Begleitmaterialien für Unterrichtsgänge in das Deutsche Museum erarbeitet von Lehrkräften



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1. Blatt Name: Kl. Datum: 1. Gehe in den Raum mit dem großen Windrad. Dort findest Du an den Seiten drei große Nachbauten von Wasserrädern. Wie bezeichnet man sie? Welche Leistungen haben sie bei einem Zulauf von 100 Liter pro Sekunde! Kopfrechnen! 2. Rechts von der Treppe steht eine große Maschine aus Messing. Wozu diente sie und wann wurde sie gebaut? 3. Gehe die Treppe hinunter! Links findest du in einem Glaskasten zwei Modelle. Übertrage die Bezeichnungen und die Baujahre! In welcher der Maschinen leistet die eigentliche Arbeit der äußere Luftdruck der ins Arbeitsgefäß geleitete Dampf 4. Welche drei wesentlichen Entwicklungsstufen gab es im Dampfmaschinenbau (Tafel rechts daneben)? a) b) c) 5. Wende dich um. Wo war die älteste noch erhaltene deutsche Dampfmaschine eingesetzt? Wieviel Liter Wasser konnte sie wie hoch fördern? Welche Leistung hatte sie?

2. Blatt Name: Kl. Datum: 1. Unterhalb des großen Windrades ist an der Seite ein Nachbau einer Wattschen Dampfmaschine zu bewundern. Lese bitte die Beschreibung! Achte auf die Neuerungen! Zeichne und beschreibe den Fliehkraftregler! Wie wirkt er? Beschreibe das Planetengetriebe! Warum verwendete Watt nicht die Kurbelwelle, obwohl es sie schon lange gab? 2. Eine Maschine in diesem Raum trieb bis 1905 den Rheindampfer Germania an. Finde den Grund, warum die Anordnung des Balancier wichtig war! Gib Drehzahl und Leistung der Maschine an! 3. Zwei Maschinen in diesem Raum sind durch Säulen geziert. (Ästhetik und Technik) Wie heißen sie? Wo und wann wurden sie gebaut?

3. Blatt Name: Kl. Datum: 1. Im großen Raum mit dem Windrad sind auf einer Seite zwei Treppen. Gehe dort in den Keller. Dort findest du Informationen über Kessel und Feuerungsanlagen. Verschaffe dir einen Überblick! Welche Ursachen führten zur Gründung der ersten Gesellschaften für die Sicherheit am Arbeitsplatz? 2. Gehe zum Schaubild für das Wirbelschichtverfahren? Betriebstemperatur: Welche Aufgabe hat dabei der Kalkstein? Umdrehen! Im Schaubild der Stickoxid-Minderungsanlage zur Rauchgasentstickung findest du die Grundreaktionen, die dort ablaufen. 3. Gehe wieder zu den Dampfmaschinen. Gehe jetzt bitte in den oberen Raum. Hier sind Dampfmaschinen der nach Watt- Aera! Wodurch unterscheiden sich diese Maschinen von denen im unteren Raum? Beachte die Druckwerte! Was verursachte die neue Entwicklung? 4. Woran erkennt man in der Zwillings-Verbund-Dampfmaschine den Hochdruckzylinder? 5. Wann entstanden die ersten brauchbaren Dampfturbinen? Von wem wurden diese gebaut? 6. Gib die Drehzahlen und Leistungen moderner Turbinen an! Welche Materialien verwendet man heute für den Bau der "Schaufeln"?

4. Blatt Name: Kl. Datum: 1. Wasserturbinen Von besonderer Bedeutung sind drei Arten, wo werden sie eingesetzt? Welche Leistungen haben diese drei Turbinen? Kaplan-Turbine 1952 Pelton-Turbine 1906 Francis-Spiralturbine 1952 Main Kraftwerk 2. Stirling - Motoren (Heißluftmaschinen) Wie arbeiten diese? Welche Vorteile haben sie? Welchen Wirkungsgrad kann man erzielen? Studiere an der am U-Boot-Motor angebrachten Skizze das Zusammenspiel von Kolben und Verdränger. 3. Verbrennungsmotoren Hinten links ist ein großer Gasmotor. Wann und von wem wurde er gebaut? Wie ist der Kolben bei dem großen Otto-Motor angeordnet? Wann wurde dieser gebaut? Gib die Leistung an! 4. Suche den Motor, den man Standuhr nennt! Dieser Motor weist gegenüber den großen ersten Otto-Motoren wesentliche Unterschiede auf. Suche diese! 5. Einer der ausgestellten Otto-Motoren hat eine Dauerleistung von 967 kw Bezeichnung: Einsatz: Vergleiche diese Leistung mit der Leistung das Porschemotors!

5. Blatt Name: Kl. Datum: Zweitaktmotoren 1. Suche die Zweitaktmotoren! In welchem Fahrzeug wurde der Motor mit der Querstromspülung eingesetzt? Drehe an dem Rad und beobachte, wie sich die Einlass- und Auslasskanäle öffnen. Zeichne ein Profil des Nasenkolben! In welchem Motor findest du eine Umkehrspülung? Was bewirkt diese? Dieselmotoren 2. Eines der wichtigsten und wertvollsten Exponate im Deutschen Museum ist der erste Dieselmotor. Welche gemeinsamen Eigenschaften hat er mit den Dampfmaschinen? 3. Verfolge die Entwicklung der Klein-Diesel-Motoren! Welcher Motor ist der erste in Großserie gefertigte Dieselmotor für PKW? Wann und für welches Fahrzeug wurde er entwickelt?

6. Blatt Name: Kl. Datum: Dieselmotoren 1. An der Rückwand sind Verfahren zur Gemischbildung dargestellt. Wie lange dauert es im Mittel, bis Kraftstoff und Luft durchmischt sind? / Suche zwei Verfahren heraus aus und vergleiche sie! Name Bauweise Vorteile Nachteile 2. Bei dem großen Schiffsdiesel in der Mitte sind Teilbereiche aufgeschnitten. Wie wird hier am Kolben gearbeitet? Welche Vorteile bietet dies? 3. Ein einzelner riesiger Kolben mit Pleuel und Teil der Kurbelwelle ist ausgestellt. Schätze seine Höhe! 4. Wo war die Kurbelwelle eingebaut?

7. Blatt Name: Kl. Datum: Rotationskolbenmotoren 1. Finde an den Modellen die Unterschiede zwischen Drehkolbenmotor Kreiskolbenmotor 2. Vergleiche Verbrauch und Leistung Drehkolbenmotor / Kreiskolbenmotor / 3. Wo finden Kreiskolbenmotoren Verwendung? 4. Was fällt am MAZDA-MOTOR gegenüber den Viertakt - und den Diesel- Motoren auf? 5. Wo liegen die Probleme beim Bau von Rotationskolbenmotoren?

8. Blatt Name: Kl. Datum: Strahlturbinen 1. In durch erhitzte wird Kraftstoff gespritzt, der sich die austretenden erzeugen. 2. Wieviele Brennkammern hat "NENE"? / Worauf beruht die Wirkungsweise der Turbine, die den Verdichter antreibt? 3. Verfolge den Weg der angesaugten Luft! Vergleiche mit JUMO 004B. Unterscheide dabei Radialverdichter: Axialverdichter: 4. Das PULSO-Strahltriebwerk (SCHMIDT-ROHR SR 500) Beschreibe oder zeichne die Form der Brennstoffdüsen! 5. Wo sitzt die Zündkerze! Welche Verwendung finden noch heute Schmidt-Rohre?

9. Blatt Name: Kl. Datum: Flugzeugmotoren 1. Gehe in die Flugzeughalle. Links hinten führt an der Rakete eine Treppe nach oben. Bei dem großen Wellblechflugzeug (JU 52) findest du in der Nähe des Hecks vier Super-Flugzeug-Motoren! Wie heißen diese? Name Leistung Einsatz 2. Auf der gleichen Ebene ist auch ein in Frankreich in Lizenz nachgebauter Motor der Gebrüder WRIGHT ausgestellt. Wann wurde dieser gebaut? Strahltriebwerke 3. Gehe wieder nach unten zu den Strahltriebwerken! Am Fuß der Treppe ist das erste Strahltriebwerk zu finden, das in ein Flugzeug eingebaut wurde! Wann und von wem wurde es gebaut? 4. An der Fensterfront sind eine ganze Reihe von Triebwerken ausgestellt. Suche dir eines aus und beschreibe es! Gib dazu die wesentlichen technischen Werte an! Gehe ebenfalls auf die Zielrichtung der Entwicklung ein!

10. Blatt Name: Kl. Datum: 1. Ein "modernes" russisches Strahltriebwerk ist eine Schenkung an das Museum. Suche dieses! In einem Holzrahmen ist die Urkunde! Wie heißt es? Welche Leistung hat es? 2. Wodurch unterscheidet sich das Triebwerk am AIRBUS-Flügel von den bisher betrachteten Triebwerken? Wie nennt man dessen Bauweise? Welchen Durchmesser hat das Triebwerk? 3. In der Halle findest du mehrere Flugzeuge mit "Düsenantrieb"! Gib für drei die wichtigsten technischen Daten an (Typ, Spannweite, Länge, Reisegeschwindigkeit, Passagiere, Reichweite)!

1. Blatt Lösung 1. Gehe in den Raum mit dem großen Windrad. Dort findest Du an den Seiten drei große Nachbauten von Wasserrädern. Wie bezeichnet man sie? oberschlächtiges Wasserrad mittelschlächtiges Wasserrad Löffelradmühle Welche Leistungen haben sie bei einem Zulauf von 100 Liter pro Sekunde! Kopfrechnen! 2,6 kw 1 kw 2,6 kw 2. Rechts von der Treppe steht eine große Maschine aus Messing. Wozu diente sie und in wann wurde sie gebaut? Sie pumpte Salzlösung in einer Leitung von Berchtesgaden nach Reichenhall. Gebaut wurde sie 1808 bis 1817 3. Gehe die Treppe hinunter! Links findest du in einem Glaskasten zwei Modelle. Übertrage die Bezeichnungen und die Baujahre! Kolbendampfmaschine von Newcomen ab 1712 Kolbenlose Dampfmaschine von Savery seit 1700 In welcher der Maschinen leistet die eigentliche Arbeit der äußere Luftdruck der ins Arbeitsgefäß geleitete Dampf Newcomen Savery 4. Welche drei wesentlichen Entwicklungsstufen gab es im Dampfmaschinenbau (siehe Tafel rechts daneben)? a) Papin 1690: Arbeitszylinder ist gleichzeitig Dampfkessel und Kondensator b) Newcomen 1712: Dampf wird im eigenen Kondensator erzeugt c) Watt 1765: Dampferzeuger, Arbeitshub und Kondensator sind getrennt 5. Wende dich um. Wo war die älteste noch erhaltene deutsche Dampfmaschine eingesetzt? In Eisleben zur Entwässerung eines Kupferbergwerks Wieviel Liter Wasser konnte sie wie hoch fördern? Sie förderte in 1 Minute 2000 l Wasser aus 40 m Tiefe Welche Leistung hatte sie? 14,6 kw (20 PS) bestätige durch Rechnung

2. Blatt Lösung 1. Unterhalb des großen Windrades ist an der Seite ein Nachbau einer Wattschen Dampfmaschine zu bewundern. Lese bitte die Beschreibung! Achte auf die Neuerungen! Zeichne und beschreibe den Fliehkraftregler! Wie wirkt er? Er wird in Drehung versetzt, je schneller, desto größer ist die Fliehkraft, das Parallelogramm wird flacher. Über ein Gestänge wird ein Ventil geöffnet, der Druck sinkt. Beschreibe das Planetengetriebe! Ein Zahnrad kreist um ein festes Zahnrad, an ihm ist die Balancierstange befestigt! Warum verwendete Watt nicht die Kurbelwelle, obwohl es sie schon lange gab? aus patentrechtlichen Gründen! 2. Eine Maschine in diesem Raum trieb bis 1905 den Rheindampfer Germania an. Finde den Grund, warum die Anordnung des Balancier wichtig war! Durch die seitliche Anordnung des Balancier und die niedrige Bauweise wurde der Schwerpunkt günstiger! Gib Drehzahl und Leistung der Maschine an! Drehzahl: 30 Umdrehungen/ Minute Leistung 29,2 kw (40 PS)! 3. Zwei Maschinen sind durch Säulen geziert. (Ästhetik und Technik) Wie heißen sie? Wo und wann wurden sie gebaut? Hochdruck- Dampfzylindermaschine mit schwingendem Zylinder! Güstrow 1839! Präzisions- Ventil- Dampfmaschine! Winterthur 1865!

3. Blatt Lösung 1. Im großen Raum mit dem Windrad sind auf einer Seite zwei Treppen. Gehe dort in den Keller. Dort findest du Informationen über Kessel und Feuerungsanlagen. Verschaffe dir einen Überblick! Welche Ursachen führten zur Gründung der ersten Gesellschaften für die Sicherheit am Arbeitsplatz? verheerende Kesselexplosionen verursacht durch fehlerhafte Konstruktion unzureichende Materialien, mangelhafte Wartung der Anlagen und ungenügende Ausbildung der Kesselwärter 2. Gehe zum Schaubild für das Wirbelschichtverfahren? Betriebstemperatur: 850 Grad C Welche Aufgabe hat dabei der Kalkstein? Er bindet weitgehend den in der Kohle enthaltenen Schwefel Umdrehen! Im Schaubild der Stickoxid-Minderungsanlage zur Rauchgasentstickung findest du die Grundreaktionen, die dort ablaufen. 4 NO + 4 NH 3 + O 2 ---------------> 4 N 2 + 6 H 2 O 2 NO 2 + 4 NH 3 + O 2 ---------------> 3 N 2 + 6 H 2 O 3. Gehe wieder zu den Dampfmaschinen. Gehe jetzt bitte in den oberen Raum. Hier sind Dampfmaschinen der nach Watt- Aera! Wodurch unterscheiden sich diese Maschinen von denen im unteren Raum? Beachte die Druckwerte! Höherer Dampfdruck führte zu höheren Leistungen! Was verursachte die neue Entwicklung? genaue Erfassung thermodynamischer Vorgänge, verbesserte Steuerung der Dampfzufuhr abhängig von der geforderten Leistung 4. Woran erkennt man in der Zwillings-Verbund-Dampfmaschine den Hochdruckzylinder? Er hat einen kleineren Kolbendurchmesser von 280 mm! 5. Wann entstanden die ersten brauchbaren Dampfturbinen? In den 80er Jahren des 19. Jahrhunderts! Von wem wurden diese gebaut? Carl Laval, Charles Parsons! 6. Gib die Drehzahlen und Leistungen moderner Turbinen an! ca. 3000 Umdrehungen pro Minute, bis zu 1 300 000 kw Welche Materialien verwendet man heute für den Bau der "Schaufeln"? Thermon 4939!

4. Blatt Lösung 1. Wasserturbinen Von besonderer Bedeutung sind drei Arten, wo werden sie eingesetzt? Francisturbinen: Fallhöhen 10 m bis 600 m Wassermengen bis zu 900 m 3 / s 1! Kaplanturbinen: Fallhöhen bis 50 m Wassermengen bis zu 800 m 3 / s 1! Peltonturbinen: Fallhöhen 300 m bis 1800 m Wassermengen bis zu 70 m 3 / s 1! Welche Leistungen haben diese drei Turbinen? Peltonturbine Francis-Spiralturbine Main Kraftwerk 1906 1952 Kaplanturbine von 1952 (an der Decke) 15 kw 26 kw 800 kw 2. Stirling - Motoren (Heißluftmaschinen) Wie arbeiten diese? Die Ausdehung der Luft bei Erwärmung treibt diese an! Welche Vorteile haben sie? Sie arbeiten sehr leise und mit verschiedenen Brennstoffen, haben einen hohen Wirkungsgrad Welchen Wirkungsgrad kann man erzielen? bis zu 30 % Studiere an der am U-Boot-Motor angebrachten Skizze das Zusammenspiel von Kolben und Verdränger. 3. Verbrennungsmotoren Hinten links ist ein großer Gasmotor. Wann und von wem wurde er gebaut? Er wurde von Nikolaus Otto 1867 gebaut Wie ist der Kolben bei dem großen Otto-Motor angeordnet? Wann und wo wurde dieser gebaut? Gib die Leistung an! Der Kolben liegt (siehe Dampfmaschine), 1876, Gasmotorenfabrik Deutz, 2,9 kw (4 PS) 4. Suche den Motor, den man Standuhr nennt! Dieser Motor weist gegenüber den großen ersten Otto-Motoren wesentliche Unterschiede auf. Suche diese! schnelllaufend, arbeitet mit Aufladung, d.h. Luft wird verdichtet 5. Einer der ausgestellten Otto-Motoren hat eine Dauerleistung von 967 kw Bezeichnung: DB 603 E Einsatz: Hochleistungsflugmotor Vergleiche diese Leistung mit der Leistung das Porschemotors! Spitzenleistung beim Start: 1260 kw Porschemotor: 235 kw

5. Blatt Lösung Zweitaktmotoren 1. Suche die Zweitaktmotoren! In welchem Fahrzeug wurde der Motor mit der Querstromspülung eingesetzt? Fahrrad mit Hilfsmotor / Drehe an dem Rad und beobachte, wie sich die Einlass- und Auslasskanäle öffnen. Zeichne ein Profil des Nasenkolben! In welchem Motor findest du eine Umkehrspülung? Was bewirkt diese? DKW3=6 Der Spülstrom schiebt die Verbrennungsgase vor sich her, drückt diese auf der Eintrittsseite abwärts, dadurch steigt die Wirtschaftlichkeit. Dieselmotoren 2. Eines der wichtigsten und wertvollsten Exponate im Deutschen Museum ist der erste Dieselmotor. Welche gemeinsamen Eigenschaften hat er mit den Dampfmaschinen? großes Schwungrad, ein großer Verbrennungszylinder, schwere Bauweise geeignet für stationären Betrieb 3. Verfolge die Entwicklung der Klein-Diesel-Motoren! Welcher Motor ist der erste in Großserie gefertigte Dieselmotor für PKW? Wann und für welches Fahrzeug wurde er entwickelt? Motor: Benz OM 138 Auto: Daimler- Benz 260D 1936

6. Blatt Lösung Dieselmotoren 1. An der Rückwand sind Verfahren zur Gemischbildung dargestellt. Wie lange dauert es im Mittel, bis Kraftstoff und Luft durchmischt sind? ca. eine tausendstel Sekunde Suche zwei Verfahren heraus aus und vergleiche sie! Name Bauweise Vorteile Nachteile Direkt-Einspritz- Brennraum einfach, niedriger hoher Druck Verfahren nicht unterteilt Verbrauch harte Gangart Vorkammer- Haupt- und niedriger hoher Ver- Verfahren Nebenkammer Druck brauch 2. Bei dem großen Schiffsdiesel in der Mitte des Raumes sind Teilbereiche aufgeschnitten. Wie wird hier am Kolben gearbeitet? Welche Vorteile bietet dies? Es wird beidseitig am Kolben gearbeitet, dadurch ergibt sich hohe Laufruhe und gute Auslastung 3. Ein einzelner riesiger Kolben mit Pleuel und Teil der Kurbelwelle ist ausgestellt. Schätze seine Höhe! ca. 5 m_ 4. Wo war die Kurbelwelle eingebaut? In einem Schiffs- Dieselmotor

7. Blatt Lösung Rotationskolbenmotoren 1. Finde an den Modellen die Unterschiede zwischen Drehkolbenmotor mindestens zwei Läufer, deren Wellen ruhende Lager haben. Sie drehen sich um den ruhenden Schwerpunkt Kreiskolbenmotor Kreiskolbenläufer ist auf der Kurbelwelle gelagert, er beschreibt eine Kreisbahn um den Schwerpunkt 2. Vergleiche Verbrauch und Leistung Drehkolbenmotor Kreiskolbenmotor 20,0 PS bei 10 000 min -1 _ 25,1 PS bei 11 000 min -1 _ 3. Wo finden Kreiskolbenmotoren Verwendung? Antrieb von Bau- und Landmaschinen sowie von Stromaggregaten 4. Was fällt am MAZDA-MOTOR gegenüber den Viertakt - und den Diesel- Motoren auf? Der Motor hat kleine Abmessungen bei relativ hoher Leistung 5. Wo liegen die Probleme beim Bau von Rotationskolbenmotoren? Schwierigkeiten bei der Abdichtung, dadurch relativ hohe Emissionen

8. Blatt Lösung Strahlturbinen 1. In durch Kompression erhitzte Luft wird Kraftstoff gespritzt, der sich selbst entzündet, die austretenden heißen Gase erzeugen Vortrieb. 2. Wieviele Brennkammern hat "NENE"? neun / Worauf beruht die Wirkungsweise der Turbine, die den Verdichter antreibt? ausströmende Verbrennungsgase treiben über eine Turbine eine Welle an, diese treibt die Schaufelräder zur Verdichtung der angesaugten Lauft an 3. Verfolge den Weg der angesaugten Luft! Vergleiche mit JUMO 004B. Unterscheide dabei Radialverdichter: Leitschaufeln sind stark gebogen, dadurch kurzer Weg der Luft / Axialverdichter: langer Weg der Luft, da Leitschaufeln hintereinander angeordnet sind! / 4. Das PULSO-Strahltriebwerk (SCHMIDT-ROHR SR 500) Beschreibe oder zeichne die Form der Brennstoffdüsen! Auf einem Ring sind sie wie Kerzenhalter angeordnet _/ 5. Wo sitzt die Zündkerze! Welche Verwendung finden noch heute Schmidt-Rohre? Sie sitzt oben ca. 1m von den Brennstoffdüsen entfernt. Heizgeräte, Brenner, Zerstäuber /

9. Blatt Lösung Flugzeugmotoren 1. Gehe in die Flugzeughalle. Links hinten führt an der Rakete eine Treppe nach oben. Bei dem großen Wellblechflugzeug (JU 52) findest du in der Nähe des Hecks vier Super-Flugzeug-Motoren! Wie heißen diese? Name Leistung Einsatz Jumo 222E 2500 PS Langstrecken-Kampflugzeug / BMW 801 TJ 1810 PS Fernaufklärer / Pratt & Whitney Wasp Major R-4360 3295 PS Boeing Stratocruiser / Wright Turbo Compound R 3350 TC 18 3450 PS Super Constellation / 2. Auf der gleichen Ebene ist auch ein in Frankreich in Lizenz nachgebauter Motor der Gebrüder WRIGHT ausgestellt. Wann wurde dieser gebaut? 1908 / Strahltriebwerke 3. Gehe wieder nach unten zu den Strahltriebwerken! Am Fuß der Treppe ist das erste Strahltriebwerk zu finden, das in ein Flugzeug eingebaut wurde! Wann und von wem wurde es gebaut? Im Jahre 1939 wurde das Strahltriebwerk He S 3B von Hans von Ohein in den Heinkel- Flugzeugwerken gebaut / 4. An der Fensterfront sind eine ganze Reihe von Triebwerken ausgestellt. Suche dir eines aus und beschreibe es! Gib dazu die wesentlichen technischen Werte an! Gehe ebenfalls auf die Zielrichtung der Entwicklung ein! z.b. General Electrie CJ 610 Einwellen- Einstrom- Turbo- Luftstrahltriebwerk mit 12 Einspritzdüsen. Leichtes Triebwerk für kleine Geschäftsflugzeuge /

10. Blatt Lösung 1. Ein "modernes" russisches Strahltriebwerk ist eine Schenkung an das Museum. Suche dieses! In einem Holzrahmen ist die Urkunde! Wie heißt es? Welche Leistung hat es? Iwtschenko Al 20 Startleistung 3120 kw Reiseleistung 1980 kw / 2. Wodurch unterscheidet sich das Triebwerk am AIRBUS-Flügel von den bisher betrachteten Triebwerken? Der Durchmesser ist sehr groß / Wie nennt man dessen Bauweise? Turbo- Fan- Luftstrahltriebwerk / Welchen Durchmesser hat das Triebwerk? 2390 mm / 3. In der Halle findest du mehrere Flugzeuge mit "Düsenantrieb"! Gib für drei die wichtigsten technischen Daten an (Typ, Spannweite, Länge, Reisegeschwindigkeit, Passagiere, Reichweite)! Typ Spann- Länge Reise- Passa- Reich- Weite geschw. giere weite m m km/h km Boeing 727 39,9 46,7 930 158 3000 Boeing 747 59,6 70,5 914 500 10.000 Lockheed Tristar 50,1 50,1 890 330 9.500 Airbus A 300 B 44,8 53,6 917 345 4.900