Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik (PDF)

Studienarbeit aus dem Jahr 2012 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Metallbautechnik / Metallverarbeitung, Note: 13, Staatliches Studienseminar für das Lehramt an Gymnasien, Speyer, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Steuerungs- und Regelungstechnik begegnet dem Fluggerätmechaniker1 fortwährend im
Berufsalltag. Die Funktionsweise eines Flugzeugs ist davon signifikant abhängig. Verwendet
wird hauptsächlich elektrische, pneumatische und hydraulische Energie. Weiterhin werden
viele Prüfstände für Flugzeugkomponenten pneumatisch betrieben.
Angesichts dieser Relevanz habe ich die Steuerungstechnik für meine Hausarbeit im Fach
Metalltechnik gewählt. Als Energieträger wird stellvertretend Druckluft eingesetzt. Die beiden
Doppelstunden der Hausarbeit beschäftigen sich im Speziellen mit dem Aufbau einfacher
pneumatischer Schaltungen.
Für die Unterrichtsreihe wird repräsentativ das Teilgebiet der pneumatischen Steuerung
gewählt. Die BBS Speyer verfügt über ein gut ausgestattetes Pneumatik-Labor2 sowie über
die kommerzielle Simulationssoftware FluidSIM3. In nahezu jeder Firma werden im
Entwicklungsprozess zunehmend die theoretischen Vorüberlegungen und Software-
Simulationen gefordert, um die vergleichsweise kostspieligen Versuchsaufbauten und
Prototypenzahlen zu reduzieren4. Dieses Konzept der eigenen Entwürfe soll durch die
Schüler ausprobiert, realisiert und eingeübt werden. Dazu wird die pneumatische Steuerung
zunächst in einer Softwareumgebung auf ihre Funktionsweise getestet und in ihr optimiert.
Erst anschliessend wird sie mit Hardware aufgebaut.
Für eine nachhaltige Aneignung der fachlichen und überfachlichen Kompetenzen sollen bei
der Unterrichtsvorbereitung handlungsorientierte Lernarrangements für die Schüler gestaltet
werden, die ihnen selbstorganisiertes Lernen ermöglichen.
In den Kapiteln 2 und 3 werden theoretische Betrachtungen zur methodischen Gestaltung
des Unterrichts und zum fachwissenschaftlichen Inhalt dargelegt. Kapitel 4 beschreibt die
Vorüberlegungen zur Planung der Unterrichtsreihe. Die Kapitel 5 und 6 dokumentieren die
praktische Umsetzung in den beiden Doppelstunden. Der Hauptteil endet mit den
Schlussbetrachtungen (Kapitel 7) und dem Literaturverzeichnis. Im Anhang sind alle für die
Unterrichtsreihe relevanten Materialien und Übersichten dokumentiert.