Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik

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.