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

James Nasmyth und der Dampfhammer - Schmied

James Nasmyth zählt zu den prägenden Maschinenbauern der Industriellen Revolution. Sein Name ist eng mit dem Dampfhammer verbunden, einer kraftbetriebenen Umformmaschine, die das Schmieden großer Werkstücke grundlegend veränderte. Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende in der Metalltechnik, im Schmiedehandwerk und in der industriellen Massivumformung. Du lernst die historische Entwicklung, den technischen Aufbau, die Wirkungsweise und den fachgerechten Einsatz eines Dampfhammers kennen. Zugleich setzt Du Dich mit Umformvorgängen, Werkstoffverhalten, Arbeitsplanung, Qualität und Arbeitssicherheit auseinander.

Einleitung

Vor der Einführung leistungsfähiger Maschinenhämmer wurden große Schmiedestücke mit Handhämmern, wassergetriebenen Schwanzhämmern oder Fallhämmern bearbeitet. Mit zunehmender Größe von Dampfmaschinen, Schiffen, Eisenbahnen und Brücken stiegen jedoch die Anforderungen an Wellen, Kurbeln, Achsen, Anker und andere hoch belastete Bauteile. Die vorhandenen Schmiedeeinrichtungen konnten viele dieser Werkstücke nur noch mit hohem Zeitaufwand oder gar nicht mehr herstellen.

Der Dampfhammer verband eine große Schlagenergie mit einer für seine Zeit außergewöhnlich fein regelbaren Bewegung des Hammerbären. Dadurch konnten Schmiedinnen und Schmiede sowohl vorsichtige Setzschläge als auch schwere Umformschläge ausführen. Für die Ausbildung ist diese Entwicklung besonders wichtig, weil sich am Dampfhammer zentrale Zusammenhänge zwischen Maschinenbau, Werkstofftechnik, Fertigungsverfahren und Arbeitsschutz erkennen lassen.

Historische Darstellung von James Nasmyth, der neben seiner Arbeit als Ingenieur auch zeichnete, malte und sich mit Astronomie beschäftigte.

James Nasmyth: Vom Modellbauer zum Maschinenbauer

James Hall Nasmyth wurde 1808 in Edinburgh geboren. Sein Vater Alexander Nasmyth war Maler und technisch interessiert. James Nasmyth beschäftigte sich bereits in jungen Jahren mit Modellen, Werkzeugen und mechanischen Konstruktionen. Ab 1829 arbeitete er in London bei Henry Maudslay, einem bedeutenden Pionier des Werkzeugmaschinenbaus. Dort lernte er, wie wichtig genaue Führungen, austauschbare Maschinenteile, saubere Zeichnungen und systematische Fertigungsabläufe für den Maschinenbau sind.

1834 richtete Nasmyth in Manchester eine eigene Werkstatt ein. 1836 entstand mit seinem Geschäftspartner Holbrook Gaskell in Patricroft die Bridgewater Foundry. Die Lage an Kanal und Eisenbahn erleichterte den Transport schwerer Rohstoffe und Maschinen. Das Unternehmen fertigte unter anderem Werkzeugmaschinen, Dampfmaschinen und später Dampfhämmer. Nasmyth zog sich 1856 aus dem Unternehmen zurück und widmete sich danach verstärkt der Kunst, Fotografie und Astronomie.

Beobachtungsauftrag: Achte im Video über Henry Maudslay darauf, welche Bedeutung Präzision, Werkzeugmaschinen und arbeitsteilige Fertigung für Nasmyths berufliches Umfeld hatten.

Die Aufgabe, die zum Dampfhammer führte

In den 1830er-Jahren wurden Dampfschiffe immer größer. Für das geplante Schiff SS Great Britain wurde zunächst eine außergewöhnlich große Schaufelradwelle benötigt. Die damals verfügbaren Hämmer boten entweder nicht genügend Arbeitsraum oder konnten die erforderliche Umformenergie nicht sicher bereitstellen. Nasmyth entwarf deshalb 1839 einen Hammer, bei dem ein senkrecht angeordneter Dampfzylinder den Hammerbären bewegen sollte.

Die geplante Schaufelradwelle wurde schließlich nicht benötigt, weil die SS Great Britain auf Schraubenantrieb umgestellt wurde. Das Grundproblem blieb jedoch bestehen: Der Maschinenbau benötigte ein Verfahren zum wirtschaftlichen Schmieden großer Bauteile. Nasmyth verfolgte seine Konstruktion weiter und ließ sie 1842 patentieren.

Patentdarstellung eines Nasmyth-Dampfhammers. Gut erkennbar sind der hohe Rahmen, der senkrechte Zylinder, der geführte Hammerbär und der massive Unterbau.

Nasmyth, Bourdon und die Frage der Erfindung

Die Entwicklung darf nicht als einfache Geschichte eines einzelnen Erfinders dargestellt werden. Der französische Ingenieur François Bourdon arbeitete bei Schneider in Le Creusot ebenfalls an einem dampfbetriebenen Hammer und verwirklichte dort in den frühen 1840er-Jahren eine betriebsfähige Maschine. Nasmyth und Bourdon beanspruchten beide einen wesentlichen Anteil an der Entwicklung.

Für eine fachlich ausgewogene Einordnung gilt deshalb: Nasmyth entwarf 1839 seinen Dampfhammer, patentierte seine Ausführung 1842 und brachte mit Unterstützung seines leitenden Ingenieurs Robert Wilson 1843 eine verbesserte Maschine in Betrieb. Bourdon entwickelte in Frankreich parallel eine eigene Ausführung und setzte sie bereits vor Nasmyths betriebsfähiger Maschine praktisch ein. Nasmyths Konstruktion, seine Verbesserungen und seine erfolgreiche Vermarktung trugen entscheidend zur weltweiten Verbreitung des Dampfhammers bei.

Darstellung des patentierten Dampfhammers auf der Londoner Weltausstellung von 1851.

Arbeitsauftrag: Ordne den Dampfhammer in die Präsentation neuer Maschinen auf der Great Exhibition von 1851 ein. Überlege, warum eine solche Ausstellung für Aufträge und technische Anerkennung wichtig war.

Aufbau und Wirkungsweise des Dampfhammers

Ein Dampfhammer besteht aus mehreren funktional aufeinander abgestimmten Baugruppen. Die genaue Bauform unterscheidet sich je nach Hersteller, Größe und Entwicklungsstufe.

Maschinengestell: Der schwere Ständer oder Rahmen nimmt Führungen, Zylinder und auftretende Kräfte auf.
Dampfzylinder: Der Zylinder wandelt den Druck des Dampfes in eine geradlinige Bewegung um.
Kolben und Kolbenstange: Sie übertragen die Bewegung auf den Hammerbären.
Hammerbär: Der Hammerbär ist die bewegte Masse des Maschinenhammers und trägt das Oberwerkzeug.
Bärführung: Sie hält den Hammerbären in der vorgesehenen senkrechten Bewegungsbahn.
Obergesenk: Das am Hammerbären befestigte Werkzeug wirkt von oben auf das Werkstück.
Untergesenk: Das feststehende Werkzeug liegt auf dem Ambossblock und stützt das Werkstück von unten.
Schabotte oder Ambossblock: Dieser massive Bauteil nimmt das Untergesenk auf und leitet die Schlagenergie in das Fundament.
Dampfsteuerung: Ventile und Schieber regeln das Einströmen und Ausströmen des Dampfes.
Fundament: Das Fundament trägt die Maschine und begrenzt unerwünschte Bewegungen und Schwingungsübertragungen.

Bei einer einfachen Ausführung hebt der Dampfdruck den Hammerbären an. Anschließend fällt er durch die Schwerkraft auf das Werkstück. Bei einer doppelt wirkenden Ausführung wirkt der Dampf zusätzlich auf den Abwärtshub. Dadurch steigt die nutzbare Schlagenergie. Der Anteil der Lageenergie lässt sich vereinfacht mit E = m · g · h beschreiben. Dabei steht m für die bewegte Masse, g für die Erdbeschleunigung und h für die Fallhöhe. Bei einem kraftunterstützten Abwärtshub kommt die vom Dampfdruck verrichtete Arbeit hinzu.

Für die Praxis ist nicht nur eine möglichst hohe Energie entscheidend. Der Bediener muss Hub, Schlagfolge und Schlagstärke an Werkstoff, Temperatur, Querschnitt und Umformaufgabe anpassen. Zu starke oder schlecht platzierte Schläge können Falten, Risse, Maßabweichungen, Werkzeugschäden oder gefährliche Werkstückbewegungen verursachen.

Erhaltener Nasmyth-Dampfhammer im Science Museum in London. Die Dimensionen des Rahmens und des Ambossbereichs verdeutlichen die hohen Massen und Belastungen.

Feinsteuerung und Selbsttätigkeit

Eine wesentliche Verbesserung entwickelte Robert Wilson. Seine selbsttätige Steuerung ermöglichte es, die Dampfzufuhr in Abhängigkeit von der Bärbewegung zu regeln. Damit konnte die Schlagwirkung genauer angepasst und die Arbeitsfolge beschleunigt werden. Nasmyth führte die Regelbarkeit öffentlich vor, indem er sehr leichte und anschließend äußerst schwere Schläge demonstrierte. Entscheidend war nicht ein Schaueffekt, sondern die technische Aussage: Ein Maschinenhammer sollte nicht nur stark, sondern auch beherrschbar sein.

Die Regelbarkeit erleichterte das Setzen, Richten, Recken und Stauchen. Leichte Schläge waren etwa beim Positionieren, Glätten oder Fertigmaßschmieden erforderlich. Schwere Schläge wurden genutzt, wenn große Querschnitte durchgearbeitet oder starke Formänderungen erreicht werden sollten.

Schmiedetechnische Anwendung

Ein Dampfhammer im Betrieb nach einer Darstellung von James Nasmyth. Das Bild macht deutlich, dass Großschmieden Teamarbeit, abgestimmte Bewegungen und sichere Arbeitsbereiche erforderte.

Werkstück, Temperatur und Umformvermögen

Beim Warmumformen wird ein metallischer Werkstoff oberhalb einer werkstoffabhängigen Mindesttemperatur umgeformt. Bei geeigneter Schmiedetemperatur ist der Umformwiderstand geringer als im kalten Zustand. Gleichzeitig können sich durch Rekristallisation neue Körner bilden. Dadurch lassen sich große Formänderungen erreichen, ohne den Werkstoff zwangsläufig zu brechen.

Die richtige Temperatur ist jedoch kein fester Wert für alle Stähle. Sie hängt unter anderem von Legierung, Ausgangsgefüge, Querschnitt, Umformgeschwindigkeit und geplantem Arbeitsgang ab. Eine zu niedrige Temperatur erhöht die erforderliche Umformkraft und kann Risse begünstigen. Eine zu hohe Temperatur kann Grobkorn, starke Verzunderung, Entkohlung oder sogar örtliches Anschmelzen verursachen.

Auf der heißen Oberfläche bildet sich Zunder. Lose Zunderschichten müssen kontrolliert entfernt werden, damit sie nicht in die Werkstückoberfläche eingeschlagen werden. Dabei sind Funkenflug und wegschleudernde Partikel zu beachten.

Grundlegende Freiformschmiedeverfahren

Beim Freiformschmieden ist das Werkstück nicht vollständig von einem formgebenden Gesenk umschlossen. Die gewünschte Geometrie entsteht durch aufeinanderfolgende Schläge, Werkzeugwechsel und das gezielte Bewegen des Werkstücks.

Recken: Der Querschnitt wird verringert und die Werkstücklänge vergrößert.
Stauchen: Die Länge wird verkürzt und der Querschnitt vergrößert.
Breiten: Material wird gezielt in die Breite verdrängt.
Absetzen: Ein Querschnittsübergang oder Absatz wird hergestellt.
Lochen: Eine Öffnung wird mit einem Lochdorn erzeugt.
Biegen: Das Werkstück wird um eine Achse oder einen Radius umgeformt.
Abschroten: Material wird mit einem Abschrotwerkzeug getrennt.
Richten: Form- oder Lageabweichungen werden durch gezielte Schläge vermindert.

Der Schmiedevorgang wird häufig mehrfach unterbrochen, damit das Werkstück erneut erwärmt, gemessen, gewendet oder mit einem anderen Werkzeug bearbeitet werden kann. Bei großen Werkstücken übernehmen Krane, Manipulatoren oder Hebezeuge das Transportieren und Drehen. In historischen Schmieden erfolgte vieles mit Zangen, Ketten, Hebeln und einer eingespielten Mannschaft.

Beobachtungsauftrag: Untersuche bei der Vorführung des historischen Dampfhammers die Bewegungsrichtung des Bären, die Werkstückführung, die Kommunikation im Team und den Abstand der Beteiligten zum Gefahrenbereich.

Beispielhafter Arbeitsablauf

Ein fachgerechter Schmiedeablauf beginnt nicht mit dem ersten Hammerschlag, sondern mit der Arbeitsplanung. Zunächst werden Zeichnung, Werkstoff, Rohteilabmessungen, Endform, Aufmaß und mögliche Zwischenformen geprüft. Danach werden passende Werkzeuge, Hilfswerkzeuge, Zangen und Messmittel bereitgestellt.

Das Werkstück wird gleichmäßig auf die vorgesehene Schmiedetemperatur erwärmt. Nach dem Transport zum Hammer wird es sicher auf dem Untergesenk positioniert. Die ersten Schläge setzen das Werkstück und prüfen seine Lage. Anschließend folgen die eigentlichen Umformschläge. Das Werkstück wird zwischen den Schlägen gedreht, verschoben oder gewendet. Die Schmiedenden beobachten Formänderung, Oberfläche, Temperatur und Materialfluss. Nachmessungen erfolgen nur in einem sicheren Maschinenzustand.

Je nach Bauteil folgen weitere Erwärmungen, zusätzliche Umformstufen, das Abtrennen von Übermaterial, kontrolliertes Abkühlen oder eine Wärmebehandlung. Abschließend werden Maßhaltigkeit, Oberfläche und mögliche Fehler geprüft.

Bedeutung für Industrie und Ausbildung

Der Dampfhammer ermöglichte größere und schwerere Schmiedestücke, als sie mit vielen älteren Hammeranlagen wirtschaftlich herstellbar waren. Damit unterstützte er den Ausbau von Schiffbau, Eisenbahnwesen, Maschinenbau, Bergbau und Brückenbau. Große Wellen, Kurbeln, Achsen und andere Bauteile konnten mit höherem Durchsatz gefertigt werden.

Für die Qualität war die Verdichtung und gezielte Umformung des Werkstoffs bedeutsam. Der Schmiedeprozess konnte Poren und Hohlräume vermindern, den Faser- beziehungsweise Kornverlauf an die Bauteilgeometrie anpassen und die mechanischen Eigenschaften günstig beeinflussen. Diese Vorteile entstehen jedoch nicht automatisch. Sie setzen geeigneten Werkstoff, richtige Temperaturführung, ausreichend große Umformung und einen sachgerechten Arbeitsplan voraus.

Der Dampfhammer steht außerdem für eine Veränderung der Arbeit. Ein Teil der reinen Muskelarbeit wurde durch Maschinenleistung ersetzt. Gleichzeitig stiegen die Anforderungen an Maschinenbedienung, Prozessbeobachtung, Abstimmung und Instandhaltung. Die Tätigkeit des Schmieds verschwand nicht, sondern verlagerte sich stärker auf das fachkundige Beherrschen eines komplexen Umformprozesses.

Vom Dampfhammer zum modernen Maschinenhammer

Spätere Maschinenhämmer wurden mit Druckluft, Hydraulik oder elektrischen Antrieben ausgerüstet. In kleineren Schmieden sind Federhämmer und Lufthämmer verbreitet. In der industriellen Massivumformung werden neben Schmiedehämmern leistungsfähige mechanische und hydraulische Pressen eingesetzt.

Ein Hammer überträgt seine Energie mit hoher Geschwindigkeit in einer kurzen Kontaktzeit. Eine Presse übt ihre Kraft über einen längeren Weg und eine längere Wirkzeit aus. Daraus ergeben sich Unterschiede beim Durchdringen großer Querschnitte, beim Materialfluss, bei der Werkzeugbelastung, beim Lärm und bei der Prozessführung. Moderne Anlagen nutzen Sensorik, programmierte Schlagfolgen, Manipulatoren und Schutzsysteme. Die Grundfragen bleiben jedoch ähnlich: Wie viel Energie wird benötigt? Wie fließt der Werkstoff? Welche Temperatur ist geeignet? Wie werden Mensch, Maschine und Werkstück sicher koordiniert?

Erhaltener Nasmyth-Dampfhammer als technisches Denkmal. Historische Maschinen sind wichtige Quellen für Konstruktions-, Fertigungs- und Arbeitsgeschichte.

Arbeitssicherheit am Schmiedehammer

Schmiedehämmer erzeugen erhebliche Gefährdungen. Dazu gehören Quetsch- und Scherstellen im Werkzeugraum, unkontrollierte Bewegungen des Werkstücks, wegfliegender Zunder, Hitze, Lärm, Erschütterungen, heiße Werkzeuge, Dampf beziehungsweise Druckmedien sowie Gefahren beim Rüsten und Instandhalten.

Die Bedienung darf nur durch unterwiesene und beauftragte Personen erfolgen. Maßgeblich sind die betriebliche Gefährdungsbeurteilung, die Betriebsanweisung, die Herstellervorgaben und die für die Anlage geltenden Schutzmaßnahmen. Historische Vorführanlagen dürfen nicht nach den Maßstäben einer frei zugänglichen Museumsmaschine beurteilt werden, sondern benötigen ebenfalls ein wirksames Sicherheitskonzept.

Wichtige Grundsätze sind:

Gefahrenbereich: Niemand hält sich unnötig im Wirkbereich von Bär, Werkzeugen, Werkstück und möglichen Flugteilen auf.
Maschinenschutz: Zugänge von Nichtbedienseiten werden durch geeignete trennende oder überwachte Schutzeinrichtungen gesichert.
Sicherer Maschinenzustand: Rüsten, Messen, Reinigen und Störungsbeseitigung erfolgen nur nach dem betrieblich festgelegten Verfahren.
Kommunikation: Bei Teamarbeit müssen Zeichen, Zuständigkeiten und Arbeitsfolge eindeutig vereinbart sein.
Werkstückführung: Zangen und Manipulatoren müssen geeignet, unbeschädigt und der Werkstückform angepasst sein.
Persönliche Schutzausrüstung: Erforderlich sind je nach Gefährdungsbeurteilung insbesondere Augen- oder Gesichtsschutz, Gehörschutz, Sicherheitsschuhe und geeignete Schutzkleidung.
Ordnung und Sauberkeit: Verkehrswege, Standflächen und Fluchtwege bleiben frei; Zunder und Materialreste werden kontrolliert beseitigt.
Not-Halt: Die Bedienenden müssen Lage, Funktion und Grenzen der Not-Halt-Einrichtungen kennen.

Merke: Persönliche Schutzausrüstung ersetzt keine sichere Maschinenkonstruktion. Technische Schutzmaßnahmen haben Vorrang vor organisatorischen und persönlichen Maßnahmen.

Qualität und typische Fehler

Eine gute Schmiedequalität lässt sich nicht allein an der Außenform erkennen. Zu prüfen sind Maße, Oberflächenzustand, Werkstoffverlauf, Gefüge und mögliche innere Fehler. Für sicherheitsrelevante Bauteile können zerstörungsfreie Prüfverfahren wie Ultraschall- oder Magnetpulverprüfung erforderlich sein.

Typische Fehlerursachen sind eine ungeeignete Schmiedetemperatur, zu geringe Umformung, falsche Schlagfolge, ungleichmäßige Erwärmung, eingeschlagener Zunder oder fehlerhafte Zwischenformen. Mögliche Folgen sind Risse, Falten, Dopplungen, Maßabweichungen, grobes Korn und ungünstiger Faserverlauf. Eine wichtige Aufgabe der Fachkraft besteht darin, Fehler möglichst früh am Klang, an der Oberfläche, an der Formänderung oder am Prozessverhalten zu erkennen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welcher Ingenieur ist besonders eng mit der Entwicklung und Verbreitung des Dampfhammers verbunden? (James Nasmyth) (!Henry Ford) (!Rudolf Diesel) (!Werner Siemens)

Wie heißt die bewegte Masse eines Maschinenhammers? (Hammerbär) (!Schabotte) (!Untergesenk) (!Fundamentplatte)

Welche Aufgabe hat die Schabotte? (Sie trägt das Untergesenk und leitet die Schlagwirkung in den Unterbau) (!Sie erzeugt den Dampf für den Zylinder) (!Sie misst automatisch die Schmiedetemperatur) (!Sie kühlt den Hammerbären während des Schlages)

Welches technische Problem gab den Anstoß für Nasmyths Dampfhammerentwurf? (Das Schmieden einer sehr großen Schiffsantriebswelle) (!Das Bohren kleiner Uhrwerksachsen) (!Das Walzen dünner Aluminiumfolien) (!Das Schweißen von Eisenbahnschienen)

Was geschieht beim Recken eines Werkstücks? (Die Länge nimmt zu und der Querschnitt nimmt ab) (!Die Länge nimmt ab und der Querschnitt nimmt zu) (!Das Werkstück wird ohne Formänderung abgekühlt) (!Die Oberfläche wird ausschließlich geschliffen)

Welche Aussage beschreibt den doppelt wirkenden Dampfhammer? (Dampf unterstützt auch die Abwärtsbewegung des Hammerbären) (!Der Hammer besitzt grundsätzlich zwei Ambosse) (!Zwei Schmiede müssen den Bären von Hand führen) (!Das Werkstück wird gleichzeitig warm und kalt geschmiedet)

Wer entwickelte in Frankreich parallel zu Nasmyth einen frühen Dampfhammer? (François Bourdon) (!Gustave Eiffel) (!Louis Pasteur) (!Denis Papin)

Warum muss loser Zunder vor weiteren Schlägen kontrolliert entfernt werden? (Er kann in die Werkstückoberfläche eingeschlagen werden) (!Er erhöht grundsätzlich die Zähigkeit des Werkstücks) (!Er ersetzt das Untergesenk) (!Er verhindert jede weitere Abkühlung)

Welche Maßnahme hat beim Maschinenschutz grundsätzlich Vorrang? (Eine wirksame technische Schutzmaßnahme) (!Nur das Tragen dicker Handschuhe) (!Eine mündliche Warnung ohne weitere Maßnahmen) (!Das schnelle Verlassen des Arbeitsplatzes nach jedem Schlag)

Welcher Unterschied besteht grundsätzlich zwischen Hammer und Presse? (Der Hammer überträgt Energie mit hoher Geschwindigkeit in kurzer Kontaktzeit) (!Der Hammer arbeitet immer ohne bewegte Werkzeuge) (!Die Presse kann grundsätzlich keine Metalle umformen) (!Die Presse wird ausschließlich mit Dampf betrieben)

Memory

Hammerbär	Bewegte Masse mit Oberwerkzeug
Untergesenk	Feststehendes Werkzeug auf dem Ambossblock
Recken	Verlängern bei abnehmendem Querschnitt
Stauchen	Verkürzen bei zunehmendem Querschnitt
Zunder	Oxidschicht auf der heißen Werkstückoberfläche
Manipulator	Einrichtung zum Bewegen und Drehen schwerer Werkstücke
Bridgewater Foundry	Nasmyths Maschinenfabrik in Patricroft
François Bourdon	Französischer Parallelentwickler des Dampfhammers

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Funktion am Dampfhammer
Dampfzylinder	Wandelt Dampfdruck in eine geradlinige Bewegung um
Bärführung	Hält die bewegte Masse in der vorgesehenen Bahn
Obergesenk	Überträgt den Schlag von oben auf das Werkstück
Schabotte	Trägt das Unterwerkzeug und stützt den Arbeitsbereich ab
Dampfsteuerung	Regelt das Einströmen und Ausströmen des Arbeitsmediums

...

Kreuzworträtsel

Nasmyth	Welcher schottische Ingenieur entwickelte und verbreitete den Dampfhammer?
Patricroft	An welchem Ort lag die Bridgewater Foundry?
Hammerbär	Wie heißt die bewegte Masse eines Maschinenhammers?
Zunder	Wie heißt die Oxidschicht auf heißem Stahl?
Recken	Welcher Schmiedevorgang verlängert ein Werkstück?
Bourdon	Welcher französische Ingenieur entwickelte parallel einen Dampfhammer?

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Lückentext

James Nasmyth entwarf seinen Dampfhammer im Jahr

. Die bewegte Masse eines Maschinenhammers heißt

. Das feststehende Werkzeug unter dem Werkstück wird als

bezeichnet. Der massive Ambossblock eines Schmiedehammers heißt auch

. Beim Recken wird die Länge des Werkstücks

. Beim Stauchen nimmt der Querschnitt des Werkstücks

. Die Oxidschicht auf heißem Stahl wird

genannt. Der französische Parallelentwickler des Dampfhammers hieß François

. Eine doppelt wirkende Ausführung unterstützt den Bären auch beim

. Vor Arbeiten im Werkzeugraum muss ein

Maschinenzustand hergestellt werden. Die Wahl der Schmiedetemperatur hängt wesentlich vom

ab. Technische Schutzmaßnahmen haben gegenüber persönlicher Schutzausrüstung grundsätzlich

.

Offene Aufgaben

Leicht

Bauteile des Dampfhammers: Beschrifte auf einer selbst angefertigten Skizze mindestens acht Baugruppen eines Dampfhammers und erkläre jeweils ihre Aufgabe.
Nasmyth-Zeitleiste: Gestalte eine Zeitleiste von Nasmyths Tätigkeit bei Maudslay bis zur Präsentation des Dampfhammers auf der Great Exhibition.
Schmiedebegriffe erklären: Erstelle Karteikarten zu Recken, Stauchen, Breiten, Absetzen, Lochen und Richten.
Medienbeobachtung Dampfhammer: Sieh Dir das Video der historischen Hammeranlage an und protokolliere fünf beobachtbare Arbeitsschritte.

Standard

Arbeitsplan Freiformschmieden: Entwickle einen Arbeitsplan für das Recken eines erwärmten Vierkantstabs. Berücksichtige Erwärmung, Werkzeugwahl, Schlagfolge, Drehen, Messen und Abkühlen.
Hammer und Presse vergleichen: Erstelle eine Vergleichsgrafik zu Wirkprinzip, Kontaktzeit, Umformverhalten, Geräuschentwicklung und typischen Anwendungen.
Gefährdungsanalyse Schmiedehammer: Untersuche einen fiktiven Hammerarbeitsplatz und ordne den Gefährdungen technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen zu.
Materialfluss sichtbar machen: Baue mit Knete oder Modellierwachs ein Modell, an dem Du Recken und Stauchen demonstrierst, und dokumentiere die Querschnittsänderung fotografisch.

Schwer

Bourdon-Nasmyth-Debatte: Recherchiere die parallelen Entwicklungen von Nasmyth und Bourdon und verfasse eine begründete Bewertung, wie Erfindungsleistungen historisch zugeschrieben werden sollten.
Schlagenergie abschätzen: Entwickle drei Rechenbeispiele mit unterschiedlichen Bärmassen und Fallhöhen. Erkläre anschließend, warum die tatsächliche Umformwirkung nicht allein aus der Lageenergie folgt.
Qualitätsplanung Schmiedestück: Entwirf für eine geschmiedete Welle einen Prüfplan mit Zwischenkontrollen, Endmaßen, Oberflächenprüfung und einem geeigneten zerstörungsfreien Prüfverfahren.
Industriegeschichte vor Ort: Plane eine Exkursion zu einem Technikmuseum, Hammerwerk oder Industriedenkmal. Formuliere Interviewfragen zu Maschine, Energieversorgung, Arbeitsorganisation, Sicherheit und Erhaltung.

Lernkontrolle

Prozessentscheidung Dampfhammer: Ein großer Stahlrohling zeigt während des Reckens an den Kanten feine Risse. Analysiere mögliche Ursachen und entwickle eine sichere weitere Vorgehensweise.
Auswahl Hammer oder Presse: Entscheide für ein großes, dickwandiges Schmiedestück, ob ein Hammer oder eine Presse vorteilhafter sein könnte. Begründe Deine Entscheidung anhand von Wirkzeit, Materialfluss und Querschnittsdurchdringung.
Arbeitsplatzgestaltung: Entwirf einen sicheren Materialfluss vom Ofen über den Schmiedehammer bis zum Ablageplatz. Berücksichtige Verkehrswege, Strahlungswärme, Werkstücktransport und Gefahrenbereiche.
Erfindungsbewertung: Beurteile die Aussage „James Nasmyth war der alleinige Erfinder des Dampfhammers“. Formuliere eine historisch differenzierte Antwort.
Fehleranalyse Schmiedestück: Ein fertiges Bauteil besitzt eine eingedrückte Zunderschicht und einen ungleichmäßigen Querschnitt. Rekonstruiere mögliche Fehler im Arbeitsablauf und schlage Verbesserungen vor.
Technologietransfer: Erkläre an einem modernen Lufthammer oder einer Schmiedepresse, welche Grundprinzipien des historischen Dampfhammers weiterhin erkennbar sind und welche technischen Lösungen sich verändert haben.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen, dass Du:

den historischen Beitrag von James Nasmyth, François Bourdon und Robert Wilson fachlich ausgewogen einordnen kannst,
Aufbau und Energieübertragung eines Dampfhammers mit korrekten Fachbegriffen erklärst,
Recken, Stauchen und weitere Freiformschmiedeverfahren voneinander unterscheidest,
einen einfachen Schmiedeablauf unter Berücksichtigung von Temperatur, Materialfluss und Zwischenkontrollen planst,
Gefährdungen am Schmiedehammer erkennst und Schutzmaßnahmen nach dem TOP-Prinzip begründest,
Qualitätsfehler auf mögliche Ursachen im Erwärmungs- und Umformprozess zurückführst,
historische und moderne Umformmaschinen anhand technischer Kriterien vergleichst.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

James Nasmyth und der Dampfhammer - Schmied

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Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.