Ein weiteres Werkstück (neben dem Reckturner GtB 7), dass ich von meinem Fachkollegen Arno Friedel an der Hauptschule in Karlstadt übernommen habe. Im Schuljahr 2005/06, in dem ich neu an der Schule war, haben wir dieses Werkstück in Kooperation mit unseren 9. Klassen gebaut. Die Planung und Umsetzung lag dabei komplett in Herrn Friedels Händen. Ich habe das Werkstück also nur „geklaut“.

Die Nachtlampe ist ein relativ umfangreiches Werkstück aus dem Materialbereich Kunststoff. Die Schüler erlernen diverse Arbeitstechniken an unterschiedlichen Materialien anzuwenden. Es werden aber zusätzlich zu den materialspezifischen Werktechniken auch Schwerpunkte auf Lehrplaninhalte wie das Löten gesetzt.

Die ersten Arbeitsschritte zum Bau der Nachtlampe betreffen die Herstellung eines Kästchens, das als Rahmen für die Lampe dienen soll. Die Schüler erhalten dazu zu Beginn einen Streifen Kunststoff mit einem Maß von 500 x 50 und einer Materialstärke von 3 mm. Erste Arbeit ist nun, den Streifen in 4 Teile zu sägen, von denen zwei eine Länge von 75 mm und zwei eine Länge von 150 mm aufweisen sollen. Die einzelnen Stücke werden mit Lineal, Winkel und Bleistift auf dem Materialteil angezeichnet und abgelängt. Wichtig beim Sägen ist das richtige Einspannen der Werkstückteile. Ich habe zum Sägen die PUK-Säge verwendet. Andere Werkzeuge sind aber durchaus auch möglich.

Sind die Materialteile gesägt, werden sie mit Hilfe von Feile oder Schleifpapier angeglichen. Die beiden gleichen Teile sollen später genau übereinstimmen, um einen rechteckigen Kasten daraus herstellen zu können. Anschließend werden von einer Profilleiste aus Aluminium vier Stücken abgelängt. Die Länge der Stücke wird durch die Höhe der vier bereits hergestellten Seitenteile bestimmt. In unserem Fall beträgt die Länge also 50 mm.

Sind die vier Stücke der Profilleiste gesägt, müssen die Löcher für die Verschraubung mit den Seitenteilen des Kastens aufgezeichnet werden. Der Abstand von der Materialkante nach Innen beträgt 3 mm. Die Abstände von oben und unten betragen auf der einen Winkelseite 8 mm, auf der anderen 13 (Maße siehe Zeichnung unten). Diese Unterschiede müssen deshalb beachtet werden, da die Muttern, die später von innen auf die Schrauben gedreht werden müssen, sich sonst treffen würden.

An den angezeichneten Stellen werden anschließend Löcher für die Schrauben gebohrt. Es empfiehlt sich, die Löcher einen halben Millimeter größer als benötigt zu bohren (also 2,5 mm), da sonst, bei nicht hundertprozentig genauer Übertragung der Bohrlöcher auf den Kunststoff, Schwierigkeiten bei der Montage auftreten können.

Sind die Löcher gebohrt, werden die Bohrungen auf die Kunststoff-Seitenteile übertragen. Dort werden ebenfalls Bohrungen angebracht.

Anschließend wird der Rahmen des Kastens montiert.

Nächster Arbeitsschritt ist das Zusägen einer Plexiglasplatte als Grundplatte aus durchsichtigem Material für das Werkstück mit einem Maß von 170 x 110 mm, sowie einer blickdichten Deckplatte, die genau in den Rahmen eingepasst werden muss. Die Kanten der Platten werden mit der Ziehklinge bearbeitet. Anschließend werden die Kanten mit Wasserschleifpapier geschliffen...

...und abschließend poliert. Sollte eine Poliermaschine vorhanden sein (Schwabbelscheibe in der Bohrmaschine, etc.), so kann diese von den Schülern der 9. Jahrgangsstufe natürlich selbstverständlich verwendet werden.

Zur Verbindung des Rahmens mit der Grundplatte werden zwei weitere Metallwinkel aus einem Aluminium-Profil zugesägt. In die beiden Winkel werden auf der einen Seite zwei Bohrungen mit einem Durchmesser von 4,5 mm, auf der anderen Seite zwei Bohrungen mit einem Durchmesser 2,5 mm gebohrt. Mit zwei Schrauben M2 werden die Winkel am Kasten, mit M4-Schrauben an der Grundplatte montiert.

Die Schüler erhalten zwei Plexiglas-Rundstäbe, aus denen sie mehrere Leuchtstäbe zusägen. Von unten wird in jeden Rundstab eine Bohrung mit einem Durchmesser von 5 mm angebracht, in die später die Leuchtdioden eingepasst werden. Nun gibt es zwei Möglichkeiten, die Rundstäbe zu bearbeiten. Werden diese auf Hochglanz poliert, spiegelt sich das Licht der Dioden hauptsächlich auf der oberen Fläche. Werden die Stäbe allerdings mit einem feinen Schleifpapier matt geschliffen, so leuchtet später der ganze Stab in der jeweiligen Farbe. (Mein Beispielwerkstück weist beide Arten von Stäben auf, so dass anhand der Bilder der Unterschied deutlich zu erkennen ist.)

In die Deckplatte werden Bohrungen mit einem Durchmesser von 10 mm angebracht. In diese werden anschließend die Rundstäbe eingepasst. (Mit etwas Acrylglaskleber können die Stäbe dort leichter fixiert werden.)

In die Rundstäbe werden nun die Leuchtdioden eingesteckt. Anschließend beginnt das Verlöten der einzelnen Bauteile (siehe Stromlaufplan unten).

Zuerst werden die Plus-Kontakte der LEDs miteinander verlötet.

Anschließend wird an jeden der Minus-Kontakte ein Widerstand (120 Ohm) angelötet. Jeweils hinter dem Widerstand werden dann ebenfalls diese Kontakte miteinander verlötet, so dass sich nun auf der Plus- und auf der Minus-Seite eine Strom leitende Bahn ergibt. (Beim Verlöten der Teile sollte auf sauberes Löten Wert gelegt werden. Ich persönlich erwarte auch von den Schülern, dass sie beim Löten rechte Winkel einhalten, wie dies beispielsweise bei Installationen vorgeschrieben ist. Dies dient vor allem der besseren Übersichtlichkeit des Werkstücks.)

Schließlich wird ein Netzgerät angebracht. Der Stecker des Netzgerätes wird abgezwickt und das Kabel durch ein Loch in einer Seitenwand des Kästchens nach innen geführt. Um eine Zugentlastung zu erhalten, sollte das Kabel innerhalb des Kastens verknotet werden. Anschließend werden die beiden Drähte an der Plus- und Minus-Seite in den Stromkreis gelötet.

Nun ist das Werkstück fertig gestellt.