Herstellung eines Fanghakens

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1 Geschäfts- und arbeitsprozessbezogene, dual-kooperative Ausbildung in ausgewählten Industrieberufen mit optionaler Fachhochschulreife (GAB) Berufsgruppe Industriemechaniker Standort Emden Herstellung eines Fanghakens Anfängerprojekt im Modellversuch GAB Bearbeitet von Gerhard Barkhoff Volkswagen Coaching GmbH, Niederlassung Emden und Johann Heetderks Berufsbildende Schulen II Emden

2 Inhaltsverzeichnis: 1 Beschreibung der betrieblichen Aufgabe Art und Umfang der Arbeiten Einbindung in die Geschäfts- und Arbeitsprozesse Ressourcen Einordnung in das GAB-Curriculum Bezug der betrieblichen Aufgabe zum Lernbereich Bestimmung der Bildungs- und Qualifizierungsziele für die betriebliche Aufgabe Abgleich mit den Zielen im Lernfeld (im Berufsbildungsplan) Schnittstellen zu anderen Lernfeldern Gestaltungspotenzial der betrieblichen Aufgabe Dual-kooperative Ausbildungsplanung Inhalte von Arbeiten und Lernen in der betrieblichen Aufgabe Struktur der Aufgabenbearbeitung Planung und Abstimmung der Ausbildungsorte und -zeiten Betriebliche Ausbildungselemente Schulische Lernsituationen Übersicht Beschreibung einer Lernsituation Reflexion...8 Anhang...9 2

3 1 Beschreibung der betrieblichen Aufgabe In Ostfriesland besuchen alle Auszubildenden im metallverarbeitenden Gewerbe (Handwerk und Industrie) vor ihrer betrieblichen Ausbildung das Berufsgrundbildungsjahr (BGJ). Dies gilt auch für die Auszubildenden im Modellversuch GAB. Um die GAB-BGJ-Schüler auch im ersten Jahr ihrer Berufsausbildung an die Geschäfts- und Arbeitsprozesse ihres zukünftigen Arbeitgebers heranzuführen, werden zwei Betriebspraktika (eine Woche im ersten Halbjahr und zwei Wochen im zweiten Halbjahr) durchgeführt und im zweiten Halbjahr des BGJ kleine Aufträge der VW- Coaching GmbH Emden bearbeitet. Ein Beispiel eines solchen Auftrages ist der Fanghaken. Der Fanghaken wird in Zivilfahrzeuge der Polizei eingebaut. Dieser Einbau und andere Umrüstungen erfolgen im Sonderfahrzeugbau des VW-Werkes Emden. Bei Verfolgungsfahrten mit Zivilfahrzeugen der Polizei wird ein Blaulicht auf das Wagendach gesetzt. Der eingebaute Permanentmagnet fixiert das Blaulicht. Aufgrund der z.t. extremen Fahrzeugbeschleunigungen bei Verfolgungsfahrten hat sich in einigen Fällen das Blaulicht vom Wagendach gelöst und ist nach dem Kabelabriss in die Windschutzscheiben nachfolgender Fahrzeuge geschlagen. Um den Abriss des Blaulichts zu verhindern, wird es nun zusätzlich mit einer Sicherheitsleine verbunden. Das andere Ende der Sicherheitsleine wird mittels eines Karabinerhakens und des Fanghakens im Fahrzeug befestigt. 1.1 Art und Umfang der Arbeiten Die Schüler sollen nach einer vorgegebenen technischen Zeichnung den Fanghaken herstellen. Dazu gehören das Zuschneiden der Halbzeuge (Rundstahl und Flachstahl), das Biegen des Rundstahls und das Verschweißen beider Teile. Der Bau einer Biegevorrichtung wird von den Schülern nicht erwartet, da diese Aufgabe sie als Berufsanfänger überfordern würde. Allerdings kann der jeweilige Lehrer für Fachpraxis den Schülern eine Biegevorrichtung zur Verfügung stellen. 1.2 Einbindung in die Geschäfts- und Arbeitsprozesse Die CG Emden erhält vom Sonderfahrzeugbau den Auftrag, eine bestimmte Zahl an Fanghaken zu fertigen. Die CG lässt einen Teil dieser Fanghaken von Schülern des BGJ in Emden, Aurich und Leer fertigen. Die Anlieferung der Halbzeuge und den Abtransport der Fertigteile übernimmt die CG Emden. Die BGJ-Schüler werden während der Betriebspraktika auch im Sonderfahrzeugbau eingesetzt. 3

4 1.3 Ressourcen Ca. ein halbes Jahr vor der Herstellung des Fanghakens wird der Auftrag auf einer regionalen GAB-Arbeitsgruppensitzung (jeweils ein Theorielehrer und zwei Fachpraxislehrer von den Schulstandorten Aurich, Emden, Leer sowie ein CG-Ausbilder) besprochen. Für die Anlieferung der Rohteile / Halbzeuge und das Abholen der fertigen Werkstücke ist ein Auszubildender der CG verantwortlich. Die Fanghaken werden im Frühjahr 2000 hergestellt. 2 Einordnung in das GAB-Curriculum 2.1 Bezug der betrieblichen Aufgabe zum Lernbereich Die Fertigung der Fanghaken ist eine Anfängeraufgabe, wenn man die Herstellung der Biegevorrichtung außer Betracht lässt. Es werden überwiegend einfache manuelle und maschinelle Fertigungsverfahren angewandt, die mit einer überschaubaren Planung verbunden sind. Es handelt sich also bei diesem betrieblichen Auftrag um den Lernbereich I. 2.2 Bestimmung der Bildungs- und Qualifizierungsziele für die betriebliche Aufgabe Der Planungs- und Herstellungsprozess des Fanghakens ist dem Lernfeld 2 (BAG 2) Mechanische Herstellung von Einzelteilen und Baugruppen zuzuordnen. 2.3 Abgleich mit den Zielen im Lernfeld (im Berufsbildungsplan) Die Schülerinnen und Schüler lesen... Einzelteilzeichnungen, Stücklisten und Arbeitspläne für die Fertigung (...). Sie beherrschen die theoretischen Grundlagen der für den erforderlichen Arbeitsauftrag in Frage kommenden Technologien. Sie wählen die Werkzeuge, Halbzeuge (...) aus. Sie legen die Arbeitsorganisation für die Fertigung fest. Sie beschaffen sich die notwendigen technologischen Daten. Sie erstellen Prüfpläne, wählen die Prüfmittel aus und interpretieren Prüfprotokolle. Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Lösungen/Ergebnisse und entwickeln Verbesserungsvorschläge. Sie ermitteln Grundlagen für die Herstellungskosten. Sie beachten die einschlägigen Bestimmungen zur Arbeitssicherheit und zum Umweltschutz. Inhalte: - Einzelteil-, Gesamtzeichnungen, Stücklisten - Umgang mit technischen Informationsquellen - Fertigungspläne (...) - Werk- und Hilfsstoffe - Technologische Grundlagen des manuellen und maschinellen Spanens und des Umformens 4

5 - Bestimmung der erforderlichen Fertigungsdaten - Grundlagen der Längenprüfung, Prüf- und Messmittel, Prüffehler - Toleranzen - Herstellen von mechanischen Verbindungen durch (...) Stoffschluss - Material-, Lohn- und Maschinenkosten - Arbeitssicherheits- und Umweltschutzvorschriften - Ökologische Aspekte (Auszug aus dem Lernfeld 2 für Industriemechaniker) 2.4 Schnittstellen zu anderen Lernfeldern Das Anfängerprojekt Fanghaken hat keine Schnittstellen zu anderen Lernfeldern. Die Materialbeschaffung wird in der Schule nicht von den Schülern verwaltet, sondern von einem Lehrer für Fachpraxis und einer Mitarbeiterin der Schulverwaltung. 2.5 Gestaltungspotenzial der betrieblichen Aufgabe Für die Fertigung der Hilfswerkzeuge bzw. einer Vorrichtung, um damit den Rundstahl zu dem gewünschten Haken zu biegen, bleiben den Schülern /-innen Gestaltungsmöglichkeiten. Für die eigentliche Fertigung bleibt kein Gestaltungsspielraum, da die Vorgaben der technischen Zeichnung keine individuellen Lösungen zulassen. 3 Dual-kooperative Ausbildungsplanung Da die Fanghaken im BGJ, also in den Schulwerkstätten Aurich, Emden und Leer, gefertigt wird, kann keine dualkooperative Ausbildungsplanung erfolgen. Lediglich die Vorplanung und die Nachbesprechung der Aufträge mit den Lehrern der beteiligten Schulen und einem Ausbilder der CG zeigten Ansätze einer dualkooperativen Ausbildungsplanung. Ein zeitgleicher Einsatz der Schüler im Betrieb (Betriebspraktikum im Sonderfahrzeugbau) mit dem Einbau der Fanghaken in die Zivilfahrzeuge wäre wünschenswert gewesen, war aber aus betrieblichen und schulorganisatorischen Gründen nicht möglich. 3.1 Inhalte von Arbeiten und Lernen in der betrieblichen Aufgabe Der Auftrag umfasst die Arbeitsplanung, die Fertigung mit der spanenden Bearbeitung (sägen, bohren, entgraten), die spanlose Formgebung (biegen), das Fügen (schweißen) und die Qualitätssicherung (Prüfprotokoll). 3.2 Struktur der Aufgabenbearbeitung - Information (Hintergründe des Auftrags, Kunde etc.) - Planung (Fertigungsplanung, Planung der Qualitätssicherung) - Entscheidung (z.b.: Welche Technik soll beim Biegen des Rundstahls angewendet werden? ) - Durchführung (Fertigung in den Werkstätten der Schulen) - Kontrolle (Anwendung der Prüfprotokolle) - Bewertung (Ist die Qualität des Fanghakens ausreichend? Kann der gefertigte Fanghaken eingebaut werden?) 5

6 3.3 Planung und Abstimmung der Ausbildungsorte und -zeiten Die Lehrer (BBS Aurich, Emden, Leer) und die CG Ausbilder treffen sich ca. zwei Mal im Jahr, um die betrieblichen Aufträge und die Betriebspraktika abzusprechen. Die Theorie- bzw. Fachpraxiskollegen an den jeweiligen Berufsschulen besprechen sich fast täglich und stimmen sich bezüglich der Unterrichtsinhalte ab. 4 Betriebliche Ausbildungselemente Betriebliche Ausbildungselemente kann es in der schulischen Ausbildung (BGJ) naturgemäß nicht geben. In den BGJ-Werkstätten werden im Zusammenhang mit der Fertigung des Fanghakens folgende Fertigkeiten geübt: Sägen, Bohren, Biegen, Schweißen. Zur Qualitätssicherung wird der Fanghaken von dem/der jeweiligen Schüler /-in einer Sicht- und Maßkontrolle unterzogen und die Ergebnisse werden im Prüfprotokoll dokumentiert. 5 Schulische Lernsituationen Aufgrund der geringen Gestaltungsmöglichkeit beim Auftrag Fanghaken, der durch die Vorgaben der technischen Zeichnung keine (kaum) individuelle Lösungsmöglichkeiten zulässt, werden im Rahmen des Theorieunterrichts die Fertigungsmöglichkeiten simulativ erweitert. 5.1 Übersicht Lernziele: Der Schüler soll... - die Funktion des Fanghakens verstehen. - die möglichen Fertigungsverfahren für den Fanghaken bestimmen. - das günstigste Fertigungsverfahren auswählen und die Entscheidung begründen. - einen Fertigungsplan erstellen. - die gestreckte Länge des Rundstahls berechnen. - einen Prüfplan für das fertige Werkstück erstellen. Leitfragen: - Welche Fertigungsverfahren wären denkbar, um den Fanghaken herstellen zu können? - Welche Vor- und Nachteile haben die verschiedenen Fertigungsverfahren? - Welche Fertigungsabläufe sind bei der Herstellung des Fanghakens (Schweißvariante) sinnvoll? - Welche (gestreckte) Länge hat der Rundstahl? - Mit welchen Hilfsmitteln lässt sich der Rundstahl in die gewünschte Form bringen? 6

7 5.2 Beschreibung einer Lernsituation Stellen der Aufgabe Analysieren des Auftrags (Kontur, Werkstoff, Halbzeug u.a.) Welche Arbeitsschritte müssen geplant werden, um den Fanghaken herzustellen? Siehe Skizze bzw. technische Zeichnung (inkl. Stückliste) Sammeln möglicher Fertigungsverfahren in Form gießen aus einem Stück fräsen Rundmaterial auf Platte schweißen oder schrauben Bewerten der Fertigungsvarianten: a) Fräsen b) Schweißen Bewertungskriterien Fräsvariante Schweißvariante Arbeitsaufwand Fräsen Arbeitsaufwand Biegen sehr hoch kein kein/gering 5 Biegungen Schweißnahtlänge keine 120 mm Materialausnutzung sehr schlecht besser Aussehen besser etwas schlechter Entscheidung Schweißvariante gewählt wegen des geringeren Arbeitsaufwandes und der besseren Materialausnutzung Fertigungsplanung (Grobplanung) 1. Sägen der Grundplatte 2. Bohren der Löcher 3. Biegen des Rundstahls 4. Schweißen der Rundstähle bzw. der Grundplatte 7

8 Erstellen des Arbeitsplanes Nr. Arbeitsgang Arbeitsmittel/Werkzeuge 1 Grundplatte/ Rundstahl sägen 2 anreißen / körnen 3 bohren / entgraten Bandsäge / Bügelsäge Höhenreißer / Körner Tischbohrmaschine, Wendelbohrer ( d= 6,2 mm) Entgrater 4 biegen (Haken) Biegevorrichtung 5 schweißen Schutzgashandschweißmaschine (MAG Schweißen) 6 Sicht- u. Maßkontrolle Prüfprotokoll Fertigen Fertigung in den Metallwerkstätten der BBS II Arich/Emden/Leer 6 Reflexion Die Fertigung des Fanghakens stellt für viele Berufsanfänger (BGJ = 1. Ausbildungsjahr) eine große Herausforderung dar. Da es sich bei dem Fanghaken um ein Bauteil handelt, welches für den Endkunden sichtbar ist, werden hohe Qualitätsanforderungen insbesondere an die Form und die Oberfläche des Hakens gestellt. Nur wenige Fanghaken der Schüler genügen diesen Anforderungen. Der hohe Qualitätsstandard in der Automobilindustrie engt die Auswahl betrieblicher Aufträge für Berufsanfänger ein. Gleichwohl ist der Fanghaken ein geeigneter, d.h. angemessener Lerngegenstand im Theorieunterricht. 8

9 Anhang Berufsbildungsplan Lernfeld 2, Lernfeld 2 (nli), Technische Zeichnung Fanghaken Lernfeld 2 Lernbereich 1 Mechanische Herstellung von Einzelteilen und Baugruppen Zeit Betrieb 8 W. Schule 180 Std. Die berufliche Arbeitsaufgabe umfasst die Fertigung von Einzelteilen und Baugruppen, die für die Herstellung, den Aufbau, den Betrieb oder die Reparatur von technischen Systemen erforderlich sind. Anhand von technischen Unterlagen müssen die Werkstücke durch die verschiedenen manuellen und maschinellen Fertigungsverfahren hergestellt und zu Baugruppen zusammengefügt werden. Die Anforderungen an das Einzelteil oder an die Baugruppe bezüglich der Funktionalität, der Qualität (Oberflächengüte, Maßabweichungen sowie Form- und Lagetoleranzen) und der Kosten sind zu beachten und zu kontrollieren. Bildungs- und Qualifizierungsziele an den Lernorten Betrieb Die Auszubildenden nehmen Aufträge für das Fertigen von Einzelteilen und Baugruppen entgegen. Sie setzen den Auftrag anhand von technischen Unterlagen in eine Arbeitsplanung um, die die Kosten und Fertigungszeit berücksichtigt. Die für das fachgerechte mechanische Herstellen notwendigen manuellen und maschinellen Fertigungsverfahren wenden sie auftragsgemäß an. Abschließend führen sie eine Funktions- und Qualitätskontrolle des Auftrages mit den einschlägigen Prüfmitteln durch. Sie beachten die einschlägigen Bestimmungen zum Umweltschutz sowie die entsprechenden Unfallverhütungsvorschriften. Inhalte von Arbeit und Lernen Schule Die Auszubildenden lesen, ändern bzw. erstellen technische Unterlagen für Fertigung und Montage von Einzelteilen und Baugruppen. Sie übertragen die theoretischen Grundlagen der in Frage kommenden Technologien auf den jeweiligen Arbeitsauftrag. Dafür wählen sie die erforderlichen Werkzeuge, Halbzeuge und Normteile aus, legen die Arbeitsorganisation für die Fertigung fest, beschaffen sich die notwendigen technologischen Daten und ermitteln die Herstellungskosten. Die Auszubildenden planen die Montage der Einzelteile und die Funktionsprüfung, erstellen Prüfpläne, wählen die Prüfmittel aus und interpretieren Prüfprotokolle. Die Lösungen/Ergebnisse werden von den Auszubildenden bewertet um Verbesserungsvorschläge zu entwickeln. Gegenstände Das Auftragsgespräch Der zu bearbeitende Arbeitsauftrag / Technische Unterlagen Die Arbeitsplanung Die Herstellung von mechanischen Einzelteilen und Baugruppen Die Montage von Baugruppen Die Funktions- und Qualitätsprüfung des Einzelteiles oder der Baugruppe Werkzeuge Technische Zeichnungen, Stücklisten, Arbeitspläne, Montagepläne, Bedienungsanleitung, Unfallverhütungsvorschriften Standard-/Spezialwerkzeuge Werkzeugmaschinen Prüfmittel Technische Informationssysteme EDV / Maschinendatei, Auftragsdisposition, Ersatzteildisposition Methoden Lesen, Ändern und Erstellen von technischen Unterlagen Durchführen einer Arbeitsplanung für eine Fertigungsaufgabe Manuelle Fertigungsverfahren Maschinelle Fertigungsverfahren Bestimmen der Fertigungsdaten und Maschinenparameter anhand von Tabellen, Diagrammen und Handbüchern Sicht- und Funktionskontrolle Einhalten der Fertigungstoleranzen Organisation Fremdvergabe / interner Arbeitsauftrag Maschinenbelegung Gruppenarbeit / Einzelarbeit Zentrale / dezentrale Arbeitsverwaltung Organisation der Auftragsdurchführung Arbeitsplatzgestaltung und ausstattung Arbeitsorganisation: Material und Ersatzteile Anforderungen Ausführung des Kundenauftrages gemäß den technischen Unterlagen Anpassen und Gestalten der Einzelteile und Baugruppen Einhalten der Vorgaben für Fertigungszeiten und -kosten Ökonomische Planung der Maschinenbelegung und Werkstattauslastung Sichere und fachgerechte Auswahl, Handhabung und Einsatz von Standard- und Spezialwerkzeugen, Prüfmitteln Bedienung von Werkzeugmaschinen entsprechend den Sicherheitsbestimmungen Einhalten der Unfallverhütungsvorschriften und des Gesundheitsschutzes Ökologische Aspekte und Umweltschutzvorschriften 9

10 Lernfeld 2 Herstellung einfacher mechanischer Systeme Zeit: 120 Stunden Zielformulierung: Die Schülerinnen und Schüler lesen, ändern bzw. erstellen Einzelteilzeichnungen, Stücklisten und Arbeitspläne für die Fertigung und Montage Sie beherrschen die theoretischen Grundlagen der für den Arbeitsauftrag in Frage kommenden Technologien. Sie wählen die erforderlichen Werkzeuge, Halbzeuge und Normteile aus. Sie legen die Arbeitsorganisation für die Fertigung fest. Sie beschaffen sich die notwendigen technologischen Daten. Sie erstellen Prüfpläne, wählen die Prüfmittel aus und interpretieren Prüfprotokolle. Sie planen die Montage der Einzelteile und die Funktionsprüfung. Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Lösungen/Ergebnisse und entwickeln Verbesserungsvorschläge. Sie ermitteln Grundlagen für die Herstellungskosten. Sie beachten die einschlägigen Bestimmungen zur Arbeitssicherheit und zum Umweltschutz. Inhalte: Einzelteil-, Baugruppen- und Gesamtzeichnungen, Stücklisten Umgang mit technischen Informationsquellen Fertigungspläne, Montagepläne Werk- und Hilfsstoffe Technologische Grundlagen des manuellen und maschinellen Spanens und des Umformens Bestimmung der erforderlichen Fertigungsdaten Grundlagen der Längenprüfung, Prüf- und Messmittel, Prüffehler Toleranzen Herstellen von mechanischen Verbindungen durch Kraft-, Form- oder Stoffschluss Verbindungselemente Montagewerkzeuge und Hilfsgeräte Material-, Lohn- und Maschinenkosten Arbeitssicherheits- und Umweltschutzvorschriften Ökologische Aspekte 10

11 11

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