Die Druckversion wird nicht mehr unterstützt und kann Darstellungsfehler aufweisen. Bitte aktualisiere deine Browser-Lesezeichen und verwende stattdessen die Standard-Druckfunktion des Browsers.

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

Schmiedeteile für Eisenbahnen - Schmied

Einleitung

Schmiedeteile übernehmen im Schienenfahrzeugbau häufig Aufgaben, bei denen hohe Kräfte, wechselnde Belastungen und strenge Sicherheitsanforderungen zusammentreffen. Dazu gehören je nach Fahrzeugbauart unter anderem Radsatzwellen, Vollräder, Zughaken, Bauteile von Schrauben- und Mittelpufferkupplungen, Bolzen, Gelenkstücke sowie einzelne Teile von Federungs- und Bremsmechanismen.

In diesem aiMOOC lernst Du, weshalb solche Bauteile geschmiedet werden, wie eine industrielle Schmiedeprozesskette aufgebaut ist und wie Werkstoff, Faserverlauf, Wärmebehandlung, Bearbeitung und Prüfung zusammenwirken. Der Kurs richtet sich an Auszubildende in metalltechnischen Berufen und verbindet Grundlagen des Schmiedens mit Anforderungen des Eisenbahnwesens.

Wichtig: Nicht jedes Bauteil einer Eisenbahn wird geschmiedet. Schienen werden überwiegend gewalzt, viele Drehgestellrahmen werden geschweißt oder gegossen und Blechteile werden durch Trennen und Umformen hergestellt. Ob ein Bauteil geschmiedet, gewalzt, gegossen oder geschweißt wird, ergibt sich aus Konstruktion, Werkstoff, Stückzahl, Belastung und Regelwerk.

Lernziele

Nach der Bearbeitung des Lernkurses kannst Du:

Schmiedeteil: typische Schmiedeteile an Schienenfahrzeugen fachgerecht benennen.
Beanspruchung: Zug, Druck, Biegung, Torsion, Stoß und Ermüdung an Eisenbahnkomponenten unterscheiden.
Freiformschmieden: Freiformschmieden, Gesenkschmieden und Ringwalzen voneinander abgrenzen.
Prozesskette: die Herstellung vom Vormaterial bis zur dokumentierten Endprüfung erläutern.
Werkstoffprüfung: geeignete zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren auswählen.
Arbeitssicherheit: wesentliche Gefährdungen beim Warmumformen beurteilen.
Qualitätssicherung: Fehlerbilder erkennen und Maßnahmen zu ihrer Vermeidung begründen.

Berufsbezug Schmied

Der traditionelle Beruf des Schmieds hat sich durch Mechanisierung, Spezialisierung und industrielle Fertigung stark verändert. In Deutschland werden handwerkliche Schmiedearbeiten heute insbesondere im anerkannten Ausbildungsberuf Metallbauerin und Metallbauer der Fachrichtung Metallgestaltung vermittelt. Die duale Ausbildung dauert regulär dreieinhalb Jahre.

In industriellen Schmiedebetrieben arbeiten außerdem Fachkräfte aus unterschiedlichen metalltechnischen Ausbildungsberufen. Dazu gehören abhängig vom Betrieb beispielsweise Fachkräfte für Metalltechnik, Industriemechanikerinnen und Industriemechaniker, Maschinen- und Anlagenführer, Zerspanungsmechaniker, Werkstoffprüferinnen und Werkstoffprüfer sowie qualifizierte Bediener von Pressen, Hämmern und Manipulatoren. Die konkrete Berufsbezeichnung richtet sich nach Ausbildungsordnung, Arbeitsplatz und Betrieb.

Das Bild zeigt die Bearbeitung eines glühenden Werkstücks mit einem Kraft- beziehungsweise Maschinenhammer. In der industriellen Großschmiede werden Werkstücke häufig mit hydraulischen Pressen, Schmiedehämmern, Walzanlagen und ferngesteuerten Manipulatoren bewegt.

Bedeutung geschmiedeter Eisenbahnteile

Warum Schmieden?

Beim Schmieden wird ein metallischer Werkstoff durch Druck- oder Schlagkräfte plastisch umgeformt. Das Werkstück bleibt dabei fest, wird beim Warm- und Halbwarmumformen jedoch auf eine werkstoffabhängige Temperatur erwärmt. Gegenüber einem lediglich aus dem Vollen zerspanten Bauteil kann ein geeigneter Schmiedeprozess den Werkstofffluss an die Bauteilgeometrie anpassen und innere Gussstrukturen verdichten.

Für Eisenbahnteile sind vor allem folgende Eigenschaften wichtig:

Dauerfestigkeit: Viele Teile werden über lange Zeit durch wechselnde Kräfte beansprucht.
Zähigkeit: Stoßartige Belastungen dürfen nicht zu sprödem Versagen führen.
Festigkeit: Das Bauteil muss hohe Zug-, Druck-, Biege- oder Torsionskräfte übertragen.
Faserverlauf: Der Werkstofffluss soll möglichst günstig zur Hauptbelastungsrichtung verlaufen.
Fehlerarmut: Risse, Falten, Einschlüsse und unzulässige innere Anzeigen müssen vermieden werden.
Rückverfolgbarkeit: Werkstoffcharge, Wärmebehandlung, Bearbeitung und Prüfung müssen dokumentiert sein.

Die Aufnahme zeigt ein großformatiges Freiformschmiedestück unter einer Presse. Bei großen Radsatzwellen oder vergleichbaren Wellenbauteilen wird das Werkstück mit Manipulatoren zwischen den Umformschritten gedreht und verschoben.

Belastungen im Eisenbahnbetrieb

Ein Schmiedeteil für Schienenfahrzeuge wird selten nur statisch belastet. Typisch ist eine Überlagerung mehrerer Beanspruchungsarten:

Zugbeanspruchung: Zughaken und Kupplungsteile übertragen Längskräfte innerhalb eines Zuges.
Druckbeanspruchung: Puffer und Druckelemente nehmen Stoß- und Druckkräfte auf.
Biegebeanspruchung: Eine Radsatzwelle wird durch Fahrzeuggewicht und Rad-Schiene-Kräfte wechselnd gebogen.
Torsion: Angetriebene Radsätze übertragen zusätzlich Drehmomente.
Stoßbeanspruchung: Gleislagefehler, Kupplungsvorgänge und Rangierbewegungen können kurzzeitige Lastspitzen verursachen.
Ermüdung: Sehr viele Lastwechsel können auch unterhalb der statischen Bruchlast zu Rissbildung führen.

Kerben, scharfe Übergänge, Bearbeitungsriefen, Korrosion und Materialfehler erhöhen örtlich die Spannung. Konstruktion und Fertigung müssen deshalb zusammen betrachtet werden.

Typische Schmiedeteile an Eisenbahnen

Radsatzwelle und Vollrad

Ein Radsatz besteht im Grundprinzip aus zwei Rädern und der sie verbindenden Radsatzwelle. Bei angetriebenen Radsätzen kommen je nach Bauart Getriebe-, Brems- oder Antriebselemente hinzu. Im eisenbahntechnischen Sprachgebrauch ist Radsatzwelle genauer als die allgemeine Bezeichnung Achse.

Radsatzwellen können aus vakuumentgastem Stahl geschmiedet oder gewalzt werden. Die europäische Produktnorm für Radsatzwellen beschreibt unter anderem Anforderungen an Werkstoff, mechanische Eigenschaften, Geometrie, Oberflächenzustand und Prüfung. Gebräuchliche Werkstoffbezeichnungen sind abhängig von Ausführung und Einsatz beispielsweise EA1N, EA1T oder EA4T.

Monoblockräder können durch Schmieden und anschließendes Walzen der Radkontur hergestellt werden. Für Eisenbahnräder werden je nach Regelwerk und Einsatz Werkstoffgüten wie ER6, ER7, ER8, ERS8 oder ER9 verwendet. Die Auswahl darf nicht allein nach Härte erfolgen: Verschleiß, Zähigkeit, thermische Beanspruchung, Bremsart und Rad-Schiene-Kontakt müssen gemeinsam bewertet werden.

Das Bild zeigt einen besonderen Radsatz der Heidelberger Bergbahn. Gut erkennbar sind die Radsatzwelle, Lagerstellen und das Bremszahnrad. Die konkrete Konstruktion unterscheidet sich von einem üblichen Vollbahnradsatz, verdeutlicht aber das Zusammenwirken mehrerer Funktionsflächen.

Beobachtungsauftrag: Achte im Video auf Erwärmen, Entzundern, Vorformen, Recken, Drehen des Werkstücks und die spätere spanende Bearbeitung. Notiere, welche Arbeitsschritte noch nicht zum eigentlichen Schmieden gehören.

Zughaken und Schraubenkupplung

Bei Fahrzeugen mit Schraubenkupplung überträgt der Zughaken die Zugkraft in den Fahrzeugrahmen. Zur Kupplung gehören je nach Bauform unter anderem:

Zughaken: nimmt die Kupplung auf und leitet Zugkräfte ein.
Kupplungslasche: verbindet Bolzen und Spindelbereich.
Kupplungsspindel: ermöglicht das Spannen der Kupplung.
Kupplungsmutter: bewegt sich beim Drehen der Spindel.
Kupplungsbügel: wird in den Zughaken des Nachbarfahrzeugs eingehängt.
Kupplungsbolzen: bildet eine gelenkige Verbindung zwischen Bauteilen.

Zughaken, Laschen, Bügel, Spindelteile und Bolzen können abhängig von Bauart und Hersteller als Schmiedeteile ausgeführt sein. Durch Gesenkschmieden lassen sich belastungsgerechte Konturen und wiederholbare Seriengeometrien herstellen.

Das Bild zeigt eine Schraubenkupplung zwischen zwei Puffern. Du kannst Zughaken, Kupplungslaschen, Spindel und Kupplungsmutter als Baugruppe betrachten. Nicht jedes sichtbare Teil ist zwangsläufig im selben Verfahren gefertigt.

Mittelpufferkupplungen und Gelenkteile

Automatische Mittelpufferkupplungen übertragen Zug- und Druckkräfte in einer zentralen Baugruppe. Hoch beanspruchte Kupplungsköpfe, Knöchel, Zugbügel, Gelenkstücke oder Verbindungselemente können geschmiedet werden. Die tatsächliche Fertigungsroute hängt vom Kupplungssystem, der Zulassung und der Herstellerkonstruktion ab.

Bei Kupplungsteilen sind Übergangsradien, Faserverlauf, Maßhaltigkeit und Oberflächenzustand besonders wichtig. Eine Schmiedefalte oder ein Riss im Kraftfluss kann die Tragfähigkeit erheblich vermindern.

Puffer-, Federungs- und Bremsbauteile

Bei konventionellen Seitenpuffern können Stangen, Augen, Führungs- oder Verbindungsteile geschmiedet sein. Auch Federlaschen, Federgehänge, Bolzen, Bremshebel oder Endstücke von Bremsgestängen werden je nach Konstruktion durch Schmieden hergestellt.

Die Pufferscheibe selbst ist nicht automatisch ein Schmiedeteil. Entscheidend ist immer die technische Zeichnung mit Werkstoff-, Herstellungs- und Prüfanforderungen.

Drehgestell und Radsatz als Baugruppe

Ein Drehgestell besteht aus zahlreichen Bauteilen, die mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden. Radsätze, Lager, Federn, Rahmen, Bremsgestänge und Verbindungselemente bilden ein System. Für die Fertigungsplanung musst Du deshalb die Funktion jedes Einzelteils und seine Schnittstellen verstehen.

Schmiedeverfahren

Freiformschmieden

Beim Freiformschmieden wird das Werkstück zwischen einfachen Werkzeugflächen umgeformt. Der Werkstoff kann seitlich frei ausweichen. Typische Grundoperationen sind:

Stauchen: Der Querschnitt wird vergrößert und die Länge verringert.
Recken: Der Querschnitt wird verkleinert und die Länge vergrößert.
Absetzen: Unterschiedliche Querschnitte werden gezielt erzeugt.
Runden: Ein mehrkantiger Querschnitt wird schrittweise rundgeschmiedet.
Lochen: Eine Öffnung wird eingebracht oder vorbereitet.
Biegen: Die Werkstückachse wird gekrümmt.

Freiformschmieden eignet sich für große Bauteile, kleine Stückzahlen und Vorformen. Bei einer Radsatzwelle werden durch Absetzen und Recken beispielsweise Rad-, Lager- und Wellenbereiche vorbereitet. Die Endmaße entstehen anschließend durch Wärmebehandlung und spanende Bearbeitung.

Gesenkschmieden

Beim Gesenkschmieden wird das erwärmte Werkstück in formgebenden Werkzeughälften umgeformt. Der Werkstoff füllt den Gesenkhohlraum. Überschüssiger Werkstoff kann als Grat in die Gratbahn austreten und wird später entfernt.

Typische Eisenbahnteile für das Gesenkschmieden sind Zughaken, Kupplungslaschen, Gelenkstücke, Hebel und Bolzen. Häufig werden mehrere Stufen benötigt: Vorform, Zwischenform und Fertigform. Eine unzureichende Vorform kann zu Unterfüllung, Falten oder ungünstigem Faserverlauf führen.

Ringwalzen und Radwalzen

Beim Ringwalzen wird ein vorgelochter Ring zwischen Walzen umgeformt. Dabei vergrößert sich der Durchmesser, während Wanddicke und Profil gezielt eingestellt werden. Bei Eisenbahnrädern kann ein geschmiedeter Radrohling anschließend in einer Radwalzanlage profiliert werden.

Beobachtungsauftrag: Trenne im Video die Umformschritte von Wärmebehandlung, Bearbeitung, Messen und Prüfen. Beschreibe, wie das Werkstück zwischen den Stationen transportiert wird.

Prozesskette eines Eisenbahn-Schmiedeteils

Arbeitsvorbereitung

Vor der Fertigung werden Zeichnung, Spezifikation, Werkstoff, Losgröße, Prüfplan und Rückverfolgbarkeit geprüft. Wichtige Fragen sind:

Welche Funktionsflächen und Toleranzen sind vorgeschrieben?
Welche Schmiederichtung und welcher Faserverlauf werden benötigt?
Welche Bearbeitungszugaben sind vorzusehen?
Welche Wärmebehandlung ist gefordert?
Welche Prüfungen müssen vor oder nach dem Zerspanen erfolgen?
Welche Kennzeichnung muss während der gesamten Fertigung erhalten bleiben?

Vormaterial und Erwärmen

Als Vormaterial dienen je nach Bauteil Knüppel, Stangen, Blöcke oder vorgewalzte Halbzeuge. Das Materialzeugnis muss zur Bestellung passen. Vor dem Erwärmen werden Identität, Abmessung und Oberfläche kontrolliert.

Die Schmiedetemperatur richtet sich nach Werkstoff und Umformgrad. Eine zu niedrige Temperatur erhöht die Umformkräfte und kann Risse begünstigen. Eine zu hohe oder zu lange Erwärmung kann zu starkem Zunder, Entkohlung, Grobkorn oder Überhitzung führen. Temperaturmessung, Ofenführung und Haltezeit sind deshalb zu dokumentieren.

Entzundern und Umformen

Zunder wird vor wichtigen Umformstufen mechanisch oder mit geeigneten Hochdrucksystemen entfernt. Eingeschmiedeter Zunder kann Oberflächenfehler verursachen.

Während des Umformens werden Werkstücklage, Drehwinkel, Hubfolge und Umformgrad kontrolliert. Bei Freiformteilen führt ein Manipulator das Werkstück. Beim Gesenkschmieden müssen Rohteilvolumen und Lage zum Gesenk passen.

Abgraten und Richten

Der Grat eines Gesenkschmiedeteils wird nach dem Schmieden entfernt. Anschließend können Loch-, Richt- oder Kalibrieroperationen folgen. Beim Richten darf keine unkontrollierte Schädigung entstehen. Richtvorgänge müssen innerhalb des zulässigen Temperatur- und Prozessfensters erfolgen.

Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung stellt das geforderte Gefüge und die mechanischen Eigenschaften ein. Abhängig von Stahl und Spezifikation kommen beispielsweise Normalisieren, Vergüten oder Spannungsarmbehandeln infrage.

Normalisieren dient häufig der Gefügevereinheitlichung und Kornfeinung. Beim Vergüten wird gehärtet und anschließend angelassen. Entscheidend sind Austenitisierungstemperatur, Haltezeit, Abschreckbedingungen, Anlassbehandlung und eine gleichmäßige Temperaturführung.

Strahlen, Zerspanen und Schleifen

Nach dem Abkühlen werden Zunder und anhaftende Rückstände entfernt. Durch Drehen, Fräsen, Bohren, Räumen, Schleifen oder Gewinderollen entstehen Funktionsflächen und Endmaße. Bei einer Radsatzwelle gehören dazu unter anderem Rad- und Lagersitze, Übergangsradien, Stirnflächen und gegebenenfalls eine Längsbohrung.

Bearbeitungsriefen dürfen nicht quer zu hoch beanspruchten Bereichen verlaufen. Unzulässiges Schleifbrennen, harte Übergänge und beschädigte Radien können die Dauerfestigkeit reduzieren.

Prüfung, Kennzeichnung und Dokumentation

Vor der Freigabe werden Ergebnisse aus Werkstoffnachweis, Wärmebehandlung, Maßprüfung und Werkstoffprüfung zusammengeführt. Die Kennzeichnung muss eindeutig dem Bauteil und der Charge zugeordnet sein.

Eine typische Dokumentation enthält:

Werkstoffzeugnis und Schmelzennummer
Schmiede- und Wärmebehandlungsprotokoll
Maß- und Oberflächenprüfbericht
Ergebnisse der zerstörungsfreien Prüfung
Ergebnisse mechanisch-technologischer Prüfungen
Freigabestatus und Identnummer des Bauteils

Qualitätssicherung

Mögliche Schmiedefehler

Schmiedefalte: Werkstoffoberflächen werden übereinandergelegt, ohne metallisch einwandfrei zu verschweißen. Ursache können eine ungeeignete Vorform, falsche Werkstücklage oder ungünstiger Materialfluss sein.

Unterfüllung: Der Gesenkhohlraum wird nicht vollständig gefüllt. Mögliche Ursachen sind zu wenig Material, zu geringe Temperatur, falsche Vorform oder unzureichende Umformenergie.

Oberflächenriss: Risse können durch zu niedrige Temperatur, hohe lokale Dehnung, scharfe Kanten oder vorgeschädigtes Vormaterial entstehen.

Eingeschmiedeter Zunder: Zunder wird in die Oberfläche gedrückt und bildet eine unzulässige Fehlstelle.

Grobkorn oder Überhitzung: Zu hohe Temperaturen oder zu lange Haltezeiten verschlechtern das Gefüge.

Entkohlung: An der Oberfläche sinkt der Kohlenstoffgehalt durch Reaktion mit der Ofenatmosphäre. Dadurch können Härte und Festigkeit der Randzone abnehmen.

Abschreckriss: Zu hohe Eigenspannungen beim Härten können Risse erzeugen.

Prüfverfahren

Sichtprüfung: erkennt offene Risse, Falten, Zunderstellen und Bearbeitungsfehler.
Maßprüfung: überprüft Längen, Durchmesser, Radien, Form- und Lagetoleranzen.
Magnetpulverprüfung: macht oberflächennahe Fehler an ferromagnetischen Bauteilen sichtbar.
Ultraschallprüfung: dient der Suche nach inneren Fehlstellen und wird bei Radsatzwellen und Rädern eingesetzt.
Eindringprüfung: kann offene Oberflächenfehler an geeigneten Werkstoffen sichtbar machen.
Härteprüfung: kontrolliert einen Kennwert der Wärmebehandlung.
Zugversuch: ermittelt unter anderem Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung.
Kerbschlagbiegeversuch: beurteilt die Zähigkeit unter festgelegten Prüfbedingungen.
Gefügeprüfung: untersucht Mikrostruktur, Korngröße, Entkohlung oder Wärmebehandlungsergebnis.

Beobachtungsauftrag: Erkläre, warum eine Ultraschallprüfung keine gute Oberfläche, richtige Maße oder geeignete Wärmebehandlung ersetzen kann.

Normen und betriebliche Vorgaben

Für sicherheitsrelevante Eisenbahnteile gelten Zeichnungen, Lieferbedingungen, europäische Normen, Zulassungsanforderungen und betriebliche Verfahrensanweisungen. Beispiele sind die Normenreihe für Radsätze und Drehgestelle mit Produktanforderungen an Radsatzwellen, Räder und montierte Radsätze.

Normnummern allein reichen nicht aus. Du musst stets die vertraglich festgelegte und gültige Ausgabe sowie zusätzliche Kundenanforderungen prüfen. Bei Abweichungen entscheidet nicht die Werkstatt nach Gefühl, sondern das festgelegte Freigabe- und Abweichungsverfahren.

Arbeitssicherheit und Umweltschutz

Beim industriellen Schmieden treffen hohe Temperaturen, große Massen, bewegte Maschinen, Lärm, Zunderflug und hohe Umformkräfte zusammen. Sicherheit hat Vorrang vor Taktzeit.

Typische Gefährdungen

Verbrennung: heiße Werkstücke, Werkzeuge, Zunder und Strahlungswärme.
Quetschgefahr: Pressen, Hämmer, Manipulatoren, Zangen und Transporteinrichtungen.
Schlaggefahr: Werkstückbewegung, abplatzender Zunder oder Werkzeugbruch.
Lärm: insbesondere bei Schmiedehämmern und beim Entzundern.
Brandgefahr: brennbare Stoffe in der Nähe heißer Werkstücke.
Gefahrstoffe: Schmiermittel, Reinigungsmedien, Prüfmittel und Stäube.
Ergonomie: schwere Werkzeuge, ungünstige Körperhaltung und wiederholte Bewegungen.

Schutzmaßnahmen

Technische Schutzmaßnahmen haben Vorrang. Dazu zählen Einhausungen, Schutzgitter, sichere Manipulatoren, Absaugung, Lärmminderung, Temperaturüberwachung und verriegelte Steuerungen. Organisatorisch wichtig sind Freigaben, Unterweisungen, Verkehrswege, Kommunikationsregeln und Instandhaltung.

Die persönliche Schutzausrüstung richtet sich nach Gefährdungsbeurteilung. Sie kann Schutzhelm, Gesichtsschutz, Schutzbrille, Gehörschutz, hitzebeständige Schutzkleidung, geeignete Handschuhe und Sicherheitsschuhe umfassen. An laufenden Anlagen dürfen Störungen nur nach festgelegtem Stillsetz- und Sicherungsverfahren beseitigt werden.

Ressourceneffizienz

Eine gute Schmiedeplanung reduziert Grat, Bearbeitungszugaben, Ausschuss und Energieverbrauch. Reststücke und Grat können stofflich recycelt werden, müssen aber sortenrein erfasst sein. Eine gleichmäßige Ofenbelegung, Wärmerückgewinnung und genaue Temperaturführung senken den Energiebedarf. Langlebige, prüfbare Eisenbahnteile tragen außerdem zur sicheren und ressourcenschonenden Nutzung von Fahrzeugen bei.

Praxisbeispiel: Geschmiedeter Zughaken

Ein Betrieb soll einen Zughaken nach freigegebener Zeichnung herstellen. Die Prozessplanung kann vereinfacht so aufgebaut sein:

Auftragsprüfung: Zeichnung, Werkstoff, Stückzahl, Prüfplan und Kennzeichnung klären.
Materialzuschnitt: Stangenabschnitt mit berechnetem Volumen trennen.
Erwärmen: Werkstück im vorgeschriebenen Temperaturfenster erwärmen.
Vorformen: Material für Haken, Schaft und Kopf passend verteilen.
Gesenkschmieden: Bauteil in mehreren Stufen ausformen.
Abgraten: überschüssigen Grat entfernen.
Wärmebehandlung: geforderte Eigenschaften einstellen.
Strahlen: Oberfläche reinigen.
Zerspanen: Anschluss- und Funktionsflächen herstellen.
Prüfen: Maße, Oberfläche, Härte und vorgeschriebene zerstörungsfreie Prüfungen durchführen.
Kennzeichnen: Identität und Charge dauerhaft sichern.
Freigeben: vollständige Dokumentation bewerten.

Eine Abweichung, beispielsweise eine Magnetpulveranzeige im Hakenübergang, darf nicht ohne Bewertung ausgeschliffen werden. Zuerst sind Zulässigkeit, mögliche Reparatur, Nachprüfung und Freigabeberechtigung zu klären.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Aufgabe hat eine Radsatzwelle? (Sie verbindet die Räder und überträgt Kräfte im Radsatz) (!Sie ersetzt die Schiene im Gleis) (!Sie erzeugt den elektrischen Fahrstrom) (!Sie dient ausschließlich als Bremsbelag)

Welches Verfahren nutzt formgebende Werkzeughohlräume? (Gesenkschmieden) (!Sägen) (!Löten) (!Sandstrahlen)

Welche Beanspruchung entsteht an einer Radsatzwelle besonders durch das Fahrzeuggewicht? (Wechselnde Biegung) (!Ausschließlich gleichbleibender Druck) (!Nur Oberflächenzug ohne Lastwechsel) (!Ausschließlich Wärmestrahlung)

Welcher Fehler entsteht durch unvollständiges Füllen des Gesenks? (Unterfüllung) (!Anlassfarbe) (!Messabweichung des Thermometers) (!Schmierfilm)

Welches Prüfverfahren eignet sich zur Suche nach inneren Fehlstellen? (Ultraschallprüfung) (!Sichtprüfung ohne Hilfsmittel) (!Längenmessung) (!Farbvergleich)

Warum wird Zunder vor wichtigen Umformstufen entfernt? (Er kann als Oberflächenfehler eingeschmiedet werden) (!Er verbessert immer die Dauerfestigkeit) (!Er ersetzt die Wärmebehandlung) (!Er verhindert jede Formänderung)

Welche Angabe unterstützt die Rückverfolgbarkeit? (Schmelzen- oder Chargennummer) (!Farbe der Hallenwand) (!Name des Bahnhofs) (!Länge des Arbeitswegs)

Was ist beim Umgang mit einer Norm zu beachten? (Die vertraglich festgelegte gültige Ausgabe) (!Nur die Farbe des Deckblatts) (!Ausschließlich die Seitenzahl) (!Eine beliebige ältere Ausgabe)

Welche Aussage zur Wärmebehandlung ist richtig? (Sie stellt Gefüge und mechanische Eigenschaften gezielt ein) (!Sie ersetzt jede Maßprüfung) (!Sie macht Werkstoffzeugnisse überflüssig) (!Sie verhindert unabhängig vom Prozess alle Risse)

Welche Maßnahme hat beim Arbeitsschutz Vorrang? (Eine wirksame technische Schutzmaßnahme) (!Das Ignorieren kleiner Störungen) (!Das Arbeiten ohne Unterweisung) (!Das Entfernen von Schutzgittern)

Memory

Radsatzwelle	Verbindet die beiden Räder eines Radsatzes
Gesenkschmieden	Umformen in formgebenden Werkzeughälften
Freiformschmieden	Umformen zwischen einfachen Werkzeugflächen
Ultraschallprüfung	Suche nach inneren Fehlstellen
Magnetpulverprüfung	Nachweis oberflächennaher Fehler an ferromagnetischem Stahl
Zughaken	Leitet Zugkräfte in das Schienenfahrzeug ein
Entkohlung	Kohlenstoffverlust in einer oberflächennahen Zone
Rückverfolgbarkeit	Zuordnung von Bauteil, Charge und Prozessdaten

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Prozessphase
Materialzeugnis prüfen	Arbeitsvorbereitung
Vormaterial erwärmen	Temperaturführung
Werkstück vorformen	Schmiedeoperation
Grat entfernen	Nachbearbeitung
Gefüge einstellen	Wärmebehandlung
Funktionsflächen drehen	Zerspanung
Innere Fehlstellen suchen	Ultraschallprüfung

Kreuzworträtsel

Radsatzwelle	Welches Bauteil verbindet die beiden Eisenbahnräder?
Gesenk	Wie heißt das formgebende Werkzeug beim Gesenkschmieden?
Zunder	Wie heißt die Oxidschicht auf einem erhitzten Stahlwerkstück?
Ultraschall	Welches Prüfmittel dient der Suche nach inneren Fehlstellen?
Zughaken	Welches Bauteil leitet Kupplungszugkräfte in das Fahrzeug ein?
Dauerfestigkeit	Welche Eigenschaft ist bei sehr vielen Lastwechseln entscheidend?

LearningApps

Lückentext

Eine

verbindet die beiden Räder eines Radsatzes. Beim

kann der Werkstoff seitlich frei ausweichen. Beim Gesenkschmieden füllt der Werkstoff einen

. Vor wichtigen Umformstufen wird störender

entfernt. Die Werkstücktemperatur muss im vorgeschriebenen

liegen. Eine unvollständig ausgefüllte Kontur heißt

. Die Wärmebehandlung beeinflusst das

. Innere Fehlstellen können mit

gesucht werden. Oberflächennahe Fehler in ferromagnetischem Stahl lassen sich mit der

nachweisen. Werkstoffcharge und Prozessdaten sichern die

. Bei laufenden Anlagen haben technische

Vorrang. Die Freigabe erfolgt erst nach vollständiger

.

Offene Aufgaben

Leicht

Bauteilsuche: Markiere auf einem Foto eines Drehgestells mindestens fünf Bauteile und kennzeichne, welche davon möglicherweise geschmiedet sind.
Fachwortkarte: Gestalte eine Lernkarte mit den Begriffen Radsatz, Radsatzwelle, Vollrad, Zughaken und Puffer.
Fehlerbild: Zeichne eine Schmiedefalte und eine Unterfüllung im Querschnitt und beschrifte mögliche Ursachen.
Sicherheitsplakat: Entwirf ein Plakat mit fünf Regeln für den sicheren Aufenthalt in einer Schmiedehalle.

Standard

Prozessplan: Erstelle für einen geschmiedeten Kupplungsbolzen einen Prozessplan vom Materialeingang bis zur Freigabe.
Videoanalyse: Analysiere eines der eingebetteten Videos und ordne alle sichtbaren Arbeitsschritte den Bereichen Schmieden, Wärmebehandlung, Zerspanung und Prüfung zu.
Prüfmittelauswahl: Wähle für einen Zughaken geeignete Prüfverfahren aus und begründe, welche Fehler jedes Verfahren finden kann.
Werkstattinterview: Befrage eine Fachkraft zu Temperaturmessung, Werkzeugverschleiß und Dokumentation. Fasse die Antworten fachsprachlich zusammen.

Schwer

Fehleranalyse: Entwickle für einen Oberflächenriss im Hakenübergang eine Ursachenanalyse mit den Bereichen Werkstoff, Mensch, Maschine, Methode und Umgebung.
Faserverlauf: Vergleiche den angenommenen Faserverlauf eines geschmiedeten Zughakens mit einem vollständig aus einer Platte herausgefrästen Haken.
Prüfplan: Erstelle einen Prüfplan für eine Radsatzwelle mit Prüfzeitpunkt, Prüfmerkmal, Verfahren, Dokument und Reaktion bei Abweichung.
Betriebsprojekt: Untersuche in einem Ausbildungsbetrieb eine reale Prozesskette und entwickle eine begründete Maßnahme zur Verringerung von Energieverbrauch oder Ausschuss.

Lernkontrolle

Bauteilentscheidung: Für einen neuen Kupplungshebel stehen Gießen, Zerspanen aus Vollmaterial und Gesenkschmieden zur Wahl. Bewerte die Verfahren hinsichtlich Stückzahl, Faserverlauf, Nacharbeit, Werkzeugkosten und Prüfbarkeit.
Schadensfall: An einer Radsatzwelle wird in einem Übergangsradius eine Ultraschallanzeige festgestellt. Beschreibe, welche Informationen vor einer Entscheidung benötigt werden und weshalb eine spontane Reparatur unzulässig ist.
Prozessabweichung: Ein Schmiederohling wurde unterhalb des freigegebenen Temperaturfensters umgeformt. Leite mögliche Auswirkungen auf Umformkraft, Rissgefahr, Gefüge und Freigabe ab.
Prüfstrategie: Begründe, weshalb Sichtprüfung, Maßprüfung und Ultraschallprüfung einander ergänzen, aber nicht gegenseitig ersetzen.
Arbeitsschutzfall: Ein Werkstück hat sich im Gesenk verklemmt. Entwickle ein sicheres Vorgehen unter Berücksichtigung von Stillsetzen, Sichern, Kommunikation und Freigabe.
Nachhaltigkeitsbewertung: Vergleiche eine Prozessverbesserung mit geringerer Bearbeitungszugabe und eine Maßnahme mit niedrigerer Ofentemperatur. Erkläre, warum Energieeinsparung niemals ohne Prüfung der Bauteilqualität umgesetzt werden darf.

Lernnachweis

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

typische Schmiedeteile eines Schienenfahrzeugs fachgerecht benennen kannst.
Radsatzwelle, Radsatz und allgemeine Achse begrifflich unterscheidest.
Freiformschmieden, Gesenkschmieden und Ringwalzen erklärst.
eine vollständige industrielle Prozesskette beschreibst.
Belastung, Werkstoffwahl, Faserverlauf und Wärmebehandlung miteinander verknüpfst.
Schmiedefehler anhand von Merkmalen und Ursachen beurteilst.
geeignete Prüfverfahren begründet auswählst.
Normen, Zeichnungen, Prüfpläne und Rückverfolgbarkeit einordnest.
sichere Arbeitsweisen für heiße Werkstücke und Schmiedeanlagen ableitest.
eine technische Abweichung strukturiert analysierst und dokumentierst.

Als Nachweis eignet sich eine Kombination aus Prozessplan, beschrifteter Bauteilskizze, Prüfplan, Fehleranalyse und kurzem Fachgespräch.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

Schmiedeteile für Eisenbahnen - Schmied

aiMOOC-Projekte

Schulfach+

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.