Aufgabe 16: Die Kartoffelerntemaschine

Der Dieselmotor eines Traktors kann über eine Zapfwelle (Drehzahl n_z) andere Maschinen antreiben. Bei einer Kartoffelerntemaschine müssen zwei Arbeitselemente gleichzeitig angetrieben werden:

• ein Förderband (Drehzahl des Treibrades n_F)  für den Transport der Kartoffeln vom Acker auf die Maschine und
• ein Rüttelsieb zum Trennen von Erde und Kartoffeln.

Der keilförmige Aufnehmer hebt die Kartoffeln aus der Erde und sie rutschen dann auf das Förderband.  Dieses transportiert die Kartoffeln weiter zum Rüttelsieb, wo sie von der Erde getrennt werden und dann in den Vorratsbehälter fallen.

a) Erläutere, welche Aufgaben die Getriebe dieser Kartoffelerntemaschine erfüllen müssen.

b) Ordne diesen Aufgaben mögliche Getriebearten.

c) Welche Stoff- und Energieflüsse finden hier statt?

Fachdidaktische Hinweise

Einordnung in den Lehrplan

Die Aufgabe dient der Überprüfung folgender Kompetenzen:

• das Zusammenwirken von Stoff-, Energie- und Datenflüssen in einfachen technischen Systeme sowie deren Funktion erkennen und beschreiben
• Strukturen von einfachen technischen Systemen sowie das Zusammenwirken ihrer Elemente erkennen und beschreiben.

Hinweise zum Erwartungshorizont

	a)	Erläuterungen der Aufgaben, z. B.: (1) Die Bewegungsenergie muss von der Zapfwelle zu den einzelnen Arbeitselemen-ten der Maschine auch in verschiedenen Winkeln übertragen werden.   (2) Die Drehbewegung muss winklig umgeleitet werden (90° zwischen Zapfwelle und Radwelle des Förderbandes). (3) Die Drehzahl der Zapfwelle muss verringert werden. (4) Die Drehbewegung der Zapfwelle muss in eine geradlinige Bewegung am Rüttel-sieb umgewandelt werden.
	b)	Zuordnungen, z. B.: (1) Gelenkwelle      (2) Kegelradgetriebe (3) Stirnradgetriebe (4) Kurbelgetriebe
	c)	Stofffluss: Kartoffeln vom Acker in den Behälter und Erde vom Acker zum Acker Energiefluss: vom Motor zu den Teilbereichen der Maschine