Anlage 2.4.1
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LEHRPLAN DER HÖHEREN LEHRANSTALT FÜR BERUFSTÄTIGE FÜR MASCHINENBAU
I. STUNDENTAFEL *1) (Gesamtstundenzahl und Stundenausmaß der einzelnen Unterrichtsgegenstände)
Anlage2
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Wochenstundenzahl Lehrver-
A. Pflichtgegenstände pflich-
Semester Summe tungs-
1 2 3 4 5 6 7 8 gruppe
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1. Religion ................ 1 1 1 1 1 1 - - 6 (III)
2. Deutsch ................. 2 2 2 2 2 2 - - 12 (I)
3. Englisch ................ 2 2 2 2 2 2 - - 12 (I)
4. Geschichte .............. 2 2 - - - - - - 4 (III)
5. Geographie .............. 2 2 - - - - - - 4 (III)
6. Wirtschaftliche und
politische Bildung ...... 2 2 - - - - - - 4 III
7. Angewandte Mathematik ... 3 3 3 3 2 2 - - 16 I
8. Angewandte Physik ....... 2 2 - - - - - - 4 II
9. Angewandte Chemie ....... - - 2 2 - - - - 4 II
10. Angewandte Informatik ... - - 3 3 - - - - 6 I
11. Mechanik *2) ............ 3 3 3 3 2 2 2 2 20 (I)
12. Fertigungstechnik ....... 2 2 2 2 2 2 2 2 16 I
13. Maschinenelemente ....... 2 2 2 2 - - - - 8 I
14. Elektrotechnik und
Elektronik .............. - - 2 2 - - - - 4 I
15. Betriebstechnik *3) ..... - - - - - - 2 2 4 I
16. Konstruktionsübungen und
Darstellende Geometrie .. 2 2 3 3 - - - - 10 I
Pflichtgegenstände des
schulautonomen
Ausbildungsschwerpunktes
(Tab. A.1 bzw. Tab. A.2) *4) - - - - 14 14 19 19 66
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Gesamtwochenstundenzahl ..... 25 25 25 25 25 25 25 25 200
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A.1 Pflichtgegenstände des Wochenstunden Lehrver-
schulautonomen pflich-
Ausbildungsschwerpunktes: Semester Summe tungs-
Allgemeiner Maschinenbau *4) 5 6 7 8 gruppe
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1.1 Elektrotechnik und Elektronik .. 2 2 - - 4 I
1.2 Fördertechnik .................. 2 2 2 2 8 I
1.3 Meß-, Steuerungs- und
Regelungstechnik ............... 2 2 - - 4 I
1.4 Strömungsmaschinen ............. 2 2 2 2 8 I
1.5 Kolbenmaschinen ................ - - 3 3 6 I
1.6 Energie- und Umwelttechnologie . - - 3 3 6 I
1.7 Konstruktionsübungen ........... 3 3 3 3 12 I
1.8 Laboratorium ................... 3 3 3 3 12 I
1.9 Werkstättenlaboratorium ........ - - 3 3 6 III
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A.2 Pflichtgegenstände des Wochenstunden Lehrver-
schulautonomen pflich-
Ausbildungsschwerpunktes: Semester Summe tungs-
Automatisierungstechnik *4) 5 6 7 8 gruppe
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2.1 Elektrotechnik und Elektronik .. 2 2 - - 4 I
2.2 Maschinen und Anlagen .......... - - 3 3 6 I
2.3 Prozeßrechentechnik *5) ........ 2 2 2 2 8 I
2.4 Automatisierungstechnik ........ 3 3 2 2 10 I
2.5 Manipulationstechnik ........... 2 2 2 2 8 I
2.6 Konstruktionsübungen ........... 2 2 4 4 12 I
2.7 Laboratorium ................... 3 3 3 3 12 I
2.8 Werkstättenlaboratorium ........ - - 3 3 6 III
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Wochenstunden Lehrver-
B. Freigegenstände pflich-
Semester tungs-
1 2 3 4 5 6 7 8 gruppe
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Qualitätssicherung .......... - - - - 2 2 - - I
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C. Förderunterricht
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Deutsch ..................... *6) *6) *6) *6) *6) - - (I)
Englisch .................... *6) *6) *6) *6) *6) - - (I)
Angewandte Mathematik ....... *6) *6) *6) *6) *6) - - I
Fachtheoretische
Pflichtgegenstände .......... *6) *6) *6) *6) *6) *6) *7)
II. ALLGEMEINES BILDUNGSZIEL
Siehe Anlage 2.
III. ALLGEMEINE DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE
Siehe Anlage 2.
IV. LEHRPLÄNE FÜR DEN RELIGIONSUNTERRICHT
Siehe Anlage 2.
V. BILDUNGS- UND LEHRAUFGABE DER EINZELNEN UNTERRICHTSGEGENSTÄNDE,
AUFTEILUNG DES LEHRSTOFFES AUF DIE EINZELNEN SCHULSTUFEN,
DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE
A. GEMEINSAME PFLICHTGEGENSTÄNDE
2. DEUTSCH
Siehe Anlage 2 unter Beachtung, daß die Semester 1 und 2 dem ersten bzw. zweiten Semester des I. Jahrganges in Anlage 2 entsprechen, die Semester 3 und 4 dem ersten bzw. zweiten Semester des II. Jahrganges in Anlage 2 usw.
3. ENGLISCH
Siehe den Pflichtgegenstand „Lebende Fremdsprache (Englisch)" in Anlage 2 unter Beachtung, daß die Semester 1 und 2 dem ersten bzw. zweiten Semester des I. Jahrganges in Anlage 2 entsprechen, die Semester 3 und 4 dem ersten bzw. zweiten Semester des II. Jahrganges in Anlage 2 usw.
4. GESCHICHTE
Siehe den Pflichtgegenstand „Geschichte und Sozialkunde" in Anlage 2 unter Beachtung, daß die Semester 1 und 2 dem ersten bzw. zweiten Semester des I. Jahrganges in Anlage 2 entsprechen.
5. GEOGRAPHIE
Siehe den Pflichtgegenstand „Geographie und Wirtschaftskunde" in Anlage 2 unter Beachtung, daß die Semester 1 und 2 dem ersten bzw. zweiten Semester des I. Jahrganges in Anlage 2 entsprechen.
- 6. WIRTSCHAFTLICHE UND POLITISCHE BILDUNG
Siehe den Pflichtgegenstand „Wirtschaftliche Bildung, Rechtskunde und Politische Bildung" in Anlage 2 unter Beachtung, daß die Semester 1 und 2 dem ersten bzw. zweiten Semester des III. Jahrganges in Anlage 2 entsprechen.
7. ANGEWANDTE MATHEMATIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die für das Fachgebiet relevanten Schlußweisen der Mathematik anwenden und mathematische Sachverhalte präzise darstellen können. Er soll Phänomene aus Natur, Technik und Wirtschaft mit Hilfe von geeigneten mathematischen Modellen beschreiben, die für Problemlösungen erforderlichen Algorithmen ausführen und die gewonnenen Ergebnisse interpretieren können.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Numerik und Algebra:
Gleichungen (lineare Gleichungen und Ungleichungen, Äquivalenzumformungen, lineare Gleichungssysteme). Lineare Funktion. Numerisches Rechnen (Überschlagsrechnungen, Gleitkommazahlen, Zahlen begrenzter Genauigkeit, Gebrauch der in der Praxis üblichen Rechengeräte). Potenzen und Wurzeln.
Geometrie:
Trigonometrie des rechtwinkeligen Dreieckes. Berechnungen mit Hilfe
des Sinus- und Cosinussatzes.
- 2. Semester:
Numerik und Algebra:
Gleichungen (quadratische Gleichungen, goniometrische Gleichungen, Exponential- und logarithmische Gleichungen). Funktionen (Darstellung, Umkehrfunktion, Potenz- und Wurzelfunktion, quadratische Funktion, allgemeine Kreisfunktion, Exponential- und logarithmische Funktion, logarithmische Skalen). Komplexe Zahlen (Begriff, Darstellung, Rechenoperationen, Gaußsche Zahlenebene, Eulersche Formel).
Geometrie:
Stereometrie (Oberflächen- und Volumsberechnungen eben- und krummflächig begrenzter Körper).
- 3. Semester:
Analysis:
Grenzwerte von Funktionen, Stetigkeit; Differentialrechnung (Differenzenquotient, Differentialquotient, Ableitungen reeller Funktionen, Differentiationsregeln); Anwendung der Differentialrechnung (Kurvendiskussionen, Nullstellenbestimmung, Extremwertberechnungen); Integralrechnung (bestimmtes und unbestimmtes Integral, Integrationsmethoden).
Geometrie:
Vektorrechnung (Koordinatendarstellung, Addition und Subtraktion, Multiplikation eines Vektors mit einem Skalar, Skalar- und Vektorprodukt). Einfache geometrische Anwendungen.
- 4. Semester:
Analysis:
Anwendungen der Differential- und Integralrechnung auf Probleme des Fachgebietes. Numerische Integration. Potenzreihen, Taylorreihen.
- 5. Semester:
Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung:
Beschreibende Statistik (Häufigkeitsverteilung, Lage- und Streuungsmaße, Zusammenhänge zwischen Merkmalen, Anwendungen). Beurteilende Statistik (Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Schätzen und Testen).
Geometrie:
Parameter- und Polarkoordinatendarstellung. Krümmung ebener Kurven. Technisch wichtige Kurven.
- 6. Semester:
Analysis:
Funktionen mit zwei unabhängigen Variablen. Gewöhnliche lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten (Lösungen für einfache Störfunktionen). Matrizenrechnung.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf Aufgaben des Fachgebiets. Dementsprechend werden daher die Rechenbeispiele zu wählen sein. Die Absprache mit den Lehrern der fachtheoretischen Pflichtgegenstände ist erforderlich, um die rechtzeitige Bereitstellung mathematischer Kenntnisse zu sichern.
In jedem Semester zwei Schularbeiten.
8. ANGEWANDTE PHYSIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll Naturvorgänge exakt beobachten und beschreiben sowie aus den Beobachtungsergebnissen physikalische Gesetzmäßigkeiten erkennen und erklären können. Er soll in den für die Fachrichtung wichtigen Teilbereichen der Physik und in der naturwissenschaftlichen Weltsicht grundlegende Kenntnisse besitzen.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Allgemeine Physik:
Aufgaben und Arbeitsweisen der Physik; gesetzliche Maßeinheiten, Internationales Einheitensystem (SI); Messen, Meßfehler.
Strahlenoptik:
Reflexion; Brechung und Totalreflexion; Lichtgeschwindigkeit;
Abbildung durch optische Instrumente.
Schwingungen und Wellen:
Schwingungen; Wellen; Interferenz und Beugung in der Optik und Akustik; Stehende Wellen; Schallwellen; Besondere Phänomene der Wellenoptik (Beugung am Spalt und am Gitter, Auflösungsvermögen optischer Instrumente, Interferenz dünner Schichten, Polarisation, Spannungsoptik, Streuung).
- 2. Semester:
Strahlung:
Emission und Absorption; Lichterzeugung; Gesetze der Temperaturstrahlung; Farben, Spektren; Photometrie (Strahlungsfeldgrößen, Einheiten der Lichttechnik).
Atom- und Kernphysik:
Atommodelle, Wasserstoffatom, Aufbau der Atomhüllen; Laser; Aufbau der Atomkerne, Massendefekt und Bindungsenergie der Atomkerne, Radioaktivität, Kernspaltung und -verschmelzung, Anwendung radioaktiver Isotope.
Technischer Strahlenschutz:
Wechselwirkung von Strahlung und Materie; Dosimetrie; biologische
Strahlenwirkung, Schutzvorschriften.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf Aufgaben des Fachgebietes. Im Sinne der Bildung- und Lehraufgabe bewährt sich das Ausgehen vom experimentellen Nachweis der physikalischen Zusammenhänge bzw. deren Simulation am Computer, gefolgt von Erläuterungen der gewonnen Erkenntnisse für den Maschinenbau.
9. ANGEWANDTE CHEMIE
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die für die Fachrichtung bedeutsamen Begriffe und Gesetze der Chemie beherrschen. Er soll Strukturen im Aufbau der Materie erkennen und beschreiben können und den Aufbau, die Funktion und den Einsatz der im Fachgebiet verwendeten Stoffe sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt kennen.
Lehrstoff:
- 3. Semester:
Begriffe und Gesetz:
Atomaufbau und Periodensystem; chemische Bindung; Oxydationszahl; pH-Wert; Redoxreaktionen, Elektrolyse, Energieverhältnisse chemischer Reaktionen. Elektrochemie (Redoxreihe, galvanische Zellen, Korrosion).
Anorganische Werk- und Hilfsstoffe:
Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle; Isolatoren, Halbleiter. Inerte
Gase; Brenngase.
- 4. Semester:
Organische Chemie:
Kohlenwasserstoffe (molekularer Aufbau, Nomenklatur; Rohstoffbasis). Organische Werkstoffe und Hilfsstoffe. Kunststoffe (molekularer Aufbau, Eigenschaften, Anwendungsbereiche). Erdölchemie (Gewinnung, Destillation, Erdölprodukte, Gütekenngrößen); Kraft- und Schmierstoffe.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit in der Fachrichtung. Aus methodischen Gründen erweist es sich als zweckmäßig, die erforderlichen Versuche durch audiovisuelle Hilfsmittel zu unterstützen.
- 10. ANGEWANDTE INFORMATIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die Denk- und Arbeitsweisen der Informatik sowie die Anwendungen und Entwicklungstendenzen der elektronischen Datenverarbeitung im Fachgebiet kennen. Er soll mit Hilfe von Programmiersprachen oder Softwarewerkzeugen einfache Problemstellungen
aus dem weiteren Zusammenhang des Fachgebietes analysieren und für die elektronische Datenverarbeitung aufbereiten können.
Der Schüler soll die wirtschafts- und gesellschaftspolitischen Auswirkungen des Einsatzes der elektronischen Datenverarbeitung beurteilen und die neuen Technologien in unsere Kultur einordnen können.
Lehrstoff:
- 3. Semester:
EDV-Anlagen:
Technische Grundlagen, Einzelarbeitsplatzbetriebssysteme (Aufbau, Funktion, Organisation).
Arbeiten mit Softwarewerkzeugen:
Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Datenbanken, Planungsinstrumente; Dienstprogramme, Programmierhilfen. Anwendungen im Fachbereich.
- 4. Semester:
Programmentwicklung:
Systematik der Problemlösung, Strukturelemente. Programmentwicklung am Gerät. Kontrollstrukturen und Datentypen von einfachen Programmen, Prozedurtechnik. Fehlersuche, Dokumentation, Anwendungen aus dem Fachgebiet.
Auswirkungen der elektronischen Datenverarbeitung:
Betriebs- und Volkswirtschaft (Rationalisierung, zunehmende Bedeutung der Organisation), Strukturwandel in der Wirtschaft und auf dem Arbeitsmarkt), Datenschutz.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit in der beruflichen Praxis; hierbei bieten sich außer technischen auch betriebsorganisatorische Aufgabenstellungen an. Praktisches Arbeiten am Gerät vom Anfang an und praxisbezogene Aufgabenstellungen unter Berücksichtigung der maschinellen Möglichkeiten erhöhen die Motivation.
Gruppenarbeit, Teamarbeit und projektorientierter Unterricht sind den Aufgabenstellungen der elektronischen Datenverarbeitung besonders angemessen. Fächerübergreifende Themen ermöglichen komplexere Aufgabenstellungen.
11. MECHANIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die theoretischen Grundlagen für technische Berechnungen und Konstruktionen in allen Teilgebieten der Fachrichtung beherrschen. Er soll logische Zusammenhänge erkennen und auf Probleme des Ausbildungszweiges anwenden können.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Statik:
Grundbegriffe; Masse, Kraft, Moment (Skalar, Vektor). Zentrales, ebenes Kräftesystem; Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften. Freimachen von Bauteilen. Allgemeines ebenes Kräftesystem; Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften, Gleichgewichtsbedingungen.
Festigkeitslehre:
Spannungsarten, Hookesches Gesetz für Normal- und Schubspannungen, Spannungs-Dehnungsdiagramm, Festigkeitswerte und zulässige Beanspruchung, Belastungsfälle.
- 2. Semester:
Statik:
Schwerpunktsermittlung; Linien-, Flächen und Körperschwerpunkt. Reibung (Haft- und Gleitreibung, Seilreibung). Räumliches Kräftesystem.
Festigkeitslehre:
Beanspruchungsarten (Zug, Druck, Flächenpressung, einfache Abscherung, Biegung). Einfache Festigkeitsberechnungen.
- 3. Semester:
Statik:
Statisch bestimmter Träger; Stützkräfte, Querkraft und Momentenverteilung.
Festigkeitslehre:
Flächenmomente und Widerstandsmomente. Beanspruchungsarten; Biegung, Torsion, Abscherung. Zusammengesetzte Beanspruchung. Formänderung (Zug und Druck, Biegung, Torsion). Knickung.
- 4. Semester:
Kinematik:
Kinematik des Punktes; Geradlinige und krummlinige (ebene) Bewegung, Kreisbewegung, Zusammensetzen von Bewegungen, Relativbewegung. Ebene Kinematik des starren Körpers; Einfache und zusammengesetzte ebene Bewegung.
Dynamik:
Grundgesetze der Dynamik (Translation, Rotation, Prinzip von d`Alembert). Arbeit, Energie und Leistung. Impuls- und Drallsatz. Erhaltungssätze. Stoßprozesse.
- 5. Semester:
Hydromechanik:
Grundbegriffe; Eigenschaften der Flüssigkeiten. Hydrostatik; Druckverteilung, Druckkräfte, Auftrieb. Hydrodynamik; Kontinuitäts- und Bernoulligleichung, stationäre Rohrströmung mit und ohne Reibung. Kraftwirkungen strömender Flüssigkeiten.
Technische Wärmelehre:
Grundbegriffe; Thermodynamisches System, thermische Zustandsgrößen, Prozeßgrößen (Arbeit, Wärme). Erster Hauptsatzes der Wärmelehre. Ideale Gase (Zustandsgleichungen, Zustandsänderungen).
- 6. Semester:
Technische Wärmelehre:
Zweiter Hauptsatzes der Thermodynamik (Reversible und irreversible Prozesse, Entropie, Formulierungen des zweiten Hauptsatzes). Reale Gase und Dämpfe (Zustandsgleichungen, Zustandsdiagramme, Zustandsänderungen).
- 7. Semester:
Technische Wärmelehre:
Kreisprozesse mit realen Gasen und Dämpfen. Gemische idealer Gase und feuchte Luft (Kenngrößen, Zustandsänderungen). Wärmeübertragung (Leitung, Konvektion, Strahlung, Wärmedurchgang). Strömende Bewegung von Gasen und Dämpfen (Grundgleichungen, Gasströmung im Unter- und Überschallbereich).
Dynamik:
Mechanische Schwingungen; Freie und erzwungene Schwingungen (mit und ohne Dämpfung).
- 8. Semester:
Verfahren der Mechanik:
Aktuelle rechnergestützte Berechnungsverfahren.
Statik:
Statisch unbestimmte Kräftesysteme.
Themenübergreifende Projekte:
Praxisrelevante komplexe Aufgaben aus allen Teilgebieten der Mechanik.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Auswahl des Lehrstoffes und der Lehrmethode ist die Effizienz für die technische Praxis. Die theoretischen Lehrinhalte werden unmittelbar nach der Erarbeitung an Hand von Beispielen der Praxis in Einzel- und Teamarbeit vertieft. Die Praxisnähe wird durch den Einsatz moderner technischer Geräte und Programme erhöht.
Der Unterricht baut unter Beachtung des aktuellen Standes der Technik auf Vorkenntnissen aus dem Pflichtgegenstand „Angewandte Mathematik" auf. Die Reihenfolge der Themen ist nach Abstimmung mit den Lehrern der Pflichtgegenstände „Angewandte Mathematik" sowie der übrigen fachtheoretischen Pflichtgegenstände festzulegen.
Das durchschnittliche Ausmaß der Übungen im 1. und 2.Semester beträgt eine Wochenstunde.
Zwei Schularbeiten im Semester, im achten Semester eine Schularbeit.
12. FERTIGUNGSTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die in der Praxis des Fachgebietes verwendeten Werkstoffe und ihre Eigenschaften sowie die Verfahren und Maschinen der Formgebung kennen. Er soll für eine gegebene Aufgabe zwischen technischen und wirtschaftlichen sowie ökologischen Kriterien der Einzel-, Reihen- und Massenfertigung entscheiden und zweckmäßige Werkstoffe auswählen können.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Werkstoffe:
Einteilung und normgemäße Bezeichnung. Aufbau und Eigenschaften der Metalle. Legierungen. Zustandsdiagramme. Wärmebehandlung.
- 2. Semester:
Stahlsorten, Eisengußwerkstoffe, Nichteisenmetalle und ihre Legierungen. Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe, nichtmetallische Werkstoffe.
- 3. Semester:
Spanlose Fertigung:
Gießen, Schmieden, Walzen, Ziehen, Tiefziehen, Biegen, Richten, Fließ- und Strangpressen.
- 4. Semester:
Spanlose Fertigung:
Schneiden, Stanzen, Schweißen, Löten, Kleben.
Werkstoffprüfung:
Zerstörende und zerstörungsfreie Verfahren.
- 5. Semester:
Vorrichtungen:
Spannvorrichtungen, genormte Bauteile, Baugruppen.
Spanende Fertigung:
Zerspanungslehre, Schneidwerkstoffe.
Werkstück- und Werkzeugtransport:
Magazine und Speicher, Greifereinrichtungen,
Transporteinrichtungen.
- 6. Semester:
Kunststoffe:
Verarbeitungsmethoden, Verarbeitungsmaschinen.
Werkzeugmaschinen:
Bauteile, Steuerungen, CNC-Technik.
- 7. Semester:
Werkzeugmaschinen:
Bohr-, Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen.
Spanende Fertigung:
Feinstbearbeitung.
- 8. Semester:
Sonderverfahren:
Abtragende Techniken.
Komplexe Fertigungseinheiten:
Flexible Fertigungszellen, Fertigungsstraßen, Roboter.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf häufige Aufgaben der Fachrichtung. Daher wird zB im Themenbereich „Werkstoffe" die Gewinnung der Werkstoffe gegenüber deren Eigenschaften und Verwendung zurücktreten. Der technischen Entwicklung entsprechend kommt im Themenbereich „Nichtmetallische Werkstoffe" der Kunststoffverarbeitung besondere Bedeutung zu.
In allen Bereichen der Fertigungstechnik ist auf die Beachtung der Sicherheitsvorschriften besonders hinzuweisen.
Als besonders nützlich erweist sich im Zusammenwirken mit den Lehrern der Pflichtgegenstände „Konstruktionsübungen und Darstellende Geometrie", „Laboratorium" und „Werkstättenlaboratorium" die ausführliche Behandlung von Problematiken
der flexiblen Automatisierung. Der Unterricht baut unter Beachtung des aktuellen Standes der Technik auf Vorkenntnissen aus den Pflichtgegenständen „Angewandte Physik" sowie „Angewandte Chemie" auf.
13. MASCHINENELEMENTE
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die in der Fachrichtung gebräuchlichen Maschinenelemente unter Berücksichtigung einschlägiger Normen und im Hinblick auf wirtschaftliche Fertigung berechnen und gestalten können.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Verbindungselemente:
Nicht lösbare Verbindungen; lösbare Verbindungen mit Sicherungselementen. Mitnehmerverbindungen.
- 2. Semester:
Federelemente:
Biegefeder, Torsionsfeder, Gummifeder, Gasfeder.
Rohrleitungselemente:
Rohre, Rohrverbindungen, Absperr- und Regelorgane.
- 3. Semester:
Elemente der drehenden Bewegung:
Achsen, Wellen; Lager; Kupplungen.
- 4. Semester:
Zahnräder und Zahnradgetriebe:
Verzahnungen; Stirnräder, Kegelräder, Schraubenräder, Schnecke mit Schneckenrad; Zahnradgetriebe.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterien für die Lehrstoffauswahl sind die Anwendbarkeit bei praktischen Aufgaben des Maschinenbaus. Auf die Notwendigkeit unterschiedlicher Gestaltung einzelner Elemente, die durch die verwendungsbedingte Wahl verschiedener Werkstoffe und Herstellungsverfahren erforderlich ist, soll hingewiesen werden.
- 14. ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die für die Fachrichtung bedeutsamen Gesetze der Elektrotechnik und Elektronik sowie die Bauarten, die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten von elektrischen Betriebsmitteln kennen. Er soll die einschlägigen Vorschriften, Normen und Sicherheitsmaßnahmen kennen und beachten.
Lehrstoff:
- 3. Semester:
Begriffe:
Größen und Einheiten. Stromarten.
Gleichstromtechnik:
Stromleitung in Metallen. Schaltungen von Widerständen und Spannungsquellen. Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad.
Wechselstromtechnik:
Begriffe, Kennwerte (Spitzenwert, Effektivwert, Mittelwert, Gleichrichtwert). Wechselstromwiderstände. Wirk-, Blind- und Scheinleistung. Einfache Wechselstromkreise. Zeigerdarstellung. Dreiphasensysteme.
- 4. Semester:
Bauelemente der Elektronik:
Passive und aktive Bauelemente (Aufbau, Wirkungsweise, Kennlinien, Anwendungen).
Elektroinstallationen:
Isolierte Leitungen, Installationsmaterial. Schaltpläne.
Schutzarten. Schutzmaßnahmen.
Stromrichter:
Steuerung, Führung, Kommutierung. Gleich- und Wechselrichterbetrieb. Gleichstromsteller. Umrichter. Einfache Schaltungen.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit in der maschinenbautechnischen Praxis. Bei den Schutzmaßnahmen ist auf den Personenschutz besonderer Wert zu legen. Zur rechtzeitigen Bereitstellung von Vorkenntnissen ist die Absprache mit den Lehrern der fachtheoretischen Pflichtgegenstände und des Pflichtgegenstandes „Laboratorium" wichtig. Bildtafeln, Skizzenblätter und praxisübliche Unterlagen erhöhen die Anschaulichkeit des Unterrichtes.
15. BETRIEBSTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll betriebliche Problemstellungen aus organisatorischer und finanztechnischer Sicht kennen und bearbeiten können. Er soll Managementfunktionen (Organisation, Planung, Kommunikation, Menschenführung) kennen.
Der Schüler soll elementare kaufmännische und betriebstechnische Aufgaben durchführen und betriebsinformatisch umsetzen können. Er soll statistische Gesetzmäßigkeiten erfassen und interpretieren können und die betriebswirtschaftlichen Vorteile eines Qualitätssicherungssystems beurteilen können.
Lehrstoff:
- 6. Semester:
Betriebliches Rechnungswesen:
Prinzip der Buchhaltung. Kostenrechnung (Überleitung aus der Buchhaltung, Rechnungsabgrenzung, kalkulatorische Ansätze) Kalkulationsmethoden (Voll- und Teilkosten), Deckungsbeitragsrechnung. Betriebliche Kennzahlen.
Wirtschaftlichkeitsrechnungen.
Betriebsorganisation:
Aufbau- und Ablaufstruktur. Arbeitsvorbereitung.
- 7. Semester:
Arbeitsgestaltung:
Arbeitsplatzgestaltung, Arbeitsablaufgestaltung,
Erzeugnisgestaltung.
Qualitätssicherung:
Qualitätsregelkarten, Stichproben- und Auswerteverfahren.
Qualitätsprüfung und Qualitätsmanagement.
Motivation:
Arbeitsbewertung, Zeit- und Lohnwesen. Menschenführung (Delegation, Information, Motivationsfaktoren, Beurteilung; Führungsmethoden).
Didaktische Grundsätze
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl sind praxisnahe Ansätze zur Problemlösung im Bereich der betrieblichen Organisation und bei Produktionsmethoden. Beim Qualitätsmanagement empfiehlt sich das Ausgehen von praxisnahen Fallbeispielen unter Verwendung von Tabellen, Nomogrammen und modernen Rechenhilfsmitteln. Den Erfordernissen der Praxis entsprechend empfiehlt sich die Lösung von Aufgaben unter Zuhilfenahme von EDV-Anlagen und Datennetzen.
- 16. KONSTRUKTIONSÜBUNGEN UND DARSTELLENDE GEOMETRIE
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll den Aufbau eines Objektes in geeigneten Rissen darstellen und die in der Zeichnung enthaltenen Informationen deuten können. Er soll selbständig sowie in Gruppenarbeit bei Einhaltung der geltenden Vorschriften und Normen aufbauend auf praxisübliche Konstruktionsunterlagen Entwurfsaufgaben der Fachrichtung mit und ohne Rechnerunterstützung lösen können.
Lehrstoff:
- 1. Semester:
Elemente:
Zeichengeräte, Zeichentechniken; Normen, Bemaßung, Beschriftung;
Toleranzen und Passungen; Oberflächenzeichen.
Darstellende Geometrie:
Darstellen einfacher technischer Körper in den drei Hauptrissen,
Seitenrisse.
Werkzeichnungen:
Einfache Normteile und Bauteile nach Vorlage und Modellaufnahme.
Stücklisten. Handskizze.
- 2. Semester:
Darstellende Geometrie:
Darstellen einfacher technischer Körper in genormter Axonometrie.
Verbindungselemente:
Nicht lösbare Verbindungen; lösbare Verbindungen.
Rohrleitungselemente:
Rohrleitungssysteme, Absperr- und Regelorgane.
- 3. Semester:
Darstellende Geometrie:
Lösung stereometrischer Aufgaben mit Hilfe von Normalprojektion.
Prismen- und Pyramidenflächen.
Maschinenelemente:
Achsen, Wellen.
- 4. Semester:
Darstellende Geometrie:
Normalriß des Kreises. Zylinder-, Kegel- und Kugelflächen. Einfache
ebene Schnitte.
Maschinenelemente:
Lager, Kupplungen, Zugmitteltrieb.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterien für die Lehrstoffauswahl sind die Häufigkeit der Anwendung in der betrieblichen Praxis, der Beitrag zur systematischen Einführung in Entwurfsprobleme sowie die Schulung des konstruktiven Denkens in Bezug auf funktionstreues, wirtschaftliches, fertigungs-, norm- und designgerechtes Gestalten.
Zur Praxisnähe gehören auch die Verwendung praxisüblicher Unterlagen und Behelfe, der Einsatz elektronischer Hilfsmittel und fachspezifischer Programme sowie die systematische Darstellung des Projektes.
A.1 PFLICHTGEGENSTÄNDE DES AUSBILDUNGSSCHWERPUNKTES:
ALLGEMEINER MASCHINENBAU
1.1 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Siehe den Pflichtgegenstand „14. Elektrotechnik und Elektronik".
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Elektrische Maschinen:
Schutzarten, genormte zeitabhängige Belastungsarten, Klemmenbezeichnungen. Elektrische Grundlagen (magnetischer Kreis, Induktionsgesetz). Transformator (Aufbau, Wirkungsweise, Betriebsverhalten). Gleichstrommaschine (Aufbau, Wirkungsweise, Betriebsverhalten). Asynchronmaschine (Aufbau, Wirkungsweise, Betriebsverhalten). Elektroschweißgeräte.
- 6. Semester:
Elektromotorische Antriebe:
Leistungsermittlung, Betriebsverhalten, Auswahlkriterien.
Mikrocomputertechnik:
Mikroprozessoren. Speicher. Bussysteme. Schnittstellen.
Didaktische Grundsätze:
Siehe den Pflichtgegenstand „14. Elektrotechnik und Elektronik".
1.2 FÖRDERTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die gängigsten Arten von Bauelementen, Maschinensätzen und Tragkonstruktionen der Fördertechnik sowie die Grundlagen ihrer Berechnung und Konstruktion kennen. Er soll das Betriebsverhalten und die Regelung der Antriebe von Fördermitteln kennen.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Elemente der Kraftübertragung:
Seile, Ketten, Riemen.
Zugmitteltriebe:
Riementriebe, Kettentriebe. Schweiß-, Guß-, Schmiedekonstruktionen.
- 6. Semester:
Antriebseinheiten:
Hydraulische und pneumatische Antriebe; Antriebe mit Elektromotoren; Bremsen.
- 7. Semester:
Tragkonstruktionen:
Vollwandkonstruktionen, Fachwerke, Rahmen.
Förderanlagen:
Hub-, Fahr-, Dreh- und Wippwerke; Einzel- und Stetigfördereinrichtungen.
- 8. Semester:
Vorschriften:
Normen, Rechtsvorschriften; Behördenverfahren.
Themenübergreifende Projekte:
Planung, Berechnung, Betrieb.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterien für die Lehrstoffauswahl sind die Anwendbarkeit bei praktischen Aufgaben des Maschinenbaus. Der Gegenstand soll in enger Beziehung zum Gegenstand „Fertigungstechnik" unterrichtet werden und die Grundlage der begleitenden Konstruktionsübungen sein.
1.3 MESS-, STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die für die Fachrichtung bedeutsamen Verfahren der Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie die Bauarten und die Wirkungsweise der in der Praxis verwendeten Geräte kennen. Er soll die einschlägigen Vorschriften und Normen kennen und beachten.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Begriffe:
Genauigkeit, Meßfehler, Empfindlichkeit.
Meßgeräte:
Kenngrößen von Meßgeräten. Meßwertaufnehmer. Meßwertumformung
und -übertragung.
Analoge Meßverfahren:
Verfahren für elektrische und nichtelektrische Größen.
Digitaltechnik:
Codierung. Digitale Meßverfahren (Meßverfahren für Zählgrößen).
- 6. Semester:
Steuerungstechnik:
Begriffe. Unterscheidungsmerkmale und Grundstrukturen von Steuerungen. Gesetzmäßiges Erfassen von Steuerungsaufgaben. Elektromechanische, elektronische, pneumatische und hydraulische Steuerungssysteme. Programmierbare Steuerungen.
Regelungstechnik:
Begriffe. Regelkreisglieder (Arten, Zeitverhalten, Kennlinien). Regelkreis (Stabilität, Optimierung). Automatisierungstechnik.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit in der maschinenbautechnischen Praxis. Zweckmäßigerweise wird von den im Pflichtgegenstand „Elektrotechnik und Elektronik" erworbenen Vorkenntnissen ausgegangen.
Zwecks rechtzeitiger Erarbeitung von Kenntnissen für den Pflichtgegenstand „Laboratorium" empfiehlt sich die Absprache mit den Lehrern dieses Pflichtgegenstandes. Der Praxisbezug wird durch den Einsatz elektronischer Rechenhilfen und durch die Aufbereitung von Rechenprogrammen für die Anwendung in der Konstruktion und im Laboratorium gefördert.
1.4 STRÖMUNGSMASCHINEN
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die Bauarten, den Aufbau, die Wirkungsweise, die Regelung und das Betriebsverhalten von Strömungsmaschinen für Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe kennen. Er soll die Berechnung und Konstruktion sowie die technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes dieser Maschinen verstehen.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Begriffe und Gesetze:
Hauptgleichung und Energieumsetzung, Leistung, Wirkungsgrade,
Ähnlichkeitsgesetze, Kenngrößen und Kennzahlen.
Hydraulische Strömungsmaschinen:
Berechnungsgrundlagen, Auslegung.
- 6. Semester:
Hydraulische Strömungsmaschinen:
Kreiselpumpen (Aufbau, konstruktive Ausführung, Hydraulik- und Festigkeitsberechnungen, Betriebsverhalten und Regelung, Zusammenwirken mit Anlagen). Wasserturbinen (Systematik der Wasserkraftanlagen, Aufbau, konstruktive Ausführung, Hydraulik- und Festigkeitsberechnungen, Betriebsverhalten und Regelung).
- 7. Semester:
Thermische Strömungsmaschinen:
Basiskenntnisse. Dampfturbinen (Aufbau von Axialmaschinen, Auslegungs- und Festigkeitsberechnungen, Betriebsverhalten und Regelung). Ventilatoren und Verdichter (Aufbau, konstruktive Ausführung, Auslegungsberechnung, Betriebsverhalten und Regelung).
- 8. Semester:
Thermische Strömungsmaschinen:
Gasturbinen (Aufbau der Stationärturbinen und Strahltriebwerke, Betriebsverhalten und Regelung).
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf Routineaufgaben der Industriepraxis unter Beachtung der Energie- und Umweltproblematik sowie technikbewertender Maßnahmen.
Konstruktive Vergleiche (zB von Kreiselpumpen und -verdichtern) sowie eine sorgfältige Lehrstoffabstimmung mit den Lehrern der Pflichtgegenstände „Mechanik", „Energie- und Umwelttechnologie" und vor allem „Konstruktionsübungen und Darstellende Geometrie" fördern das fächerübergreifende Denken. Demonstrationen im Laboratorium sowie Lehrausgänge und Exkursionen erhöhen die Anschaulichkeit.
1.4 KOLBENMASCHINEN
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die Bauarten, den Aufbau und die Wirkungsweise sowie das Betriebsverhalten und die Regelung von Kolbenmaschinen sowie die Grundsätze ihrer Berechnung und Konstruktion kennen. Er soll die technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Kolbenmaschinen beherrschen.
Lehrstoff:
- 7. Semester:
Begriffe und Gesetze:
Arbeitsverfahren, Vergleichsprozesse, Indikatordiagramme, Leistung
und Wirkungsgrade, Kraftstoffe.
Bauprinzip der Kolbenmaschinen:
Kurbeltrieb, Aufbau, Zylinderanordnung, Massenkräfte und Massenausgleich.
- 8. Semester:
Diesel- und Ottomotor:
Bauarten, Bauelemente und deren Auslegungsberechnung. Gemischaufbereitung, Gaswechsel, Zündung und Abgase; Kühlung und Schmierung; Einsatzkriterien und Betriebsverhalten (Fahrschaubild beim Fahrmotor, Fragen der Schadstoffminimierung), Regelung, Motormanagement.
Kolbenpumpen und Kolbenverdichter:
Bauarten, Bauelemente, Einsatz, Betriebsverhalten und Regelung.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf Routineaufgaben der Ingenieurpraxis und der Beitrag zur Verminderung der Schadstoffbelastung der Umwelt. Forderungen des Umweltschutzes beim Einsatz von Verbrennungsmotoren in Massenverkehrsmitteln soll bei der Lehrstoffaufbereitung besonderes Gewicht verliehen werden.
Eine sorgfältige Lehrstoffabstimmung mit den Lehrern der Pflichtgegenstände „Mechanik" und insbesondere „Konstruktionsübungen und Darstellende Geometrie" ist anzustreben. Demonstrationen im Laboratorium sowie Lehrausgänge und Exkursionen erhöhen die Anschaulichkeit.
1.6 ENERGIE- UND UMWELTTECHNOLOGIE
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll den Aufbau, die Arbeitsweise und das Betriebsverhalten moderner Anlagen der Energie- und Umwelttechnik und ihre Komponenten kennen. Er soll durch Anwendung entsprechender Verfahren die Umweltbelastung minimieren und umweltschonende Anlagenkonzepte entwerfen können.
Lehrstoff:
- 7. Semester:
Energieumwandlungsanlagen:
Wärmetauscher, Dampferzeuger. Wärmekraftwerke. Anlagen zur Bereitstellung alternativer Energien, Wärmepumpen. Betriebsverhalten. Regelung.
Berechnungsgrundlagen:
Auslegung, Festigkeitsberechnung.
Vorschriften:
Normen, Rechtsvorschriften und Behördenverfahren.
- 8. Semester:
Klimatechnik:
Klimagrundgrößen. Heizungstechnik. Raumlufttechnik.
Gasreinigung:
Trocken- und Naßabscheidung, Elektroabscheidung, Ab- und Adsorptionsreinigung. Oxydationsmethoden, katalytische Methoden.
Wasserreinigung:
Sedimentation, Filtration, Ausfällen unerwünschter Stoffe, Ionenaustausch, Neutralisation, Kläranlagen.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist der Beitrag zur Gewinnung eines Gesamtüberblickes über die Anlagentechnik und zur Stärkung des Bewußtseins für Umweltprobleme und Alternativenergien. Es ist ein besonderes Augenmerk auf Schadstoffverminderung und -beseitigung zu legen. Demonstrationen im Laboratorium sowie Lehrausgänge und Exkursionen erhöhen die Anschaulichkeit.
1.7 KONSTRUKTIONSÜBUNGEN
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll selbständig sowie in Gruppenarbeit bei Einhaltung der geltenden Vorschriften und Normen aufbauend auf praxisübliche Konstruktionsunterlagen Entwurfsaufgaben der Fachrichtung mit und ohne Rechnerunterstützung lösen können. Der Einfluß verschiedener, durch wirtschaftliche und ökologische Überlegungen bedingter Fertigungsmethoden ist zu berücksichtigen.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Maschinenelemente:
Zahnräder, Zahnradgetriebe.
Fertigungstechnik:
Vorrichtungen und Werkzeuge der spanenden Fertigung.
- 6. Semester:
Fördertechnik:
Ein Projekt.
- 7. und 8. Semester:
Strömungsmaschinen oder Kolbenmaschinen:
Ein Projekt.
Fertigungstechnik oder Energie- und Umwelttechnologie unter
Berücksichtigung von Elektrotechnik und Elektronik sowie Meß-,
Steuerungs- und Regelungstechnik:
Ein Projekt.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterien für die Lehrstoffauswahl sind die Häufigkeit der Anwendung in der betrieblichen Praxis, der Beitrag zur systematischen Einführung in Entwurfsprobleme sowie die Schulung des konstruktiven Denkens in Bezug auf funktionstreues, wirtschaftliches, fertigungs-, norm- und designgerechtes Gestalten.
Zur Praxisnähe gehören auch die Verwendung praxisüblicher Unterlagen und Behelfe, der Einsatz elektronischer Hilfsmittel und fachspezifischer Programme sowie die systematische Darstellung des Projektes.
1.8 LABORATORIUM
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll Planungs-, Meß- und Prüfaufgaben der betrieblichen Laboratoriumspraxis selbständig und sorgfältig ausführen sowie kritisch auswerten können. Er soll für die jeweilige Aufgabe geeignete Methoden und Geräte unter Beachtung der Sicherheitserfordernisse auswählen können. Er soll Untersuchungsberichte zusammenstellen, auswerten und die Ergebnisse interpretieren können.
Lehrstoff:
- 5. bis 8. Semester:
Übungen aus den Stoffgebieten „Mechanik", „Fertigungstechnik", „Maschinenelemente und Fördertechnik", „Elektrotechnik und Elektronik", „Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik", „Strömungsmaschinen", „Kolbenmaschinen", „Energie- und Umwelttechnologie" und „Betriebstechnik und Qualitätsmanagement" betreffend den jeweiligen Lehrstoff der Pflichtgegenstände.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterien für die Lehrstoffauswahl sind die Vielseitigkeit der Methoden, die Häufigkeit der Anwendung in der betrieblichen Praxis, der Beitrag zur systematischen Einführung in die praktischen Probleme der neuen Technologien im Maschinenbau sowie die vorhandene Laboratoriumsausstattung. Dem Stand der Technik, insbesondere der Umwelttechnologie, angepaßte Lehrinhalte sind in diesem Zusammenhang von größter Wichtigkeit.
Manche Übungen bedürfen neben der Erörterung im fachtheoretischen Unterricht der Vorbereitung durch kurze Vorbesprechungen nach dem Stand des Unterrichtes in den fachtheoretischen Pflichtgegenständen. Besonders wertvoll sind Übungen, die den Lehrstoff mehrerer Themenbereiche oder Unterrichtsgegenstände fächerübergreifend anwenden.
Die effiziente Arbeit in der Gruppe, die sorgfältige Behandlung der Geräte und die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften werden zweckmäßigerweise durch einführende Hinweise und durch lenkendes Eingreifen gewährleistet. Den Anforderungen der Praxis entsprechend, wird von den Schülern die Führung eines Übungsprotokolls
und die Ausarbeitung eines Laboratoriumsberichtes verlangt.
1.9 WERKSTÄTTENLABORATORIUM
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die in der Praxis des Fachgebietes anfallenden Meß-, und Prüfaufgaben sowie Sonderprobleme der Fertigung, die über den Rahmen der Werkstättenausbildung hinausgehen, lösen und dokumentieren können.
Lehrstoff:
- 7. Semester:
Stoffgebiet programmgesteuerte Werkzeugmaschinen:
Manuelle und rechnerunterstützte Programmierung; Einsatz verschiedener Werkzeuge an der Maschine; Werkzeugvoreinstellung.
Stoffgebiet Elektrotechnik:
Anschließen von elektrischen Maschinen. Inbetriebsetzen von Stromverbrauchern, Meß-, Schalt- und Steuergeräten. Fehlersuche, Aufbau, Prüfen und Reparatur elektronischer Geräte und Systeme.
Stoffgebiet Steuerungstechnik:
Signalaufnahme und Signalverarbeitung, fest verdrahtete und freiprogrammierbare Steuerungen. Erarbeiten von Lösungsmöglichkeiten komplexer industrieller Steuerungsaufgaben.
- 8. Semester:
Stoffgebiet programmgesteuerte Werkzeugmaschinen:
CNC-Programme; umfangreichere Programmieraufgaben.
Stoffgebiet Fertigungsmeßtechnik und Qualitätssicherung:
Messen mit mechanischen und elektrischen Längenmeßgeräten, Lehren, Meß- und Profilprojektoren, Oberflächenrauhigkeitsmessungen, Qualitätsdaten, Aufbereitung, Prüfungsablauf, Fehlerbeseitigung bzw. Verhütung, Qualitätsberichterstattung.
Stoffgebiet Arbeitsvorbereitung:
Rechnerunterstützte Planungs- und Steuerungsaufgaben (PPS), rechnerunterstützte Zeichnungserstellung, rechnerunterstützte Fertigung (CAD/CAM).
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Häufigkeit der Anwendung der Verfahren in der beruflichen Praxis. Die Messungen, Untersuchungen und Auswertungen bauen auf den in den theoretisch-technischen Unterrichtsgegenständen erworbenen Kenntnissen
und Fertigkeiten auf. Besondere Bedeutung kommt den Schutzmaßnahmen zu.
Den Anforderungen der Praxis entsprechend, wird von den Schülern die Führung eines Übungsprotokolls und die Ausarbeitung eines Laboratoriumsberichtes, teilweise auch in englischer Sprache, verlangt.
A.2 PFLICHTGEGENSTÄNDE DES AUSBILDUNGSSCHWERPUNKTES:
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
2.1 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.1 Elektrotechnik und Elektronik" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeiner Maschinenbau.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.1 Elektrotechnik und Elektronik".
- 6. Semester:
Elektromotorische Antriebe:
Leistungsermittlung, Betriebsverhalten, Auswahlkriterien.
Schrittmotoren und Servoantriebe:
Aufbau, Wirkungsweise, Ansteuerung, Betriebsverhalten. Auswahlkriterien.
Didaktische Grundsätze:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.1 Elektrotechnik und Elektronik" des Ausbildungsschwerpunktes Allgemeiner Maschinenbau.
2.2 MASCHINEN UND ANLAGEN
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll den Aufbau, die Arbeitsweise, das Betriebsverhalten, die Regelung und die Möglichkeiten des wirtschaftlichen Einsatzes von Kraft- und Arbeitsmaschinen sowie von Kraftwerksanlagen kennen. Er soll die Anlagen und Fördermittel der Lagertechnik sowie die Möglichkeiten ihres wirtschaftlichen Einsatzes kennen.
Lehrstoff:
- 7. Semester:
Fördermaschinen:
Hebemaschinen (Winden, Kräne, Aufzüge). Stetigförderer,
Flurförderer.
Pumpen:
Verdrängungspumpen, Kreiselpumpen, Vakuumpumpen.
Wasserkraftanlagen:
Nieder-, Mittel- und Hochdruckanlagen; Wasserkraftmaschinen.
Verdichter:
Verdichter mit Verdrängungswirkung, Turboverdichter.
- 8. Semester:
Verbrennungskraftmaschinen:
Zweitakt- und Viertaktprinzip. Otto- und Dieselmotoren.
Wärmekraftanlagen:
Dampferzeuger (Kessel, Reaktoren), Dampf- und Gasturbinen. Kraftwerksbauformen. Anlagen zur Nutzung alternativer Energie.
Anlagen der Haus- und Umwelttechnik:
Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagen, Wärmepumpen. Anlagen der Luftreinhaltung und Gewässerreinigung.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf häufige Aufgaben des Fachgebietes. Zu jedem Themenbereich gehören Wirtschaftlichkeitsüberlegungen sowie Auswirkungen auf andere Betriebsbereiche und auf die Umwelt. Bei der Behandlung des Lehrstoffes empfiehlt sich die Berücksichtigung von gesetzlichen Bestimmungen und Vorschriften sowie die Erörterung von Behördenverfahren.
Geeignete Themenbereiche können durch Zusammenarbeit mit den Lehrern der Pflichtgegenstände „Mechanik", „Maschinenelemente" und „Laboratorium" vertieft werden.
2.3 PROZESSRECHENTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll typische logische und technische Strukturen der Hard- und Software von Systemen der Prozeßrechenanlagen kennen. Er soll die Eignung eines Prozeßrechner-Betriebssystems für eine gegebene Anwendung beurteilen können.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Anwendungen:
Prozesse und Automatisierungsstrukturen. Ebenen der Automatisierung.
Hardware:
Mikrocomputer und Prozeßrechner. Zentraleinheit.
Standardperipherie.
Software:
Assembler (Grundlagen, Befehlssatz, einfache Programme).
Anwendersoftware für Realzeitaufgaben.
- 6. Semester:
Anwendungen:
Erfassen und Verarbeiten analoger Meßwerte. Ausgabe von analogen Signalen. Erfassen und Verarbeiten von Binärwerten.
Hardware:
Geräteanschlüsse (parallele und serielle Schnittstellen, Busschnittstellen). Betriebsarten (Ablaufdarstellung, Polling, Interrupt). Prozeßperipherie (ADC, DAC, Digitalein- und ausgabe).
Software:
Assembler (Adressierungsarten, Schleifen, Befehle für Zugriff auf Schnittstellen). Anwendersoftware mit Zugriff auf Schnittstellen und Prozeßperipherie.
- 7. Semester:
Anwendungen:
Erfassen und Verarbeiten von Analog- und Digitalwerten mit
standardisierten Bussystemen.
Hardware:
Lokale Netzwerke in der Automatisierungstechnik. Standardisierte
Bussysteme.
Software:
Assembler (Unterprogramme, Verbindung von Assembler- und Hochspracheprogrammen). Software zum Betreiben von Netzen und Bussystemen.
- 8. Semester:
Anwendungen:
Regeln mit den Microcomputer. Prozeßvisualisierung, Rechnerverbund mit anderen Automatisierungsmitteln (speicherprogrammierbare Steuerungen, Robotersteuerungen, CNC-Steuerungen).
Kenngrößen von Systemen der Prozeßdatenverarbeitung:
Belastbarkeit, Zuverlässigkeit, Reaktionszeit; Wirtschaftlichkeit.
Informationsverarbeitung:
Kanalkapazität, Codierung von Nachrichten, Störsicherheit. Datenübertragung und Datenfernverarbeitung.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf gängige Aufgaben des Ausbildungsbereiches. Das durchschnittliche Ausmaß der den Theorieunterricht begleitenden Programmierübungen beträgt in jedem Semester eine Wochenstunde.
2.4 AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll geläufige Verfahren der Meß- und Automatisierungstechnik und ihre häufigsten Anwendungen sowie die einschlägigen Vorschriften und Normen kennen. Er soll einfache Aufgaben der Automatisierung selbständig lösen können. Er soll die einschlägigen Normen und Vorschriften kennen.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Meßgeräte:
Grundlagen der Meßtechnik. Meßwertaufnehmer, Meßwertumformung und -übertragung. Meßwerke. Vielfachmeßgeräte. Oszilloskop. Schreiber. Meßzubehör.
Analoge Meßverfahren:
Verfahren für elektrische und nichtelektrische Größen.
Digitaltechnik:
Logische Verknüpfungen. Digitale Meßverfahren (Meßverfahren für Zählgrößen, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler).
- 6. Semester:
Steuerungstechnik:
Grundstrukturen von Steuerungen. Systematisches Erfassen von Steuerungsaufgaben. Kombinatorische und sequentielle Steuerungen. Pneumatische, hydraulische, elektromechanische und elektronische Steuerungssysteme und ihre Kombinationen. Programmierbare Steuerungen.
- 7. Semester:
Regelungstechnik:
Regler und Regelstrecke. Regelkreis. Größen des Regelkreises. Regelkreisglieder (Arten, Zeitverhalten, Beurteilungskriterien).
- 8. Semester:
Regelungstechnik:
Stetige und unstetige Regler. Analoge und digitale Regelungen. Mikroprozessor als Regler. Ausführung von Regelungen (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch, elektronisch und ihre Kombinationen). Stabilitätskriterien und Optimierung von Regelkreisen.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit in der Praxis des Ausbildungszweiges. Zweckmäßigerweise wird von den im Pflichtgegenstand „Elektrotechnik und Elektronik" erworbenen Vorkenntnissen ausgegangen.
Zwecks rechtzeitiger Erarbeitung von Kenntnissen für den Pflichtgegenstand „Laboratorium" empfiehlt sich die Absprache mit Lehrern dieses Pflichtgegenstandes. Der Praxisbezug wird durch den Einsatz elektronischer Rechenhilfen und durch die Aufbereitung von Rechenprogrammen gefördert.
2.4 MANIPULATIONSTECHNIK
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll den Aufbau, die Wirkungsweise, den Einsatz sowie die Steuerung moderner Manipulationseinrichtungen auf dem Gebiet der flexiblen Automation kennen. Er soll für eine gegebene Aufgabe das zweckmäßigste Manipulationssystem auswählen können.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Vorrichtungsbau:
Werkstück- und Werkzeugaufnahme (bestimmen, Spannen, Stützen). genormte Bauteile und Baugruppen. Spannmittel und Spanneinrichtungen.
Hydraulik und Pneumatik:
Betriebsmittel, Bauelemente, Antriebe, Betriebsverhalten.
- 6. Semester:
Werkstücktransport:
Werkstückmagazine und -speicher. Greifer- und Transporteinrichtungen. Einrichtungen zum Werkstückordnen. Maschinenbeschickung.
Werkstückprüfung:
Prüfmittel, -geräte und -methoden, Meßvorrichtungen.
- 7. Semester:
Werkzeugspeicherung:
Werkzeugmagazine, Werkzeugkennung, Einrichtungen zum Werkzeugwechsel.
Industrieroboter:
Bauelemente, Bauarten, Anwendung.
- 8. Semester:
Industrielle Manipulation:
Konstruktive Behandlung von Baugruppen. Anwendungen. Verkettung von Transporteinrichtungen, Manipulatoren und Bearbeitungsmaschinen (Einrichtungen der Fertigung und Lagerung).
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die Anwendbarkeit auf dem Gebiet der Automatisierung maschinentechnischer Einrichtungen. Anschauliche Beispiele fördern das Verständnis. Die Praxisnähe des Unterrichts wird durch Verwendung von Modellen und Abbildungen und durch eine enge Zusammenarbeit mit den Gegenständen „Fertigungstechnik", „Konstruktionsübungen und Darstellende Geometrie" und „Werkstättenlaboratorium" gefördert.
2.6 KONSTRUKTIONSÜBUNGEN
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll den Aufbau eines Objektes in geeigneten Rissen darstellen und die in der Zeichnung enthaltenen Informationen deuten können.
Er soll selbständig sowie in Gruppenarbeit bei Einhaltung der geltenden Vorschriften und Normen aufbauend auf praxisübliche Konstruktionsunterlagen Entwurfsaufgaben der Fachrichtung mit und ohne Rechnerunterstützung lösen können. Der Einfluß verschiedener, durch wirtschaftliche und ökologische Überlegungen bedingter Fertigungsmethoden ist zu berücksichtigen.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Fertigungstechnik:
Stanzereitechnik.
Manipulationstechnik:
Vorrichtungsbau.
- 6. Semester:
Fertigungstechnik:
Baugruppen für Maschinen der spanabhebenden Fertigung.
- 7. Semester:
Manipulationstechnik:
Automatische Spann- und Greifereinrichtungen.
Ölhydraulik und Pneumatik:
Installations-, Detail- und Schaltpläne.
- 8. Semester:
Fertigungstechnik und Manipulationstechnik unter Berücksichtigung von
Elektrotechnik und Elektronik sowie Automatisierungstechnik:
Ein komplexes, gegenstandsübergreifendes Projekt.
Didaktische Grundsätze:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.7 Konstruktionsübungen" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeiner Maschinenbau.
2.7 LABORATORIUM
Bildungs- und Lehraufgabe:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.8 Laboratorium" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeinere Maschinenbau.
Lehrstoff:
- 5. bis 8. Semester:
Übungen aus den Stoffgebieten „Mechanik", „Fertigungstechnik", „Maschinenelemente", „Elektrotechnik und Elektronik", „Maschinen und Anlagen", „Prozeßdatenverarbeitung", „Automatisierungstechnik", „Manipulationstechnik" und „Betriebstechnik und Qualitätsmanagement" betreffend den jeweiligen Lehrstoff der Pflichtgegenstände.
Didaktische Grundsätze:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.8 Laboratorium" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeinere Maschinenbau.
2.8 WERKSTÄTTENLABORATORIUM
Bildungs- und Lehraufgabe:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.9 Werkstättenlaboratorium" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeiner Maschinenbau.
Lehrstoff:
- 7. Semester:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.9 Werkstättenlaboratorium" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeiner Maschinenbau.
- 8. Semester:
Stoffgebiet programmgesteuerte Fertigungseinrichtungen:
CAM-Programmierung von CNC-Werkzeugmaschinen. Einsatz und Programmierung von Schweißrobotern. Verkettung von Fertigungseinrichtungen.
Stoffgebiet Fertigungsmeßtechnik und Qualitätssicherung:
Messen mit mechanischen und elektrischen Längenmeßgeräten, Lehren, Meß- und Profilprojektoren, Oberflächenrauhigkeitsmessungen, Qualitätsdaten, Aufbereitung, Prüfungsablauf, Fehlerbeseitigung bzw. Verhütung, Qualitätsberichterstattung. Automatisierte Meßeinrichtungen.
Stoffgebiet Arbeitsvorbereitung:
Rechnerunterstützte Arbeitsplanung, Arbeitssteuerung, Arbeitsauftragserstellung und Kalkulation (PPS). Rechnerunterstützte Lagerhaltung und statistische Auswertung. Zeichnungserstellung
(CAD/CAM).
Didaktische Grundsätze:
Siehe den Pflichtgegenstand „1.9 Werkstättenlaboratorium" des Ausbildungsschwerpunktes: Allgemeiner Maschinenbau.
B. FREIGEGENSTÄNDE
QUALITÄTSSICHERUNG
Bildungs- und Lehraufgabe:
Der Schüler soll die Bedeutung der Qualitätssicherung aus volks- und betriebswirtschaftlicher Sicht kennen. Er soll statistische Parameter aus Stichproben schätzen und interpretieren können.
Lehrstoff:
- 5. Semester:
Stichprobenfunktionen. Parameterschätzung (Punkt- und Intervallschätzung). Signifikanzprüfung.
- 6. Semester:
Qualitätssicherungssysteme, Qualitätsregelkarten, Qualitätskosten. Zuverlässigkeitsprüfung.
Didaktische Grundsätze:
Hauptkriterium für die Lehrstoffauswahl ist die praktische Anwendbarkeit im Fachgebiet. Daher empfiehlt es sich, von praxisnahen Fallbeispielen auszugehen und in der Praxis übliche Hilfsmittel einzusetzen.
C. FÖRDERUNTERRICHT
Siehe Anlage 2.
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*1) Durch schulautonome Lehrplanbestimmungen kann von dieser Stundentafel im Rahmen des Abschnittes Ia der Anlage 2 abgewichen werden.
*2) Mit Übungen im 1. und 2. Semester.
*3) Einschließlich Qualitätsmanagement.
*4) Siehe Anlage 2, Abschnitt Ia, Z 2.
*5) Mit Übungen vom 5. bis 8. Semester.
*6) Der Förderunterricht kann bei Bedarf je Semester für höchstens acht Unterrichtseinheiten eingerichtet werden, wobei aus pädagogischen Gründen eine Blockung anzustreben ist.
*7) Lehrverpflichtungsgruppe wie der entsprechende Pflichtgegenstand.
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