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Schmiedetechniken und Formgebung – Stauchen beim Schmieden verstehen

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Schmiedetechniken und Formgebung – Stauchen beim Schmieden verstehen

Kurzbeschreibung: Beim Stauchen wird ein Werkstück in Längsrichtung verkürzt. Gleichzeitig nimmt sein Querschnitt zu. Du lernst das Prinzip an Bauteilbildern, Zeichnungen und Prozessvideos kennen, beurteilst Materialfluss und Fehlerbilder und triffst begründete Entscheidungen für einen Ausbildungsfall.

Zielgruppe: Ausbildung in Metalltechnik, Fertigungstechnik und verwandten Berufen.

Sicherheitsgrenze dieses Kurses: Heiße Werkstoffe, offene Feuerstellen, Schmiedeöfen, Rauch- und Abgase, Funken, Zunder, kraftbetriebene Hämmer und Brandgefahren können schwere Verletzungen verursachen. Praktische Demonstrationen dürfen nur fachlich angeleitet, nach betrieblicher Unterweisung und unter unmittelbarer Aufsicht stattfinden. Keine unbeaufsichtigten Versuche. Dieser Lernkurs ist keine Bedienungsanleitung für Schmiedeessen, Öfen oder Schmiedehämmer.

Einleitung

Schmieden ist ein Druckumformverfahren. Beim Freiformschmieden gehört das Stauchen zu den grundlegenden Formgebungsverfahren.

Merksatz: Stauchen bedeutet kürzer und dicker.

Bildauftrag: Suche in der Zeichnung den Schritt „freies Stauchen“. Beschreibe nur die Formänderung: Was geschieht mit Höhe beziehungsweise Länge und Querschnitt?

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du das Stauchen von anderen Schmiedebewegungen unterscheiden, die annähernde Volumenkonstanz zur Abschätzung von Maßen nutzen, Knick- und Qualitätsrisiken erkennen sowie eine Sicherheitsfreigabe begründet verweigern, wenn Voraussetzungen fehlen.

Ausbildungsfall

In einer Ausbildungswerkstatt soll aus einem Rundstahl eine verdickte Vorform für einen späteren Kopf oder Flansch entstehen. Deine Aufgabe ist zunächst nicht das selbstständige Schmieden. Du sollst vor einer fachlich angeleiteten Demonstration entscheiden:

Prüffrage	Deine Entscheidung
Welche Formänderung wird benötigt?	Länge kleiner, Querschnitt größer → Stauchen
Ist der Materialfluss plausibel?	Volumen bleibt bei plastischer Umformung näherungsweise erhalten
Besteht Knickgefahr?	Freie Stauchlänge und Durchmesser müssen gemeinsam beurteilt werden
Darf praktisch gearbeitet werden?	Nur nach Unterweisung, Sicherheitscheck und direkter fachlicher Aufsicht

Lerneinheit 1: Was passiert beim Stauchen?

Beim Stauchen wirkt eine Druckbelastung entlang der Werkstückachse. Der Werkstoff fließt seitlich aus: Die Länge nimmt ab, der Querschnitt nimmt zu. Das ist die Gegenrichtung zum Recken.

Beobachtungsfrage: Welche Information liefert ein Foto sicher – und welche nicht? Sichtbar sind Werkstück, Hammer, Amboss und ein heißer Bereich. Nicht sicher beurteilbar sind unter anderem Werkstoff, Temperatur, Schlagenergie, Unterweisung oder sichere Umgebung.

Mini-Modell: Volumen bleibt näherungsweise gleich

Für einen idealisierten zylindrischen Abschnitt gilt näherungsweise:

A0 · h0 ≈ A1 · h1

oder bei Rundmaterial:

d1 ≈ d0 · √(h0 / h1)

Beispiel als reine Rechenaufgabe: Ein Zylinder mit d0 = 20 mm und h0 = 30 mm wird rechnerisch auf h1 = 20 mm verkürzt. Dann ergibt sich idealisiert d1 ≈ 24,5 mm.

Wichtig: Reale Werkstücke können wegen Reibung und ungleichmäßigem Materialfluss bauchig werden. Die Rechnung ist ein Modell, keine Arbeitsanweisung.

Lerneinheit 2: Materialfluss im Prozessvideo erkennen

Video: Black Bear Forge, „The Fundamentals of Blacksmithing – Upsetting“ (2025).

Beobachtungsauftrag: Stoppe gedanklich an drei Stellen: vor der Formänderung, während der axialen Belastung und nach der Formänderung. Notiere jeweils nur Länge, Querschnitt und Symmetrie.

Entscheidungsaufgabe: Woran erkennst Du, dass der gezeigte Formschritt Stauchen und nicht Recken ist?

Begründetes Feedback: Deine Entscheidung ist tragfähig, wenn Du die gegenläufige Änderung von Länge und Querschnitt als Hauptkriterium verwendest. Einzelne Hammerbewegungen allein reichen zur Einordnung nicht aus.

Lerneinheit 3: Werkzeugwirkung vergleichen

Video: Black Bear Forge, „Upsetting developments“ (2019).

Beobachtungsauftrag: Vergleiche, wie unterschiedliche Hammerformen den sichtbaren Materialfluss beeinflussen. Achte auf Gleichmäßigkeit, seitliche Ausweichbewegung und Symmetrie.

Entscheidungsaufgabe: Welche sichtbare Form würdest Du als bessere Zwischenform bewerten?

Begründetes Feedback: Eine gute Begründung bezieht sich auf einen möglichst kontrollierten, symmetrischen Materialfluss und vermeidet die Aussage „sieht einfach besser aus“. Das Video ersetzt keine praktische Unterweisung.

Lerneinheit 4: Stauchverhältnis und Knickgefahr

Das Stauchverhältnis beschreibt das Verhältnis der freien, nicht geführten Länge zum Durchmesser. Wird ein schlankes Werkstück axial belastet, steigt das Risiko des seitlichen Ausknickens.

Als verbreitete Konstruktionsorientierung beschreibt OpenLearn für das einstufige Stauchen eine freie Länge von höchstens etwa 3 · d und nennt in der Praxis häufig Werte unter 2,5 · d. Diese Werte sind keine allgemeine Freigabe für eine Werkstattübung: Werkstoff, Temperatur, Werkzeug, Führung, Prozessweg und betriebliche Vorgaben müssen fachlich beurteilt werden.

Bildauftrag: Erkläre, warum ein vorhandenes Werkzeugmerkmal allein noch nicht beweist, dass ein konkreter Stauchvorgang sicher oder geeignet ist.

Lerneinheit 5: Fehlerbilder lesen

Beobachtung	Mögliche Deutung	Nächste Lernentscheidung
Werkstück wird kürzer und breiter	Grundprinzip des Stauchens	Materialfluss weiter beobachten
Stab weicht seitlich aus	mögliche Instabilität oder Knickgefahr	Prozess nicht „weiterprobieren“, sondern fachlich prüfen lassen
Form wird deutlich unsymmetrisch	ungleichmäßiger Materialfluss	Ursache mit Ausbilder oder Ausbilderin analysieren
Starke Bauchform	Reibung und inhomogene Umformung können beteiligt sein	Modellrechnung nicht mit Realform verwechseln

Lerneinheit 6: Sicherheit vor Formgebung

Die BGHM nennt bei Schmiedeessen unter anderem Entstehungsbrände, Rauchgase, Lärm, Funken, Schlacke, Zunder und Verbrennungsgefahren. Vor der Arbeit sind unter anderem Rauchabzug, geeignete persönliche Schutzausrüstung und betriebliche Brandschutzmaßnahmen zu prüfen. Brennbare Gegenstände müssen aus dem Gefahrenbereich entfernt sein. Heiße Werkstücke können auch dann gefährlich sein, wenn ihre Temperatur nicht mehr zuverlässig am Glühen erkennbar ist.

Bei kraftbetriebenen Schmiedehämmern kommen insbesondere Quetschgefahr, Lärm, Zunderflug, Verbrennungsgefahr und Vibration hinzu. Hände gehören nicht in den Gefahrenbereich.

Ausbildungsregel: Wenn Absaugung, Brandschutz, Schutzausrüstung, Werkzeugzustand, Arbeitsfreigabe oder fachliche Aufsicht nicht eindeutig geklärt sind, wird nicht praktisch begonnen.

Video: „Blacksmith Working at Möhkön Ruukki“. Das Video ist als allgemeine Prozessbeobachtung gedacht, nicht als Stauch-Anleitung.

Sicherheitsauftrag: Nenne drei Punkte, die Du aus einem Video nicht zuverlässig freigeben kannst, zum Beispiel Zustand der Absaugung, betriebliche Unterweisung oder Eignung der persönlichen Schutzausrüstung.

Begründetes Feedback: Eine Videoaufnahme zeigt nur einen Ausschnitt. Eine sichere Entscheidung benötigt die reale Gefährdungsbeurteilung am Arbeitsplatz.

Gestufte Hilfen

Hilfestufe	Nutze sie, wenn Du festhängst
Hilfe 1 – Denkbild	Stelle Dir dieselbe Werkstoffmenge vor: Wird der Körper kürzer, muss Material seitlich ausweichen.
Hilfe 2 – Rechenstütze	Nutze näherungsweise A0 · h0 ≈ A1 · h1. Bei Rundmaterial folgt d1 ≈ d0 · √(h0 / h1).
Hilfe 3 – Entscheidungscheck	Prüfe nacheinander Formziel, Symmetrie, Knickrisiko und Sicherheitsfreigabe. Bei Unsicherheit entscheidet die fachlich verantwortliche Person.

Basis-, Anwendungs- und Transferaufgaben

Basis

Formänderung erkennen: Ein Werkstück wird bei gleicher Werkstoffmenge kürzer und dicker. Benenne das Verfahren und begründe mit zwei Formmerkmalen. Feedback: Richtig ist Stauchen, weil die axiale Länge abnimmt und der Querschnitt zunimmt.
Modell verstehen: Erkläre, warum eine Längenabnahme nicht bedeutet, dass Werkstoff „verschwindet“. Feedback: Bei plastischer Umformung bleibt das Volumen näherungsweise erhalten; Material wird umverteilt.

Anwendung

Knickrisiko beurteilen: Zwei gleich dicke Rohlinge haben unterschiedliche freie Längen. Welcher verlangt die kritischere Knickprüfung? Begründe. Feedback: Der längere freie Abschnitt ist kritischer, weil das Verhältnis freie Länge zu Durchmesser größer ist.
Freigabe entscheiden: Die Formaufgabe ist klar, aber der Rauchabzug wurde nicht geprüft. Darf die Demonstration beginnen? Feedback: Nein. Die technische Formaufgabe ersetzt keine Sicherheitsfreigabe.

Transfer

Bauteilstrategie: Ein Bauteil benötigt lokal mehr Querschnitt, ohne Werkstoff anzufügen. Begründe, warum Stauchen als Vorformschritt grundsätzlich denkbar ist und welche Prozessgrenzen Du prüfen würdest. Feedback: Gute Antworten verbinden Materialumverteilung mit Geometrie, Knickrisiko, Werkzeugführung und Sicherheitsbedingungen.
Abweichung bewerten: Nach einer beaufsichtigten Demonstration ist die Zwischenform sichtbar unsymmetrisch. Formuliere eine fachliche Entscheidung statt „noch einmal stärker schlagen“. Feedback: Prozess stoppen beziehungsweise nicht eigenständig fortsetzen, Abweichung analysieren und Ursache mit der verantwortlichen Fachperson klären.

Quellen- und Mediencheck

Prüfstand: 06.10.2026. Die Fachinhalte wurden mit Quellen aus Fertigungstechnik und Arbeitsschutz abgeglichen. Medienlinks wurden vor Einbau auf Existenz und thematische Passung geprüft.

Quelle oder Medium	Prüfergebnis
Wikipedia – Stauchen/Stauchung	Längenverkürzung, Volumenerhaltung bei nicht porösem Material und Knickgefahr über das Stauchverhältnis
Wikipedia – Freiformschmieden	Stauchen als Verfahren des Freiformschmiedens
OpenLearn – Upset forging	Bauteilanwendung, Prozessprinzip und Konstruktionsorientierung zur freien Stauchlänge
BGHM Arbeitsschutz Kompakt Nr. 118 – Schmiedeessen	Brand-, Rauchgas-, Augen-, Lärm- und Verbrennungsgefahren sowie Schutzmaßnahmen
BGHM Arbeitsschutz Kompakt Nr. 129 – Schmiedehammer	Quetsch-, Lärm-, Zunder-, Verbrennungs- und Vibrationsgefahren
Wikimedia Commons – Ringfertigung.svg	Cschirp; CC BY-SA 3.0 DE; Zeichnung enthält den Prozessschritt freies Stauchen
Wikimedia Commons – Anvil, northern German type with upsetting block.jpg	Kleseus; CC0 1.0
Wikimedia Commons – Blacksmith's hammer on hot metal and anvil	David Whelan; CC0 1.0
Wikimedia Commons – Blacksmith's fire	David Whelan; CC0 1.0
Wikimedia Commons – Blacksmith Working at Möhkön Ruukki	Sounds of Changes; auf Commons als CC BY 3.0 dokumentiert; ursprüngliches YouTube-Video verifiziert
YouTube: Black Bear Forge – The Fundamentals of Blacksmithing – Upsetting	Fachinhalt zum Stauchen mit Fertigungsquellen gegengeprüft; Einbettung als YouTube-Stream, keine freie Nachnutzungslizenz behauptet
YouTube: Black Bear Forge – Upsetting developments	Beobachtung unterschiedlicher Hammerwirkungen; Einbettung als YouTube-Stream, keine freie Nachnutzungslizenz behauptet

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Formänderung kennzeichnet das Stauchen beim Schmieden? (Länge nimmt ab und Querschnitt nimmt zu) (!Länge nimmt zu und Querschnitt nimmt ab) (!Länge und Querschnitt bleiben unverändert) (!Werkstoff wird vollständig abgetragen)

Zu welcher grundlegenden Verfahrensgruppe gehört das Schmieden? (Druckumformen) (!Spanen) (!Gießen) (!Fügen)

Was gilt für das Werkstückvolumen beim idealisierten plastischen Stauchen näherungsweise? (Es bleibt konstant) (!Es verdoppelt sich) (!Es wird null) (!Es hängt nur von der Hammermasse ab)

Was beschreibt das Stauchverhältnis? (Verhältnis der freien Länge zum Durchmesser) (!Verhältnis der Masse zur Farbe) (!Verhältnis der Härte zur Dichte) (!Verhältnis der Temperatur zur Zeit)

Welche Gefahr nimmt bei einem sehr schlanken freien Werkstück besonders zu? (Knickgefahr) (!Korrosionsfreiheit) (!Magnetisierung) (!Spanbildung)

Warum kann eine reale Stauchform bauchig werden? (Reibung kann den Materialfluss ungleichmäßig machen) (!Metall verliert beim Stauchen immer die Hälfte seines Volumens) (!Der Amboss erzeugt zwangsläufig eine Bohrung) (!Der Werkstoff wird beim Stauchen zerspant)

Welche Maßnahme ist vor Arbeiten an einer Schmiedeesse sicherheitsrelevant? (Funktion des Rauchabzugs prüfen) (!Rauchabzug absichtlich schließen) (!Brennbare Stoffe neben die Feuerstelle legen) (!Augenschutz ablegen)

Welche Gefahr ist bei einem kraftbetriebenen Schmiedehammer besonders zu beachten? (Quetschgefahr) (!Sonnenbrand) (!Unterkühlung) (!Papierstaub)

Was ist zu tun wenn die Sicherheitsfreigabe für eine praktische Demonstration fehlt? (Nicht beginnen und die verantwortliche Fachperson einbeziehen) (!Trotzdem allein ausprobieren) (!Schutzeinrichtungen umgehen) (!Nur schneller arbeiten)

Welche Aussage zu Prozessvideos ist richtig? (Sie unterstützen Beobachtung ersetzen aber keine fachliche Unterweisung) (!Sie ersetzen jede Gefährdungsbeurteilung) (!Sie erlauben unbeaufsichtigte Versuche) (!Sie machen persönliche Schutzausrüstung überflüssig)

Memory

Stauchen	Längenverkürzung
Querschnitt	Zunahme
Volumenkonstanz	Materialumverteilung
Stauchverhältnis	Knickbeurteilung
Rauchabzug	Abgaserfassung
Schmiedehammer	Quetschgefahr

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Längenabnahme	Stauchen
Querschnittszunahme	Materialfluss
Seitliches Ausweichen	Knickrisiko
Rauchgase erfassen	Rauchabzug
Direkte Fachaufsicht	Praktische Demonstration

...

Kreuzworträtsel

Stauchen	Wie heißt das Umformen mit Längenverkürzung und Querschnittszunahme?
Querschnitt	Welche geometrische Größe nimmt beim Stauchen zu?
Knicken	Wie heißt das unerwünschte seitliche Instabilitätsverhalten eines schlanken Rohlings?
Amboss	Auf welchem klassischen Schmiedewerkzeug wird häufig geformt?
Zunder	Welche spröde Oxidschicht kann beim heißen Schmieden abplatzen?
Rauchabzug	Welche Einrichtung muss Rauch und Abgase an der Schmiedeesse erfassen?

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Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Skizze Vorher–Nachher: Zeichne einen Rundstab vor und nach dem Stauchen. Markiere Längen- und Querschnittsänderung.
Pfeilbild: Ergänze in einer Skizze Pfeile für die axiale Belastung und das seitliche Ausweichen des Werkstoffs.
Bildvergleich: Vergleiche zwei Kursbilder und notiere, welche Informationen sichtbar und welche nicht sicher ableitbar sind.
Sicherheitskarte: Erstelle eine Karte mit den Begriffen Hitze, Rauchgase, Zunder, Brand und Quetschen.

Standard

Rechenblatt: Entwickle zwei eigene ungefährliche Rechenbeispiele zur Volumenkonstanz und prüfe die Ergebnisse mit der Formel.
Entscheidungsdiagramm: Gestalte ein Flussdiagramm, das bei großem Verhältnis von freier Länge zu Durchmesser zur fachlichen Prüfung statt zum Weiterarbeiten führt.
Fehlerbildanalyse: Zeichne eine symmetrische und eine ausgeknickte Zwischenform und begründe, welche Du freigeben würdest.
Fachinterview: Befrage eine Ausbilderin oder einen Ausbilder zu den betrieblichen Freigabekriterien für eine Schmiededemonstration und dokumentiere die Antworten.

Schwer

Prozessvergleich: Vergleiche Stauchen, Recken und Gesenkschmieden für ein Bauteil mit lokal vergrößertem Querschnitt und begründe Deine Wahl.
Sicherheitsanalyse: Entwirf eine lernorientierte Gefährdungsübersicht für eine fachlich angeleitete Demonstration. Trenne technische, organisatorische und persönliche Maßnahmen.
Prozessvideo prüfen: Analysiere eines der eingebetteten Videos szenenweise. Kennzeichne beobachtbare Formänderungen und Punkte, die aus dem Video nicht sicher bewertet werden können.
Ausbildungsfall entwickeln: Entwirf einen neuen betrieblichen Fall, in dem Stauchen als Vorformschritt denkbar ist. Begründe Formziel, Qualitätskriterien, Abbruchkriterien und notwendige Fachaufsicht.

Lernkontrolle

Materialfluss erklären: Erkläre einem neuen Auszubildenden ohne Formel, warum ein gestauchtes Werkstück kürzer und dicker wird. Nutze eine Skizze als Beleg.
Verfahren auswählen: Ein Rohteil benötigt lokal mehr Querschnitt. Vergleiche Stauchen mit Recken und begründe, welches Prinzip zum Ziel passt.
Knickfall: Ein Werkstück weicht während einer beaufsichtigten Demonstration seitlich aus. Leite aus dem Stauchverhältnis und der Prozessbeobachtung eine begründete Reaktion ab.
Rechnung und Realität: Eine Volumenrechnung sagt einen Durchmesser voraus, die reale Form ist aber bauchig. Erkläre, warum beides gleichzeitig richtig sein kann.
Freigabeentscheidung: Die Absaugung ist ungeprüft, das Werkstück wäre jedoch geometrisch gut geeignet. Begründe eine fachgerechte Entscheidung.
Qualitätsplanung: Formuliere drei beobachtbare Qualitätsmerkmale einer guten Zwischenform und drei Kriterien, bei denen Du die fachlich verantwortliche Person einbeziehst.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig:

Du erklärst Längenverkürzung und Querschnittszunahme fachsprachlich korrekt.
Du nutzt die annähernde Volumenkonstanz für eine einfache Maßabschätzung.
Du beurteilst das Stauchverhältnis als Hinweis auf Knickrisiken, ohne daraus allein eine praktische Freigabe abzuleiten.
Du unterscheidest zwischen idealisiertem Modell und realem Materialfluss.
Du erkennst Sicherheitsrisiken durch heiße Werkstoffe, Feuer, Rauch- und Abgase, Zunder, Lärm, Quetschstellen und Brandgefahren.
Du begründest, warum praktische Demonstrationen nur fachlich angeleitet und beaufsichtigt stattfinden dürfen.
Du dokumentierst Beobachtungen, Entscheidungen und Abbruchkriterien nachvollziehbar.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

Das Stauchen verbindet Formgebung, Werkstoffverhalten, Fertigungsplanung, Qualitätsbeurteilung und Arbeitsschutz.

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