächen werden nicht mit Gewalt durch eine Passbohrung geschlagen.

Bei festsitzenden Gelenkbolzen sind Korrosion, Gratbildung und Verformung zu untersuchen. Unkontrolliertes Erhitzen kann angrenzende Bauteile, Beschichtungen oder Wärmebehandlungen schädigen. Die betriebliche Reparaturanweisung hat Vorrang.

Anwendungen in Schmiedearbeiten und Metallgestaltung

Torband, Kloben und geschmiedetes Scharnier

Ein geschmiedetes Torband dreht häufig auf einem Kloben oder Dorn. Der Dorn übernimmt die Funktion eines Gelenkbolzens. Entscheidend sind fluchtende Lagerstellen, ausreichender Randabstand, geeignete Materialdicke und ein Korrosionsschutz, der die Bewegung nicht behindert. Bei schweren Toren müssen Gewicht, Windlast, Stoßbelastung und das Moment aus dem Abstand zum Band berücksichtigt werden.

Schmiedezange

Die beiden Zangenhälften einer Schmiedezange werden traditionell durch ein Nietgelenk verbunden. Funktional wirkt der Nietschaft als Gelenkbolzen. Das Gelenk braucht genügend Spiel für freie Bewegung, darf aber nicht seitlich schlackern. Beim Vernieten ist darauf zu achten, dass die Schenkel nicht festgeklemmt werden. Für austauschbare oder wartbare Konstruktionen kann ein gesicherter Bolzen vorgesehen werden.

Vorrichtungen und Lehren

In Schweiß-, Biege- und Schmiedevorrichtungen positionieren Passstifte Werkstücke oder austauschbare Anschläge. Ein guter Vorrichtungsstift besitzt eine Einführfase, eine verschleißfeste Oberfläche und eine konstruktive Möglichkeit zum Austausch. Bei heißem Schmiedegut müssen Wärmeausdehnung, Zunder und ausreichender Abstand zu gehärteten Stiften berücksichtigt werden.

Individuell geschmiedete Stifte

Ein individuell geschmiedeter Stift kann einen Kopf, Bund, Griff oder dekorativen Abschluss besitzen. Funktionsflächen werden nach dem Schmieden häufig gerichtet, spanend nachbearbeitet oder geschliffen. Der Übergang zwischen Bund und Schaft darf keine scharfe Kerbe bilden. Für hochbelastete Verbindungen sind Werkstoff, Faserverlauf, Wärmebehandlung und Maßprüfung festzulegen. Ein handgeschmiedeter Stift ersetzt nicht automatisch ein genormtes Präzisionsteil.

Arbeitssicherheit

Bohren, Reiben und Pressen

An rotierenden Maschinen gilt: keine Handschuhe, keine losen Kleidungsstücke, Schmuck ablegen und lange Haare sichern. Das Werkstück wird niemals mit der Hand festgehalten, sondern sicher gespannt. Späne werden bei stillstehender Maschine mit Spänehaken oder Pinsel entfernt. Schutzbrille, geeignete Drehzahl, intakte Schutzhauben und ein scharfes Werkzeug sind Pflicht.

Beim Pressen müssen Werkstück und Stift fluchten. Hände bleiben außerhalb des Gefahrenbereichs. Schräg angesetzte Stifte können herausspringen oder brechen. Die zulässige Presskraft und die Betriebsanweisung sind einzuhalten.

Schmieden und Heißarbeit

Beim Schmieden trägst Du die nach Gefährdungsbeurteilung vorgeschriebene persönliche Schutzausrüstung, insbesondere Schutzbrille beziehungsweise Gesichtsschutz, Sicherheitsschuhe, geeignete Kleidung und gegebenenfalls Gehörschutz. Hammer, Zange und Amboss müssen unbeschädigt sein. Heißes Metall wird eindeutig abgelegt und als heiß behandelt, auch wenn keine Glühfarbe mehr erkennbar ist.

Federstähle, gehärtete Stifte und unbekannte Werkstoffe werden nicht ohne Arbeitsfreigabe erhitzt. Beschichtungen können beim Erwärmen gesundheitsschädliche Dämpfe erzeugen. Für Heißarbeit sind Lüftung, Brandschutz und betriebliche Freigaben zu beachten.

Typische Fehlerbilder und Ursachen

Fehlerbild	Wahrscheinliche Ursache	Fachgerechte Maßnahme
Stift sitzt schief	Bohrungen fluchten nicht oder Stift wurde verkantet	Bauteile neu ausrichten, Bohrung prüfen, Stift ersetzen
Stift wandert axial	Sicherung fehlt, Presssitz zu gering oder Bohrung verschlissen	Ursache messen, passende Sicherung oder Reparaturlösung nach Zeichnung wählen
Bohrung wird oval	Lochleibung zu hoch, zu großes Spiel oder zu dünne Lasche	Lastfall neu bewerten, Bolzen und Buchse prüfen, Konstruktion verstärken
Gelenk klemmt	Zu wenig Spiel, Grat, Zunder, Korrosion oder falsche Ausrichtung	Reinigen, entgraten, Fluchtung prüfen, vorgesehenes Spiel herstellen
Stift stirnseitig aufgestaucht	Ungeeigneter Hammer oder Treiber, zu hoher Montagewiderstand	Stift ersetzen, Passung und Werkzeug prüfen, Einpressen bevorzugen
Spannstift gebrochen	Überlast, falsche Größe, beschädigte Bohrung oder ungeeignete Stiftart	Belastung und Bohrung prüfen, freigegebenen Ersatz verwenden
Scherstift bricht zu spät	Falscher Werkstoff oder größerer Durchmesser eingebaut	Originalspezifikation wiederherstellen und Folgeschäden prüfen

Auswahlhilfe für die Werkstatt

Aufgabe	Geeignete Bauform	Wichtiger Hinweis
Zwei Bauteile genau positionieren	Zylinderstift oder Passstift	Passung und gemeinsame Bearbeitung der Bohrungen beachten
Wiederholt lösbare genaue Verbindung	Kegelstift	Einbaurichtung und Austreibmöglichkeit vorsehen
Einfache elastisch gehaltene Verbindung	Spannstift	Bohrungsmaß nach Vorgabe einhalten
Rüttelfeste Befestigung ohne hohe Lagegenauigkeit	Kerbstift	Bohrungsaufweitung und Wiederverwendung kritisch prüfen
Bewegliches geschmiedetes Gelenk	Gelenkbolzen oder Achsstift	Laufspiel, Schmierung und axiale Sicherung festlegen
Schutz vor Überlast	Scherstift	Nur spezifizierten Werkstoff und Durchmesser verwenden
Axiale Sicherung eines Bolzens	Splint	Splint nach Verformung nicht erneut verwenden

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Hauptaufgabe hat ein Passstift? (Bauteile genau positionieren) (!Bauteile stoffschlüssig verschweißen) (!Gewinde abdichten) (!Oberflächen härten)

Welche Form besitzt ein Kegelstift? (Einen gleichmäßigen Konus) (!Ein Außengewinde über die ganze Länge) (!Einen sechseckigen Querschnitt) (!Eine spiralförmige Schneide)

Wodurch hält ein Spannstift in der Bohrung? (Durch elastische Vorspannung) (!Durch Klebstoff im Schlitz) (!Durch einen angeschmiedeten Kopf) (!Durch eine Schweißnaht)

Welche Beanspruchung wirkt bei einer Querkraft häufig im Stift? (Scherbeanspruchung) (!Reine Zugbeanspruchung) (!Reine Torsion ohne Querkraft) (!Thermische Strahlung)

Wozu dient ein Splint an einem Bolzen? (Zur axialen Sicherung) (!Zur Herstellung einer Passbohrung) (!Zum Härten des Bolzens) (!Zum Messen des Durchmessers)

In welche Richtung wird ein Kegelstift ausgetrieben? (Von der kleinen zur großen Seite) (!Von der großen zur kleinen Seite) (!Immer quer zur Stiftachse) (!In beliebiger Richtung)

Welches Werkzeug dient zur Feinbearbeitung einer Passbohrung? (Reibahle) (!Schruppscheibe) (!Schweißbrenner) (!Blechschere)

Welche Regel gilt an der laufenden Bohrmaschine? (Keine Handschuhe tragen) (!Das Werkstück mit der Hand halten) (!Späne mit den Fingern entfernen) (!Lange Haare offen tragen)

Was kennzeichnet einen Scherstift? (Er ist als Sollbruchstelle ausgelegt) (!Er darf beliebig ersetzt werden) (!Er überträgt nur Zugkräfte) (!Er benötigt immer ein Gewinde)

Was kann zu einer ovalen Gelenkbohrung führen? (Zu hohe Lochleibung) (!Eine saubere Einführfase) (!Ein korrektes Laufspiel) (!Eine vollständige Maßprüfung)

Memory

Zylinderstift	Genaue Positionierung
Kegelstift	Konus 1 zu 50
Spannstift	Elastische Vorspannung
Kerbstift	Längskerben
Scherstift	Mechanische Sollbruchstelle
Reibahle	Feinbearbeitung der Bohrung
Splint	Axiale Bolzensicherung
Lochleibung	Flächenpressung an der Bohrungswand

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Passstift	Lagegenaue Verbindung
Gelenkbolzen	Bewegliche Verbindung
Kegelreibahle	Konische Aufnahmebohrung
Spannstift	Federnder Presssitz
Splint	Axiale Sicherung
Scherstift	Überlastschutz

...

Kreuzworträtsel

Zylinderstift	Welcher Stift wird häufig zum genauen Positionieren verwendet?
Kegelstift	Welcher Stift besitzt einen gleichmäßigen Konus?
Spannstift	Welcher geschlitzte Hohlstift besteht aus Federstahl?
Reibahle	Welches Werkzeug bearbeitet eine Bohrung auf genaues Endmaß?
Lochleibung	Wie heißt die Flächenpressung zwischen Stift und Bohrungswand?
Splint	Welches Element sichert einen Bolzen durch eine Querbohrung?

LearningApps

Lückentext

Eine Stiftverbindung wirkt quer zur Stiftachse überwiegend

. Ein präziser Zylinderstift kann Bauteile wiederholgenau

. Der Kegelstift besitzt bei verbreiteten Bauformen ein Kegelverhältnis von

. Ein geschlitzter Hohlstift aus Federstahl heißt

. Die Feinbearbeitung einer maßgenauen Bohrung erfolgt mit einer

. Die Beanspruchung des Stiftes durch eine Querkraft heißt häufig

. Die Flächenpressung an der Bohrungswand wird als

bezeichnet. Ein Bolzen kann axial mit einem

gesichert werden. Ein als Sollbruchstelle ausgelegtes Bauteil heißt

. An einer laufenden Bohrmaschine dürfen keine

getragen werden.

Offene Aufgaben

Leicht

Stiftarten bestimmen: Sammle im Ausbildungsbetrieb fünf Beispiele für Stifte oder Bolzen, fotografiere sie nach Erlaubnis und benenne ihre Funktion.
Fachbegriffe erklären: Erstelle ein einseitiges Glossar zu Passstift, Kegelstift, Spannstift, Kerbstift, Scherstift und Splint.
Fehlerbild skizzieren: Zeichne ein Gelenk mit zu großem Spiel und markiere, wo Lochleibung und Verschleiß auftreten.
Arbeitsschutzplakat: Gestalte ein Plakat mit den wichtigsten Regeln für Bohren, Reiben und Einpressen.

Standard

Werkstückanalyse: Untersuche ein geschmiedetes Scharnier oder Torband und beschreibe Kraftfluss, Lagerstellen, Sicherung und mögliche Verschleißstellen.
Fertigungsplanung: Erstelle einen Arbeitsplan für eine Passstiftverbindung mit Werkzeugen, Prüfmitteln, Arbeitsschutz und Qualitätsmerkmalen.
Stiftauswahl: Vergleiche drei betriebliche Aufgaben und entscheide jeweils begründet zwischen Zylinderstift, Kegelstift und Spannstift.
Montagevideo: Produziere ein kurzes Lehrvideo zur fachgerechten Montage eines Stiftes, ohne gefährliche Handlungen nachzustellen.

Schwer

Gelenk konstruieren: Entwirf ein geschmiedetes Gelenk für ein kleines Tor. Lege Bolzen, Laschen, Sicherung, Schmierung und Wartungszugang fest.
Schadensanalyse: Analysiere eine ausgeschlagene Bohrung und entwickle mindestens zwei Reparaturvarianten mit Vor- und Nachteilen.
Berechnungsaufgabe entwickeln: Erstelle einen realistischen Lastfall für einen Bolzen in Doppelscherung und prüfe Schubspannung sowie vereinfachte Lochleibung.
Prüfvorrichtung planen: Entwickle eine Vorrichtung, mit der Fluchtung, Stiftdurchmesser, Einpresstiefe und Gelenkspiel nachvollziehbar geprüft werden können.

Lernkontrolle

Konstruktionsvergleich: Ein schweres Gartentor soll mit zwei geschmiedeten Bändern gelagert werden. Vergleiche einen fest eingeschweißten Dorn mit einem austauschbaren, gesicherten Gelenkbolzen hinsichtlich Fertigung, Wartung und Sicherheit.
Fehlerdiagnose: Ein Spannstift wandert nach wenigen Betriebsstunden aus der Bohrung. Entwickle eine systematische Prüfreihenfolge, ohne sofort einen größeren Stift einzubauen.
Transfer Passung: Begründe, warum eine mit dem Messschieber scheinbar passende Bohrung trotzdem für einen präzisen Passstift ungeeignet sein kann.
Sicherheitsentscheidung: Ein Kollege möchte einen gebrochenen Scherstift durch eine hochfeste Schraube ersetzen. Erkläre die technische Gefahr und formuliere das korrekte weitere Vorgehen.
Fertigungsentscheidung: Für eine wiederholt demontierbare Vorrichtung stehen Zylinderstift, Kegelstift und Spannstift zur Wahl. Entwickle Entscheidungskriterien und triff eine begründete Auswahl.
Schmiedetechnischer Transfer: Beschreibe, welche Bereiche eines handgeschmiedeten Gelenkbolzens nach dem Schmieden spanend nachbearbeitet werden sollten und warum.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema sind besonders wichtig:

Du verwendest die Fachbegriffe Stift, Bolzen, Splint, Passung, Scherung, Lochleibung und Reiben korrekt.
Du erkennst mindestens vier Stiftarten und ordnest ihnen geeignete Anwendungen zu.
Du kannst eine Arbeitsfolge für Bohren, Reiben, Prüfen und Montieren erstellen.
Du begründest die Auswahl eines Verbindungselements anhand von Last, Genauigkeit, Lösbarkeit, Bewegung und Wartung.
Du beachtest Arbeitsschutzregeln an Bohrmaschine, Presse, Amboss und Esse.
Du kannst typische Fehler wie Schiefstand, Wandern, Aufstauchen, Ovalisierung und Klemmen analysieren.
Du dokumentierst Maße, Prüfmittel, Ergebnis und gegebenenfalls notwendige Nacharbeit nachvollziehbar.
Du überträgst das Wissen auf ein geschmiedetes Gelenk, ein Torband oder eine Schmiedezange.