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Maschinen und Anlagen

Die Schülerinnen und Schüler lernen - basierend auf den Gegenständen "Konstruktion und Projektmanagement" und "Technische Mechanik und Berechnung" - Förderanlagen, Strömungs- und Kolbenmaschinen sowie Kraftwerke und Haustechnikanlagen kennen. 

Fördertechnik

Abbildung 1: Pumpenanlage eines Pumpenprüfstandes

Seit Erfindung der Rolle und des Hebels versucht die Menschheit sich mit Mitteln der Fördertechnik ihr Dasein leichter und rationeller zu gestalten. Anno dazumal wurden beispielsweise Felsbrocken transportiert, heute werden mit Förderbändern Massenströme bis 18.000 m³/Stunde und mit Autokränen Lasten bis 1.200 Tonnen befördert.
Im Rahmen der Förderanlagen erlernen die Schülerinnen und Schüler im 3. Jahrgang den Aufbau und die Funktion von Bauteilen wie Seilen, Ketten und Bremsen als auch Anlagen wie Hubwerke, Aufzüge, Kräne, Schwingförderer und Förderbänder kennen. Am Ende des Jahrgangs können die Schülerinnen und Schüler einfache Förderanlagen berechnen, sowie Entscheidungen treffen, mit welcher Anlage eine Förderaufgabe am besten bewältigt werden kann.
Im Ausbildungsschwerpunkt "Anlagentechnik" lernen die Schülerinnen und Schüler weitere Förderanlagen und Anlagen der technischen Logistik kennen. Weiters werden komplexere Berechnungen hinsichtlich der Auswahl und der Dimensionierung dieser Anlagen durchgeführt.

 

 

Strömungsmaschinen

Abbildung 2: Pelton-Turbine eines Turbinenprüfstandes

Strömungsmaschinen begegnen uns heute auf Schritt und Tritt. Sei es als Kreiselpumpen in unterschiedlichsten Rohrleitungssystemen (siehe Abbildung), als Ventilatoren und Gebläse für Lüftungszwecke oder als Turbolader für die Leistungs- und Effizienzsteigerung bei Verbrennungskraftmaschinen. Der Einsatz von Wasserturbinen (siehe Abbildung) und Windturbinen stellt einen wesentlichen Beitrag zur CO2-Reduzierung dar. Der Luftverkehr wäre in der heutigen Form - ohne hochentwickelte Luftstrahltriebwerke - nicht möglich. Dampfkraftwerke werden bis zu höchsten Leistungen gebaut (bis in den Gigawatt-Bereich) und wie auch Gasturbinen zur Stromerzeugung eingesetzt.
Strömungsmaschinen unterscheiden sich von den Kolbenmaschinen dahingehend, dass ein sich mit konstanter Drehzahl drehendes Laufrad - bei Kolbenmaschinen wird der Kolben immer wieder abgebremst und darin anschließend beschleunigt - kontinuierlich von einem flüssigen (hydraulische Strömungsmaschinen) oder gasförmigen Medium (thermische Strömungsmaschinen) durchströmt wird. Beim Durchströmen der bewegten Schaufelkanäle wird dem Medium Energie zugeführt und damit der Druck erhöht bzw. Energie entzogen (und damit in weiterer Folge beispielsweise elektrische Energie gewonnen).
Das höchst interessante und in stetiger Weiterentwicklung befindliche Fachgebiet der Strömungsmaschinen wird im Ausbildungsschwerpunkt "Umwelt- und Verfahrenstechnik" im vierten Jahrgang und im Ausbildungsschwerpunkt "Anlagentechnik" im vierten und fünften Jahrgang unterrichtet.
Die Grundlagen für die Auswahl, die Berechnung und die Bewertung von Kreiselpumpen (hydraulische Arbeitsmaschinen) und Wasserturbinen (hydraulische Kraftmaschinen) werden im vierten Jahrgang erarbeitet.
Im Ausbildungsschwerpunkt "Anlagentechnik" beginnt der Unterricht im fünften Jahrgang mit einer Spezialisierung, der im Gegenstand "Technische Mechanik und Berechnung" gelehrten Wärmelehre, auf das Fachgebiet der Strömungsmaschinen. Aufbauend auf den vorher genannten Schwerpunkten werden die Grundlagen für Auswahl, Berechnung und Bewertung von Dampfturbinen, Verdichtern und Gasturbinen erarbeitet.

Kolbenmaschinen

Verbrennungskraftmaschinen

Seit über 100 Jahren hilft der Verbrennungsmotor den Menschen entspannt von A nach B zu gelangen. Die sprichwörtliche Freiheit auf zwei oder vier Rädern hat zu einer weltweiten Verbreitung geführt, sodass Kraftfahrzeuge aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind. Neben dem Fahrzeugbau werden Kolbenmaschinen aber auch bei stationären Anlagen, wie Gaskraftwerken und Kompressoren, eingesetzt.
Während im Ausbildungsschwerpunkt "Umwelt- und Verfahrenstechnik" im 4. Jahrgang nur die Grundzüge der Kolbenmaschinen gelehrt werden, werden im Ausbildungsschwerpunkt "Anlagentechnik" im 4. und 5. Jahrgang die Grundlagen der motorischen Arbeitsprozesse (Ladungswechsel, Gemischbildung, Verbrennung) und der konstruktive Aufbau der Motoren vermittelt. Des Weiteren werden an Hand von Vergleichsprozessen die thermodynamischen Zusammenhänge des Motorprozesses aufgezeigt. Die konstruktive Auslegung des Ladungswechsels (Brennraum, Ventilsteuerung und Nockenauslegung) wird dabei ebenso behandelt, wie die Auslegung des Kurbeltriebs (Kurbelwelle, Pleuel, Kolben).Darüber hinaus erfolgt eine eingehende Betrachtung der Entstehung von Schadstoffen und deren Nachbehandlung, sowohl bei Otto- als auch bei Dieselmotoren.

Energie- und Umwelttechnik

Abbildung 3: Wärmepumpenanlage

"Green Jobs gehört die Zukunft" - genau diese Thematik wird im Gegenstand Energie- und Umwelttechnik behandelt. Vor allem das Zusammenwirken von Technik und Umwelt wird im Detail untersucht.
Beim Schwerpunkt Hausanlagen erlernen die Schülerinnen und Schüler die unterschiedlichen Bereiche der Haustechnikanlagen wie Solar- und Photovoltaiksysteme, Wärmepumpen und Klimaanlagen kennen. Am Ende der Ausbildung können Anlagen für konventionelle und erneuerbare Energiesysteme ausgewählt und berechnet werden. 
Im Bereich Kraftwerke erfahren die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen für die Dimensionierung von Komponenten für Dampf- und Wasserkraftwerke. Dadurch können sie optimale Lösungen definieren und berechnen.