Vieles kennst du aus dem Beruf: Leistungsschild, Getriebemotor, Lastmoment und Drehzahl hast du in LF 8 der Berufsschule am Steigband der Gepäckanlage gerechnet, und im Betrieb hast du Antriebe angeschlossen und eingestellt. Das ist Absicht. Neu ist, dass ihr die Last nicht bekommt, sondern selbst herleitet: aus einer Messfahrt, aus Fahrwiderständen und aus einem Fahrspiel mit sieben Betriebsfällen, und dass der Motor auch als Generator arbeitet. Ordne trotzdem ehrlich ein, wo dir das schon begegnet ist. Am Ende des Teils siehst du im Kompetenzmodell, was sich verschoben hat.

• Strecke Station A (Terminal 1) nach Station B (Terminal 2): 1.100 m, je Richtung ein Gleis, der Zug pendelt
• Höhenprofil ab A: 300 m eben, 250 m Rampe 4 % aufwärts (10 m Höhe), 550 m eben in Hochlage
• Höchstgeschwindigkeit 50 km/h; Haltezeit je Station 30 s
• Flotte 18 Wagen, gekuppelt zu 9 Zweiwagenzügen; beide Wagen angetrieben, je Wagen ein Fahrmotor
• Zug leer 23 t; 100 Fahrgäste zu 80 kg mit Gepäck
• gummibereift, Führungsschiene in der Mitte, Raddurchmesser 0,90 m, Achsdifferenzial i = 10
• Stromschiene 750 V DC; Bremsenergie geht heute in Widerstände auf dem Dach

Alle Werte zur alten Bahn sind Unterrichtswerte. Zahlen zum Flughafen sind öffentliche Größenordnungen, gerundet.

LF 8 „Koffer auf Kurs“: Aufbau eines Antriebssystems, Lastmoment und Leistung eines Bandes aus Kraft und Geschwindigkeit, Getriebe, Leistungsschild, Anlassverfahren, Umrichter und die Größen im Regelkreis. Die Gepäckanlage läuft unter der Abflugebene, die Bahn darüber. Hier wiederholst du nichts davon, du baust darauf auf.

Neu in der Fachschule: Die Last leitet ihr selbst aus einem Fahrspiel her, mit Massenträgheit, Steigung und Bremsen, und ihr unterscheidet Lastarten so, dass ihr daraus später Motor, Umrichter und Regelung begründen könnt.

1. Auftrag klären
   Lies die Lage, sieh dir Strecke und Antriebsstrang an und schreib auf, was ihr über die Antriebsaufgabe noch nicht wisst.
2. Messfahrt auswerten
   Gliedere die Messfahrt in Abschnitte und lies Zeiten, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen ab (Lernangebot 1).
3. Auf die Motorwelle umrechnen
   Rechne Geschwindigkeit und Kraft am Rad über Rad und Getriebe in Drehzahl und Moment an der Motorwelle um.
4. Fahrwiderstände rechnen
   Berechne Roll-, Luft- und Steigungskraft und die Beschleunigungskraft mit Drehmassenzuschlag.
5. Sieben Betriebsfälle
   Stellt die Kräftebilanz für die sieben Betriebsfälle auf: Zugkraft, Moment, Drehzahl, Leistung je Motor.
6. Moment-Drehzahl-Bedarf
   Zeichne den Moment-Drehzahl-Bedarf und das F-t-Diagramm, kennzeichne Motor- und Generatorbetrieb, prüfe deine Schätzung.
7. Lastarten unterscheiden
   Unterscheide die Lastarten und beschreibe den Fahrwiderstand als Lastkennlinie (Lernangebot 2).
8. Lüfter und Rampe
   Untersuche die Rampe als Hubarbeit und den Verdampferlüfter mit den Affinitätsgesetzen.
9. Atlas und Arbeitspunkt
   Bestimme den Arbeitspunkt in der Rampe und erstellt den Lastkennlinien-Atlas.
10. Steckbriefe und Abnahme
    Erstellt die Steckbriefe der vier Antriebe des Atlas, lasst eure Lernprodukte im Kreuzreview abnehmen, füllt Wissensspeicher und Kompetenzmodell aus.

Das Arbeitspaket gilt erst als fertig, wenn ein anderes Team im Kreuzreview alle Punkte abnimmt. Zusammen mit Teil 2 wird daraus Meilenstein M1, das Lastenheft:

• Das Fahrspiel von A nach B liegt als v-t- und F-t-Diagramm vor, gegliedert in Abschnitte mit Zeiten, Wegen und Beschleunigungen aus der Messfahrt.
• Die Kräftebilanz für alle sieben Betriebsfälle ist mit Formel, eingesetzten Werten und Einheit gerechnet: Zugkraft, Moment, Drehzahl und Leistung je Motor.
• Der Moment-Drehzahl-Bedarf ist als Diagramm gezeichnet; Motor- und Generatorbetrieb und die Grenzkennlinie des Fahrspiels sind eingetragen.
• Kinetische Energie und Lageenergie des vollen Zugs sind berechnet, und es ist beschrieben, wo beide im Bestand bleiben.
• Der Lastkennlinien-Atlas zeigt Fahrwiderstand, Rampe, Verdampferlüfter, Bahnsteigtür und Rührwerk mit Lastart, Einordnung drehzahl- oder positionsvariabel und Motor- oder Generatorbetrieb.
• Leistung und Moment des Verdampferlüfters bei 40 Hz und 30 Hz sind nach den Affinitätsgesetzen berechnet.
• Der Arbeitspunkt des Zugs in der Rampe ist als Schnittpunkt bestimmt und gedeutet.
• Für die vier Antriebe des Atlas (MA1, MA21, MA11, MA71) liegt je ein Steckbrief der Last- und Prozesssituation vor; Gemessenes, Gerechnetes und Angenommenes sind unterschieden.
• Die Lernprodukte sind im Kreuzreview von einem anderen Team abgenommen; zwei Ergebnisse hat das prüfende Team selbst nachgerechnet.
• Das Wissensspeicher-Blatt zu Teil 1 ist vollständig.

• den abgezeichneten Projektauftrag aus Sprint 0 und die Karte „Die alte Bahn auf einen Blick“
• Lernangebot 1 (Das Fahrspiel und die Kräfte) und Lernangebot 2 (Lastarten und Kennlinien am Flughafen)
• Tabellenbuch Elektrotechnik, Taschenrechner, Millimeterpapier oder eine Tabellenkalkulation für die Diagramme
• die Karte „Formeln der Antriebstechnik“ aus dem Wissensspeicher
• die Wissensspeicher-Vorlage

Ein Blatt „Fahrspiel, Kräfte und Lastarten“: die Formeln für Fahrwiderstände, Beschleunigungskraft und die Umrechnung auf die Motorwelle im Motor- und Generatorbetrieb, euer Moment-Drehzahl-Bedarf als Skizze, die vier Lastarten mit P(n), die Affinitätsgesetze, ein durchgerechneter Betriebsfall und der Fehler, den du selbst gemacht hast.

Teil 1 und Teil 2 bilden Sprint 1. Die Rollen aus dem Projektauftrag gelten weiter: Projektleitung (wechselt je Sprint), Antriebsauslegung, Energie und Bremsen, Regelung und Inbetriebnahme, Dokumentation und Instandhaltung. In Teil 1 trägt die Antriebsauslegung viel; teilt die sieben Betriebsfälle so auf, dass jede Rechnung von einer zweiten Person nachgerechnet wird.

Meilenstein M1 am Ende von Teil 2: das Lastenheft mit Fahrspiel, Last- und Leistungsbedarf, Betriebsumfeld und ausgewerteten Typenschildern, abgenommen im Kreuzreview durch ein anderes Team. In der Übergabe zu M5 zeigt ihr, was ihr nach M1 am Lastenheft geändert habt und weshalb.