Entwicklung eines Stirlingmotors – fünf Schüler berichten




Das Robert-Schuman-Institut Eupen nimmt seit mehreren Jahren an dem Europäischen Programm Erasmus+ teil und setzt verschiedene Projekte erfolgreich um. Eines dieser Projekte ist die strategische Schulpartnerschaft mit insgesamt vier technischen Schulen aus Österreich, Belgien, der Tschechischen Republik und Norwegen zu dem Thema „Stirlingmotor“. Was sich genau dahinter verbirgt, verraten uns fünf Schüler des RSI aus der Abteilung Zerspanungsmechanik im Rahmen ihrer Qualifikationsarbeit.

Anfang Dezember 2018 kam unser Mechaniklehrer Herr Breuer auf uns zu und teilte uns die Teilnahme an einem Erasmus+ Projekt mit. Er erklärte uns, worum es bei dem Projekt hauptsächlich geht und welches die Schwierigkeit an diesem Projekt sind. Das Hauptziel in diesem Projekt besteht darin, einen Stirlingmotor herzustellen, der später wirklich in der Lage ist, Strom zu erzeugen.

Um den Stirlingmotor entwickeln zu können, werden verschiedene Arbeitsschritte unter den vier teilnehmenden Ländern aufgeteilt. Ein weiterer Bestandteil des Projektes ist zu sehen, wie die Schulen aus den anderen Ländern arbeiten und was für verschiedene Möglichkeiten sie zum arbeiten bzw. lernen haben. Dazu reisen wir in die jeweiligen Länder, um einerseits die Partner aus den anderen Schulen kennenzulernen bzw. weitere nationale Kontakte zu knüpfen und um andererseits gemeinsam an unserem Motor zu arbeiten. Österreich ist die antragstellende Organisation und somit der „Schirmherr“; sie kümmern sich um die Arbeit und koordinieren die gesamte Zusammenarbeit. Tschechien ist dafür zuständig, die Pläne für den Stirlingmotor zu zeichnen. Norwegen ist für die Bearbeitung der 3-Achs-Teile zuständig und wir Belgier für die Fertigung der 5-Achs-Teile für den Stirlingmotor. Stirlingmotoren sind Wärmekraftmaschinen, d.h. sie wandeln Wärme hoher Temperaturunterschiede in mechanische Energie um. Ein im Motor eingeschlossenes Arbeitsgas (Luft, Helium oder Wasserstoff) wird dazu erwärmt und wieder abgekühlt. Dieser Wärmeaustausch wird durch den Arbeitskolben in mechanische Energie umgewandelt. Diese mechanische Energie wird an ein Schwungrad weitergegeben und lässt sich vielfältig nutzen, zum Beispiel zur Erzeugung von elektrischer Energie.

Die erste Schule, die wir besucht haben, war die Schule in Österreich im November 2019, die VHTL (Höhere Technische Bundeslehranstalt Vöcklabruck). Dort haben wir uns erstmalig mit allen Partnerländern getroffen und haben uns beraten, wie unsere nächsten Schritte aussehen. Dazu haben wir noch einen Einblick erhalten, wie die Schüler und Lehrer dort arbeiten. Die Schule besitzt eine große Auswahl an technischen Kursen, die man dort besuchen kann wie z.B. Zerspanungsmechanik, Gießerei, technisches Zeichnen, Industriewirtschaft etc. Den Unterricht können sich die Schüler zum Großteil selber gestalten, was die Motivation vieler Schüler enorm steigert. Vor Ort haben wir zum Beispiel die Gussteile aus Aluminium gemeinsam mit den Schülern aus Österreich gegossen. Von jedem Einzelteil haben wir jeweils zwei Rohteile aus Guss mit nach Eupen gebracht. Anschließend wurde mit Herrn Breuer die Arbeitsaufteilung besprochen. Es wurden dann Solids auf Inventor gezeichnet anhand der Pläne, die wir von den Schülern aus Tschechien erhalten haben. Ebenfalls wurden Arbeitsmethoden ausgearbeitet, Programme mit MasterCam erstellt, Werkzeuge ausgewählt und Schnittdatenberechnungen durchgeführt. Manche Gruppen haben auch Spannvorrichtungen für die Fertigung der Einzelteile ausgearbeitet und gefertigt. Neben technischen und inhaltlichen Arbeiten in der Schule haben wir aber auch deren Kultur und Landschaft kennengelernt, wie zum Beispiel eine Berggipfelpfadwanderung und auch eine Schifffahrt.

Im Laufe der Zeit wurde die Reise nach Tschechien organisiert und von uns allen als Klasse mit Herrn Breuer besprochen. Wir sollten die gefertigten Einzelteile für den Stirlingmotor mit nach Tschechien transportieren, um dort die eventuellen Probleme zu bereden. Erst später bei dem Treffen in Belgien sollten die Motoren montiert werden. Leider konnten wir nicht nach Tschechien reisen, da die getroffenen Sicherheitsmaßnahmen es nicht erlaubten, während der Corona-Pandemie zu reisen bzw. überhaupt zur Schule zu gehen. Wir bedauern es als Klasse sehr, diese schöne Möglichkeit für unser Qualifikationsprojekt nicht genutzt haben zu können.

Rückblickend ist festzustellen, dass es für uns eine sprachliche Herausforderung ist, mit den anderen Schülern über das Internet in Kontakt zu bleiben und ihnen z.B. einige Fragen zu den gezeichneten Plänen zu stellen. Die größte Herausforderung in unseren Augen als Klasse ist es, die Teile auf CNC-Maschinen zu fertigen, bzw. das Ausrichten der Gussteile, die wir während des einwöchigen Besuchs in Österreich mit den dort ansässigen Schülern selbst gegossen haben. Es ist ebenfalls eine Herausforderung für uns als Klasse, die Produktion der Teile für den Stirlingmotor im vorgesehenen Zeitplan zu halten.

Obwohl das Projekt noch nicht zu Ende ist, hat es uns mit Sicherheit als Gruppe zusammengeschweißt. Wenn wir vor Problemen standen, haben wir uns zuerst als Team Gedanken gemacht und uns gegenseitig geholfen, bevor wir Herrn Breuer oder eine andere Lehrperson um einen Rat gebeten haben. Das Projekt hat uns aber auch gezeigt, wie schwierig es ist, mit Gussteilen zu arbeiten. Es hat uns auch geholfen, nicht sofort bei jeder Kleinigkeit die Nerven zu verlieren, sondern das Beste aus allem zu machen. Wir haben uns viele Gedanken über Spannvorrichtungen und die Spannungen im Allgemeinen gemacht, da die Werkstücke nicht in den Schraubstock passen wegen ihrer besonderen Form.

Außerdem ist das Erasmusprojekt für uns eine einmalige Gelegenheit, neue Erfahrungen zu sammeln und mit anderen Schulen aus verschiedenen Ländern zusammenzuarbeiten. Wir lernen dadurch andere Menschen und Traditionen kennen. Wir erfahren, wie andere Schulen arbeiten und können dadurch noch einiges an Wissen dazu gewinnen. Für uns bedeutet das Projekt, dass wir uns weiterentwickeln, Verantwortung übernehmen und Spaß haben können. Erasmus+ ermöglicht uns, Dinge zu tun, die wir sonst nicht umsetzen könnten, da nicht jeder die finanziellen Mittel besitzt, um solch eine Zusammenarbeit mit anderen Ländern zu verwirklichen.


Wir als Klasse möchten uns noch bei Herrn Breuer und den anderen Lehrern bedanken, dass wir die einmalige Gelegenheit hatten, an diesem Projekt teilnehmen und mitarbeiten zu dürfen. Wir empfinden das Projekt als ein sehr großes Geschenk, das man auch unserer Schule und unserem Schulsystem zu verdanken hat. Wir konnten viel voneinander lernen und haben eine schöne gemeinsame Zeit verbracht.


K. Almadane, J. Goldhausen, S. Hajrudinovic, N. Moray, M. Voncken, Abteilung Zerspanungsmechanik.


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