Hin­wei­se

Bil­der zur Il­lus­tra­ti­on

En­er­gie­fluss­dia­gramm

Un­ter­su­chung der En­er­gie­ef­fi­zi­enz

Ma­te­ri­al­lis­te

Bau  einer Wär­me­kraft­ma­schi­ne: Bau einer Weih­nachts­py­ra­mi­de.

Hier wird der Bau einer Wär­me­kraft­ma­schi­ne (Weih­nachts­py­ra­mi­de) vor­ge­stellt, da daran gut un­ter­schied­li­che Ein­fluss­fak­to­ren auf die Dreh­ge­schwin­dig­keit des Ro­tors ge­zeigt und ein­zeln un­ter­sucht wer­den kön­nen:

• An­stell­win­kel der Flü­gel
• An­zahl der Flü­gel
• An­zahl der Ker­zen
• Ent­fer­nung der Ker­zen vom Ro­tor­blatt
• Ker­zen­po­si­ti­on
• u.a.

Über die un­ter­schied­li­chen Dreh­ge­schwin­dig­kei­ten des Ro­tors kann man die un­ter­schied­li­che En­er­gie­über­tra­gungs­ef­fi­zi­enz un­ter­su­chen. Dies ist in Vi­de­os auch gut do­ku­men­tier­bar. Die Um­lauf­dau­er des Ro­tors kann auch aus den Vi­de­os her­aus be­stimmt wer­den.
Von Bau­sät­zen, die einen fes­ten An­stell­win­kel der Ro­tor­blät­ter vor­se­hen, wird ab­ge­ra­ten, da dabei keine Va­ria­ti­on der An­stell­win­kel und da­durch keine wei­ter­ge­hen­de Un­ter­su­chung vor­ge­nom­men wer­den kann.
Da eine solch dif­fe­ren­zier­te Un­ter­su­chung bei einem selbst­ge­bau­ten Fahr­zeug nicht so leicht um­setz­bar ist, haben wir uns gegen ein Fahr­zeug ent­schie­den. Au­ßer­dem ist die­ser Bau einer Weih­nachts­py­ra­mi­de auch im Un­ter­richts­gang sehr gut in das The­men­feld der in­halts­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen „3.1.4 En­er­gie ef­fi­zi­ent nut­zen“ in­te­grier­bar.  So heißt es in den ibKs:
3.1.4 (14) an einem ein­fa­chen Bei­spiel be­schrei­ben, wie En­er­gie ziel­ge­rich­tet in einem tech­ni­schen Pro­zess ge­nutzt wer­den kann (zum Bei­spiel Gum­mi­ban­d­an­trieb, Elek­tro­mo­tor, ein­fa­cher Son­nen­kol­lek­tor, ein­fa­che pho­to­vol­tai­sche An­wen­dung, Fahr­rad, Weih­nachts­py­ra­mi­de).

Zeit­rah­men

4-6 Un­ter­richts­stun­den            Bau der Weih­nachts­py­ra­mi­de
2-4 Un­ter­richts­stun­den            Be­trieb der  Weih­nachts­py­ra­mi­de mit Un­ter­su­chung der Ein­fluss­fak­to­ren

Si­cher­heits­hin­wei­se

Der Bau der Weih­nachts­py­ra­mi­de ist so kon­zi­piert, dass keine Ma­schi­nen zur Be­ar­bei­tung ver­wen­det wer­den müs­sen son­dern der Bau mit Hand­werk­zeug mög­lich ist. Dies ist auch ohne klei­nen Schul­ma­schi­nen­schein mög­lich, da die­ser nur bei Ein­satz von Ma­schi­nen er­for­der­lich ist. Bei der Wahl des Hol­zes muss auf die Hart­holz­lis­te ge­ach­tet wer­den (RiSU S.192); also kein Pap­pel­sperr­holz ver­wen­den.

Ar­beits­schrit­te:

• Zu­sä­gen der Grund­plat­te (evtl. mit De­ku­pier­sä­ge oder mit ein­fa­cher Hand­sä­ge)
• Zu­sä­gen der Flü­gel (mit Laub­sä­ge)
• Zu­sä­gen der Stüt­ze (mit ein­fa­cher Hand­sä­ge)
• Zu­sä­gen Stütz­klotz (mit ein­fa­cher Hand­sä­ge)
• Zu­recht­fei­len der Ver­bin­dungs­zap­fen (Steck­zap­fen)
• Zu­sä­gen der Achse (mit Me­tall­sä­ge)
• Rund­fei­len der Kan­ten an der Schnitt­kan­te der Achse
• Boh­ren des Ver­bin­dungs­stücks Ku­gel­schrei­ber­spit­ze-Achse (durch Lehr­kraft), falls nicht die Al­ter­na­tiv­lö­sung für die­ses Bau­teil ge­wählt wird, die ohne Boh­ren aus­kommt
• Boh­ren des Sack­lochs für Glas­la­ger durch Lehr­kraft (kann aber auch durch Schü­le­rIn­nen ins Holz di­rekt hin­ein­ge­trie­ben wer­den mit Hilfe von einem Nie­ten­kör­ner und Ham­mer; oder di­rekt auf die Grund­plat­te ge­klebt wer­den, falls auf die­ses Sack­loch ver­zich­tet wird)
• Lei­men der Steck­zap­fen an die Flü­gel (Holz­leim)
• Lei­men der Stüt­ze an die Grund­plat­te (Holz­leim)
• Lei­men der Achse an das Holz­rad mit Boh­run­gen (Holz­leim)
• An­schrau­ben der Füh­rungs­ö­se (geht von Hand)
• Zu­sam­men­ste­cken Ver­bin­dungs­stück / Spit­ze / Achse
• Zu­sam­men­ste­cken Flü­gel / Holz­rad

Hin­wei­se: Her­un­ter­la­den [docx][1 MB]

Hin­wei­se: Her­un­ter­la­den [pdf][1 MB]

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