In dieser Unterrichtseinheit wird eine Spardose gefertigt. Anregungen, Tipps und Hinweise bitte an:

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1 Fertigung einer Spardose aus Plexiglas Ziele Unterrichtskonzept Richtlinienbezug Weiter mit Briefkasten Autor Die Schüler und Schülerinnen sollen: die Bearbeitung von Kunststoffen kennen lernen die drei wichtigsten Kunststoffarten und ihre Unterscheidungskriterien kennen lernen die erforderlichen Arbeitsschritte zur Fertigung eines einfachen Gerätes durchführen die Arbeitstechniken Anreißen, Messen, Sägen, Feilen Schleifen vertiefen das Umformen von Kunststoffen kennen lernen und durchführen bei entsprechender Ausstattung der Schule die Fertigung von Außengewinden durchführen In dieser Unterrichtseinheit wird eine Spardose gefertigt. Gesamtschule NRW, Klasse 7/8, Exemplarische Fertigkeiten und Kenntnisse beim Umgang mit Geräten und Werkzeugen erwerben und Produkte planen und herstellen Hauptschule NRW, Produkte planen und herstellen Realschule NRW Rahmenpläne für Arbeitslehre in den neuen Bundesländern Unterrichtsablauf Fachtipps für Lehr er Material Arbeitsauftraege Abl auf in Bildern Bew ertung, weitere Bilder Download ZIP-Archiv Dow nload der Arb eitsblätter Anregungen, Tipps und Hinweise bitte an: Elisabeth Hein, Maximilian-Kolbe-Schule, Saerbeck sowie Referendare des Studienseminars für Lehrämter an Schulen Münster I im Fach Technik, Ausbildungsgang 02/04 Fotos: Referendare des Studienseminars für Lehrämter an Schulen Münster I

2 Verlaufsplanung zum Unterrichtsprojekt Eine Spardose aus Kunststoff. Doppelstunde Verlaufschritte Unterrichtsverfahren/ Sozialformen 1 Erprobung verschiedener Herstellung/ Einzelarbeit Fertigungsverfahren im Bereich Unterrichtsgespräch Kunststoff durch die Bearbeitung von Probestücken. Ermittlung verschiedener Kunststoffarten (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere). 2 Vorbereitung der Fertigungsaufgabe Unterrichtsgespräch Spardose durch Erstellung einer Konstruktion/ Unterrichtsgespräch Materialliste Lehrgang Einzel- und Partnerarbeit Erstellung eines Kriterienkataloges zur Bewertung der Spardose. Erläuterung des Stationsbetriebes und Erprobung der einzelnen Stationen. Unterrichtsziele - Die Schülerinnen und Schüler sollen durch praktisches Arbeiten die Eigenschaften von Kunststoff kennen lernen und erfahren. - Die Schülerinnen und Schüler sollen verschiedene Kunststoffarten kennen lernen und deren Unterscheidungskriterien kennen. - Die Schülerinnen und Schüler sollen befähigt werden, Kriterien zur Bewertung eines Gegenstandes aufzustellen. - Die Schülerinnen und Schüler sollen das Unterrichtsverfahren des Stationslernens kennen lernen. - Die Schülerinnen und Schüler lernen die vier Stationen des Stationsbetriebes kennen. Dabei sollen sie erfahren, wie entsprechende Werkzeuge, Geräte und Maschinen sachgerecht einzusetzen sind.

3 3 7 Fertigung der Bauteile der Spardose. Selbständiges Arbeiten im Stationsbetrieb an der Fertigungsaufgabe Spardose. (LINK ZU: AblaufinBildern) 8-9 Schleifen (600 Körnung) und anschließendes Polieren der Schnittflächen. Zusammenbau der einzelnen Bauteile. Überprüfung der Funktion 10 Bewertung der Spardose (LINK ZU: Bewertung) Herstellung/ Einzel- und Partnerarbeit - Die Schülerinnen und Schüler fertigen die Bauteile der Spardose, indem sie Verfahren des Stationslernens im Stationsbetrieb anwenden, vertiefen und ihr Handeln reflektieren. - Die Schülerinnen und Schüler werden befähigt, nach einem vorbereiteten Arbeitsplan zu arbeiten. Herstellung/ Einzelarbeit - Die Schülerinnen und Schüler sollen Lehrgang Verfahren zur Oberflächenbehandlung kennen lernen und anwenden. - Die Schülerinnen und Schüler können mögliche Fertigungsfehler der Bauteile aufdecken und ggf. korrigieren. Einzelarbeit - Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, mit Hilfe des Kriterienkataloges ihr Werkstück zu bewerten.

4 Tipps für Lehrerinnen und Lehrer Information zum Namen Polymethylmethacrylat (Kurzzeichen: PMMA, umgangssprachlich: Acrylglas oder Plexiglas), ist ein synthetischer glasähnlicher thermoplastischer Kunststoff. Internet: Informationen zum Lernen an Stationen finden Sie in der Unterrichtseinheit: Das Auto- eine Maschine verändert die Welt, ebenfalls auf dieser Internettseite: Der Zuschnitt der Frontteile kann nur vom Lehrer bzw. von der Lehrein ausgeführt werden, da er auf der Kreissäge durchgeführt wird. Manche Firmen bieten auch den Zuschnitt (s. Bezugsquellen: an. Kanten der schmalen Kunststoffstreifen für das Sechseck mit Nassschleifpapier schleifen: Anfasen der Außenteile (Zeichnung1) auf dem Tellerschleifer:

5 Achtung: Bei der Arbeit Schutzbrille tragen. Grat mit der Ziehklinge entfernen und grobe Schleifspuren entfernen. Entscheidend für die Endqualität der Anfasung ist das Schleifen, deshalb mehrere Schleifgänge durchführen (empfohlene Körnung: 100,150, Nassschleifpapier: 600, 1000). Zum Anfertigen der Bohrungen in die Frontflächen empfiehlt sich der Aufbau einer Bohrhilfe

6 Wichtig ist, dass beide Teile gemeinsam gebohrt werden (Zeichnung 2). Tipps zum Bau der Vorrichtungen: 1. Heizdraht: Material:

7 - Laubsägebügel - Konstantahndraht - Messklemmen Betriebswerte: Spannung : U ca.7v Stromstärke A ca. 2 A Es sind auch eventuell in der Schule vorhandene Wärmelampen nutzbar. 2. Bau der Biegevorrichtung (s. Arbeitsablauf in Bildern): Material: -Holzplatten Weitere Materialien: Polierscheiben Bestellung bei LPE möglich: (Bestellnummern siehe LPE Katalog) Position Art-Nr. Bezeichnung Polierring, hart,80x Polierring, weich,80x Polierwachs, 259 g Nach der Behandlung sollten die Außenteile getempert werden. Tempern bedeutet Kunststoffteile aufheizen und langsam abkühlen, damit werden die durch die Trennvorgänge aufgebauten Spannungen im Werkstück abgebaut.

8 Stückliste Spardose Baugruppe Material Anzahl Maße in mm Außenteile Plexiglas x 110 x 8 Innenteil Plexiglas x 35 x 2 Gewindestange Stahl 4 M6 x 65 Hutmutter Stahl 8 M6 Materialkosten pro Spardose: ca. 5-6 Euro. Bezugsquellen Acrylglas: Rust-Kunststoff An der Kleimannbrücke Münster Tel: 0251/ Carl Nolte Technik GmbH Mergenthalerstr Greven Tel: 02571/ 16-0 Fax: 02571/ info@carlnolte.de (liefern auch an Schulen und stellen auf Anfrage auch Reste zur Verfügung) Kortenbrede Feldstiege Münster Tel: 02533/

9 Eine Spardose aus Kunststoff Spardose Ansicht von vorn ,

10 Station 1 Arbeitsablauf Außenteile schleifen 110 6x Zeichnung1 1. Sicherheitsregeln beim Umgang mit der Tellerschleifmaschine beachten! 2. Mit dem Probestück erste Schleiferfahrungen am Tellerschleifer sammeln. 3. Von jedem Außenteil drei Seiten anschrägen und dabei ca.2mm stehen lassen. (siehe Zeichnung). Achtung: Anfasung immer an derselben Seite durchführen! 4. Anschließend die geschliffenen Flächen mit feinem Schleifpapier ( ) weiterbearbeiten.

11 Station 2 Arbeitsablauf Außenteile bohren , Zeichnung 2 1. Sicherheitsregeln beim Umgang mit der Tischbohrmaschine beachten! 2. Maße für die Bohrungsmitte mit dem Folienstift auf ein Außenteil übertragen. 3. Bohrungen vorstechen. 4. Beide Außenteile (Bezugskanten müssen über einander liegen) zusammen in den Maschinenschraubstock einspannen und bohren. (s. Bohrvorrichtung Foto)

12 Station 3 Arbeitsablauf Gewindestangen ablängen M6 ca Das geforderte Maß auf das Werkstück übertragen. (Filzstift) 2. Das Werkstück in den Schraubstock einspannen ( Schutzbacken aus Holzresten verwenden ). 3. Eine Mutter über die Sägestelle drehen und das Werkstück an der Markierung absägen. 4. Scharfe Kanten an der Sägestelle mit der Feile entgraten und die Mutter über die Sägestelle abdrehen.

13 Station 4 Arbeitsablauf Innenteil zuschneiden und biegen Abwicklung des Sechsecks Skizze Winkel Nr Übertragen der Maße auf das Plexiglas. 2. Das Stahllineal an der Markierung anlegen und mit einer Schraubzwinge fixieren. 3. Mit der Klinge die Markierung 2 bis 3 mal einritzen und dann über einer Kante brechen. (Vorsicht Klinge ist sehr scharf Verletzungsgefahr!!!!) 4. Scharfe Kanten mit Schleifpapier bearbeiten. 5. Sicherheitsregeln beim Umgang mit dem Heizstab beachten! 6. Biegezone erwärmen und den Kunststoff im geforderten Winkel abkanten (Biegevorrichtung benutzen!). - Winkel Nr.3 als letzten Winkel biegen -

14 Arbeitsablauf in Bildern Fertigung der Außenteile Fotos Arbeitsschritt Werkzeuge/Maschinen/ Material Das Plexiglas an der Kreissäge auf Maß bringen Die Kanten am Tellerschleifer auf den angegebenen Winkel bringen (siehe Zeichnung Station1) Kreissäge (Vorarbeit des Lehrers) Tellerschleifer, Schutzbrille Die geschliffenen Kanten mit einer Abziehklinge bearbeiten Schraubstock, Abziehklinge Kanten schleifen (grobes und feines Papier) Schleifpapier (grob, fein) Bohrungen anreißen, vorstechen, bohren und senken (siehe Zeichnung 1) Zollstock, Streichmaß, Filsstift, Vorstecher, Bohrer ( 6,5), Senker

15 Fertigung des Innenteils An der Kreissäge das Material vorbereiten Am Tellerschleifer die Enden auf den angegebenen Winkel bringen (siehe Zeichnung 2) Die Markierungen auf dem Plexiglas mit dem Draht in Deckung bringen. Wenn das Plexiglas warm genug ist, in die Biegevorrichtung legen (im Abstand von 50mm wird immer gebogen) Kreissäge Tellerschleifer Konstantahndraht mit elektrischem Anschluss, Biegevorrichtung Fertigung der Gewindestangen Gewindestange (M6) in einem Maschinenschraubstock befestigen, zwei Muttern draufschrauben, in einer Länge von 65mm absägen Maschinenschraubstock, Metallsäge, Zollstock, Streichmaß, Muttern Muttern abschrauben (zu beiden Seiten eine) um das Gewinde wieder herzustellen

16 Kanten feilen und schleifen Feile, Schleifpapier Fotos des Zusammenbaus

17 Bewertung Spardose Name,Vorname: Unterscheidungsmerkmale meine eigene Wertung Fremdwertung durch Lehrerwertung Sind alle Kanten ordentlich geschliffen? Sind die Richtmaße eingehalten worden? - Anfasung 45-2 mm bei Grundplatten Sind die Winkel des Sechsecks gleichmäßig und ordentlich? Passen alle Münzstücke durch den Spalt? Ist die Schraubverbindung gut lösbar? Ist die Spardose standfest? Kontrolliert durch Messen,ob - der Abstand der Bohrungen gleich groß ist - die Bohrungen in einer Ebene liegen Optischer Gesamteindruck Sehr gut Gut Schlecht sehr schlecht Sehr gut Gut Schlecht Sehr schlecht Sehr gut Gut Schlecht Sehr schlecht Sehr gut Gut Schlecht Sehr schlecht Auswertung... x Ja... x Ja... x Ja... x Ja Abschlussbewertung...x Nein x Nein x Nein x Nein

18 Abbildungen: Anfasen an der Tellerschleifmaschine: Einspannen und Ablängen der Gewindestangen:

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