Die Sieger des Rennens: Gruppe 3, B-Klasse – bedeutet Bootsklasse. Die Stühle sind gegeneinander platziert. So ist beim Wechsel der Tretenden während des Rennens kein Platzwechsel nötig.

Projektarbeit der Metallbauer am Berufsbildungszentrum BBZ Pfäffikon

Leonardo da Vincis Vision erfolgreich umgesetzt

Exakt seit 22 Jahren führt Rolf Züger, Fachlehrer der Metallbauer am BBZ Pfäffikon SZ, die landesweit bekannten, fächerübergreifenden Projektarbeiten zur Ausbildung der Metallbauer*innen im 3. Lehrjahr durch. Diese 22. Ausführung übertraf wohl alle Erwartungen – vielleicht auch die einstige von Leonardo da Vinci. Der berühmte Universalgelehrte brachte die Idee des Schaufelrad-Katamarans aufs Papier, die angehenden Metallbauer entwickelten und bauten sie.

Text und Bilder: Redaktion

Regen und Nässe dominierten am Nachmittag des 24. Mai die Altendorfer Bucht des Zürich-Obersees. Doch die Wetterkapriolen hielten weder die am Projekt Beteiligten noch die geladenen Gäste davon ab, am grossen Rennen mit dabei zu sein.
Fünf selbstgebaute Schaufelrad-Katamarane lagen startbereit im Wasser, als Rektor Roland Jost die zahlreich erschienenen Gäste – Eltern, Lehrmeister, Sponsoren sowie Vertreter aus Wirtschaft, Politik und der Leistungssportwelt – begrüsste.
Seinen Dank richtete er an die grosszügigen Sponsoren, an die Lehrkräften Hansjörg Naef (Werkstatt / ÜK) Urs Stadelmann (Allgemeinbildung), Claudio Pfister und Ottó Lukács (Turnen und Sport), Rolf Züger (Fachlehrer Metallbau) sowie an alle weiteren Personen, die dieses Projekt auf irgendeine Art und Weise unterstützen.

Angehender Metallbauer schweisst die Schwimmkörper.

Da Vincis Vision stellte hohe Anforderungen

«Die Vision und Grundidee dieses Projekts stammt von niemand Geringerem als Leonardo da Vinci (1452 bis 1519)», erklärt Rolf Züger dem Publikum und fügt an: «Er gilt als einer der berühmtesten Universalgelehrten aller Zeiten. Wasser und Wasserkraft faszinierten ihn zeitlebens. Die meisten Ideen jedoch hatte er nur aufs Papier gebracht, denn er selbst hatte keinen Handwerkerbetrieb.»
Recherchen ergaben, dass da Vinci auch schaufelradbetriebene Schiffe skizzierte, diese Pläne jedoch in Schubladen verstaubten. Heute, rund 500 Jahre später, griffen nun die Lernenden Metallbauer im 3. Lehrjahr am BBZ Pfäffikon in fünf Gruppen seine Vision auf und entwarfen, konstruieren und fertigen fünf Schaufelrad-Katamarane, die mit reiner Muskelkraft angetrieben werden.
Gemäss klar abgesteckten Rahmenbedingungen durften zum Bau dieser Katamarane ausschliesslich für den Metallbau typische Materialien, insbesondere Edelstahl, Stahl und Aluminium, verwendet werden. Zudem sollten die im Metallbau üblichen Verarbeitungstechniken wie Messen, Anreissen, Schweissen, Schleifen, Schneiden und Umformen zur Anwendung kommen. Höchste Genauigkeit und Sorgfalt bildeten genauso einen Bestandteil wie Originalität, Machbarkeit und natürlich auch die Erledigung der administrativen Schreibarbeiten.
In technischer Hinsicht waren nur wenige Vorgaben in Bezug zu Abmessungen, Gesamtgewichten, Auftrieben und Kosten zu berücksichtigen.
Die Art und Weise der Kraftübertragung auf die Schaufelräder war den Gruppen freigestellt. Zur Lenkung bestand die Möglichkeit, zwei Schaufelräder unabhängig voneinander und somit auch unterschiedlich schnell drehen zu lassen, was zwangsläufig zu Richtungsänderungen gegen Backbord oder halt Steuerbord führt.
Als Variante bestand die Möglichkeit einer Koppelung der beiden Schaufelräder. Es drehen beide Räder gleich schnell und steuern somit geradeaus. Die Lenkung erfolgt hier über ein Heckruder.
Im Weiteren hatten die Lernenden Metallbauer entsprechende Berechnungen zu Auftriebsvolumen, Wasserverdrängung, Schaufelradbreite und Eintauchtiefe anzustellen.

Gruppe 1 «Gigolo to go». Ein Blick genügt: Nicht die schnellste Fahrt steht im Vordergrund, sondern die Gemütlichkeit. Gelungene Kombination aus Metall und Holz.

Gruppe 2 «blub blub». Hohe Flanken mit integrierten Bullaugen schützen vor Spritzwasser.

Gruppe 4 «Black Pearl». Nur dank vielen grosszügigen Sponsoren konnte dieses umfangreiche Projekt an der BBZ Pfäffikon realisiert werden. Mit im Boot natürlich auch Metaltec Suisse mit ihrer Nachwuchskampagne «metall+du».

Gruppe 5 «Stahlin» (Stahl ist in). Nur ein Schaufelrad – dafür breiter als andere – in der Mitte platziert. Breitere Schaufeln generieren eine grössere Wasserverdrängung. Die Schutzhülle besteht aus ESG.

Heisse Fragen vor dem Start

Petrus kannte kaum Erbarmen und liess es kurz vor dem Rennen erbarmungslos regnen. Die vielen Sonnenschirme rund um die toll gedeckten Festtische wurden von den Besuchern gerne genutzt, um wenigstens halbwegs trocken zu bleiben.
Bei den Fahrern machten sich zunehmend Spannung und Nervosität spürbar. Doch dies konnte ABU-Lehrer Urs Stadelmann – als Speaker wirkend – nicht davon abhalten, auf wortgewandte Art und Weise den 19 angehenden Metallbauern noch einige heisse Fragen zu stellen und zu erfahren, wie sie die ganze Projektphase erlebt hatten.

Daraus einzelne Statements:
- Es ist alles gut gelaufen, wir haben die gesetzten Ziele bestens erreicht
- im Internet fanden wir kaum brauchbare Hinweise und Tipps
- jeder übernahm die Arbeiten, in denen er am stärksten ist
- wir haben bei diesem Projekt alle viel gelernt
- heute würden wir die Pläne besser vermassen
- das Schweissen der Schwimmer war sehr aufwendig
- mit nur einem, aber breiten Schaufelrad erreichen wir eine grössere Verdrängung
- die Absprache untereinander war manchmal schwierig
- es fehlte etwas an CAD-Erfahrung
- wir freuen uns sehr über das gelungene Endprodukt
- nein, es gibt nichts zu verbessern!

Das Rennen als krönender Abschluss

Auf die Plätze, fertig, los! Schlagartig begann es rund um die fünf nebeneinander aufgereihten Boote zu spritzen. Harte Kämpfe um die besten Positionen waren die Folge, bis sich die Boote je nach Beschleunigungsvermögen hintereinander einreihten. Ein anspruchsvoller Parcours über mehrere hundert Meter mit vielen Richtungsänderungen lag vor ihnen. Metallbauer haben Power – dies bewiesen sie mit ihren durch Muskelkraft angetriebenen Gefährten auf eindrückliche Weise. Nach spektakulären Treter-Wechseln im Boot und engen Wendungen erreichte Gruppe 3, B-Klasse, als erste das Ziel. Die Sieger dürfen ihr Boot behalten.
Sieger der Bewertung Technik und Ausführung wurde Gruppe 4, «Black Perarl» und die Gruppe 1, «Gigolo to go» gewann den Publikumspreis.

«Black Pearl» rechts und «blub blub» links,liefern sich einen harten Kampf um die beste Position nach dem Massenstart.

Bereits haben sich Abstände gebildet. Nicht ganz einfach waren auch die Wendungen um die Bojen.

Edelstahl-Schaufelräder aus je zwei Lasergeschnittenen Blechen. Die Schaufeln sind eingenietet.

Übersicht: 3D-Zeichnungen der fünf Schaufelrad-Katamarane.

Heckruder für die Steuerung. Gut zu sehen sind die mehrfach abgebogenen und verschweissten Schwimmer aus Aluminiumblech.

Fusskurbeln sorgen für Antrieb. Drehlager sind aus Kunststoff hergestellt. Metall und Holz – eine gelungene Kombination.

Rückblick – Planung und Herstellung

Für alle Teilnehmenden war klar, dass für ihr Gefährt zwei langgezogene Hohlkörper (Schwimmer) aus Blechen herzustellen sind. Im Zuge der Entwicklung und Planung – welche während des berufsbildenden Unterrichts stattfand, galt es verschiedene Fragen zu klären wie:
- wie viele Schaufelräder soll der Katamaran erhalten?
- wie werden diese angetrieben?
- wie breit sollen die Schaufelräder werden um die – je nach Gewichtsklasse – optimalen Kräfte aufzubringen?
- wie wird die Lenkung gewährleistet?
- gekoppelte oder einzeln angetriebene Räder?
- wie hoch sollen die Seitenwände werden?
- Sitz- oder Liegeplätze?
- welche ergänzenden Materialien sollen Verwendung finden?
- welche Farben und Designs sollen zur Anwendung kommen?
Nach Erstellung einzelner Handskizzen erfolgte die Ausführungsplanung, wobei sich alle Lernenden für CAD-Planung entschieden. Eine Gesamtansicht wurde auch in einer 3D-Version erstellt.
Im Anschluss folgten die Erstellung von Stücklisten, Materialauszügen, Blechauszügen, Detail- und Bestellplänen sowie die Bestellungen bei den einzelnen Lieferanten, welche zu einem grossen Teil als Sponsoren wirkten.

Die Produktion der fünf Schaufelrad-Katamarane erfolgte im ÜK. Während acht Arbeitstagen wurde geschnitten, geschweisst, geschliffen, gebogen, bis alle einzelnen Komponenten bereit waren. Nach einem provisorischen Zusammenbau und Finish erfolgte die Zerlegung, die Oberflächenbehandlung und schlussendlich der finale Zusammenbau mit Veredelung durch ergänzende Materialien wie Holz etc.
Zudem – das grosse Rennen war Bestandteil des Sportunterrichts und die Präsentationen Bestandteil der Allgemeinbildung.

3D-Planung eines Schaufelrad-Katamarans. Das Objekt ist nicht Alltag im Metallbau, Materialien und Verarbeitungsarten jedoch schon.

Der Zusammenbau zeigt, ob alles passt. Anschliessend erfolgen die Zerlegung und die Oberflächenbehandlung. Dann der finale Zusammenbau.

Verantwortliche ziehen positive Bilanz

«Das ganze Lehrerteam ist hochzufrieden mit den Leistungen der Lernenden», sagt Rolf Züger. «Sie haben ein grosses Engagement an den Tag gelegt. Wenn es nötig war, wurden auch Überstunden geleistet oder sonstwelche zielführenden Massnahmen ergriffen.»
«Die Leistungen in der Werkstatt waren sehr gut und die Arbeiten wurden gewissenhaft ausgeführt», freut sich Hansjörg Naef.
Die Sache hat allen Beteiligten Spass gemacht und den Profit an Erfahrung kann ihnen niemand mehr nehmen. ■

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