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

Werkstücke und Formen stauchen - Schmied

Einleitung

Beim Stauchen wird ein Werkstück durch Druckkräfte in Kraftrichtung verkürzt. Gleichzeitig fließt der Werkstoff seitlich aus, sodass der Querschnitt größer wird. Für Schmiedinnen und Schmiede ist dieses Verfahren grundlegend: Es schafft gezielte Materialanhäufungen für Köpfe, Bunde, Schultern, Knoten und verstärkte Übergänge. Typische Beispiele sind ein geschmiedeter Nagelkopf, ein Nietkopf, ein Bund an einem Stab oder die Vorform für ein späteres Gesenkschmieden.

Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende im Bereich Metalltechnik, besonders an angehende Metallbauerinnen und Metallbauer der Fachrichtung Metallgestaltung. Du lernst das Stauchen als Verfahren des Druckumformens kennen, planst eine fachgerechte Arbeitsfolge, wählst Werkzeuge und Temperaturen aus und beurteilst das Ergebnis. Praktische Arbeiten dürfen nur nach Unterweisung, mit geeigneter Schutzausrüstung und unter Aufsicht einer fachkundigen Person erfolgen.

Beruflicher Bezug und Kompetenzziele

Das manuelle und maschinelle Herstellen von Schmiedeteilen gehört zu den beruflichen Kompetenzen der Fachrichtung Metallgestaltung. Beim Stauchen verbindest Du Kenntnisse aus Werkstofftechnik, technischer Mathematik, Arbeitsplanung, Werkzeugkunde, Qualitätsprüfung und Arbeitssicherheit.

Nach dem Lernkurs kannst Du das Stauchen vom Recken, Breiten, Biegen und Absetzen unterscheiden. Du kannst eine Stauchzone festlegen, den Materialbedarf näherungsweise über die Volumenkonstanz berechnen, eine geeignete Erwärmung planen und typische Fehler wie Knicken, Falten, Risse oder Zundereindrücke erklären. Außerdem kannst Du einen einfachen Arbeitsauftrag dokumentieren und die Qualität eines gestauchten Werkstücks bewerten.

Stauchen im System der Fertigungsverfahren

Umformen ist eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren. Die vorhandene Werkstoffmenge bleibt dabei im Wesentlichen erhalten; die Form wird plastisch verändert. Schmieden zählt zum Druckumformen. Beim handwerklichen Freiformschmieden entsteht die Form durch die Führung des Werkstücks und durch die Wirkung von Hammer, Amboss und Hilfswerkzeugen. Die Werkzeuge umschließen das Werkstück nicht vollständig.

Verfahren	Hauptwirkung am Werkstück	Typische Anwendung
Stauchen	Länge oder Höhe nimmt ab, Querschnitt nimmt zu	Kopf, Bund, Verdickung, Vorform
Recken	Länge nimmt zu, Querschnitt nimmt ab	Spitze, Schaft, längeres Werkstück
Breiten	Werkstoff wird überwiegend quer zur Schlagrichtung verteilt	Blatt, Lasche, flache Verbreiterung
Biegen	Werkstückachse oder Fläche wird gekrümmt	Haken, Bogen, Schnörkel
Absetzen	Ein Querschnittsübergang wird örtlich ausgebildet	Schulter, Absatz, definierter Übergang

Stauchen und Recken wirken gegensätzlich. In der Praxis werden sie häufig kombiniert: Zuerst wird Material an einer Stelle angestaucht, anschließend wird daraus eine genauere Form ausgeschmiedet.

Beobachtungsauftrag: Achte im Video darauf, wie die Schlagrichtung, die Werkstückhaltung und das wiederholte Drehen den Werkstofffluss beeinflussen.

Wirkprinzip und Werkstofffluss

Beim Stauchen muss die Druckkraft möglichst entlang der Werkstückachse wirken. Ist das Werkstück schief aufgesetzt oder trifft der Schlag außermittig, entsteht ein Biegemoment. Ein schlanker, zu lang erwärmter Abschnitt kann dann ausknicken, statt sich gleichmäßig zu verdicken.

Die Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug hemmt den Werkstofffluss an den Stirnflächen. Deshalb kann sich ein kurzer zylindrischer Rohling beim Ganzstauchen tonnenförmig wölben. Beim handwerklichen Stauchen wird diese Wölbung durch kontrollierte Schläge, Drehen des Werkstücks und anschließendes Richten oder Schlichten beherrscht.

Für eine erste Planung gilt näherungsweise die Volumenkonstanz:

$V_{0} \approx V_{1}$

Bei einem prismatischen oder zylindrischen Abschnitt kann vereinfacht gerechnet werden:

$A_{0} \cdot l_{0} \approx A_{1} \cdot l_{1}$

Dabei bedeuten $A_{0}$ und $A_{1}$ die Querschnittsflächen vor und nach dem Stauchen. $l_{0}$ und $l_{1}$ sind die zugehörigen Längen. In der Werkstatt müssen Zunderverlust, Übergangsradien, Nacharbeit und betriebliche Zuschläge zusätzlich berücksichtigt werden.

Das Stauchmaß ist die Verkürzung des Abschnitts:

$Δ l = l_{0} - l_{1}$

Je größer die Verkürzung, desto stärker muss der Werkstoff seitlich ausweichen. Große Formänderungen werden deshalb meist in mehreren Wärmen und mit Zwischenkontrollen ausgeführt.

Rechenbeispiel zur Materialvorbereitung

Aus einem Vierkantstab mit 10 mm Kantenlänge soll näherungsweise ein quadratischer Kopf mit 14 mm Kantenlänge und 6 mm Dicke entstehen. Ohne Zunder- und Bearbeitungszuschlag ergibt sich:

$V_{Kopf} = 14 mm \cdot 14 mm \cdot 6 mm = 1176 {mm}^{3}$

Der Ausgangsquerschnitt beträgt:

$A_{0} = 10 mm \cdot 10 mm = 100 {mm}^{2}$

Die theoretisch benötigte Stauchlänge ist damit:

$l_{0} = \frac{1176 {mm}^{3}}{100 {mm}^{2}} = 11,76 mm$

Für den realen Arbeitsauftrag wird das Ergebnis nach betrieblicher Vorgabe um Zuschläge ergänzt. Außerdem muss der Übergang vom Kopf zum Schaft berücksichtigt werden. Die Rechnung ersetzt deshalb nicht das Probeschmieden und die Maßkontrolle, sondern liefert einen begründeten Ausgangswert.

Werkstoffe und Schmiedetemperatur

Nicht jeder Werkstoff wird bei derselben Temperatur gestaucht. Die geeignete Anfangs- und Endschmiedetemperatur hängt unter anderem von Werkstoffsorte, Querschnitt, Umformgrad und Arbeitsverfahren ab. Maßgeblich sind Werkstoffdatenblatt, Arbeitsplan und betriebliche Unterweisung. Glühfarben können nur als grobe Orientierung dienen, weil Umgebungslicht, Zunder und Oberflächenzustand die Wahrnehmung verändern.

Ein ausreichend erwärmter Stahl lässt sich mit geringerer Kraft plastisch umformen. Ist die Temperatur zu niedrig, steigen Umformwiderstand und Rissgefahr. Wird der Stahl überhitzt oder beginnt er zu verbrennen, kann sein Gefüge dauerhaft geschädigt werden. Ein verdächtiges Werkstück wird ausgesondert und von einer fachkundigen Person beurteilt. Es darf nicht eigenmächtig weiterverarbeitet werden.

Die Stauchzone soll möglichst gleichmäßig durchwärmt sein. Für das Endstauchen wird nur der benötigte Endbereich erwärmt. Beim Mittel- oder Bundstauchen wird die mittlere Zone gezielt erwärmt, während angrenzende Bereiche kühler und damit formstabiler bleiben. Zu lange Wärmezonen fördern unkontrolliertes Ausbauchen oder Knicken; zu kurze Wärmezonen erschweren einen weichen Übergang.

Beim Erwärmen entsteht auf Stahl häufig Zunder, also eine Oxidschicht. Lose Zunderteilchen werden vor dem nächsten Schlag mit einer geeigneten Bürste oder durch fachgerechtes Abstreifen entfernt. Bleibt Zunder zwischen Werkstück und Amboss, kann er in die Oberfläche eingeschlagen werden.

Werkzeuge, Hilfsmittel und Maschinen

Werkzeug oder Einrichtung	Aufgabe beim Stauchen	Wichtiger Prüfpunkt
Schmiedefeuer oder Ofen	Stauchzone auf werkstoffgerechte Temperatur bringen	Feuerführung, Temperatur, Belüftung und Brennstoff beachten
Amboss und Stauchklotz	Werkstück abstützen und Druckkraft aufnehmen	Bahn sauber, standsicher und frei von losen Zunderresten
Schmiedehammer	Schläge axial und dosiert einleiten	Hammerkopf fest, Bahn unbeschädigt, Stiel sicher
Schmiedezange	Heißes Werkstück sicher halten und führen	Maulform passt zum Querschnitt, Werkstück sitzt spielfrei
Setzhammer und Formwerkzeuge	Flächen, Bunde und Übergänge genauer ausformen	Werkzeugflächen sauber und für die Form geeignet
Lehren und Messmittel	Länge, Querschnitt, Rechtwinkligkeit und Symmetrie prüfen	Messmittel vor Hitze schützen und korrekt ablesen
Federhammer oder Lufthammer	Wiederholte Schläge mit höherer Leistung ausführen	Nur nach Einweisung, Schutzabstände und Signale einhalten
Schmiedepresse	Langsam wirkende Druckkraft kontrolliert einleiten	Quetschstellen sichern, Werkzeugausrichtung kontrollieren

Beim Handschmieden bestimmen Schlagenergie, Schlagfolge, Treffpunkt und Werkstückdrehung die Form. Leichte Schläge dienen häufig zum Ausrichten und Schlichten; kräftigere Schläge bewirken eine stärkere Formänderung. Die Hammermasse muss zum Querschnitt, zur Temperatur und zur Aufgabe passen.

Beim maschinellen Stauchen sind Werkzeugführung und Wiederholgenauigkeit höher, zugleich steigen die Gefährdungen durch große Kräfte, Quetschstellen und fortgeschleuderten Zunder. Maschinen dürfen nur von eingewiesenen Personen nach betrieblicher Freigabe bedient werden.

Beobachtungsauftrag: Notiere, welche Grundtechniken im Video kombiniert werden und wie sich kontrollierte Hammerschläge von zufälligem Schlagen unterscheiden.

Staucharten und typische Formen

Ganzstauchen

Beim Ganzstauchen wird ein kurzer Rohling über seine gesamte freie Höhe verkürzt. Der Querschnitt nimmt insgesamt zu. Dieses Verfahren wird häufig zur Vorformung eingesetzt. Der Rohling muss so kurz und sicher geführt sein, dass er nicht seitlich ausknickt. In der industriellen Massivumformung dient das Ganzstauchen oft zur Materialvorverteilung vor weiteren Formstufen.

Endstauchen oder Kopfstauchen

Beim Endstauchen wird Material am Ende eines Stabes angehäuft. Daraus können Köpfe, Knäufe, Nietformen oder verstärkte Enden entstehen. Nur die erforderliche Endzone wird erwärmt. Das Werkstück wird rechtwinklig abgestützt, und die Kraft wird möglichst axial eingeleitet. Zwischen den Schlägen wird die Form kontrolliert und je nach Zielgeometrie gedreht.

Ein Nagelkopf zeigt das Prinzip besonders anschaulich: Der Schaft wird vorbereitet, ein kurzer Überstand bleibt am Kopfende stehen und wird im Nageleisen oder auf einem geeigneten Werkzeug gestaucht und geformt. Die genaue Arbeitsfolge hängt vom Werkstück und vom verwendeten Kopfwerkzeug ab.

Beobachtungsauftrag: Beschreibe nach dem Video, an welcher Stelle Material angehäuft wird und wodurch ein schiefes Ausweichen verhindert werden kann.

Mittelstauchen und Bundstauchen

Beim Mittelstauchen liegt die Stauchzone nicht am Werkstückende, sondern zwischen zwei weniger warmen oder geführten Bereichen. Durch axiale Druckkraft weicht der warme Werkstoff seitlich aus. So entsteht eine örtliche Verdickung. Wird diese Verdickung ringförmig und maßhaltig ausgearbeitet, spricht man häufig vom Bundstauchen. Bunde dienen zum Beispiel als Anschläge, gestalterische Knoten oder verstärkte Übergänge.

Das Mittelstauchen ist anspruchsvoller als das einfache Endstauchen. Die erwärmte Zone muss kurz, gleichmäßig und zentrisch sein. Lange Stäbe benötigen eine sichere Führung, passende Vorrichtungen oder maschinelle Unterstützung. Improvisierte Verfahren sind wegen der Knick- und Schlaggefahr unzulässig.

Formstauchen und Gesenkstauchen

Beim Formstauchen wird der seitliche Werkstofffluss durch Formwerkzeuge, Gesenke, Ringe oder Aufnahmen begrenzt. Dadurch lassen sich wiederholbare Köpfe, Bunde und Vorformen erzeugen. Das Werkzeug nimmt einen Teil der späteren Werkstückform vorweg. Entscheidend sind eine ausreichende Füllung, Entlüftung und eine sinnvolle Materialvorverteilung.

Beobachtungsauftrag: Untersuche, wie durch vorgelagertes Stauchen eine scharfe Ecke oder Schulter vorbereitet wird. Achte besonders auf die Materialreserve.

Arbeitsvorbereitung

Eine fachgerechte Staucharbeit beginnt nicht am Feuer, sondern mit der Planung.

Arbeitsauftrag klären: Zeichnung, Sollmaße, Toleranzen, Stückzahl, Werkstoff und Oberflächenanforderung erfassen.
Werkstoff prüfen: Werkstoffbezeichnung und Schmiedbarkeit anhand freigegebener Unterlagen kontrollieren.
Materialmenge bestimmen: Zielvolumen, Stauchlänge, Übergang und Zuschläge berechnen oder aus Arbeitsplan und Muster übernehmen.
Stauchzone kennzeichnen: Lage und Länge gut sichtbar markieren, ohne eine schädliche Kerbe einzubringen.
Werkzeuge auswählen: Hammer, Zange, Ambossbereich, Setzwerkzeuge, Lehren und gegebenenfalls Maschine festlegen.
Gefährdungen beurteilen: Funkenflug, heiße Oberflächen, Lärm, Quetschstellen, Feuer, Abgase und Verkehrswege berücksichtigen.
Arbeitsplatz vorbereiten: Werkzeuge griffbereit und stolpersicher ablegen, Ambossbahn reinigen und Kühl- beziehungsweise Ablageplatz festlegen.
Prüfstrategie festlegen: Zwischenmaße, Endmaße, Sichtprüfung und Dokumentation bestimmen.

Die Stauchlänge ist nicht beliebig. Ein zu langer freier Abschnitt neigt zum Knicken; ein zu kurzer Abschnitt liefert zu wenig Material. Bei unbekannter Geometrie wird zunächst ein Probestück unter Anleitung gefertigt.

Arbeitsablauf beim manuellen Stauchen

Werkstück aufnehmen: Verwende eine zum Querschnitt passende Schmiedezange. Prüfe den sicheren Sitz vor dem Erwärmen.
Stauchzone erwärmen: Erwärme nur den geplanten Bereich gleichmäßig und nach Werkstoffvorgabe.
Zunder entfernen: Reinige die Auflagefläche und streife lose Oxidschichten fachgerecht ab.
Werkstück ausrichten: Setze das Werkstück rechtwinklig auf und richte seine Achse zur Schlagrichtung aus.
Erste Schläge dosieren: Beginne kontrolliert, damit sich die Stauchzone zentrisch aufbaut.
Werkstück drehen: Drehe das Werkstück regelmäßig, damit der Querschnitt symmetrisch bleibt.
Zwischenrichten: Korrigiere beginnendes Knicken sofort. Ein stark ausgeknicktes Teil darf nicht einfach mit voller Schlagkraft weitergestaucht werden.
Nachwärmen: Unterschreite die zulässige Endschmiedetemperatur nicht. Erwärme bei Bedarf erneut.
Form ausarbeiten: Stelle Flächen, Kanten, Radien oder Bunde mit geeigneten Hämmern und Setzwerkzeugen her.
Prüfen und ablegen: Kontrolliere Maße und Oberfläche. Lege das heiße Werkstück nur auf dem gekennzeichneten Platz ab.

Der Arbeitsablauf ist zyklisch: Erwärmen, Stauchen, Drehen, Richten und Prüfen wechseln sich ab. Ein gutes Ergebnis entsteht nicht durch möglichst viele harte Schläge, sondern durch eine zur Temperatur und Form passende Schlagfolge.

Beobachtungsauftrag: Vergleiche im Video Recken und Stauchen. Erkläre anschließend, warum beide Techniken bei vielen Schmiedestücken nacheinander benötigt werden.

Praxisbeispiel: Kopf an einen Vierkantstab stauchen

Arbeitsziel: An einem Vierkantstab soll ein zentrischer, quadratischer Kopf mit gleichmäßiger Schulter entstehen. Die konkreten Maße legt die Ausbildungswerkstatt fest.

Übertrage die Stauchlänge aus Zeichnung oder Berechnung auf das Werkstück.
Wähle eine Vierkantzange, die den Stab sicher hält, ohne ihn seitlich zu verdrehen.
Erwärme den Endabschnitt gleichmäßig; der Schaft soll außerhalb der Stauchzone formstabil bleiben.
Entferne losen Zunder und setze das Werkstück senkrecht auf.
Leite die Schläge axial ein und drehe den Vierkant jeweils kontrolliert um seine Längsachse.
Prüfe nach wenigen Schlägen, ob der Kopf mittig wächst und die Schulter gleichmäßig bleibt.
Richte Abweichungen frühzeitig und arbeite die vier Seiten mit passenden Hammerbahnen oder Setzwerkzeugen aus.
Kontrolliere Kopfdicke, Seitenmaß, Rechtwinkligkeit, Übergang und Oberfläche mit Lehre, Winkel und Messschieber.
Kennzeichne das Werkstück als heiß und lasse es nach Arbeitsplan abkühlen oder führe die vorgeschriebene Wärmebehandlung durch.
Dokumentiere Sollmaß, Istmaß, Zahl der Wärmen, festgestellte Fehler und Verbesserungsmöglichkeiten.

Das Werkstück darf nicht durch ungeplantes Abschleifen auf Maß gebracht werden, wenn dadurch die geforderte Form, Materialreserve oder Oberfläche verloren geht. Nacharbeit wird im Arbeitsplan festgelegt.

Qualitätsprüfung

Prüfmerkmal	Gute Ausführung	Mögliche Prüfmethode
Maßhaltigkeit	Länge, Kopf, Bund oder Verdickung liegen innerhalb der Vorgabe	Messschieber, Lehre, Stahllineal
Symmetrie	Material ist zentrisch und gleichmäßig verteilt	Sichtprüfung, Drehen vor einer Bezugskante
Ausrichtung	Schaft und gestauchter Bereich liegen auf der vorgesehenen Achse	Winkel, Richtplatte, Vergleich mit Zeichnung
Oberfläche	Keine Risse, Falten, tiefen Zundereindrücke oder scharfen Fehlkerben	Gereinigte Sichtprüfung bei ausreichender Beleuchtung
Übergang	Schulter oder Radius entspricht der Funktion und zeigt keine Einschnürung	Radiuslehre, Konturlehre, Vergleichsmuster
Werkstoffzustand	Keine Anzeichen von Verbrennung oder unzulässiger Überhitzung	Prozessbeobachtung und fachkundige Beurteilung

Eine Maßprüfung am glühenden Werkstück ist nur mit dafür vorgesehenen Lehren und unter Beachtung der Wärmeausdehnung zulässig. Empfindliche Messmittel werden nicht unnötig der Hitze ausgesetzt.

Typische Fehler, Ursachen und Abhilfe

Fehlerbild	Häufige Ursache	Fachgerechte Reaktion
Werkstück knickt seitlich aus	Stauchzone zu lang, Werkstück schief, Schlag außermittig	Arbeit unterbrechen, ausrichten, Zone verkürzen oder Führung verbessern
Kopf sitzt exzentrisch	Ungleichmäßige Erwärmung, ungleiches Drehen, falscher Treffpunkt	Gleichmäßig nachwärmen, zentrisch schlagen, häufiger kontrollieren
Falten oder Überlappungen	Werkstofffluss wird unkontrolliert eingeschlossen	Umformschritte verkleinern, Kontur früher berichtigen, Werkzeugführung prüfen
Risse	Temperatur zu niedrig, Umformung zu stark, ungeeigneter oder vorgeschädigter Werkstoff	Werkstück stoppen und fachkundig beurteilen; Ursache vor neuem Versuch beseitigen
Zundereindrücke	Lose Oxidschicht auf Werkstück oder Ambossbahn	Werkstück und Werkzeugfläche zwischen den Wärmen reinigen
Tonnenform	Reibung hemmt den Werkstofffluss an den Stirnflächen	Werkstück drehen, Zwischenform korrigieren und geeignete Werkzeuge verwenden
Maß zu klein	Materialmenge oder Stauchlänge zu gering	Materialberechnung und Zuschläge prüfen; nicht durch Überhitzen erzwingen
Grobe oder verbrannte Oberfläche	Zu lange oder zu hohe Erwärmung	Werkstück aussondern, Feuerführung und Temperaturkontrolle verbessern

Fehler werden nicht nur beseitigt, sondern dokumentiert. Eine kurze Ursachenanalyse verhindert, dass beim nächsten Werkstück derselbe Fehler wiederholt wird.

Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz

Beim Schmieden wirken hohe Temperaturen, Schlagenergien, Lärm, Funkenflug und große Kräfte zusammen. Die betriebliche Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung und Maschinenanweisung sind verbindlich.

Persönliche Schutzausrüstung: Trage die vorgeschriebene Schutzbrille oder den Gesichtsschutz, Gehörschutz, Sicherheitsschuhe, geeignete Schutzkleidung und je nach Tätigkeit Schmiedeschürze sowie hitzebeständige Handschuhe.
Werkzeugkontrolle: Benutze keinen Hammer mit lockerem Kopf, beschädigtem Stiel oder ausgebrochener Bahn. Zangen müssen zum Werkstück passen.
Heißes Material: Behandle jedes Werkstück im Schmiedebereich als heiß. Lege es nur an gekennzeichneten Stellen ab und warne andere Personen.
Sicherer Schlagraum: Niemand darf im Aushol- oder Funkenbereich stehen. Beim Zuschlagen mit einer zweiten Person werden eindeutige Kommandos vereinbart.
Maschinenarbeit: Halte Hände und Zangen aus Quetschstellen. Betätige Federhammer, Lufthammer oder Presse nur nach Einweisung und Freigabe.
Feuer und Lüftung: Halte brennbare Stoffe fern. Sorge entsprechend der Betriebsanweisung für Absaugung oder Lüftung und beachte mögliche Verbrennungsgase.
Kühlen und Abschrecken: Tauche Werkstücke nur ein, wenn der Arbeitsplan dies vorsieht. Rechne mit Dampf, Spritzern und veränderten Werkstoffeigenschaften.
Ordnung: Halte Laufwege frei, entferne Zunder kontrolliert und lege Werkzeuge so ab, dass niemand in Schneiden, Spitzen oder heiße Bereiche greift.

Bei jedem ungewöhnlichen Geräusch, lockeren Werkzeug, Maschinenfehler, Brandereignis oder Personenschaden wird die Arbeit sofort sicher unterbrochen und die zuständige Fachkraft informiert.

Nachhaltigkeit und wirtschaftliches Arbeiten

Stauchen nutzt die vorhandene Werkstoffmenge und kann Material dort anhäufen, wo es für Funktion oder Gestaltung benötigt wird. Das vermeidet unnötiges Zerspanen. Wirtschaftlich ist das Verfahren jedoch nur, wenn Stauchlänge, Temperatur und Schlagfolge stimmen. Zu viele Wärmen erhöhen Energieverbrauch, Zunderverlust und Bearbeitungszeit.

Eine nachhaltige Arbeitsweise umfasst eine genaue Materialplanung, das Bündeln geeigneter Erwärmungsvorgänge, gut gewartete Feuerungs- und Ofentechnik, das Trennen verwertbarer Metallreste sowie die Vermeidung von Ausschuss. Qualitätssicherung ist deshalb auch Ressourcenschutz.

Fachwortschatz

Fachbegriff	Bedeutung
Rohling	Ausgangswerkstück vor der Umformung
Stauchzone	Gezielter Bereich, der verkürzt und verdickt wird
Stauchlänge	Ausgangslänge des Abschnitts, dessen Volumen für die Form vorgesehen ist
Stauchmaß	Unterschied zwischen Ausgangslänge und Endlänge
Werkstofffluss	Bewegung des plastisch verformten Werkstoffs während der Umformung
Endstauchen	Materialanhäufung am Werkstückende
Mittelstauchen	Materialanhäufung in einer inneren Werkstückzone
Bundstauchen	Herstellen einer ring- oder kragenförmigen Verdickung
Ganzstauchen	Verkürzen eines kurzen Rohlings über seine ganze freie Höhe
Zunder	Oxidschicht, die beim Erwärmen auf der Stahloberfläche entsteht
Setzhammer	Geführtes Werkzeug zum Ausformen von Flächen, Schultern und Übergängen
Endschmiedetemperatur	Untere werkstoffabhängige Temperaturgrenze für die vorgesehene Warmumformung

Zusammenfassung

Stauchen ist ein Druckumformverfahren, bei dem ein Werkstück kürzer und im Querschnitt größer wird. Entscheidend sind eine ausreichende Materialreserve, eine begrenzte und gleichmäßig erwärmte Stauchzone, axiale Krafteinleitung, sichere Führung und laufende Maßkontrolle. Endstauchen erzeugt Köpfe, Mittel- und Bundstauchen erzeugen örtliche Verdickungen, und Formwerkzeuge verbessern die Wiederholgenauigkeit. Gute Schmiedearbeit verbindet Werkstoffkenntnis, kontrollierte Schlagtechnik, Arbeitssicherheit und sorgfältige Qualitätsprüfung.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was kennzeichnet das Stauchen eines Werkstücks? (Das Werkstück wird in Kraftrichtung kürzer und im Querschnitt größer) (!Das Werkstück wird länger und im Querschnitt kleiner) (!Das Werkstück wird ohne Formänderung erwärmt) (!Das Werkstück wird ausschließlich spanend bearbeitet)

Zu welcher Verfahrensgruppe gehört das Schmieden und Stauchen? (Druckumformen) (!Zerspanen) (!Fügen) (!Beschichten)

Wozu dient das Endstauchen typischerweise? (Zum Herstellen eines Kopfes oder verstärkten Endes) (!Zum Bohren eines Loches) (!Zum Trennen eines Stabes) (!Zum Auftragen einer Schutzschicht)

Warum soll die Kraft beim Stauchen möglichst axial wirken? (Damit sich der Werkstoff gleichmäßig verdickt und nicht ausknickt) (!Damit der Werkstoff schmilzt) (!Damit Zunder als Schutzschicht erhalten bleibt) (!Damit das Werkstück länger wird)

Welche Beziehung gilt bei einer vereinfachten Stauchberechnung näherungsweise? (Ausgangsvolumen und Endvolumen sind annähernd gleich) (!Die Masse verdoppelt sich beim Erwärmen) (!Die Querschnittsfläche bleibt immer gleich) (!Die Werkstücklänge bleibt immer gleich)

Wovon hängt die richtige Schmiedetemperatur besonders ab? (Von der Werkstoffsorte und der vorgesehenen Umformung) (!Nur von der Farbe des Ambosses) (!Nur von der Masse des Hammers) (!Nur von der Länge der Zange)

Warum wird loser Zunder vor dem Schmieden entfernt? (Damit er nicht in die Werkstückoberfläche eingeschlagen wird) (!Damit das Werkstück schneller auskühlt) (!Damit der Hammer schwerer wird) (!Damit die Zange länger hält)

Welche Ursache begünstigt das seitliche Ausknicken? (Eine zu lange freie Stauchzone) (!Eine passende Zange) (!Eine saubere Ambossbahn) (!Eine rechtwinklige Ausrichtung)

Welche Maßnahme gehört zur sicheren Schmiedearbeit? (Das heiße Werkstück nur auf gekennzeichneten Plätzen ablegen) (!Heiße Werkstücke mit bloßer Hand prüfen) (!Mit lockerem Hammerkopf weiterarbeiten) (!Im Ausholbereich einer anderen Person stehen)

Was ist beim maschinellen Stauchen besonders zu beachten? (Quetschstellen und die betriebliche Einweisung) (!Nur die Farbe des Maschinengehäuses) (!Das Werkstück muss immer kalt sein) (!Eine Schutzbrille ist grundsätzlich unnötig)

Memory

Stauchen	Länge verringern und Querschnitt vergrößern
Recken	Länge vergrößern und Querschnitt verringern
Stauchzone	gezielt erwärmter Umformbereich
Setzhammer	Übergänge und Flächen kontrolliert ausformen
Zunder	Oxidschicht auf heißem Stahl
Bundstauchen	örtliche Materialanhäufung zu einem Ringbund
Schmiedezange	heißes Werkstück sicher führen
Schmiedetemperatur	werkstoffabhängiger Bereich für plastische Umformung

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Wirkung oder Anwendung
Endstauchen	Material am Werkstückende anhäufen
Mittelstauchen	Material in einer mittleren Zone anhäufen
Ganzstauchen	Einen kurzen Rohling über die ganze freie Höhe verkürzen
Recken	Werkstück verlängern und Querschnitt verringern
Breiten	Werkstoff überwiegend quer zur Schlagrichtung verteilen

Kreuzworträtsel

Stauchzone	Wie heißt der gezielt erwärmte und umgeformte Bereich?
Amboss	Welches Grundwerkzeug stützt das Werkstück beim Handschmieden?
Zunder	Wie heißt die Oxidschicht auf erwärmtem Stahl?
Schmiedezange	Welches Werkzeug führt das heiße Werkstück sicher?
Bundstauchen	Welches Verfahren erzeugt eine ringförmige Verdickung?
Druckumformen	Zu welcher Verfahrensgruppe gehört das Stauchen?

LearningApps

Lückentext

Beim

wird ein Werkstück in Kraftrichtung verkürzt. Gleichzeitig nimmt sein

zu. Der gezielt umzuformende Bereich heißt

. Die Kraft soll möglichst entlang der Werkstückachse und damit

eingeleitet werden. Das gegensätzliche Schmiedeverfahren heißt

. Für eine vereinfachte Materialberechnung wird die annähernde

verwendet. Eine zu lange freie Stauchzone kann zum

führen. Die Oxidschicht auf heißem Stahl wird

genannt. Beim Endstauchen entsteht häufig ein

. Eine ringförmige örtliche Verdickung wird als

bezeichnet. Die zulässige Schmiedetemperatur richtet sich nach dem

. Vor der Ablage muss ein heißes Werkstück eindeutig

werden.

Offene Aufgaben

Leicht

Fachbegriffe des Schmiedens: Erstelle zwölf Karteikarten mit Begriff, Definition und einer kleinen Skizze zum Stauchen.
Stauchzone: Zeichne einen Vierkantstab vor und nach dem Endstauchen und markiere Kraftwirkung, Materialfluss und Stauchzone.
Arbeitssicherheit: Gestalte ein Werkstattplakat mit fünf Regeln für den sicheren Umgang mit heißen Werkstücken.
Medienanalyse: Wähle ein eingebundenes Bild aus und beschreibe Werkzeughaltung, Werkstücklage und erkennbare Gefährdungen.

Standard

Volumenberechnung: Berechne für drei vorgegebene Kopfgeometrien die theoretisch benötigte Stauchlänge und begründe erforderliche Zuschläge.
Schmiedeübung: Fertige unter Aufsicht ein Probestück mit endgestauchtem Kopf an und dokumentiere jede Wärme mit Foto, Maß und Beobachtung.
Fehleranalyse: Erstelle einen bebilderten Fehlerkatalog zu Knicken, Falten, Rissen, Zundereindrücken und Maßabweichungen.
Videoanalyse: Vergleiche zwei eingebundene Videos hinsichtlich Schlagrichtung, Drehung, Werkzeugwahl und Qualitätskontrolle.

Schwer

Versuchsreihe: Untersuche an gleichartigen Probestücken, wie unterschiedliche Stauchzonenlängen die Form und Knickneigung beeinflussen.
Arbeitsplanung: Entwickle einen vollständigen Arbeitsplan für einen Stab mit angestauchtem Bund einschließlich Materialrechnung, Werkzeugliste, Prüfschritten und Gefährdungsbeurteilung.
Betriebserkundung: Führe ein Interview mit einer Schmiedin, einem Schmied oder einer Fachkraft für Metallgestaltung über manuelles und maschinelles Stauchen und werte die Aussagen aus.
OER-Lernvideo: Produziere ein kurzes Lehrvideo, das Volumenkonstanz, axiale Krafteinleitung und einen typischen Stauchfehler an einem Modell erklärt.

Lernkontrolle

Verfahrensauswahl: Ein Geländerstab soll einen dekorativen Bund erhalten. Begründe, warum Mittel- oder Bundstauchen geeignet ist, und vergleiche das Verfahren mit dem Anschweißen eines Rings.
Arbeitsplanung: Entwickle für einen endgestauchten Vierkantkopf eine sinnvolle Reihenfolge aus Erwärmen, Stauchen, Drehen, Richten und Prüfen. Begründe jeden Schritt.
Ursachenanalyse: Ein Probestück ist nach wenigen Schlägen seitlich ausgeknickt. Leite aus dem Fehlerbild mindestens drei mögliche Ursachen und passende Gegenmaßnahmen ab.
Qualitätsbewertung: Beurteile ein bereitgestelltes Werkstück anhand von Maßhaltigkeit, Symmetrie, Oberfläche, Übergang und Werkstoffzustand. Formuliere eine Freigabe- oder Sperrentscheidung.
Transferaufgabe: Erkläre, wie sich das Prinzip der Volumenkonstanz auf einen runden Stab mit angestauchtem Kopf übertragen lässt.
Sicherheitskonzept: Plane den sicheren Arbeitsplatz für eine Übung am Federhammer und ordne technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen nach ihrer Bedeutung.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema sind folgende Leistungen wichtig:

Ein vollständiger Arbeitsplan mit Werkstoff, Sollmaßen, Stauchlänge, Werkzeugen, Temperaturvorgabe und Prüfschritten.
Eine nachvollziehbare Volumen- oder Materialberechnung mit begründeten Zuschlägen.
Ein unter fachkundiger Aufsicht gefertigtes Probestück mit end- oder bundgestauchter Form.
Eine Maß- und Sichtprüfung mit Soll-Ist-Vergleich, Skizze oder Fotodokumentation.
Eine Fehleranalyse, die Ursache, Auswirkung und fachgerechte Abhilfe verbindet.
Ein Sicherheitsnachweis zu PSA, Werkzeugprüfung, heißem Material, Schlagraum und Maschinengefahren.
Eine kurze Reflexion darüber, wie Arbeitsfolge, Zahl der Wärmen, Materialverbrauch und Qualität verbessert werden können.

OERs zum Thema

Quellen und Vertiefung

Verknüpfte Lernbereiche

Werkstücke und Formen stauchen - Schmied

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