Lernfeld 5 · Prüfung Teil 1

Werkstoffkennwerte, Toleranzen und Prüfen

Werkstoffkennwerte aus dem Zugversuch, Karosseriestähle und Aluminium, Toleranzen nach ISO 2768, Prüfmittel, Spaltmaße und Prüfpläne für Bauteile.

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Darum geht es

Der Zugversuch liefert die Kennwerte, mit denen man Bleche beurteilt: Die Streckgrenze zeigt, ab welcher Spannung sich das Blech bleibend verformt, die Zugfestigkeit die höchste ertragbare Spannung, die Bruchdehnung die Umformbarkeit. Weiche Tiefziehstähle lassen sich gut treiben und richten, hoch- und höchstfeste Stähle tragen viel, verformen sich aber kaum plastisch. Pressgehärtete Borstähle in Säulen und Schwellern werden nicht gerichtet und nicht erwärmt, sondern nach Herstellervorgabe ersetzt. Bei Aluminium nennt die erste Ziffer der Werkstoffnummer die Legierungsgruppe.

Kein Teil wird genau auf das Nennmaß gefertigt. Abmaße, Größtmaß, Kleinstmaß und Toleranz legen fest, was noch zulässig ist; Maße ohne eigene Angabe gelten mit der Allgemeintoleranz aus dem Schriftfeld, etwa nach ISO 2768. Am Fahrzeug sind Spaltmaße und Bündigkeit die wichtigsten Prüfmerkmale; die Sollwerte stehen in den Herstellerunterlagen.

Geprüft wird nach einem Prüfplan: Merkmal, Sollwert mit Toleranz, Prüfmittel, Zeitpunkt und Umfang. Zur Prüfung gehören Sichtprüfung, Funktionsprüfung und Maßprüfung. Jede Messstelle wird einzeln bewertet, Ergebnisse werden dokumentiert, Mängel vor der Übergabe beseitigt.

Das solltest du dir merken

Ab der Streckgrenze verformt sich das Blech bleibend, die Zugfestigkeit ist die Höchstspannung, die Bruchdehnung zeigt die Umformbarkeit.
Pressgehärtete Stähle nie richten oder erwärmen, nur nach Vorgabe ersetzen.
Toleranz ist der Unterschied zwischen Größtmaß und Kleinstmaß.
Jede Messstelle muss in der Toleranz liegen, ein Mittelwert reicht nicht.

Formeln

Zugfestigkeit: $R_{m} = \frac{F _{m}}{S _{0}}$; $F_{m}$ Höchstkraft in N, $S_{0}$ Anfangsquerschnitt in mm²
Bruchdehnung: $A = \frac{L _{u} - L _{0}}{L _{0}} \cdot 100 %$; $L_{0}$ Anfangsmesslänge, $L_{u}$ Messlänge nach dem Bruch
Grenzmaße: $G_{o} = N + es, G_{u} = N + e i$; $N$ Nennmaß, $es$ oberes und $e i$ unteres Abmaß mit Vorzeichen

Typische Fehler in der Prüfung

Streckgrenze und Zugfestigkeit verwechselt.
Die Bruchdehnung auf die Länge nach dem Bruch statt auf die Anfangslänge bezogen.
Ein Spaltmaß nach dem Mittelwert als in Ordnung bewertet, obwohl eine Stelle außerhalb liegt.

Tipps aus der Werkstatt

Ab Re verformt sich das Blech bleibend, Rm ist die Höchstspannung, A die Umformbarkeit. Pressgehärtete Stähle wie 22MnB5 nie richten oder erwärmen, nur nach Herstellervorgabe ersetzen. Beim Spaltmaß muss jede Messstelle in der Toleranz liegen; ein Mittelwert rettet keine Stelle außerhalb.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Werkstoffkennwerte, Toleranzen und Prüfen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-in (2022), Lernfeld 5 (Fahrzeugteile aus Metall planen und herstellen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.