Lernfeld 7 · Prüfung Teil 1

Rohlänge, Anwärmlänge und gestreckte Länge

Rohlänge von Schmiede- und Biegeteilen: Volumenkonstanz, Spitzen, Köpfe und Laschen, Abbrand, gestreckte Länge von Bügeln und Ringen.

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Darum geht es

Bevor ein Metallbauer einen Zierstab, eine Lasche oder einen Bügel schmiedet oder biegt, muss er wissen, wie lang das Rohteil sein muss. Beim Schmieden ändert sich der Querschnitt, das Volumen aber bleibt bis auf den Abbrand gleich. Man zerlegt das Fertigteil deshalb in einfache Körper wie Prisma, Zylinder, Pyramide oder Kegel, rechnet ihre Volumen aus und teilt die Summe durch den Querschnitt des Ausgangsmaterials.

Typische Fälle in der Werkstatt sind ausgeschmiedete Spitzen an Geländerstäben, angestauchte Köpfe und zu Flach gestreckte Anschraublaschen. Für eine Pyramiden- oder Kegelspitze braucht man nur ein Drittel der Spitzenlänge an Ausgangsmaterial. Beim Stauchen kürzt sich der Faktor π/4 aus Kopf- und Stabquerschnitt heraus. Im offenen Feuer verliert der Stahl Werkstoff als Zunder; dafür schlägt man einige Prozent Abbrand auf.

Bei Biegeteilen ohne Querschnittsänderung rechnet man mit der neutralen Faser: Bei Rundstahl und bei großen Radien liegt sie in der Stabmitte, die gestreckte Länge setzt sich aus geraden Stücken und Bogenlängen am mittleren Radius zusammen. Schnecken und Spiralen nimmt man an einer Zeichnung im Maßstab 1:1 mit Draht oder Schnur ab. Für jede Serie gilt: erst ein Probestück fertigen, nachmessen, die Rohlänge korrigieren und dann ablängen.

Das solltest du dir merken

Beim Schmieden bleibt das Volumen gleich; Rohlänge gleich Volumen des Fertigteils geteilt durch den Querschnitt des Rohteils.
Eine ausgeschmiedete Pyramiden- oder Kegelspitze braucht ein Drittel ihrer Länge an Ausgangsmaterial.
Abbrand im offenen Feuer als Zuschlag von einigen Prozent einrechnen.
Gestreckte Länge von Biegeteilen an der neutralen Faser messen, bei Rundstahl in der Stabmitte.
Vor der Serie ein Probestück schmieden und die Rohlänge korrigieren.

Formeln

Rohlänge aus der Volumenkonstanz: $l_{R} = \frac{V _{F}}{A _{R}} \cdot (1 + z)$; $l_{R}$ Rohlänge in mm, $V_{F}$ Volumen des Fertigteils in mm³, $A_{R}$ Querschnitt des Rohteils in mm², $z$ Abbrandzuschlag als Dezimalzahl
Angestauchter Kopf an Rundstahl: $l = \frac{D ^{2} \cdot h}{d ^{2}}$; $l$ benötigte Stablänge in mm, $D$ Kopfdurchmesser, $h$ Kopfhöhe, $d$ Stabdurchmesser in mm
Bogenlänge an der neutralen Faser: $l_{B} = \frac{2 \cdot π \cdot r _{m} \cdot α}{360°}$; $l_{B}$ Bogenlänge in mm, $r_{m}$ mittlerer Radius in mm, $α$ Biegewinkel in Grad

Typische Fehler in der Prüfung

Für eine Spitze die volle Spitzenlänge statt eines Drittels angesetzt; der Stab wird zu lang.
Den Abbrand vergessen und die Serie mit der rein rechnerischen Länge gesägt.
Den Bogen am Innen- statt am mittleren Radius gerechnet; das Teil wird zu kurz.
Den Faktor π/4 nur auf einer Seite gekürzt und so ein falsches Volumenverhältnis erhalten.

Tipps aus der Werkstatt

Volumen bleibt, Länge nicht: Rohlänge = Volumen des Fertigteils durch Querschnitt des Rohteils. Eine Pyramiden- oder Kegelspitze kostet nur ein Drittel ihrer Länge. Abbrand aufschlagen und vor der Serie ein Probestück schmieden.

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14 Aufgaben zu „Rohlänge, Anwärmlänge und gestreckte Länge“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/-in (2002), Lernfeld 7 (Herstellen von Umformteilen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.