Werkstoffeinsparung (keine Späne) Verbessserung von Werkstoffeigenschaften (z. B. Festigkeit)

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1 Herstellen von Umformteilen Warmumformen durch Schmieden Lernfeld Gefügeveränderung beim Schmieden Vor dem Schmieden Nach dem Schmieden Normales Gefüge Verdichtetes, feines Gefüge Faserverlauf: Unterbrochener Faserverlauf Folgen: Geringe Festigkeit und Elastizität Faserverlauf: Nicht unterbrochener Faserverlauf Folgen: Hohe Festigkeit und Elastizität Vorteile des Schmiedens: Werkstoffeinsparung (keine Späne) Verbessserung von Werkstoffeigenschaften (z. B. Festigkeit) 3

2 Herstellen von Umformteilen Lernfeld 7 Wärmemenge 7 Zum Härten werden 3 kg Stahl von 20 C auf 800 C erhitzt. Welche Wärmemenge (in kj) ist dazu erforderlich? Formelzeichen: Q Umrechnungen: Einheit: Joule kj = Ws Einheitszeichen: J kj = kws ,6 kj = kwh kj = Wh kj = 0,278 Wh Δt = K = C Jeder Stoff benötigt seine ihm eigene Wärmemenge; sie wird als spezifische Wärmekapazität c bezeichnet: Stoff c $ kj % Stoff c $ kj % kg K Aluminium 0,94 Luft,00 Beton 0,88 Stahl 0,49 Blei 0,3 Wasser 4,9 Gusseisen 0,50 Ziegelsteine,05 Kupfer 0,39 Zink 0,40 Cu-Zn-Legierung 0,39 Zinn 0,24 kg K Die spezifische Wärmekapazität c eines Stoffs gibt an, welche Wärmemenge notwendig ist, um Stoffs um C = K zu erwärmen. Geg.: Ges.: m = 3 kg, Δt = 780 C, c = 0,49 kj/kg K Q kg Stahl um C 0,49 kj 3 kg Stahl um C 3 0,49 kj 3 kg Stahl um 780 C 3 0, = 46,6 kj m in kg Q = m c Δt (kj) c in kj/kg K Δt in C = K kg eines. Aufgabe: In einer Werkstatt werden zum Duschen 200 l Wasser ( l kg) von 0 auf 40 C aufgeheizt. Wie viel kj sind dazu an Wärmeenergie notwendig? Rechnen Sie das Ergebnis in kwh um. Geg.: m = 200 kg, c = 4,9 kj/kg K, Δt = 30 C Ges.: Q kj = kwh Q = m c Δt Q = 200 4,9 30 kj = kwh Q = kj kj = = 6,98 kwh

3 Herstellen von Umformteilen Lernfeld 7 Druckwandler 2 Berechnen Sie: a) die Kraft (in N) am Kolben, b) den Druck (in N/cm 2 ) nach dem Kolben 2, c) das Übersetzungsverhältnis der Drücke. Geg.: A = 20 cm 2, A 2 = 4 cm 2, p = 50 N/cm 2 Ges.: a) F b) p 2 c) i a) p = F F F = = F A p A = 000 N b) p 2 = p 2 = F 2 A p = 250 N/cm 2 2 F = F 2 p A = p 2 A 2 c) Ähnlich wie beim Riemen-, Zahnrad- oder Schneckentrieb kann auch beim Druckwandler das Übersetzungsverhältnis berechnet werden. Das Übersetzungsverhältnis i gibt an, wie sich der Druck vor dem Kolben zum Druck nach dem Kolben 2 verhält; die Rechnung ist also eine Teilung : i = i = 50 : : 50 5 Dieses Übersetzungsverhältnis ergibt sich auch, wenn man mit den Kolbenflächen rechnet: i = i = 4 : 4 20 : 4 5 i = p p 2 i = A 2 A 39

4 Herstellen von Umformteilen Lernfeld 7 Härten 3 Härtetemperatur Der Vorgang des Härtens beruht auf der gleichmäßigen Verteilung des Kohlenstoffs im Austenitgefüge. Damit sich der gesamte Perlit in Austenit verwandelt, muss die Härtetemperatur 30 bis 60 C über der Linie GSK im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm liegen. Aufgabe: a) Zeichnen Sie die Härtetemperatur in das Diagramm ein. b) Bestimmen Sie die Härtetemperatur für C 60 und C 20. C 60: ca. 830 C C 20: ca. 780 C 2. Halten der Härtetemperatur Das Gefüge kann sich im gesamten Stahlwerkstück in Austenit verwandeln. 3. Abschrecken (rascher Wärmeentzug) a) Abschreckwirkung sehr groß groß mild gering sehr klein b) Richtiges und falsches Eintauchen der Werkstücke Aufgabe: ) Streichen Sie falsche Eintauchtechniken durch. 2) Ergänzen Sie die Tauchbewegungen durch Pfeile. Grund- oder Sackbohrungen nach oben offen eintauchen. Begründung: Wasserdampf kann entweichen Schmale Flächen voraus eintauchen. Begründung: Kein Werkstückverzug Großes Volumen voraus eintauchen. Begründung: Gleichmäßige Abkühlung Aufgabe: Vervollständigen Sie die Tabelle. Stahlart Abschreckmittel Härtetemperatur Härtetiefe Arbeitstemperatur Unlegierte Werkzeugstähle (0,6,5% C) Wasser, 20 C C gering bis 200 C Niedrig legierte Werkzeugstähle (0,2 bis,5% C) fast < 5% Legierungsbestandteile Härteöle C durchgehend bis 400 C Hoch legierte Werkzeugstähle (bis 2% C) > 5% Legierungsbestandteile Luft C durchgehend bis 600 C 42

5 Herstellen von Umformteilen Lernfeld 7 Konfliktmanagement Reihenfolge bei der Arbeit Beispiel: Unklarheiten in der Reihenfolge der Arbeitsschritte bei der Erledigung eines Arbeitsauftrags können Streitigkeiten auslösen. 8. Beziehungsschwierigkeiten Beispiel: Menschen können sich sympathisch oder unsympathisch sein. Dadurch können zwischen den Mitgliedern einer Gruppe versteckte Konflikte entstehen. B. Umgang mit Konflikten Beschwichtigungen bei Streitigkeiten oder Verdrängen von innerer Wut sind nur kurzzeitige Lösungen und führen häufig zu neuen Auseinandersetzungen. Konflikte müssen deshalb gründlich gelöst werden. Dies führt zu einer neuen Qualität des Zusammenlebens.. Konflikte sollen offen ausgetragen werden. Man spricht auch von Ich-Botschaften: Ich finde es störend, dass Ich meine, dass Meine Ansicht ist 2. Konflikte müssen deutlich und anschaulich angesprochen werden. Übertreibungen, Vorwürfe und Beschuldigungen sind zu unterlassen. 3. Beim Lösen von Konflikten sollen beide Streitparteien mit einbezogen werden. Konflikte sind dann weitgehend abgebaut, wenn beide Parteien ihre Fehler einsehen und ihr früheres Verhalten ändern. Größere Betriebe stellen bei Konflikten einen Vertrauensmann oder einen Schiedsrichter. C. Mobbing Mit zunehmender Verschärfung von Leistungsdruck und Konkurrenz im Betrieb ist Mobbing heute besonders aktuell.. Was ist Mobbing? Wo? Wer? Wie lang? Ziel? Mobbing findet im Betrieb statt. Unterlegene Einzelperson und angreifende Einzelperson/Personengruppe oder Vorgesetzter Systematisch auf längere Zeit Diskriminierung, Ausstoß 2. Wie entsteht Mobbing? Werden Konflikte nicht gelöst, kann daraus Mobbing entstehen. Aus dem ursprünglichen Konflikt wird eine persönliche Auseinandersetzung; Psychoterror beginnt. Innerhalb kurzer Zeit wird aus dem Kollegen ein Außenseiter. Auf die Demütigungen am Arbeitsplatz folgen häufig arbeitsrechtliche Maßnahmen; entweder kündigt der Betroffene selbst, oder ihm wird vom Arbeitgeber unter einem Vorwand gekündigt. 3. Mobbing Handlungen Nennen Sie Ihnen bekannte Mobbing-Handlungen. Ständige Kritik, Drohungen, man wird wie Luft behandelt, man verbreitet Gerüchte, man gibt ihm sinnlose oder ständig neue Aufgaben, körperliche Misshandlung, man verursacht für den Betroffenen Kosten 58

6 Demontieren und Montieren von Baugruppen in der Werkstatt Schraub-, Klemm-, Steckverbindungen, Stifte und Spannschlösser Lernfeld 8 h) Sechskantschrauben Sechskantschrauben mit Schaft (DIN EN ISO 404) Handelsüblich ab M,6 bis M64 Festigkeit Mindest-Zugfestigkeit R m in N/mm 2 Mindest-Streckgrenze R e in N/mm 2 Normbeispiel: Sechskantschraube DIN EN ISO 404 M0 x Sechskant-Passschrauben in Stahlkonstruktionen (DIN 609) Übliche Sechskant-Schraubenverbindung 5 00 = = = = = = 900 Einbauspiel (Passung) Bauteilfixierung Belastbarkeit Verbindungsschluss Mindestzugfestigkeit Groß Ungenau Gering Kraftschluss Unterschiedlich Sechskant-Passschraubenverbindung Einbauspiel (Passung) Bauteilfixierung Belastbarkeit Verbindungsschluss Mindestzugfestigkeit (8.8) sehr klein sehr genau Hoch Formschluss Gleichbleibend Normbeispiel einer Sechskant-Passschraube mit einem Gewinde M 24, Schaftlänge 65 mm: Sechskant-Passschraube DIN 609 M 24 x Muttern a) Mutternarten (Auswahl) Sechskant-, Vierkant-, Hut-, Kronen-, Flügel-, Ring-, Anschweißmutter b) Festigkeitsklassen Festigkeitsklasse 9 bedeutet: Mindestzugfestigkeit R m = 9 00 = 900 N/mm 2 Schraube und Mutter müssen die gleiche Festigkeitsklasse aufweisen. c) Normung Normung einer Sechskantmutter nach DIN EN ISO Verwenden Sie als Normbeispiel die skizzierte Mutter. Sechskantmutter DIN EN ISO 4033 M 2 9 6

7 Demontieren und Montieren von Baugruppen in der Werkstatt Hebezeuge und Anschlagmittel Lernfeld 8 3 Profile, Bleche und Fertigteile müssen in der Werkstatt gehoben, gesenkt oder transportiert werden. Dazu verwendet man Hebezeuge, Tragmittel (z. B. Seile, Ketten) und Lastaufnahmemittel (z. B. Haken, Zangen). Sie werden als Lastaufnahme-Einrichtungen bezeichnet. A. Hebezeuge Beförderung von Blechtafeln Beförderung von Metallen, z. B. Stahl magnetisierbaren Blech -Heber Magnet -Heber Beförderung von und Metallplatten Glas-, Kunststoff- Saug -Heber Aufgabe: Zeichnen Sie das fehlende Sicherheitsbauteil in die skizzierte Winde ein und benennen Sie es. Schrauben -Winde Zahnstangen -Winde Nachteil der Schrauben- und Zahnstangenwinde: Kleine Hubhöhe 73

8 Herstellen von Treppen und Geländern Herstellen von Treppen Lernfeld 2a 5. Treppenbenennung nach dem Treppenlauf Gerade einläufige Rechtstreppe Einläufige gewinkelte viertelgewendelte Rechtstreppe Am Austritt viertelgewendelte einläufige Linkstreppe Einläufige halbgewendelte Rechtstreppe Einläufige dreiviertelgewendelte Linkstreppe Rechte Wendel- oder Spindeltreppe 6. Treppenbenennung nach der Bauart (Auswahl) Freitragende Treppe Mittel- oder Einholmtreppe Ziehtreppe Scherentreppe 90

9 Herstellen von Treppen und Geländern Herstellen von Treppen Lernfeld 2a J. Berechnung geradläufiger Treppen Bezeichnungen, Abkürzungen und Maße an Treppen: Abkürzung Hauptverkehrstreppe Nebentreppe Steigungshöhe (Steigung) s mm mm Auftrittsbreite (Auftritt) a mm Durchgangshöhe d größer als 2,0 m Anzahl der Steigungen n s Anzahl der Auftritte n a Stockwerkshöhe h Lauf- oder Gehlinienlänge l Aufgabe: Ein Einfamilienhaus mit 2,74 m Stockwerkshöhe soll eine gerade, einläufige Treppe erhalten. Als Treppenlauflänge stehen 3,6 m zur Verfügung. Berechnen Sie: a) Anzahl der Steigungen, b) Steigungshöhe, c) Anzahl der Auftritte, d) Auftrittsbreite, e) Überprüfen mit der Schrittmaßregel. a s h Geg.: h = mm, l = mm Ges.: a) n s b) s c) n a d) a l e) Überprüfen mit der Schrittmaßregel a) Nach dem Diagramm für Steigungsverhältnisse: s = n s = n s = ,2 ; gewählt : n s = 6 Steigungen 70 mm n s = h s b) s = s = ,25 mm s = h n s c) Orientieren Sie sich an der Skizze. Bei 6 Steigungen 5 Auftritte bei 6 Steigungen 5 Auftritte n a = 6 n a = 5 Auftritte n a = n s 99

10 Herstellen von Treppen und Geländern Herstellen von Treppen Lernfeld 2a Bauvorschriften und Grundsätze für die Gestaltung. Die verzogenen Stufen müssen an der Freiwange schmaler werden. Weil nach DIN mm von der schmalsten Stelle (= Drachenstufe) entfernt die Auftrittsbreite a noch mindestens 00 mm betragen muss, wird die Verschmälerung an dieser Hilfslinie l berechnet. 2. Je Stockwerkshöhe sollen mindestens 9 Stufen verzogen werden. Die Begehbarkeit wird dadurch verbessert. 3. Die Anzahl der verzogenen Stufen soll möglichst eine ungerade Zahl sein (z. B. 9,, 3...). Dadurch ist gewährleistet, dass eine Drachenstufe entsteht und dass oberhalb und unterhalb der Drachenstufe die gleiche Anzahl der verzogenen Stufen vorhanden ist. Verschmälerung ΔU = Viertelkreisbogen auf der Lauflinie l Viertelkreisbogen auf der Hilfslauflinie l' ΔU = U l U l' π 2 50 π ΔU = 4 4 ΔU = ΔU 549,8 550 mm mm Es werden die Stufen 4 mit 2 verzogen. Auf diese 9 Stufen muss die Verschmälerung von 550 mm aufgeteilt werden. Damit der Übergang vom geraden zum verzogenen Teil allmählich erfolgt, erhält die erste und letzte verzogene Stufe von der gesamten Verschmälerung einen Teil, die zweite und vorletzte Stufe zwei Teile usw. Stufe Teile Verschmälerung Stufenbreite in 50 mm Abstand von der (mm) Freiwange (mm) M : M : = 268 3, = 246 2, = 224, = 202 0, = 80 (>00) 9, = 202 0, = 224, = 246 2, = 268 3, Teil = 22 mm 25 05

11 Herstellen von Treppen und Geländern Herstellen einer geraden Wangentreppe Lernfeld 2a 2 Maße ohne Toleranzangabe Maßstab ohne Maßstab Masse DIN EN ISO c Werkstoff Datum Name Benennung Bearb. Gepr. Gerade Wangentreppe Schule Klasse Blatt-Nr 3

12 Herstellen von Treppen und Geländern Geländer Lernfeld 2a 3 I. Befestigung der Geländer Nennen Sie geeignete spannungsfreie Dübelbefestigungen. Form- und stoffschlüssige Dübelbefestigung Vorteile dieser Befestigungsarten: Keine Spreizkräfte, Vermeiden von Mauer- und Betonabbrüchen. Verbundanker-Befestigung Aus welchen Stoffen besteht das Reaktionsharz? Aus Harz, Härter und Quarzsand Deshalb müssen die Wartezeiten zwischen Setzen und Belasten beachtet werden. Diese sind von der Umgebungstemperatur abhängig. 2. Injektionsanker-Befestigung Diese Befestigung zählt zu den Formschluss-Verbindungen. Hier besteht die Verbindung zum Mauerwerk aus Hybridmörtel. Dieser härtet in einem Drahtgeflecht aus und bildet in den Hohlräumen die formschlüssige Verbindung. Beim Setzen sind die Vorschriften der Hersteller zu beachten. 3. Befestigungsplatte für die Montage der Geländerpfosten Die Größe der Befestigungsplatte ist abhängig von: S 235 JR S 355 JO Streckgrenze R e Drehmoment M Pfostenbefestigung Dicke der Bodenplatte Die Maße für die Befestigungsplatte sowie die Maße für die Bohrungen (Durchmesser und Abstände) werden Tabellenbüchern entnommen. Außerdem sind die bauaufsichtlichen Zulassungen einzuhalten. 30