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Werkstattwissen

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Werkstattwissen auf einen Fingertipp.

Metrisches ISO-Regelgewinde

Kernloch für Gewindebohrer · Maße in mm

GewindeSteigung PKernloch ØVorbohren
Beispiel · Gewinde schneiden
1 · Gewinde wählenM10 Regelgewinde2 · Steigung ablesenP = 1,5 mm3 · Kernloch bohren10 − 1,5 = 8,5 mm
VorbohrenØ 8,5 mmM10fertiges Gewinde
Hinweis: Kernlochwerte sind übliche Richtwerte für geschnittene Gewinde. Werkstoff, Gewindebohrer und gewünschter Gewindeanteil können abweichende Bohrungen erfordern. Gewindeformer benötigen andere Kernlochmaße.

Grundbegriffe

Schnell erklärt

P = Steigung · Abstand von Gewindegang zu Gewindegang
Kernloch = Bohrung vor dem Gewindeschneiden
Regelgewinde = Standardsteigung des metrischen ISO-Gewindes

Festigkeitsklassen – Stahlschrauben

Mindestwerte als schneller Überblick · N/mm² (MPa)

KlasseZugfestigkeit Rm min.Streckgrenze Re min.
Wichtig: Übersichtswerte, keine Auslegung. Tatsächliche Anforderungen und Nachweiswerte hängen unter anderem von Nenndurchmesser, Produktnorm und Werkstoff ab. Für sicherheitsrelevante Verbindungen aktuelle Norm und Herstellerangaben prüfen.

Klasse lesen

Beispiel 8.8

Die erste Zahl × 100 ergibt die ungefähre Mindestzugfestigkeit: 8 × 100 = 800 MPa. Die zweite Zahl beschreibt das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit: 0,8 × 800 = 640 MPa.

Beispiel · 8.8 lesen
Erste 88 × 100 = 800 MPa ZugfestigkeitZweite 80,8 × 800 = 640 MPa Streckgrenze

Merksatz: erste Zahl = Zugfestigkeit · zweite Zahl = Anteil davon, den die Schraube elastisch aushält.

Einheiten: Länge, Fläche, Volumen

Merke: Bei Quadrat und Kubik wird der Umrechnungsfaktor mit potenziert.

Länge: × 10Fläche: × 10²Volumen: × 10³
UmrechnungGleichwert
1 m100 cm = 1000 mm
1 cm10 mm
1 mm1000 µm
1 m²100 dm² = 10 000 cm² = 1 000 000 mm²
1 cm²100 mm²
1 m³1000 dm³ = 1 000 000 cm³ = 1 000 000 000 mm³
1 dm³1 L = 1000 cm³
1 cm³1 mL = 1000 mm³
Drei schnelle Beispiele
Länge1,6 m × 1000 = 1600 mmFläche0,02 m² × 1 000 000 = 20 000 mm²Volumen250 cm³ ÷ 1000 = 0,25 L

Quadrat: Umrechnungszahl zweimal nehmen. Kubik: dreimal nehmen. Beispiel m → mm: 1000; daher m² → mm²: 1000², m³ → mm³: 1000³.

Weitere wichtige Einheiten

GrößeUmrechnungWerkstattbeispiel
Masse1 t = 1000 kg · 1 kg = 1000 g · 1 g = 1000 mg2500 g = 2,5 kg
Zeit1 min = 60 s · 1 h = 60 min2,5 min = 150 s
Kraft1 kN = 1000 N0,8 kN = 800 N
Druck1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa = 0,1 N/mm²6 bar = 0,6 N/mm²
Spannung1 MPa = 1 N/mm²800 MPa = 800 N/mm²
Arbeit/Energie1 kJ = 1000 J · 1 Wh = 3600 J2 kJ = 2000 J
Leistung1 kW = 1000 W750 W = 0,75 kW
Drehmoment1 Nm = 1 N × 1 m20 Nm = 20 N bei 1 m Hebelarm
Geschwindigkeitm/s × 60 = m/min2 m/s = 120 m/min
TemperaturK = °C + 273,1520 °C = 293,15 K
Winkel360° = 2π rad · 180° = π rad90° = π/2 rad
Spannung1 kV = 1000 V · 1 V = 1000 mV24 V = 24 000 mV
Strom1 A = 1000 mA0,35 A = 350 mA
Widerstand1 kΩ = 1000 Ω · 1 MΩ = 1000 kΩ2,2 kΩ = 2200 Ω
Frequenz1 kHz = 1000 Hz · f = 1 ÷ T50 Hz = 50 Schwingungen/s
Elektrische Energie1 kWh = 3,6 MJ0,5 kWh = 1,8 MJ
Achtung bei Druck: bar nicht direkt mit N/mm² gleichsetzen. 1 bar = 0,1 N/mm²; für Zylinderkraft erst den Druck umrechnen.

Flache Formen: Umfang und Fläche

Skizzen zeigen, was du einsetzt. Alle Längen müssen dieselbe Einheit haben.

a × bg × hd = 2ra, c, h
FormUmfang UFläche A
Quadrat, Seite a4aa²
Rechteck, a und b2a + 2ba × b
Dreieck, Seite a,b,c; Grundlinie g; Höhe ha + b + cg × h ÷ 2
Kreis, Radius r, Durchmesser dπ × d = 2πrπ × r² = π × d² ÷ 4
Parallelogramm2a + 2bGrundlinie g × Höhe h
Trapez, parallele Seiten a und cSumme aller 4 Seiten(a + c) × h ÷ 2
Kreisring, Außenradius R, Innenradius rπ × (2R + 2r)π × (R² − r²)
Beispiel · Kreis Ø 20 mm
Radius findenr = d ÷ 2 = 10 mmFläche rechnenπ × 10² ≈ 314,16 mm²Umfang rechnenπ × 20 ≈ 62,83 mm

Körper: Volumen und Oberfläche

G = Grundfläche · UG = Umfang der Grundfläche · h = Höhe · s = Mantellinie

WürfelZylinderKegel
KörperVolumen VOberfläche O
Würfel, Kante aa³6a²
Quader, a,b,ca × b × c2(ab + ac + bc)
Zylinderπr²h2πr² + 2πrh
Hohlzylinder / Rohrπh(R² − r²)nach Innen-/Außenflächen getrennt berechnen
PrismaGrundfläche G × h2G + UG × h
Kegelπr²h ÷ 3πr² + πrs
Kugel4πr³ ÷ 34πr²
Beispiel · Zylinder Ø 20 mm, Länge 50 mm
Radius20 ÷ 2 = 10 mmGrundflächeπ × 10² ≈ 314,16 mm²Volumen314,16 × 50 ≈ 15 708 mm³

Hebel: Kraft mal Hebelarm

F₁F₂l₁l₂Drehpunkt

Merksatz: Weiter weg vom Drehpunkt bedeutet mehr Wirkung. Beim Gleichgewicht gleichen sich die Drehmomente aus.

Beispiel · Welche Kraft hält den Hebel?
BekanntF₁ = 200 N · l₁ = 300 mm · l₂ = 500 mmFormelF₁ × l₁ = F₂ × l₂Rechnung200 × 300 ÷ 500 = 120 N
Gesuchte Kraft F₂: —

Ergebnis gilt für einen ruhenden Hebel ohne Reibungsverluste.

Prüfungstraining · Lektionen

Erst selbst rechnen, dann auf „Lösung ansehen“ tippen. Die Fragen hier sind eigens erstellte Übungsaufgaben, keine kopierten IHK-Originalfragen.

Lektion 1 · Einheiten

1) Wandle 0,035 m in mm um.
2) Wandle 2,4 cm² in mm² um.
3) Wandle 1,8 dm³ in Liter um.

Lösungen ansehen

1) 0,035 × 1000 = 35 mm.
2) 1 cm² = 100 mm², also 2,4 × 100 = 240 mm².
3) 1 dm³ = 1 L, also 1,8 L.

Lektion 2 · Fläche, Volumen und Druck

Eine runde Scheibe hat Ø 40 mm. Berechne die Fläche. Ein Zylinder hat dieselbe Bohrung und ist 100 mm lang: berechne das Innenvolumen. Welche Kraft entsteht bei 4 bar auf 500 mm²?

Lösungen ansehen

Radius = 20 mm. Fläche = π × 20² ≈ 1257 mm². Volumen = 1257 × 100 ≈ 125 700 mm³ = 125,7 cm³. 4 bar = 0,4 N/mm²; Kraft = 0,4 × 500 = 200 N (ohne Reibung).

Lektion 3 · Hebel und Drehmoment

Eine Kraft von 150 N wirkt 0,4 m vom Drehpunkt entfernt. Wie groß ist das Drehmoment? Welche Gegenkraft ist bei 0,6 m Hebelarm nötig?

Lösungen ansehen

M = F × l = 150 × 0,4 = 60 Nm. Gegenkraft: 150 × 0,4 = F₂ × 0,6, also F₂ = 60 ÷ 0,6 = 100 N.

Lektion 4 · Drehen und Fräsen

Drehen: vc = 25 m/min, Werkstück Ø 20 mm, Vorschub 0,1 mm/U. Berechne Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit.

Lösung ansehen

n = 1000 × 25 ÷ (π × 20) ≈ 398 min⁻¹. vf = 398 × 0,1 ≈ 39,8 mm/min. Werkzeugdatenblatt und verfügbare Maschinendrehzahl beachten.

Lektion 5 · Mechatronik-Grundlagen

Ein 24-V-Verbraucher hat 12 Ω Widerstand. Berechne Strom und Leistung. Ein Pneumatikzylinder hat 500 mm² Kolbenfläche bei 6 bar: berechne die theoretische Kraft.

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I = U ÷ R = 24 ÷ 12 = 2 A. P = U × I = 24 × 2 = 48 W. 6 bar = 0,6 N/mm²; F = p × A = 0,6 × 500 = 300 N (ohne Reibung und Druckverluste).

Lektion 6 · Werkstoff, Schraube, Fertigung

Was sagt die Klasse 8.8 aus? Welches Kernloch braucht M8 Regelgewinde? Welche Passung wird typischerweise mit H7/g6 bezeichnet?

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8.8: ungefähr 800 MPa Mindestzugfestigkeit und 640 MPa Mindeststreckgrenze als vereinfachte Tabellenwerte. M8 Regelgewinde: Steigung 1,25 mm, Kernloch 6,8 mm. H7/g6: typische Spielpassung. Für die Anwendung Maß- und Werkstoffnormen prüfen.

Lektion 7 · Zeichnung und Messen

Eine Welle soll 20,00 mm Durchmesser haben. Die Zeichnung gibt 20,00 ± 0,05 mm an. Welche Grenzmaße sind erlaubt? Was machst du, wenn du 20,08 mm misst?

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Unteres Grenzmaß: 19,95 mm. Oberes Grenzmaß: 20,05 mm. 20,08 mm liegt außerhalb der Toleranz, also Teil kennzeichnen und nach Arbeitsanweisung prüfen; nicht einfach weitergeben.

Lektion 8 · Pneumatik und Hydraulik

Ein doppelt wirkender Zylinder hat 500 mm² Kolbenfläche. Der Druck beträgt 6 bar. Berechne die theoretische Ausfahrkraft. Nenne zwei Gründe, warum die echte Kraft kleiner sein kann.

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6 bar = 0,6 N/mm². F = p × A = 0,6 × 500 = 300 N. Reibung und Druckverluste verringern die reale Kraft. Bei der Hydraulik gelten dieselben Grundformeln, aber das Medium ist Flüssigkeit.

Lektion 9 · Elektrotechnik

Ein 24-V-Verbraucher hat 12 Ω Widerstand. Berechne den Strom. Danach wird ein zweiter gleicher Widerstand in Reihe geschaltet. Wie groß ist dann der Gesamtwiderstand und der Strom?

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Ein Widerstand: I = U ÷ R = 24 ÷ 12 = 2 A. Zwei gleiche Widerstände in Reihe: Rges = 12 + 12 = 24 Ω. I = 24 ÷ 24 = 1 A.

Lektion 10 · Fertigung und Werkstoff

Du sollst in Stahl ein M8-Regelgewinde schneiden. Welchen Bohrer nimmst du? Warum prüfst du die Schnittwerte am Werkzeugdatenblatt?

Lösungen ansehen

Für M8 Regelgewinde mit P = 1,25 mm ist das übliche Kernloch 6,8 mm. Schnittwerte hängen unter anderem von Werkstoff, Härte, HSS/VHM-Werkzeug, Kühlung und Maschine ab. Daher die konkrete Werkzeugempfehlung prüfen.

Lektion 11 · Arbeitssicherheit und Instandhaltung

Du musst eine Maschine reinigen und ein verklemmtes Werkstück entfernen. Welche Schritte machst du vor dem Eingriff?

Lösung ansehen

Arbeitsauftrag und betriebliche Sicherheitsregeln beachten; Maschine sicher stillsetzen; Energiequellen abschalten und gegen Wiedereinschalten sichern; gespeicherte Energie abbauen; Stillstand prüfen; geeignete PSA nutzen. Bei Unsicherheit Vorgesetzte hinzuziehen.

Lektion 12 · Große Prüfungsmischung

Abschluss- und Zwischenprüfung mischen mehrere Themen. Starte eine zufällig sortierte Wiederholungsrunde und prüfe deine Lösungen selbst.

Echte IHK-Prüfungen aus Bayern

Vollständige vergangene Prüfungsaufgaben sind nicht alle frei im Netz verfügbar. Die IHK München verweist Auszubildende für alte Aufgaben aus gewerblich-technischen Berufen auf Verlage; die PAL-Prüfungsbücher für Industriemechaniker enthalten originale Aufgaben und Lösungsvorschläge. Hier verlinke ich offizielle Informationsseiten statt geschützte Prüfungshefte in die App zu kopieren.

Die hier enthaltenen Übungsaufgaben sind selbst verfasst und dienen der Vorbereitung. Sie sind keine IHK-Prüfungsaufgaben und garantieren keine vollständige Abdeckung des Prüfungsstoffs.

Werkstattformeln

Häufige Grundformeln · Einheiten beachten

GesuchtFormelEinheit / Hinweis
KreisumfangU = π · dmm
KreisflächeA = π · d² / 4mm²
ZylindervolumenV = A · lmm³
DrehmomentM = 9550 · P / nNm; P in kW, n in min⁻¹
LeistungP = M · n / 9550kW; M in Nm, n in min⁻¹
Druckp = F / AN/mm²; 1 N/mm² = 10 bar
KraftF = p · AN, p in N/mm², A in mm²
Massem = ρ · Vρ in kg/dm³, V in dm³
Beispiel · Fläche und Volumen
d = 20 mml = 50
1 · KreisflächeA = π × 20² ÷ 4 ≈ 314 mm²2 · Zylindervolumen314 × 50 ≈ 15 700 mm³3 · Umrechnen15 700 mm³ = 15,7 cm³
Vor dem Rechnen: Werte in passende Einheiten umrechnen. Bei Drehmomentformeln ist P die mechanische Leistung an der Welle; Verluste sind nicht enthalten.

Einheiten schnell umrechnen

GrößeUmrechnung
Länge1 in = 25,4 mm · 1 mm = 1000 µm
Kraft1 kN = 1000 N
Druck1 bar = 0,1 N/mm² · 1 MPa = 1 N/mm²
Leistung1 kW = 1000 W
Drehzahlmin⁻¹ = Umdrehungen pro Minute
Volumen1 dm³ = 1 Liter = 1 000 000 mm³

Werkstoffe erkennen

Beispiele zur groben Einordnung der Kurzzeichen

KurzzeichenTypische Einordnung
S235JRUnlegierter Baustahl
C45Unlegierter Vergütungsstahl
42CrMo4Legierter Vergütungsstahl
X5CrNi18-10 / 1.4301Korrosionsbeständiger austenitischer Stahl
EN AW-6082Aluminium-Knetlegierung
EN-GJL-250Grauguss

Kurzzeichen sagen allein nicht alle Eigenschaften aus. Lieferzustand, Wärmebehandlung und Produktnorm mitprüfen.

Passungen & Oberfläche

SPIELWelle kleinerÜBERGANGfast gleich großÜBERMASSWelle größer

Spielpassung: Zwischen Welle und Bohrung bleibt Luft, z. B. H7/g6.
Übergangspassung: Kann stramm oder leicht lose sitzen, z. B. H7/k6.
Übermaßpassung: Die Welle ist größer; Montage braucht Kraft oder Erwärmen, z. B. H7/p6.

Merksatz
Spielrutscht leichtÜbergangkann knapp passenÜbermaßsitzt fest

Ra beschreibt den arithmetischen Mittenrauwert, Rz die gemittelte Rautiefe. Die Kennwerte sind nicht direkt ineinander umrechenbar; Zeichnung und GPS-Angaben beachten.

Die Beispiele ersetzen keine Toleranztabelle: tatsächliche Grenzmaße hängen von Nennmaß und Toleranzklasse ab. Für Passungsauswahl und Oberflächenangaben Zeichnung und aktuelle Norm heranziehen.

Zur verwendeten Ausgabe

Europa-Lehrmittel · Tabellenbuch Metall · 50. Auflage 2025

Die App fasst ausgewählte Werkstattgrundlagen in eigener Form zusammen. Sie ist kein Ersatz für Tabellenbuch, Normen, Zeichnung oder Herstellerangaben.

Sinus & Cosinus

Rechtwinkliges Dreieck · Winkel in Grad

sin(α): —
cos(α): —

Gegenkathete a: — · Ankathete b: —

αAnkathete bGegen-kathete aHypotenuse c
Beispiel · α = 30°, c = 100 mm
Sinussin 30° = 0,5 → a = 50 mmCosinuscos 30° ≈ 0,866 → b ≈ 86,6 mm

Gegen = gegenüber vom Winkel. An = liegt am Winkel an. Hypotenuse = längste Seite, gegenüber dem rechten Winkel.

sin(α) = Gegenkathete / Hypotenuse · cos(α) = Ankathete / Hypotenuse. Winkel bitte zwischen 0° und 90° eingeben.

Gewinde-Kernloch-Rechner

Näherungswert: Nenndurchmesser minus Steigung

−
—

Ergebnis ist ein Richtwert und ersetzt keine Gewindetabelle.

Einheiten

MPa und N/mm² sind zahlenmäßig gleich.

1 N/mm² = 1 MPa
1000 N = 1 kN
1 mm = 1000 µm

Drehzahl & Vorschub

Drehmaschine und Fräsmaschine · berechnet aus Schnittgeschwindigkeit und Werkzeugdaten

Drehzahl: —
Vorschub: —
Rechenbeispiel · Drehen
GegebenD = 20 mm · vc = 25 m/min · f = 0,1 mm/UDrehzahl1000 × 25 ÷ (π × 20) ≈ 398 U/minVorschub398 × 0,1 ≈ 40 mm/min
Werkzeugwegmm pro Minute
Formeln: n = (1000 × vc) / (π × D). Beim Drehen: vf = n × f. Beim Fräsen: vf = n × z × f. Maschine auf nächstniedrigere verfügbare Drehzahl einstellen. vc und f dem Werkzeugdatenblatt entnehmen; HSS/VHM, Werkstoff, Aufspannung und Kühlschmierstoff ändern die Werte.

Was du für Richtwerte brauchst

Werkstoff und Härte, HSS oder Hartmetall, Werkzeugdurchmesser, Schneidenzahl, Schruppen/Schlichten sowie Maschinenzustand. Für konventionelle Maschinen bei Rattern oder unsicherer Spannung Vorschub und Drehzahl zunächst reduzieren.

Anziehdrehmoment

Maximalwerte nach VDI 2230 · Reibwert μK = μG = 0,14 · 90 % Streckgrenzenausnutzung

Größe8.8 (Nm)10.9 (Nm)12.9 (Nm)
M43,34,85,6
M56,59,511,2
M611,316,519,3
M827,340,146,9
M10547993
M1293137160
M14148218255
M16230338395
M18329469549
M20464661773
So liest du die Tabelle
1Schraube: M102Klasse: 8.83Zeile M10 + Spalte 8.8 = 54 Nm

Das gilt nur für die angegebene Reibwert-Annahme μ = 0,14. Gefettet oder beschichtet? Dann gilt ein anderer Wert.

Achtung: Tabellen-Maximalwerte ohne Sicherheitsfaktor, keine universelle Montagevorgabe. Schmierung, Beschichtung, Unterlegscheibe, Gegenwerkstoff und gewünschte Vorspannkraft verändern das erforderliche Drehmoment erheblich. Bei sicherheitsrelevanten Verbindungen gelten Zeichnung, Herstellerangabe und Berechnung.
Quelle: Bossard – Vorspannkräfte und Anziehdrehmomente nach VDI 2230. Abweichende Reibwerte führen zu abweichenden Werten.

MIG/MAG · Stahl, Beispielwerte

Fronius TransSteel · G3Si1-Stahldraht 0,8 mm · Ar/CO₂-Mischgas · manuell

Blech (mm)Draht (m/min)Spannung (V)Dynamic
0,82,113,74
12,815,84
1,55,9173
26,5183
310,8202
41423,41
516,7270
61927,80
Beispiel · 2 mm Stahlblech
Drahtvorschub6,5 m/minSpannung18 VDynamic3

Diese Kombination stammt aus der angegebenen Fronius-Tabelle. Stellwerte sind ein Startpunkt: Probenaht machen und Nahtbild prüfen.

Nur Startwerte für diese Gerätekonfiguration. Andere Stromquelle, Drahtstärke, Gas, Material, Nahtform und Schweißposition erfordern andere Einstellungen. Synergiegeräte nach Programm wählen und Probenaht beurteilen.

WIG (TIG) und Elektrode (MMA)

Parameter hängen von Material und Elektrode ab

MIG/MAGDraht kommt automatisch nach. Schutzgas schützt das Schweißbad.
WIG / TIGWolframelektrode bleibt stehen. Zusatzstab bei Bedarf extra zuführen.
Elektrode / MMAUmhüllte Stabelektrode schmilzt ab. Kein Gas aus der Flasche nötig.

WIG: Stromart/Polarität, Material, Wolframelektrode, Zusatzwerkstoff und Blechdicke bestimmen die Einstellung. Aluminium benötigt üblicherweise AC; Stahl meist DC.

MMA: Elektrodentyp und -durchmesser beachten; Strombereich steht auf der Elektrodenverpackung. Geräteeinstellung und Polung nach Herstellerangabe.

Für belastbare Einstelltabellen brauche ich dein Schweißgerät (Hersteller/Modell), die hauptsächlich verwendeten Werkstoffe und Verfahren. Schweißparameter immer mit Probenaht und nach WPS/Herstellerangabe festlegen.