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Geprüfte/-r Industriemeister/-in Metall Handlungsspezifische Qualifikationen

1. Situationsaufgabe Handlungsbereich: Technik

Ausgangssituation zu allen Aufgaben:

Als Zulieferer für die Automobilindustrie stellt ihre Firma Komponenten für Bremssysteme her.

Sie sind als Schichtmeister für die Produktion des Bremskraftverstärkers zuständig. In dieser Funktion sind Sie verantwortlich für die Herstellung von Einzelteilen aus Halbzeugen, die Bearbeitung von Zulieferteilen und die Montage.

Für Ihre 30 Mitarbeiter sind Sie als Führungskraft verantwortlich für die Organisation und das Kostencontrolling.

Anlässlich einer Produktinformation haben Sie Ihren Mitarbeitern Aufbau und Funktion eines Bremskraftverstärkers erläutert.

Als unterstützende Dokumentation dazu erhielten Ihre Mitarbeiter als Tischvorlage:

Anlage 1 Bremskraftverstärker und

Anlage 2 Tandemhauptbremszylinder einschließlich nachfolgender Funktionsbeschreibung:

Betätigt der Fahrer das Bremspedal (Anlage 1, Pos. 13), wird die Fußkraft über die Kolbenstange (Anlage 1, Pos. 10) auf die Kolben-Membran-Einheit im Verstärkergehäuse übertragen und verstärkt.

Mittels dieser verstärkten Kraft werden die Kolben im Tandemhauptbremszylinder (An- lage 2, Pos. 11 und Pos. 7) betätigt und der Bremsvorgang über die Druckanschlüsse (An- lage 2, Pos. 2) ins Bremssystem eingeleitet.

Hinweis zu den Anlagen: Die Anlagen sind in diesem Beispiel nicht maßstabsgetreu.

Berechnen Sie die Hauptnutzungszeit th für alle Arbeitsgänge des Unterdruckanschluss- stutzens (Anlage 3), bevor er vom Stangenmaterial abgestochen wird.

Vorgaben:

– CNC-Drehmaschine

– beschichtete Hartmetallwerkzeuge, la = lu = 1 mm

– Gewindedrehen mit vC = 20 m/min, a = 0,05 mm

20 Punkte

Hilfsmittel: Taschenrechner, Tabellenbuch

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1. Seite planen:

n = v C dm ⋅ π

n = 350 000 mm

= 6 366 min-1

min 17,5 mm ⋅ π

f = 0,1 mm

i = 1

L = la + l = 1 mm + 17,5 mm

L = 18,5 mm

18,5 mm ⋅ 1 ⋅ min th = 6 366 ⋅ 0,1 mm = 0,03 min

Bohrung:

n = v C ⋅ 1 000 d ⋅ π

n = 90 m / min ⋅ 1 000 12 mm ⋅ π

n = 2 387 min−1

f = 0,15 mm

i = 1

L = la + lu + ls + l Ls = 0,3 . d

L = 1 mm + 1 mm + 3,6 mm + 40 mm

L = 45,6 mm

L ⋅ i th = n ⋅ f

th = 45,6 mm ⋅ 1

2 387 min−1 ⋅ 0,15

th = 0,127 min

1. Ansatz:

n = v C ⋅ 1 000 d ⋅ π

n = 350 m / min ⋅ 1 000 35 mm ⋅ π

= 3 183 min-1

f = 0,1 mm

L = la + l

L = 1 mm + 35 mm

L = 36 mm

i = 1

th =

L ⋅ i n ⋅ f

th =

36 mm ⋅ 1 3 183 min−1 ⋅ 0,1 mm

th = 0,11 min

2. Ansatz:

n = v C ⋅ 1 000 d ⋅ π

n = 350 m / min ⋅ 1 000 26 mm ⋅ π

n = 4 285 min−1

f = 0,1 mm

i = 1

L = la + l

L = 1 mm + 30 mm

L = 31 mm

L ⋅ i th = n ⋅ f

th = 31 mm ⋅ 1

4 285 min−1 ⋅ 0,1 mm

th = 0,07 min

Gewinde: M20x1

vC = 20 mm/min n =

v C ⋅ 1 000

d ⋅ π

a = 0,05 mm = 318,3 min−1

h = 0,6134 ⋅ p h = 0,6134 mm

i = h = a

d − d3 2

= 20 mm − 18 ,77 mm 2

= 0,615 mm

i = 0,615 mm 0,05 mm

= 12,3 gewählt 13

i = 13

g = 1 L = 12 mm + 1 mm = 13 mm

L ⋅ i ⋅ g th = p ⋅ n

13 mm ⋅ 13 ⋅ 1 th = 1 mm ⋅ 318,3 min−1

th = 0,53 min

Geprüfte/-r Industriemeister/-in Metall Handlungsspezifische Qualifikationen

1. Situationsaufgabe Handlungsbereich: Technik

Die strikte Trennung von Planen und Ausführen halten Sie für eine sehr verbreitete, aber überholte Arbeitsweise. Sie möchten Impulse für einen permanenten Verbesserungs- prozess geben. Ziel ist, dass sich jeder Mitarbeiter auch als „Problemlöser“ versteht. Dazu sollte er die Möglichkeit bekommen, entsprechende Verbesserungsideen in die Praxis umzusetzen.

Um die notwendigen Veränderungsprozesse voranzutreiben, möchten Sie Qualitätszirkel einrichten und Ihre Mitarbeiter über die Arbeit in Qualitätszirkeln informieren. Beschreiben Sie die Zielsetzung eines Qualitätszirkels und die methodische Vorgehensweise.

(4 Punkte)

Hilfsmittel: Tabellenbuch

Qualitätszirkel zielen darauf ab, dass eine Gruppe von Mitarbeitern in ihrem Arbeitsbereich auftretende Probleme gemeinsam lösen. D. h., gemeinsam werden Probleme identifiziert, Lösungsmöglichkeiten erarbeitet, die zweckmäßigsten ausgewählt und eigenverantwortlich durch die Gruppe umgesetzt und kontrolliert, sofern sie nicht externe Unterstützung be- nötigen.

Geprüfte/-r Industriemeister/-in Metall Handlungsspezifische Qualifikationen

2. Situationsaufgabe Handlungsbereich: Organisation

Ausgangssituation zu allen Aufgaben:

Als Zulieferer für die Automobilindustrie stellt ihre Firma Komponenten für Bremssysteme her.

Sie sind als Schichtmeister für die Produktion des Bremskraftverstärkers zuständig. In dieser Funktion sind Sie verantwortlich für die Herstellung von Einzelteilen aus Halbzeugen, die Bearbeitung von Zulieferteilen und die Montage.

Für Ihre 30 Mitarbeiter sind Sie als Führungskraft verantwortlich für die Organisation und das Kostencontrolling.

Anlässlich einer Produktinformation haben Sie Ihren Mitarbeitern Aufbau und Funktion eines Bremskraftverstärkers erläutert.

Als unterstützende Dokumentation dazu erhielten Ihre Mitarbeiter als Tischvorlage:

Anlage 1 Bremskraftverstärker und

Anlage 2 Tandemhauptbremszylinder einschließlich nachfolgender Funktionsbeschreibung:

Betätigt der Fahrer das Bremspedal (Anlage 1, Pos. 13), wird die Fußkraft über die Kolbenstange (Anlage 1, Pos. 10) auf die Kolben-Membran-Einheit im Verstärkergehäuse übertragen und verstärkt.

Mittels dieser verstärkten Kraft werden die Kolben im Tandemhauptbremszylinder (An- lage 2, Pos. 11 und Pos. 7) betätigt und der Bremsvorgang über die Druckanschlüsse (An- lage 2, Pos. 2) ins Bremssystem eingeleitet.

Hinweis zu den Anlagen: Die Anlagen sind in diesem Beispiel nicht maßstabsgetreu.

Der Bremskraftverstärker unterstützt die Fußkraft beim Betätigen der Bremse und verringert damit den erforderlichen Kraftaufwand (Anlage 1).

a) Beschreiben Sie die Funktion der Unterdruckkammer in der Verstärkereinheit (An- lage 1).

b) Berechnen Sie die unterstützende Kraft an der Druckstange (Anlage 1, Pos. 1) für den Fall, dass folgende Daten anzunehmen sind:

– Membrandurchmesser: 250 mm

– Ventilgehäusedurchmesser: 40 mm

– Druckdifferenz in den Druckkammern: Δp = 0,5 bar

(3 Punkte)

(3 Punkte)

Hilfsmittel: Taschenrechner, Formelsammlung, Tabellenbuch

2

a) Durch die Betätigung des Bremspedals Pos. 13 wird der Ventilsitz Pos. 11 geöffnet und die auf die pedalgerichtete Seite der Membrane liegende Arbeitskammer Pos. 12 mit atmosphärischem Druck beaufschlagt.

Aufgrund der dann herrschenden Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer Pos. 12 und der Unterdruckkammer Pos. 3 entsteht eine Kraft, die die am Pedal aufgebrachte Bremskraft in gleicher Richtung unterstützt.

Hinweis für den Korrektor: Inhaltlich ähnliche Antworten sind zulässig.

b) Membrandurchmesser:

D = 250 mm

Durchmesser Ventilgehäuse

d = 40 mm

Druckdifferenz in der Druckkammer

Δp = 0,5 bar

Δp = 0,5 bar =$ 0,05

N

mm2

p = F A

F = p ⋅ A

(D2 − d2 ) ⋅ π F = p ⋅

F = 0,05

4

N ⋅ (250 mm2

mm2

− 402 4

mm2

) ⋅ π

F = 2 391,54 N

Geprüfte/-r Industriemeister/-in Metall Handlungsspezifische Qualifikationen

2. Situationsaufgabe Handlungsbereich: Organisation

In einer Mitarbeiterschulung thematisieren Sie die Kostenstruktur Ihres Unternehmens, damit alle Mitarbeiter auf dem gleichen Informationsstand sind. Sie wollen so das Kostenbewusstsein Ihrer Mitarbeiter fördern.

a) Erklären Sie diese Kosten anhand eines Praxisbeispieles: (4 Punkte)

– die Beschaffungskosten

– die Fertigungskosten

– die Vertriebskosten

– die Verwaltungskosten

b) Stellen Sie durch vier konkrete Vorschläge dar, auf welche Weise Ihre Mitarbeiter die Fertigungskosten beeinflussen können.

(4 Punkte)

Hilfsmittel: Formelsammlung, Tabellenbuch

a) – Beschaffungskosten, z. B.: • Bestellwesen • optimale Bestellmenge • Versandkosten

– Fertigungskosten, z. B.: • Fertigungstechnologien • Rüstkosten • Losgrößen • Personaleinsatz

– Vertriebskosten, z. B.: • Provisionen • besondere Verpackung • Bildung von logistischen Einheiten • Ausnutzung Transportkapazität

– Verwaltungskosten, z. B.: • optimale Verwaltungsprozesse • standardisierte Abläufe

b) Die Fertigungskosten können vom Mitarbeiter beeinflusst werden durch z. B.: – optimale Ausnutzung der täglichen Betriebszeit – sparsamer Umgang mit Energie (Strom, Druckluft, Heizung usw.) – sparsamer Umgang mit Hilfs- und Betriebsstoffen – pflegliche Behandlung von Werkzeugen und Maschinen