Zuckerwattemaschine - HTL Wien 10

Zuckerwattemaschine
Projektarbeit
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Schule:
HTBLA – Wien 10
Ettenreichgasse 54, 1100 Wien
Telefon: (01) 60111
Fax: (01) 60111 32
E-Mail: dion@htlwien10.at
Projektmitglieder:
SEIFERT Manuel
CHVATAL Christoph
MÖRTL Kilian
ÖSTERREICHER David
LÖWINGER Stefan
KIRNBAUER Julian
PACHOVSKY Gerhard
HÜBSCH Kevin
PISCHINGER Dominik
Gruppenleiter:
SEIFERT Manuel
E-Mail: manuel.seifert1@yahoo.de
Tel: 0699/19202633
Projektbetreuer:
DI PERL Thomas
Mail: Thomas.perl@htlwien10.at
Projekttitel:
Zuckerwattemaschine
Projektnr.: J100329
Kategorie:
Design
Allgemeines
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Kurzfassung
Durch die jährliche Chance ein Schulprojekt zu starten, versuchten wir die Idee
„Zuckerwattemaschine“ zu verwirklichen. Dabei wurde der größte Teil selbst
angefertigt. Nur die wichtigsten Teile wie Motoren und elektrische Bauteile wie z.B:
Kondensatoren wurden zugekauft.
Nach der Entscheidung begannen wir mit der Projektplanung und den Recherchen,
welche teilweise zeitaufwendig waren. Der größte Teil der Recherchen bezog sich
auf den elektrischen Teil und deren Umsetzmöglichkeiten.
Da wir die Erwärmung nicht per Heizspule durchführen wollten, suchten wir nach
einem anderen Weg. Dabei fiel uns die Möglichkeit der Induktionsheizung ein. Rasch
wurde darüber recherchiert und diese Methode auch gleich als neuer Weg
eingeschlagen.
Seit Beginn der Projektwoche und der Umsetzung unserer Idee lernten wir unsere
Gruppenmitglieder besser kennen, was dazu beitrug einige Tiefs auch zu
überwinden und gezielt weiter zu arbeiten. Die enge Zusammenarbeit mit
hilfsbereiten Lehrern führte dazu, neu interessante Dinge dazuzulernen.
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1.0 Inhaltsverzeichnis
Allgemeines................................................................................................................................ 2
Kurzfassung................................................................................................................................ 3
1.0 Inhaltsverzeichnis................................................................................................................. 4
2.0 Projektdokumentation .......................................................................................................... 5
2.1 Projektentstehung und –Planung...................................................................................... 5
2.1.1 Entstehungsgeschichte .............................................................................................. 5
2.1.2 Ziel der Projektarbeit................................................................................................. 5
2.1.3 Zeitaufwand und benötigtes Materialkosten ............................................................. 5
2.1.4 Konzept: .................................................................................................................... 6
2.1.5 Komponenten: ........................................................................................................... 6
2.1.6 Technische Recherchen:............................................................................................ 7
2.1.7 Projektablauf ............................................................................................................. 7
2.2 Bericht des Projektkoordinators ................................................................................... 9
3. Literaturverzeichnis........................................................................................................ 9
4. Anlagen ........................................................................................................................ 10
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2.0 Projektdokumentation
2.1 Projektentstehung und –Planung
2.1.1 Entstehungsgeschichte
Die jährliche Projektwoche an der HTBLA- Wien 10 stand wieder einmal vor der Türe
und unsere Klasse teilte sich in 2 Gruppen. Unsere Gruppe überlegte recht lange
welches Projekt wir wählen sollten. Bei den Überlegungen waren teilweise recht
lustige Projektideen dabei, welche wir aber mit unserem jetzigen Wissen noch nicht
umsetzen hätten können, also überlegten wir weiter. Bis ein Schüler auf die Idee
kam, eine Zuckerwattemaschine zu bauen. Anfangs waren einige etwas skeptisch
gegenüber der Idee, jedoch als der Schüler seine eigene kleine Spielzeug-
Spielzeug-Zuckerwattemaschine mitnahm und sie der Klasse und unserem
Projektleiter zeigte, verflog die Skepsis. Jedoch wollten wir sie nicht komplett
nachbauen sondern verbessern und suchten einen anderen Weg den Zucker zu
erwärmen. Da uns nach einigen Recherchen die Erwärmung per Induktion sehr
gefiel, wählten wir diesen Weg.
2.1.2 Ziel der Projektarbeit
Ziel des Projektes war die komplette Anfertigung einer eigenen Zuckerwattemaschine
innerhalb der Projektwoche und die Präsentation der fertige Maschine am
Ausstellungstag.
Da wir in den letzten Jahren die Erfahrung machten, dass am Präsentationstag mit
anschließender Wertung der Beliebtheit, die Projekte im Bereich „Essen“ immer weit
vorne lagen erhofften wir uns heuer auch einen Platz weit vorne.
2.1.3 Zeitaufwand und benötigtes Materialkosten
Innerhalb von einer Woche wurde das komplette Projekt verwirklich. Dabei
halfen 9 Schüler zusammen. Jedoch wurden einige Tage davor schon
Überlegungen angestellt.
An Materialkosten fielen etwa 200€ an.
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2.1.4 Konzept:
Das Konzept besteht darin, die Motordrehzahl und die Temperatur der
Induktionsspule per Computer zu steuern. Wird die Zentrifuge zu heiß, schaltet sie
automatisch über ein Relais ab. Fällt die Temperatur unter die „eingestellte“ fängt die
Induktionsspule wieder zu heizen an.
2.1.5 Komponenten:
Platine:
• Die Platine ist dazu da den Motor und die Induktionsspule per PC
anzusteuern.
• Die Verbindung Platine - PC erfolgt per USB-Kabel.
PC:
• Auf dem PC lesen wir die Temperatur und die Motordrehzahl ab.
• Je nach Zustand der Temperatur gibt ein imaginärer Schalter (Schalter am
PC) ein Signal an ein Relais.
• Die Motordrehzahl wir auch per PC geregelt, um den Motor langsam
anzufahren.
Relais:
• Empfängt ein Signal von unserem imaginären Schalter im PC (welcher jedoch
keine Leistung schalten kann) und öffnet bzw. schließt einen leistungsfähigen
Schalter.
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2.1.6 Technische Recherchen:
Induktion: Da wir durch Induktion heizen wollten, mussten wir uns zuerst über das
Prinzip, die Anwendungsbereiche, und anderes informieren. Jedoch durch reichlich
Hilfe der Professoren und Elternteile haben wir alles recht schnell verstanden, und so
lag uns nichts mehr im Weg mit Induktion zu heizen.
Kondensatoren und Relais: Wir mussten auf einigen Internetseiten recherchieren
welche Kondensatoren und Relais wir verwenden müssen, und von wo wir diese
Bauteile bekommen. Schlussendlich bekamen wir die passenden Kondensatoren
und Relais von einem Elternteil.
Zuckerwattemaschine: Ebenfalls mussten wir nachlesen wie wir es am besten
umsetzen könnten, dass der Zucker nicht zu schnell oder zu langsam kristallisiert
oder schmilzt. Des weitern mussten wir uns auch informieren wie der Zucker gut
gesponnen wird.
2.1.7 Projektablauf
Der Projektstart war am Montag 15.02.2010 und das Projektende ist am Freitag
19.02.2010 mit der Präsentation vor den Abteilungsvorständen und dem Herrn
Direktor. Der Ablauf unter der Woche ist im unteren Projektablaufplan ersichtlich und
wird zu jedem Tag einzeln beschrieben.
Montag: Montag wurden die Personen in Gruppen eingeteilt in denen sie arbeiten
sollten. Danach setzte sich die komplette Gruppe zusammen und besprach wie wir
den Beginn der Arbeiten anfangen sollten. Zusammen erstellten wir einen
Terminplan wann etwas fertig werden sollte. Des Weiteren bestellten wir unsere
benötigten Materialien.
Dienstag: Dienstag begannen wir mit der Umsetzung unseres Planes. Wir begannen
mit der Zusammensetzung unserer Platinen, welche notwendig sind um unseren
Motor und die Induktionsspule anzusteuern. Der zweite Teil unserer Gruppe erstellte
das Hauptgerüst für unsere Maschine.
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Mittwoch: Mittwoch erstellten wir unsere Welle, welche aus Teflon besteht. Der
Grund für eine Kunstoffwelle ist der, das sich Metall durch die Induktion erwärmen
würde. Teflon eignete sich gut, da es auch hohe Temperatur aushält. Danach
erstellten wir das Gestell, welches den Motor hält und überlegten uns, wie wir den
Auffangbehälter konstruieren sollten. Auch der Projektbericht wurde angefangen.
Donnerstag: Wir erstellten unseren Auffangbehälter und testeten das erste Mal ob
sich der Motor überhaupt drehen würde. Das Ergebnis war sehr gut, da sich der
Motor ohne Probleme ansteuern lies. Trotzdem nahmen wir einige Korrekturen am
Gestell vor. Nun wurden auch der Projektbericht und die Präsentation fertig gestellt.
Freitag: Freitags ließen wir die Zuckerwattemaschine das erste Mal komplett
zusammengebaut laufen. Danach bereiteten wir uns auf die folgende Präsentation
vor Abteilungsvorständen und dem Herrn Direktor vor.
Samstag: Samstag hielten wir die Präsentation vor Schülern, Lehrern und Eltern.
Dabei gaben wir ihnen Antworten auf ihre gestellten Fragen.
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2.2 Bericht des Projektkoordinators
Wie bei den meisten Projekten musste unsere Gruppe Hochs und Tiefs
beschreiten. Die ersten Tage verliefen noch ohne Komplikationen, doch bald
folgten die ersten Diskussionen bei denen manchmal jemand frustriert aufgab.
Meist waren es Diskussionen bei denen es um Fertigungsverfahren oder
ähnlichem ging.
Jedoch traten auch Konflikte mit Schülern auf, die sich vor der Arbeit drücken
wollten. Als diese bemerkten, dass das Projekt doch funktionieren könnte,
arbeiteten sie aber doch motiviert mit. Trotz dieser Komplikationen arbeitet die
Gruppe jedoch relativ gut zusammen.
Wir lernten einander noch besser kennen. Trotz Meinungsverschiedenheiten
schlugen wir meist den richtigen Weg ein. Wurde der falsche Weg
eingeschlagen, suchten wir im Team nach einer Lösung, welche auch immer
schnell gefunden war. Die Zusammenarbeit mit den Lehren verlief im Großen
und Ganzen sehr gut. Viele Werkstättenlehrer boten uns gerne ihre Hilfe an,
was wir auch nicht ausschlugen.
3. Literaturverzeichnis
Tabellenbuch Metall (FS Fachbuch Verlag) 44. Auflage 2008
Roloff/Matek Maschinenelemente (Vieweg Verlag) 18. Auflage
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4. Anlagen
Blockschaltbild
ROYER-KONVERTER
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