B E L E G A R B E I T

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1 B E L E G A R B E I T Fach Technik und Computer Klassenstufe 6 Lernbereich 1 Thema: Übertragungselemente als Funktionselemente Angefertigt von: Michael Haase 51. Mittelschule Leipzig W.-Bredel-Str Leipzig im Rahmen einer berufsbegleitenden Fortbildung. Leipzig, den

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3 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase Seite I Inhaltsverzeichnis: 1. Projektbeschreibung Methodisch-didaktisches Vorgehen Bewertungsmöglichkeiten Quellen- und Literaturverzeichnis Anhang...5

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5 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase Seite 1 1. Projektbeschreibung In Klassenstufe 6 sollen die Schüler Lösungen für einfache technische Probleme finden, ent sprechende Konstruktionen anfertigen und erproben. In diesem Kontext soll der Umgang mit Elementen der Informatik gefestigt werden. Grundlage dafür sind Kenntnisse über den prinzipiellen Aufbau von Maschinen und das funktionale Zusammenwirken wesentlicher Bauteile. Das hier erstellte Unterrichtsmaterial soll helfen, den Schülern diese Grundkenntnisse zu ver mitteln. Aus diesem Grund ist es günstig, dieses Thema am Anfang des Schuljahres zu be handeln. Aus Klassenstufe 5 haben sind die Grundkenntnisse im Umgang mit dem Computer ausgeprägt, so dass die Schüler einen Teil der Arbeit selbstständig erledigen können. Mit dieser Unterrichtssequenz werden folgende Ziele angestrebt: Kennen lernen der Funktionselemente von Maschinen und deren Aufgaben Zuordnen von Maschinenbauteilen zu Funktionselementen Einblick gewinnen in die Übertragungselemente Welle und Kupplung Kenntnisse von Getriebearten und deren Sinnbilder Modellhaftes Umsetzen der Getriebearten anhand von Maschinenmodellen Fähigkeit einfache Sinnbilder zu zeichnen Am Ende dieser Unterrichtssequenz hat jeder Schüler 3 Arbeitsblätter ausgefüllt, ca. 6 Ma schinen- bzw. Getriebemodelle gebaut und ausprobiert sowie die entsprechende Anzahl Pro tokolle erstellt. Letztere können am Ende dieser Unterrichtssequenz bewertet werden. Da die Schüler bis da hin verschiedene Fähigkeiten und Fertigkeiten erlangt bzw. gezeigt haben, ist eine Bewertung als komplexe Leistung denkbar. Als Zeitumfang sind 6 Unterrichtsstunden vorgesehen. Da diese Unterrichtseinheit noch nicht erprobt wurde, muss der tatsächliche Zeitbedarf noch verifiziert werden.

6 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase Seite 2 2. Methodisch-didaktisches Vorgehen Das hier vorliegende Material besteht aus folgenden Teilen: Powerpoint-Präsentation (PPP) Funktionselemente in Maschinen mit zugehörigem Arbeitsblatt (siehe Anhang) Powerpoint-Präsentation (PPP) Überblick über die Übertragungselemente mit zuge hörigem Arbeitsblatt (siehe Anhang) Powerpoint-Präsentation (PPP) Getriebe als Übertragungselemente mit dem zugehö rigen Arbeitsblatt Getriebearten (siehe Anhang) 10 Arbeitsanweisungen für einen Stationsbetrieb zum Bau der Modelle In der ersten Unterrichtsstunde werden die Schüler anhand von Originalen in einem Lehrervor trag mittels der PPP Funktionselemente in Maschinen mit den grundlegenden Begriffen vertraut gemacht. Im Anschluss lösen sie das Arbeitsblatt I Funktionselemente selbstständig. Mit Hilfe der letzten Folie der PPP erfolgt die Ergebnissicherung (das Vergleichen). Anschließend erhalten die Schüler das Arbeitsblatt II Übertragungselemente und erarbeiten sich den Inhalt selbständig mit Hilfe der PPP Überblick über die Übertragungselemente. Die Ergebnissicherung erfolgt durch ein anschließendes Unterrichtsgespräch anhand von Origina len (soweit vorhanden). Die dritte PPP Getriebe als Übertragungselemente wird in der zweiten Stunde, nach einer Übungs- und Festigungsphase, durch die Schüler selbständig erarbeitet. Das fertige Arbeits blatt III Getriebearten sollte am Stundenende eingesammelt und die Sinnbilder durch den Lehrer auf fachliche Richtigkeit begutachtet werden. Damit ist die Erarbeitungsphase abgeschlossen. In den nächsten 4 Unterrichtsstunden soll das erarbeitete Wissen angewendet werden. Dazu wird mit Hilfe von Bausätzen ein Stationsbe trieb eingerichtet. Die Schüler bauen in Partnerarbeit ( 2er Teams) Maschinenmodelle. Anhand des Modells sollen sie die Getriebart zuordnen und das jeweilige Sinnbild zeichnen. Dies ist für insgesamt 6 Modelle (bei max. 10 Stationen, abhängig von der Schülerzahl) zu tun. Nach absolvieren der jeweiligen Station ist das Protokoll abzugeben.

7 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase Seite 3 3. Bewertungsmöglichkeiten Jedes der 6 Protokolle kann mit Hilfe einer Punkteskala bewertet werden. Da der Lehrer bei einem Stationsbetrieb Zeit für die Beobachtung der Schüler hat, kann auch die praktische Tätigkeit nach folgenden Gesichtspunkten bewertet werden: Organisiertheit beim Vorgehen Arbeitstempo bzw. Fehlerquote Ordnung auf dem Arbeitsplatz (insbesondere nach dem Erledigen der Aufgabe) Als Ergebnis können einerseits mehrere Einzelnoten stehen, wobei eine Bewertung jedes Pro tokolls nicht nötig ist. Andererseits kann die Gesamtleistung des Schülers als komplexe Leis tung gewertet werden.

8 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase Seite 4 4. Quellen- und Literaturverzeichnis Lehrbuch Technik und Computer, Herausg.: Breier, Friedrich, Schacht Verlag Duden Paetec, 2. Auflage 2005 ISBN , Seite Die Seitenangaben auf den Arbeitsblättern beziehen sich auf dieses Lehrbuch. Die Getriebesinnbilder sind ebenfalls diesem Lehrbuch entnommen. Arbeitsanleitungen aus Technischer Baukasten Maschinen und Getriebe der Fa. HEWA-MAMUD Hewa GmbH Weimarische Straße Apolda Danksagung Ich möchte mich bei Herrn Dieter Ruhmke und Herrn Lutz Engelmann vom DUDEN PAETEC Schulbuchverlag für die freundliche Genehmigung der Verwendung der Abbildungen aus o.g. Lehrbuch bedanken. Bei Herrn Uli Merkel von der HEWA GmbH möchte ich mich ebenfalls für die freundliche Genehmigung der Verwendung der Arbeitsanleitungen bedanken.

9 Belegarbeit Übertragungselemente als Funktionselemente angefertigt von Michael Haase 5. Anhang 1. Arbeitsblatt Funktionselemente 2. Arbeitsblatt Übertragungselemente 3. Arbeitsblatt Getriebe 4. Arbeitsanweisung Station 1 Drechselmaschine 5. Arbeitsanweisung Station 2 Drehbühne 6. Arbeitsanweisung Station 3 Handbohrmaschine 7. Arbeitsanweisung Station 4 Handmixer 8. Arbeitsanweisung Station 5 Seilwinde 9. Arbeitsanweisung Station 6 Seilwinde mit Sperrklinke 10. Arbeitsanweisung Station 7 Waagerecht Stossmaschine 11. Arbeitsanweisung Station 8 Tischbohrmaschine 12. Arbeitsanweisung Station 9 Tischkreissäge 13. Arbeitsanweisung Station 10 Umformmaschine 14. PPP Funktionselemente in Maschinen 15. PPP Überblick über die Übertragungselemente 16. PPP Getriebe als Übertragungselemente 17. Getriebe - Sinnbilder des Stationsbetriebes Seite 5

10 Funktionselemente in Maschinen AB I Überblick über die Funktionselemente Aufgabe 1: Vervollständige die Tabelle! Du kannst dazu das LB S verwenden Funktionselement Aufgabe Beispiel Tragen und Schützen anderer Bauteile Bereitstellen und Umwandeln von Energie Getriebe Wellen Arbeitselement Beeinflussen (Steuern) des Stoff und Energieflusses Aufgabe 2: Schaue dir die Abbildung der Bohrmaschine in der Präsentation an! Trage die beschrifteten Teile in die Tabelle ein und ordne das jeweilige Funktionselement zu! Ein Beispiel habe ich schon vorgege ben. Teil der Bohrmaschine Tisch Zugeordnetes Funktionselement Trägerelement

11 Funktionselemente in Maschinen AB II Wellen und Kupplungen als Übertragungselemente Aufgabe 1: Vervollständige mit Hilfe der Präsentation Überblick über die Übertragungselemente das Arbeitsblatt Wellen: Wellen übertragen... und leiten Energie weiter. Außerdem dienen sie zum... von Bauelementen. Beispiele: Abbildung Wellenart Sinnbild Hohlwelle Kupplungen: Mit Kupplungen kann der Kraftfluss zwischen gegeneinander... Teilen unterbrochen oder geschlossen werden. Beispiele:

12 Funktionselemente in Maschinen AB III Überblick über die Getriebearten Aufgabe: Vervollständige die Tabelle mit Hilfe der Präsentation Getriebe als Übertragungselemente! Zeichne die entsprechenden Sinnbilder nur in der Schnittansicht! Getriebeart Beispiel Sinnbild

13 Tabelle fertig? Dann hast du den ersten (theoretischen) Teil geschafft. Glückwunsch! Für den zweiten (praktischen) Teil benötigst du deine 3 vollständig ausgefüllten Arbeitsblätter.

14 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 1 Drechselmaschine 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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16 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 2 Drehbühne 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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18 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 3 Handbohrmaschine 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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20 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 4 Handmixer 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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22 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 5 Seilwinde 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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24 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 6 Seilwinde mit Sperre 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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26 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 7 Stossmaschine 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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28 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 8 Tischbohrmaschine 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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30 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 9 Tischkreissäge 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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32 Funktionselemente in Maschinen AB IV Bau von Getriebemodellen Station 10 Umformmaschine 1. Baue wie auf der Rückseite beschrieben das Funktionsmodell! 2. Führe die angegebenen Versuche durch! Notiere deine Beobachtungen im Hefter! Fertige dazu ein Protokoll an! 3. Welches Getriebe arbeitet in der Maschine? 4. Zeichne das Sinnbild dieses Getriebes! Zur Lösung dieser Aufgaben kannst du deine Arbeitsblätter und das Lehrbuch verwenden. Wenn du fertig bist, baue das Modell wieder auseinander. Lege alle Teile in die Aufbewahrungsbox.

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34 Überblick über die Getriebe-Sinnbilder des Stationsbetriebes Station 1: Drechselmaschine Kegelradgetriebe und Riemengetriebe Station 2: Drehbühne Reibradgetriebe Station 3: Handbohrmaschine Kegelradgetriebe Stirnradgetriebe Station 4: Handmixer Stirnradgetriebe

35 Station 5: Seilwinde Schneckenradgetriebe Station 6: Seilwinde mit Sperrklinke Stirnradgetriebe Station 7: Waagerecht-Stoßmaschine Kurbelgetriebe Station 8: Tischbohrmaschine Riemengetriebe

36 Station 9: Tischkreissäge Riemengetriebe Station 10: Umformmaschine Stirnradgetriebe