Herstellen von einfachen Baugruppen - Metallbauer - LF 3

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Herstellen von einfachen Baugruppen - Metallbauer - LF 3

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Einleitung

Aus einzelnen Metallteilen eine zuverlässig funktionierende Baugruppe herzustellen ist mehr als das Zusammenstecken von Bauteilen. Du musst einen Auftrag verstehen, technische Unterlagen lesen, eine zweckmäßige Verbindung auswählen, die Montage im Team sicher organisieren und das Ergebnis nachprüfbar dokumentieren. Dieser aiMOOC führt dich durch das Lernfeld 3 „Herstellen von einfachen Baugruppen“ im ersten Ausbildungsjahr als Metallbauerin oder Metallbauer (KMK-Zeitrichtwert: 80 Unterrichtsstunden). Als Lernprodukt entsteht eine lösbare Winkelhalterung als unbelastetes Lehrmodell. Der Beispielauftrag enthält ausschließlich erfundene Daten und ist keine freigegebene Konstruktion für tragende oder sicherheitsrelevante Zwecke.

Am Ende kannst du Gesamt-, Gruppen- und Teilzeichnungen unterscheiden, Anordnungs- und einfache Schaltpläne lesen, eine Stückliste und einen Montageplan erstellen, kraft-, form- und stoffschlüssiges Fügen beurteilen, Normteile und Werkzeuge anhand aktueller Unterlagen auswählen, Kraft und Drehmoment berechnen, eine einfache Steuerungsfunktion simulieren sowie Qualitäts- und Funktionsprüfungen auswerten. Du begründest Entscheidungen in verständlicher Fachsprache und verwendest wichtige englische Fachausdrücke. Ergänzend werden digitale Dokumentation, wirtschaftlicher Materialeinsatz, Umweltschutz und Datenschutz berücksichtigt.

Sicherheitsgrenze: Praktische Maschinenarbeiten, das Bohren, Nieten, Schweißen sowie die Benutzung elektrischer oder pneumatischer Anlagen erfolgen nur nach betrieblicher Unterweisung und unter befugter Aufsicht. Du kannst sämtliche Lernschritte mit bereits vorbereiteten Bauteilen, einer Papiermontage, einer CAD-Ansicht oder einer drucklosen Simulation bearbeiten. Verbindlich sind stets die Gefährdungsbeurteilung des Betriebs, Herstellerangaben und die aktuelle Ausbildungspraxis, nicht die Beispielwerte dieses Kurses.

Auftrag verstehen und technische Unterlagen auswerten

Vom Kundenwunsch zur Funktion

Ein Arbeitsauftrag nennt den Verwendungszweck, gewünschte Eigenschaften, Termine, Stückzahl und Abnahmekriterien. Das Pflichtenheft bzw. die vereinbarten technischen Anforderungen übersetzt diese Wünsche in überprüfbare Merkmale. Frage beim Lesen: Was soll die Baugruppe tun? Welche Lasten wären zulässig? Muss sie demontierbar sein? Welche Maße sind festgelegt? Welche Umwelteinflüsse treten auf? Wer gibt Änderungen frei? Fehlen Angaben, wird nachgefragt statt geraten. Kundenspezifische Wünsche werden in der tatsächlichen Ausbildung nur aus freigegebenen, datenschutzkonformen Unterlagen übernommen.

Beispielauftrag (fiktiv): In der Ausbildungswerkstatt soll eine rechtwinklige Halterung aus einer Grundplatte und einem Winkelprofil als Anschauungsmodell montiert werden. Sie muss lösbar, entgratet und vollständig dokumentiert sein. Sie darf keine Lasten aufnehmen und nicht an einer Maschine oder einem Bauwerk eingesetzt werden. Eine Baugruppe ist eine funktionale Einheit aus mindestens zwei zusammenwirkenden Einzelteilen; die Gesamtzeichnung zeigt ein ganzes Produkt, die Gruppen- bzw. Baugruppenzeichnung die zusammengesetzte Einheit und die Einzelteilzeichnung Maße, Werkstoff und Bearbeitungsmerkmale eines Teils.

Bild: Explosionsdarstellung einer komplexeren mechanischen Baugruppe. Untersuche, welche Teile in einer Montagefolge zugeordnet werden müssen; das Bild ist kein Bauplan für die Beispielhalterung. Quelle und Lizenz stehen im Mediennachweis.

Zeichnungen, Anordnungspläne und Stücklisten lesen

Eine Explosionszeichnung stellt Teile räumlich voneinander getrennt dar, um ihre Lagebeziehungen verständlich zu machen. In einer Schnittdarstellung werden verdeckte Innenformen sichtbar; Maße entnimmst du der Bemaßung, nicht der Bildschirmlänge. Ein Anordnungsplan zeigt Einbauorte und Lagebeziehungen; ein Schaltplan zeigt vor allem funktionale Verbindungen und Symbole, nicht die tatsächlichen Leitungswege. Prüfe immer Maßstab, Einheit, Zeichnungsstand, Positionsnummern, Toleranzen, Bearbeitungs- und Oberflächenangaben sowie die Übereinstimmung mit der Stückliste. Norm- und Katalogbezeichnungen müssen mit den jeweils gültigen Herstellerdaten abgeglichen werden; bloße Bildähnlichkeit reicht nicht aus.

Eine Stückliste ordnet jeder Position eine eindeutige Benennung, Menge, Werkstoff bzw. Normteilbezeichnung und gegebenenfalls eine Zeichnungsnummer zu. Beispiel: „Pos. 3, Sechskantschraube M6, 2 Stück“ ist ohne Angabe zur benötigten Länge und Ausführung noch keine vollständige Beschaffungsvorgabe. Normgerechte Kennzeichnung bedeutet: eindeutige Positionsnummern, konsistente Bezeichnungen und Nachverfolgbarkeit zwischen Zeichnung und Liste. Verwende in einer eigenen Zeichnung nur freigegebene Standardsymbole und überprüfe aktuelle Normausgaben, statt ältere Vorlagen abzuschreiben.

Technisches Englisch: assembly = Baugruppe/Montage, assembly drawing = Baugruppenzeichnung, parts list = Stückliste, bolt = Schraubenbolzen, nut = Mutter, washer = Unterlegscheibe, torque = Drehmoment, inspection = Prüfung. Stelle stets sicher, dass der englische Ausdruck zur konkreten Verbindung passt.

Fachvideo (deutsch): Technische Zeichnungen lesen vom Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft, veröffentlicht über HubbS. Erläutere danach den Unterschied zwischen Einzelteil-, Zusammenbau- und Explosionszeichnung. Das Video ist frei zugänglich, aber nicht automatisch offen lizenziert.

Fügeverfahren, Normteile und mechanische Grundlagen

Wie halten Bauteile zusammen?

Fügen verbindet Werkstücke zu einer Einheit. Beim Kraftschluss übertragen Reibkräfte infolge einer Anpresskraft die Beanspruchung, beispielsweise bei einer richtig ausgelegten Klemmverbindung. Beim Formschluss greifen Formen ineinander, beispielsweise bei Passstiften, Keilen oder Anschlägen. Beim Stoffschluss entsteht eine Verbindung durch stofflichen Zusammenhalt, beispielsweise beim Schweißen, Löten oder Kleben. Achtung: Reale Verbindungen können mehrere Wirkprinzipien kombinieren; ein Schraubenschaft kann nach einem Versagen des Reibschlusses auf Lochleibung und Scherung beansprucht werden. Die genaue Lastübertragung ist konstruktionsabhängig und muss für reale Bauteile nachgewiesen werden.

Verfahren	Typischer Nutzen	Grenze und Prüfgedanke
Schrauben	Meist zerstörungsfrei lösbar und reparaturfreundlich	Vorspannung, Sicherung, Werkstoffpaarung und zulässiges Anziehdrehmoment nach Vorgabe prüfen
Nieten	Meist dauerhaft; für dünne Bleche gut geeignet	In der Regel nur durch Zerstörung des Niets lösbar; Sitz und Setzqualität prüfen
Schweißen	Dauerhafte stoffschlüssige Verbindung	Qualifikation, Schweißanweisung, Brand- und Rauchschutz erforderlich; nicht als Anfängerübung ohne Aufsicht
Kleben	Geeignet für bestimmte Werkstoffkombinationen und flächige Fügungen	Oberflächenvorbereitung, Aushärtung, Verträglichkeit und Herstellerangaben entscheidend
Stecken oder Verstiften	Lagefixierung durch Geometrie möglich	Passung, Sicherung und auftretende Kräfte beachten

Bild: Bauformen von Nieten. Unterscheide Niet als Norm- bzw. Verbindungsteil vom Fügevorgang und vom sichtbaren Schließkopf. Eine Nietverbindung ist nicht automatisch für jede Belastung geeignet.

Bild: Schema einer Durchsteck-Schraubverbindung mit Mutter. Vergleiche Kontaktflächen, Fügeteile und Klemmlänge.

Schrauben und weitere Normteile richtig bestimmen

Eine lösbare Schraubverbindung besteht häufig aus Schraube, Mutter, gegebenenfalls Scheiben und den Fügeteilen. Die Angabe M6 kennzeichnet ein metrisches Gewinde mit 6 mm Nenndurchmesser; sie legt noch nicht Festigkeitsklasse, Länge, Korrosionsschutz, Kopfform oder Anziehdrehmoment fest. Das Anziehdrehmoment ist kein universeller Tabellenwert für alle M6-Schrauben. Es hängt unter anderem von Schraubentyp, Festigkeitsklasse, Oberflächenzustand, Schmierung, Reibung und geforderter Vorspannkraft ab. Verwende freigegebene Hersteller- bzw. Konstruktionsdaten. Ein Drehmomentschlüssel dient dem definierten Anziehen, ist aber kein Ersatz für die Auslegung einer tragenden Verbindung.

Bild: Beschriftete Schraube mit Mutter. Die dargestellten englischen Begriffe können mit deutschen Fachbezeichnungen verglichen werden.

Bild: Schematische Unterscheidung von Einfach- und Doppelscherung. Nutze sie, um unterschiedliche Kraftwege zu beschreiben; keine Dimensionierung aus dem Bild ableiten.

Kraft und Drehmoment rechnen

Kraft F wird in Newton (N) angegeben. Drehmoment M ist das Produkt aus der senkrecht zum Hebel wirkenden Kraft F und dem wirksamen Hebelarm l: M = F · l. Beispiel eines idealisierten Handhebels: Wirken 25 N senkrecht im Abstand 0,20 m von der Drehachse, ergibt sich M = 25 N · 0,20 m = 5,0 N·m. Wirkt dieselbe Kraft nicht senkrecht, ist nur ihre wirksame senkrechte Komponente einzusetzen: M = F · l · sin(α). Das ist eine physikalische Übungsrechnung, keine Freigabe zum Anziehen der Musterschrauben mit 5 N·m. Prüfe Einheiten: 20 cm sind 0,20 m, nicht 20 m. Eine Verdoppelung des wirksamen Hebelarms verdoppelt bei gleicher Kraft das Moment; die resultierende Schraubenvorspannkraft ist wegen Reibung nicht einfach F geteilt durch die Schraubenfläche.

Für einen vereinfachten Masseüberschlag gilt m = ρ · V. Stahl hat in einer typischen Rechnung eine Dichte von etwa 7,85 g/cm³; Legierung und tatsächliche Abmessungen können abweichen. Bei realen Verbindungen spielen außerdem Scherkräfte, Klemmkraft, Lochleibung, Festigkeit und die Umgebungsbedingungen eine Rolle. Im ersten Ausbildungsjahr steht hier das Verständnis von Belastung und Montagequalität im Mittelpunkt; tragende Bauteile erfordern eine fachgerechte Bemessung.

Video (deutsch, extern):

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Fortfahren Ausblenden

Sergej Karch erläutert in „Schraube, Schraubenverbindung; 2-Minuten-Erklärung!“ Grundlagen. Das Video ist kein Ersatz für technische Herstellerangaben; das Öffnen von YouTube kann Daten an den externen Dienst übertragen.

Montage planen und einen Praxisauftrag vollständig bearbeiten

Praxisfall: lösbare Winkelhalterung als Lehrmodell

Auftrag: Baue aus vorgefertigten, entgrateten Teilen ein Tischmodell, das zwei stählerne Bauteile rechtwinklig zusammenhält. Es dient ausschließlich zur Übung und darf weder Personen noch Gegenstände tragen. Die Maße sind didaktische Sollangaben; vor realem Bohren oder Montieren muss eine verantwortliche Fachkraft die konkrete Werkzeichnung und die erforderlichen Passungen freigeben.

Teilegeometrie: Grundplatte A aus Stahl, 100 × 60 × 3 mm; Winkel B aus Stahl, 30 × 30 × 3 mm, Profillänge 60 mm. Die Grundplatte besitzt zwei vorbereitete Durchgangslöcher mit Soll-Durchmesser 6,6 mm, Lochmittelpunkte gemessen von ihrer linken unteren Ecke: (30 mm, 15 mm) und (70 mm, 15 mm). Der Winkel liegt längs der Grundplatte von x = 20 bis x = 80 mm, sein waagrechter Schenkel überdeckt die zwei Grundplattenbohrungen. Im Winkel liegen die Lochmittelpunkte 10 mm und 50 mm vom linken Profilende; die zweite Koordinate beträgt 15 mm vom gemeinsamen Bezugsrand. Die jeweilige Bohrungsanordnung ist in einer separaten Montage- und Einzelteilskizze abzustimmen; Radien der Profilkante und Werkzeugzugang sind vor Herstellung zu prüfen.

Rechenweg zur Lochanordnung: Lochabstand Grundplatte: 70 mm − 30 mm = 40 mm. Lochabstand Winkel: 50 mm − 10 mm = 40 mm. Weil der Profilanfang bei x = 20 mm liegt, ergeben sich 20 mm + 10 mm = 30 mm und 20 mm + 50 mm = 70 mm. Damit stimmen die Nennpositionen der Löcher überein; ob die Bauteile ohne Zwang montierbar sind, muss anhand der realen Maßabweichungen und des Kantenabstands geprüft werden. Schief gesetzte oder nicht entgratete Löcher sind Fehler, keine Einladung zum gewaltsamen Verspannen.

Stückliste des Lehrmodells:

Pos.	Bauteil/Normteil	Anzahl	Lehrangabe/Prüfhinweis
1	Grundplatte A, vorbereiteter Stahl	1	100 × 60 × 3 mm, zwei Löcher mit Soll-Ø 6,6 mm
2	Winkelprofil B, vorbereiteter Stahl	1	30 × 30 × 3 mm, Länge 60 mm, zwei entsprechende Löcher
3	Sechskantschraube M6 × 16	2	Kopfform, Festigkeit und Ausführung anhand freigegebener Beschaffung prüfen
4	Passende Sechskantmutter M6	2	Werkstoff und Festigkeit passend zur Schraube wählen
5	Geeignete Unterlegscheibe für M6	4	Je eine unter Schraubenkopf und Mutter, nur soweit freigegeben

Längenplausibilität (Beispiel, kein Normersatz): Zwei Fügeteile à 3,0 mm ergeben 6,0 mm Klemmteildicke. Angenommene Scheibendicken à 1,6 mm ergeben 3,2 mm; die angenommene Mutternhöhe sei 5,2 mm. Zusammen: 6,0 + 3,2 + 5,2 = 14,4 mm. Eine Schraube der Nennlänge 16 mm könnte damit rechnerisch etwa 1,6 mm über die Mutter hinausragen. Dies ist nur eine Vorauswahl. Der tatsächliche Gewindeeingriff, Einschraubweg, Toleranzen, Anwendungsfall, Sicherung und Montierbarkeit müssen anhand der aktuellen Artikelmaße und Herstellerinformationen geprüft werden. Zu kurze Gewindeeingriffe oder gefährlich vorstehende Schrauben sind auszuschließen.

Masseüberschlag ohne Bohrungen und Schrauben: Grundplatte V = 100 · 60 · 3 = 18 000 mm³ = 18,00 cm³. Näherungsfläche des Winkelquerschnitts A = (30 · 3) + (30 · 3) − (3 · 3) = 171 mm²; bei 60 mm Länge V = 10 260 mm³ = 10,26 cm³. Zusammen V = 28,26 cm³. Mit ρ = 7,85 g/cm³ ergibt sich m ≈ 221,8 g. Lochvolumen, Radien, Beschichtungen, Normteile und Materialstreuung wurden bewusst vernachlässigt. Das Ergebnis ist eine grobe Materialabschätzung und keine Waagenmessung.

Arbeitsplan und sichere Alternativen

Schritt	Tätigkeit und Hilfsmittel	Qualitäts- oder Sicherheitskontrolle
Auftrag klären	Zeichnung, Stückliste, Version und Anforderungen im Team vergleichen	Offene Fragen vor Arbeitsbeginn protokollieren
Teile bereitstellen	Bereits gebohrte und entgratete Bauteile, passende Normteile, dokumentierte Beschaffungsdaten	Anzahl und Bezeichnung mit Stückliste abgleichen
Vorprüfung	Messschieber, Winkelmesser, Sichtprüfung bei ruhendem Arbeitsplatz	Maße, Gratfreiheit, Schäden und Lochlage dokumentieren
Ausrichten	Grundplatte und Winkel mit geeigneten Montagehilfen ruhig und spannungsfrei positionieren	Bohrungen fluchten; Finger nicht in Klemmstellen bringen
Montieren	Schrauben, freigegebene Scheiben und Muttern zunächst von Hand ansetzen; geeignetes Werkzeug unter Aufsicht	Gewinde nicht verkanten; kein improvisiertes Verlängern von Schlüsseln
Befestigung prüfen	Falls gefordert: vorgesehenes Montageverfahren mit dokumentierter Herstellervorgabe anwenden	Keinen erfundenen Drehmomentwert einsetzen, keine sicherheitsrelevante Nutzung
Funktion kontrollieren	Halterung auf rechtwinklige Anordnung, Sitz, Lösbarkeit und ruhige Lage prüfen	Prüfung ausschließlich ohne äußere Belastung
Dokumentieren	Prüfprotokoll, anonymisierte Lernfotos oder Handskizze, Reflexion	Soll-/Ist-Werte, Mängel, Korrektur und Freigabestatus festhalten

Sichere Modellvariante: Wenn eine Freigabe für Metallbearbeitung fehlt, schneidest du keine Teile zu und bohrst keine Löcher. Nutze vorgefertigte Modellteile, Lochkarten aus Papier, einen digitalen Baugruppeneditor oder einen Kartonwinkel mit lösbaren Musterverbindern. So lassen sich Reihenfolge, Stückliste, Lochanordnung und Qualitätsprüfung ohne gefährliche Bearbeitung üben. Auch beim Umgang mit scharfkantigen Rohteilen gelten betriebliche Schutzmaßnahmen.

Zweites Fachvideo (deutsch): Bohrungen für Gewinde an einer Säulenbohrmaschine (HubbS/Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft). Sieh dir besonders Arbeitsschutz und das Prüfen der Bohrung an; führe den gezeigten Arbeitsschritt nicht eigenständig ohne Unterweisung aus. Für den Praxisfall werden bereits vorbereitete Durchgangslöcher verwendet, kein selbst geschnittenes Innengewinde.

Montagekosten und Bewertungsraster

Fiktive Kostenrechnung ohne Marktpreisbehauptung: Zwei vorbereitete Stahlteile werden zusammen mit 2,60 € bewertet. Normteile: 2 Schrauben à 0,25 € = 0,50 €; 2 Muttern à 0,12 € = 0,24 €; 4 Scheiben à 0,05 € = 0,20 €. Materialkosten 3,54 €. Montagezeit 12 Minuten bei angenommenen 42 €/h: 12/60 · 42 € = 8,40 €. Prüfzeit 4 Minuten: 4/60 · 42 € = 2,80 €. Beispielhafte direkt zugeordnete Kosten: 3,54 € + 8,40 € + 2,80 € = 14,74 €. Gemeinkosten, Steuern, Maschinenzeiten, Verschnitt, Energie, Beschichtung und reale Lohnnebenkosten fehlen; für ein betriebliches Angebot müssen sie gegebenenfalls ergänzt werden. Eine gute Montagefolge verringert Suchzeiten, Fehler und Nacharbeit.

Prüfbares Arbeitsergebnis: (a) eine Baugruppen- und zwei Einzelteilskizzen mit Positionsbezügen, (b) eine konsistente Stückliste, (c) ein geordneter Montageplan, (d) eine montierte unbelastete Demonstrationshalterung oder vollständige Modell-/CAD-Montage, (e) ein Prüfprotokoll mit Soll/Ist/Urteil und (f) eine kurze Wirtschaftlichkeits- und Sicherheitsreflexion.

Kriterium	0 Punkte	2 Punkte	4 Punkte
Auftrag und Dokumente	Ziel oder Stückliste fehlen	Wesentliches vorhanden, einzelne Unklarheiten	Funktion, Zeichnungen und Stückliste konsistent und begründet
Fügeverfahren und Berechnung	Unbegründet oder rechnerisch falsch	Grundidee stimmig, kleinere Fehler	Lösbarkeit erklärt, Loch- und Längenplausibilität nachvollziehbar
Arbeitsorganisation und Sicherheit	Reihenfolge oder Schutzkonzept fehlen	Teils sinnvoll, Schutzmaßnahmen benannt	Vollständige Schritte, klare Zuständigkeit und sichere Modellalternative
Baugruppen- und Funktionsqualität	Modell unvollständig	Weitgehend funktionsgerecht, einzelne Mängel	Teile fluchten, sind entgratet, korrekt zugeordnet und ohne Last lösbar
Prüfprotokoll und Reflexion	Keine belastbaren Belege	Soll/Ist teilweise belegt	Messwerte und Befunde nachvollziehbar, Mängel und Verbesserungen begründet

Bewertung: Je Kriterium 0–4 Punkte; 1 oder 3 Punkte sind bei begründetem Zwischenstand möglich. Insgesamt 20 Punkte; 18–20 sehr sicher, 14–17 sicher, 10–13 teilweise erreicht, 0–9 weiter üben. Sicherheitsvorrang: Bei nicht beherrschter Gefährdung werden praktische Schritte unabhängig von Punkten gestoppt; erst nach Unterweisung und Korrektur darf weitergearbeitet werden. Dieses Raster ist eine Lernhilfe und ersetzt keine betrieblichen Abnahmen.

Einfache Steuerungen sowie Qualitäts- und Funktionsprüfung

Bauteile einer einfachen Steuerung

Das Lernfeld umfasst auch Grundlagen der Steuerungstechnik. In einer Steuerung bewirkt ein Eingangssignal eine festgelegte Ausgangsreaktion, ohne dass das Ergebnis zwingend zurückgemessen wird. Bei einer Regelung wird die Ausgangsgröße erfasst und mit einem Sollwert verglichen. Beispiel als reine Funktionssimulation: Ein Taster (Eingang) aktiviert eine Anzeige (Ausgang) so lange, wie das simulierte Signal anliegt. Ein einfacher Funktionsplan lautet: „Taster betätigt → Signal vorhanden → Anzeige ein; Taster losgelassen → kein Signal → Anzeige aus“. Im echten Betrieb sind Art, Spannung, Leistung, Abschaltung und Schutzmaßnahmen vor jeder Inbetriebnahme fachlich festzulegen.

In einer pneumatischen Funktionskette können ein Handventil und ein Zylinder zusammenwirken. Lies Ventilsymbole und die Ausgangsstellung immer anhand des konkreten Schaltplans. Eine drucklose Papiersimulation mit Symbolkarten zeigt das Prinzip ohne Gefährdung durch gespeicherte Druckenergie. Weder ein in einer Grafik gezeigter Schaltplan noch dieser Kurs berechtigen dich zum Anschluss von Druckluft oder Netzspannung.

Bild: Beispiel einer einfachen pneumatischen Schaltung. Beschreibe Eingang, Weg der Signal-/Energieübertragung und Ausgang. Prüfe für reale Systeme die Symbollegende und den aktuellen Originalschaltplan.

Prüfen, dokumentieren und Fehler systematisch beheben

Prüfkriterium bezeichnet eine konkrete Anforderung, Prüfmittel das geeignete Gerät und Prüfprotokoll die nachvollziehbare Dokumentation. Unterscheide Sichtprüfung (Grat, Riss, Beschädigung, Schraubensitz), Maßprüfung (Lochabstand, Bauteillänge, Winkel) und Funktionsprüfung (Lösbarkeit, definierte Bewegung oder Schaltreaktion). Messe nach einem zuvor erstellten Prüfplan; schätze Maße nicht aus Fotos. Prüfe, ob dein Messschieber geeignet, unbeschädigt und bei betrieblichen Messaufgaben entsprechend kontrolliert ist.

Merkmal	Soll im Lehrmodell	Mögliches Prüfmittel	Istwert/Beurteilung zum Eintragen
Anzahl Verbindungssätze	2 Schrauben, 2 Muttern, 4 Scheiben	Stückliste und Sichtprüfung	____________________
Bohrungsmittenabstand	Nennmaß 40 mm; zulässige Abweichung vorab freigeben	Geeignete Messmethode nach Zeichnung	____________________
Winkel zwischen Profil und Platte	Rechtwinklig gemäß freigegebener Skizze	Anschlagwinkel bzw. Winkelmessgerät	____________________
Oberflächenzustand	Keine verletzungsgefährlichen Grate oder sichtbaren Risse	Sicht- und kontrollierte Tastprüfung bei ruhendem Bauteil	____________________
Funktionsmerkmal	Ohne Last montierbar und zerstörungsfrei lösbar	Sicht- und Handfunktionsprüfung unter Aufsicht	____________________
Dokumentation	Zeichnungsstand, Datum, Prüfende ohne personenbezogene Lernendendaten, Ergebnis	Digitale oder papierbasierte Prüfliste	____________________

Wenn die Montage klemmt, analysiere systematisch: Symptom (Löcher passen nicht), mögliche Ursachen (falsche Orientierung, Maße, Grat, ungeeignetes Verbindungsteil), Prüfschritt (Baugruppenzeichnung und Lochposition vergleichen) und Abhilfe (nach Freigabe korrektes Teil nacharbeiten oder ersetzen). Eine Qualitätsabweichung wird nicht durch höhere Kraft kaschiert. Zur Verbesserung kannst du eine einfache Ursache-Wirkungs-Skizze mit den Kategorien Mensch, Material, Methode, Maschine und Messung erstellen. Besprich Beobachtungen sachlich, nicht personenbezogen.

Sicher, nachhaltig und digital im Montageteam arbeiten

Arbeits- und Gesundheitsschutz vor Zeitdruck

Die betriebliche Gefährdungsbeurteilung bestimmt die Maßnahmen. Ein sicherer Arbeitsplatz bietet geeignete Auflage- und Spannmittel, aufgeräumte Wege, geprüfte Werkzeuge, ausreichende Beleuchtung und klare Zuständigkeiten. Für rotierende Bohrmaschinen gilt insbesondere: Schutzbrille nach Vorgabe, eng anliegende Kleidung, Haare sichern, Schmuck ablegen, keine Handschuhe an laufenden rotierenden Werkzeugen, Werkstück sicher spannen und Späne nur nach Stillstand mit geeignetem Hilfsmittel entfernen. Keine Maschine wird mit beschädigten oder entfernten Schutzeinrichtungen verwendet. Bei Arbeiten mit scharfen, heißen oder schweren Werkstücken ist die jeweils passende Schutzmaßnahme tätigkeitsbezogen festzulegen; Handschutz kann dort außerhalb von Einzugsgefahren notwendig sein.

Schweißen, Trennen, Schleifen, Bohren, Nieten und Arbeiten an elektrisch oder pneumatisch betriebenen Baugruppen verlangen jeweils gesonderte Unterweisung, Arbeitsplatzfreigabe und fachkundige Aufsicht. Halte dich an Betriebsanweisungen sowie aktuelle Regeln der DGUV und BGHM. Bei Unklarheiten: Arbeit stoppen, sichern und die zuständige Fachkraft fragen. Der reine Musteraufbau kann vollständig ohne Maschinen erfolgen. Lehrvideos sind niemals eine eigenständige Arbeitsfreigabe.

Umweltschutz, Digitalisierung und Teamkommunikation

Plane Materialzuschnitte verschnittarm und verwende wiederverwendbare Montagehilfen. Sortiere Metallspäne nach betrieblichem Entsorgungsplan; Kühlschmierstoffe, Klebstoffreste und verunreinigte Betriebsmittel gehören nicht in den Ausguss. Berücksichtige Energieeinsatz, Transportwege, Reparierbarkeit und Trennbarkeit einer Verbindung: Eine demontierbare Schraubverbindung kann Wartung und sortenreine Trennung erleichtern, hat aber je nach Einsatzfall zusätzliche Teile und Wartungsbedarf. Wähle Fügeverfahren nach Funktion, Sicherheit, Lebensdauer, Kosten und Ressourcenwirkung statt allein nach Schnelligkeit.

Digital kannst du Zeichnungen versioniert speichern, eine Stückliste mit Tabellenkalkulation führen, einen Montageablauf als Flussdiagramm darstellen und eine Baugruppe in CAD oder mit Symbolkarten simulieren. Trage freigegebene Version und Änderungsgrund ein, prüfe Quellen und Normstände und vermeide unkontrolliertes Hochladen vertraulicher Kunden-, Betriebs- oder Personendaten in KI-Dienste. KI-Vorschläge zu Maßen, Drehmomenten oder Sicherheitsmaßnahmen müssen von fachkundigen Personen anhand belastbarer Quellen geprüft werden. Im Team helfen kurze Abstimmungen: Wer liest den Plan, wer stellt Teile bereit, wer montiert, wer prüft? Eine zweite Person kann kritische Annahmen unabhängig gegenlesen.

Einordnung: Der KMK-Rahmenlehrplan beschreibt schulische Ziele. Für den praktischen Einsatz gelten zusätzlich die Ausbildungsordnung, der konkrete betriebliche Ausbildungsplan, die zuständige Handwerkskammer, der jeweils gültige Landeslehrplan, die aktuelle betriebliche Gefährdungsbeurteilung und die Herstellerunterlagen. Dieser aiMOOC vermittelt Lerninhalte, erteilt aber weder eine amtliche Qualifikation noch eine Prüfungszulassung.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice: Fachwissen prüfen

Welche Unterlage zeigt das Zusammenwirken der Teile einer einzelnen Baugruppe am unmittelbarsten? (Baugruppenzeichnung) (!Nur die Rechnung für den Materialpreis) (!Nur der Lieferschein ohne technische Angaben) (!Nur die Unfallstatistik des Betriebs)

Welche Aussage beschreibt eine Stückliste fachlich richtig? (Sie verbindet Positionsnummern mit Benennungen und benötigten Mengen) (!Sie ersetzt jede Maßangabe in Einzelteilzeichnungen) (!Sie weist ausschließlich die Lohnsteuer der Montage aus) (!Sie erlaubt das beliebige Ersetzen genormter Teile)

Welches Wirkprinzip kennzeichnet eine typische Klemmverbindung bei übertragener Reibkraft? (Kraftschluss) (!Ausschließlich Stoffschluss) (!Ausschließlich Formschluss durch Schmelzen) (!Stets eine chemische Reaktion)

Was trifft auf eine geeignete Schraubverbindung im Vergleich zu einer üblichen Nietverbindung zu? (Sie ist in der Regel ohne Zerstörung des Verbindungsteils lösbar) (!Sie ist grundsätzlich ohne Werkzeug fügbar) (!Sie benötigt niemals eine Montageprüfung) (!Sie ist unabhängig vom Werkstoff immer korrosionsfrei)

Eine Kraft von 25 N wirkt senkrecht in 0,20 m Abstand zur Drehachse. Wie groß ist das Moment? (5 Nm) (!0,05 Nm) (!125 Nm) (!500 Nm)

Was ist bei der Festlegung eines Anziehdrehmoments für eine reale Schraubverbindung erforderlich? (Freigegebene Konstruktions- und Herstellerangaben berücksichtigen) (!Für jedes M6 Gewinde pauschal denselben Wert wählen) (!Den größtmöglichen Hebel ohne Prüfung verwenden) (!Das Drehmoment allein aus der Schraubenfarbe ableiten)

Die beiden Bohrungen einer Grundplatte liegen bei x gleich 30 mm und 70 mm. Welcher Abstand ergibt sich? (40 mm) (!30 mm) (!70 mm) (!100 mm)

Welche Vorgehensweise ist bei einem unerwartet klemmenden Montageversuch richtig? (Montage stoppen und Ursachen durch Vergleich von Zeichnung und Istmaßen prüfen) (!Durch längeren Hebel möglichst hohe Kraft aufbringen) (!Die Prüfabweichung aus dem Protokoll entfernen) (!Ein beliebiges kleineres Normteil einsetzen)

Worin liegt der wesentliche Unterschied zwischen Steuerung und Regelung? (Eine Regelung nutzt eine Rückmeldung der geregelten Größe) (!Eine Steuerung benötigt grundsätzlich einen Messwert des Ausgangs) (!Eine Regelung arbeitet immer ohne Sensoren) (!Eine Steuerung darf nur mechanische Teile enthalten)

Was ist beim Bohren an einer rotierenden Maschine sicherheitsgerecht? (Werkstück spannen und ohne Handschuhe an rotierenden Teilen arbeiten) (!Späne bei laufendem Bohrer mit der Hand entfernen) (!Lockere Ärmel tragen und das Werkstück festhalten) (!Den Bohrer durch Berühren mit der Hand abbremsen)

Memory: Begriffe und Funktionen

Ordne jedem Fachbegriff die passende Beschreibung zu. Kontrolliere nach einem Fehlversuch, welche Unterlage bzw. welcher Arbeitsschritt gemeint ist.

Baugruppenzeichnung	Zeigt den Aufbau und das Zusammenwirken mehrerer Einzelteile
Stückliste	Ordnet Bauteilpositionen den Benennungen und Mengen zu
Schraubverbindung	Typischerweise wieder lösbare Verbindung mit Gewindeteilen
Nietverbindung	Gewöhnlich dauerhafte Verbindung durch Verformen eines Niets
Montageplan	Beschreibt Reihenfolge und Hilfsmittel des Zusammenbaus
Prüfprotokoll	Dokumentiert Kriterien sowie Soll und Ist der Prüfung

Drag-and-drop: Arbeitsschritte zuordnen

Verbinde jeweils die Tätigkeit mit ihrer passenden Erklärung. Achte auf den Zweck, nicht nur auf die zeitliche Reihenfolge.

Passende Tätigkeit zuordnen	Fachliche Beschreibung
Auftrag klären	Verwendungszweck und überprüfbare Anforderungen festhalten
Stückliste prüfen	Anzahl und Bezeichnung aller erforderlichen Teile vergleichen
Bauteile vorprüfen	Lochlagen Oberflächen und Schäden vor dem Fügen untersuchen
Verbindung montieren	Normteile in geplanter Folge ohne Verspannen zusammenbauen
Funktion bewerten	Ergebnis gegen festgelegte Kriterien beurteilen und dokumentieren

Kreuzworträtsel: Begriffe aus der Montage

Finde jeweils das gesuchte einzelne Fachwort.

Stückliste	Welches Dokument enthält Positionen Benennungen und Mengen?
Schraube	Welches lösbare Verbindungselement arbeitet typischerweise mit einem Gewinde?
Nietung	Wie heißt eine dauerhaft gesetzte Verbindung mit einem verformten Niet?
Drehmoment	Welche physikalische Größe ergibt sich aus Kraft mal wirksamem Hebelarm?
Prüfprotokoll	Wie heißt die schriftliche Aufzeichnung von Sollwerten Istwerten und Prüfurteilen?
Schaltplan	Welche Darstellung zeigt die funktionale Verschaltung mit genormten Symbolen?

LearningApps

Suche nach einer passenden Zuordnungsübung zum Thema und prüfe die fachliche Richtigkeit einer gefundenen Anwendung. Eine Suche ist keine Bestätigung der fachlichen Qualität jedes Ergebnisses.

Lückentext: den Arbeitsauftrag durchdenken

Ergänze je einen Fachbegriff oder Wert pro Satz.

Eine Baugruppe setzt sich aus mehreren funktional zusammenwirkenden zusammen.

Die benötigten Mengen und Positionen stehen in der .

Für eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung nutzen wir im Beispiel .

Eine Nietverbindung gilt in der Regel als .

Der Abstand der Lochmittelpunkte bei x gleich 30 mm und x gleich 70 mm beträgt Millimeter.

Die physikalische Einheit des Drehmoments lautet .

Das Dokument mit einer nachvollziehbaren Montagereihenfolge heißt .

Die schriftliche Aufzeichnung der Sollwerte und Istwerte ist das .

Eine Steuerung kann durch das Signal eines ausgelöst werden.

Beim Bohren an rotierenden Maschinen werden keine getragen.

Eine sicherere Alternative zur Bearbeitung unter fehlender Aufsicht ist das .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Baugruppe: Zeichne eine einfache unbelastete Halterung als Handskizze, benenne alle sichtbaren Teile und formuliere ihre Funktion in drei vollständigen Sätzen.
2. Technische Zeichnung: Lege zu einer selbst entworfenen Beispielhalterung eine kleine Zeichnungslegende für Gesamtzeichnung, Einzelteilzeichnung und Explosionsdarstellung an.
3. Stückliste: Erstelle aus den Angaben zum Praxisfall eine Tabelle mit fünf Positionen und rechne die Gesamtzahl der Normteile nach.
4. Arbeitssicherheit: Gestalte eine Infokarte mit fünf konkreten Maßnahmen für sichere Montage und nenne als Alternative eine Papier- oder CAD-Montage.

Standard

1. Fügeverfahren: Vergleiche Schrauben, Nieten und Kleben anhand von Lösbarkeit, Sicherheit, Werkzeugbedarf, Kosten und Reparierbarkeit; begründe eine Wahl für das Lehrmodell.
2. Drehmoment: Rechne für einen idealisierten Hebel von 0,15 m Länge bei 20 N und 35 N senkrechter Kraft die Momente aus; erkläre, warum das keine Montagevorgabe ist.
3. Montageplanung: Erstelle einen achtstufigen Montageplan mit Hilfsmitteln, Verantwortlichkeiten, Prüfstellen und sicheren Ersatzhandlungen ohne Maschinen.
4. Qualitätsmanagement: Fülle das Prüfprotokoll des Praxisfalls mit ausdrücklich erfundenen Istwerten aus und formuliere für eine Abweichung eine nachvollziehbare Fehleranalyse.

Schwer

1. Technisches Zeichnen: Entwirf eine digitale Baugruppen- und zwei Einzelteilzeichnungen für den Modellwinkel, ergänze die Stückliste und prüfe alle Maße auf gegenseitige Konsistenz.
2. Montagekosten: Variiere Materialpreise, Montagezeit und Stundenkostensatz in einer Tabellenkalkulation; bewerte zwei realistische Organisationsvarianten samt Umweltauswirkungen.
3. Steuerungstechnik: Entwirf eine drucklose Symbolkarten-Simulation für Taster, Signal und Anzeige, zeichne den Funktionsplan und dokumentiere mindestens vier Prüffälle ohne reale Inbetriebnahme.
4. Berufliche Kommunikation: Führe mit Zustimmung ein anonymisiertes Fachgespräch über typische Montagefehler oder nutze eine frei erfundene Gesprächssituation; präsentiere daraus ein Verbesserungsprojekt ohne Kunden- oder Personendaten.

Lernkontrolle

1. Auftragsanalyse: Erkläre, welche Angaben im fiktiven Winkelauftrag zwingend geklärt werden müssen, bevor eine Zeichnung oder ein Normteil freigegeben werden kann.
2. Montagereihenfolge: Begründe die Reihenfolge von Teileprüfung, Ausrichtung, Ansetzen der Verbindung und Abschlussprüfung anhand zweier möglicher Fehler.
3. Verbindungstechnik: Eine Baugruppe soll regelmäßig zur Wartung geöffnet werden. Vergleiche drei Fügeverfahren und erläutere, wann ein scheinbar günstigeres Verfahren über die Lebensdauer teurer sein kann.
4. Technische Berechnungen: Überprüfe die 40-mm-Lochabstände, die angenommene Schraubenlängenbilanz und die Beispielkosten; benenne zu jedem Ergebnis die Grenzen der Rechnung.
5. Funktionsprüfung: Entwirf drei eindeutige Soll-Ist-Kriterien für das unbelastete Lehrmodell und beschreibe, wie du eine festgestellte Abweichung ohne Gewalt untersuchst.
6. Steuerungen: Erstelle die Wahrheitstabelle einer simulierten Taster-Anzeige-Funktion und erkläre mit einem selbst gewählten Gegenbeispiel, wann eine Rückmeldung für eine Regelung nötig wäre.
7. Nachhaltigkeit: Entscheide begründet zwischen Austausch einzelner Normteile und vollständiger Entsorgung des Übungsmodells; beziehe Arbeitssicherheit, Lebensdauer, Materialeinsatz und Kosten ein.

Lernnachweis

Portfolio als überprüfbare Arbeitsprobe: Reiche eine Auftragsanalyse (Zweck, Funktion, Sicherheitsgrenze), je eine Baugruppen- und Einzelteilskizze, eine konsistente Stückliste, den achtstufigen Arbeitsplan, mindestens zwei ausgeführte Berechnungen mit Einheiten, ein fertiges unbelastetes Lehrmodell oder eine vollständige CAD-/Kartonmontage, die ausgefüllte Soll-Ist-Prüfliste und eine kurze Reflexion ein. Kennzeichne Annahmen deutlich; prüfe Versionsstand und Quellen. Arbeite nur mit erfundenen Datensätzen. Bei realem Werkstatteinsatz muss die verantwortliche Fachkraft die zugelassenen Arbeitsschritte festlegen.

Kompetenznachweis: Du erklärst technische Zusammenhänge fach- und englischsprachig, begründest die Auswahl von Normteilen, wendest M = F · l und grundlegende Kostenberechnung mit korrekten Einheiten an, simulierst eine einfache Steuerung, erkennst mindestens zwei typische Montagefehler, dokumentierst Abweichungen sachlich und leitest eine praktikable Verbesserung ab. Zur Selbst- und Partnerbewertung dient das 20-Punkte-Raster des Praxisfalls; eine fachkundige Person bewertet die sicherheitsrelevanten Punkte getrennt. Eine reflektierte Korrektur kann mit einer zweiten, versionsgekennzeichneten Arbeit dokumentiert werden.

OER und Wikipedia

Fachliche Ausgangsquellen (geprüfte Fundstellen, Stand Oktober 2026):

• KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/Metallbauerin, Lernfeld 3, gedruckte Seite 11: Kompetenzbereiche und Zeitrichtwert, Dokument mit historischem Beschlussdatum; nicht als alleinige Quelle für heutige Maschinen- und Sicherheitsregeln verwenden.
• BIBB-Berufsprofil Metallbauer/Metallbauerin, Fachrichtung Konstruktionstechnik: Handlungsfähigkeit, Rechtsgrundlagen und Verweis auf die Ausbildungsordnung vom 25.07.2008. Andere Fachrichtungen und betriebliche Anforderungen passend ergänzen.
• DGUV Regel 109-607 „Branche Metallbau“, Ausgabe 10/2020: branchenspezifische Sicherheits- und Gesundheitsschutzmaßnahmen; aktuelle Hinweise und betriebliche Gefährdungsbeurteilung vorrangig prüfen.
• BGHM, Arbeitsschutz Kompakt 011: Schutzbrille, Sicherung des Werkstücks und Handschuhverbot an rotierenden Werkzeugen; Publikationsstand auf der verlinkten Seite beachten.
• REYHER-Mediathek: Fachvideos über Montageverfahren, Vorspannkraft und Drehmoment; Hersteller- und Produktkontext bei Aussagen beachten.
• Wikipedia: Fügen, Wikipedia: Schraubenverbindung und Wikipedia: Stückliste: offen nachnutzbare ergänzende Orientierung; kritische technische Angaben immer mit Fachquellen abgleichen.

Deutschsprachige Fachvideos (geprüfte Medienseiten): Technische Zeichnungen lesen und Bohrungen für Gewinde an einer Säulenbohrmaschine (Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft über HubbS, „Copyright, freier Zugang“), außerdem Schraube, Schraubenverbindung; 2-Minuten-Erklärung! (Sergej Karch, YouTube; keine offene Lizenz nachgewiesen). Externe Videoplattformen können Nutzungsdaten verarbeiten; nur nach den Datenschutzvorgaben des Lernorts nutzen. Die Quellen werden verlinkt oder zulässig eingebettet, nicht kopiert.

Nachweis der sechs verwendeten Wikimedia-Commons-Dateien: Die angegebenen Lizenzen stammen von den jeweiligen Dateiseiten. Bei Weiterverbreitung sind die dortigen Lizenzbedingungen einschließlich Namensnennung und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen zu beachten; es wurden keine Änderungen an den Dateien vorgenommen.

Vertiefung über einen freien Überblicksartikel: Die folgende Einbettung führt zum deutschsprachigen Wikipedia-Beitrag über Fügen; sie liefert Definitionen und Verfahrensgruppen, keine verbindlichen Normtabellen.

OER-Hinweis: Selbst verfasste Skizzen, fiktive Stücklisten, Prüfprotokolle und Aufgaben aus diesem Kurs können mit eindeutiger Quellen- und Lizenzangabe als offene Unterrichtsmaterialien weiterentwickelt werden. Fremde Videos mit „freiem Zugang“ sind dadurch nicht automatisch Open Educational Resources. Aktuelle Normtexte und kostenpflichtige Fachunterlagen werden nicht kopiert.

Verknüpfte Lernbereiche

Metallbau und Fertigung Fügeverfahren Schraubenverbindung Nietverbindung Werkstoff Technische Kommunikation Technisches Zeichnen Stückliste CAD Montageplanung Technische Mathematik und Qualität Drehmoment Steuerungstechnik Qualitätsmanagement Arbeitssicherheit

Transferprojekte: (1) Erstelle für ein demontierbares Modellregal eine rein digitale Montageanleitung. (2) Vergleiche zwei fiktive Befestigungsvarianten hinsichtlich Prüfaufwand und Reparierbarkeit. (3) Simuliere mit Signal-Karten eine sichere Zustandsanzeige und erläutere die Unterschiede zwischen Steuerung und Regelung. (4) Entwickle im Team eine datensparsame digitale Prüfprotokollvorlage mit Versionsnummer und Abweichungsfeld. Für reale Betriebspraxis sind betriebliche Freigaben, der Landeslehrplan und die zuständige Kammer maßgebend.

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