Berufsbildungszentrum

Schüler tüfteln in einem Dietiker Schulzimmer an der besten Eisschraube

Am Berufsbildungszentrum in Dietikon entsteht in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich ein besonderes Produkt.

Was sucht die Lusso-Glacetruhe im Klassenzimmer? Sie steht genau in der Mitte des grossen Raums, die Pulte und Stühle der Schüler gruppieren sich U-förmig darum herum. Die Position im Mittelpunkt entspricht ihrer Bedeutung. Denn natürlich finden die Schüler kein Glace am Stiel zur Erfrischung während des Unterrichts in der Box, sondern eines ihrer wichtigsten Arbeitsmaterialien seit fünf Monaten: Eis.

Die zwölf 17- und 18-jährigen Schüler des Berufsbildungszentrums Dietikon (BZD), die eine Ausbildung zu Polymechanikern und Konstrukteuren machen, nehmen am Projekt «Eisschraube» teil, und an diesem Nachmittag präsentieren sie den Zwischenstand ihrer Arbeit. Die Idee zu dem Projekt hatte ihr Lehrer Silvano Zorzi. Der studierte Maschinenbau- sowie Kunststoff-Ingenieur aus dem St. Gallischen Wagen hat zehn Jahre in der Entwicklungsabteilung einer Firma in Näfels gearbeitet. Seit 2005 unterrichtet er als hauptamtlicher Berufsschullehrer am BZD in den Fächern Physik, Mathematik, Chemie sowie Werkstoff-, Zeichnungs-, Fertigungs- und Steuerungstechnik. Und Zorzi ist leidenschaftlicher Bergsteiger, der gerne auch mal gefrorene Wasserfälle hochklettert. Die Eisschrauben-Produkte, die es auf dem Markt gibt, überzeugten ihn nicht restlos.

Die Schneiden scheitern am Eis

Etienne aus Winterthur entnimmt der Glacetruhe mehrere Kunststoffbehälter, die bis oben hin mit gefrorenem Wasser gefüllt sind. Michael aus Nürensdorf legt drei etwa 20 Zentimeter lange, hohle Schrauben daneben. Dass es sich dabei nicht um gewöhnliche Schrauben handelt, erkennt man sofort. Jede ist an ihrem unteren Ende mit scharfen Zacken bestückt, die sich ins Eis hineinschneiden sollen. Haben sie den Weg gebahnt, muss das in den Schraubenkörper gefräste Gewinde den Rest der Aufgabe übernehmen.

Die Schüler reichen die drei unterschiedlich aussehenden Schrauben zum Selbstversuch. Das leichte, regenbogenfarbige Exemplar aus Titan erweist sich schnell als keine gute Wahl. Man scheitert schon auf den ersten Zentimetern. Die zweite aus Stahl liegt schwerer in der Hand und ist am oberen Ende mit einer nützlichen Lasche versehen, die das Eindrehen erleichtert. Doch als mit hohem Kraftaufwand fünf Zentimeter geschafft sind, bricht im Bereich der Ansatzstelle ein Stück Eis aus. Nicht sehr vertrauenerweckend. Schliesslich das dritte Modell, ebenfalls aus Stahl. Auch mit ihm muss man Kraft aufwenden, aber die Arbeit geht gut von der Hand, Zentimeter um Zentimeter verschwindet im Eis. Es knirscht, aber nichts bricht aus. «Das ist unser Prototyp», verkündet Etienne mit einem stolzen Lächeln.

Zum Feldversuch auf den Tödi

Die neuartige Eisschraube, die sich vor allem durch ein verbessertes Gewinde von der Konkurrenz unterscheidet, wurde von den Schülern entwickelt und in Zusammenarbeit mit verschiedenen Firmen konstruiert sowie mit Spezialgeräten der ETH Zürich gefertigt und immer weiter optimiert. Erst vor kurzem entstanden weitere Prototypen an der ETH. Die eingebundenen Unternehmen, darunter die Firmen Feller in Horgen und Hawa Sliding Solution in Mettmenstetten, haben die Klasse im CAD (Computer Aided Design), im CAM (Computer Assisted Manufacturing) und mit Einzelteilfertigung unterstützt. Dadurch ist nicht nur die Produktentwicklung auf dem neusten Stand der Technik. Die Lernenden werden durch diese Projektarbeit auch für moderne industrielle Arbeitsplätze bestens gerüstet.

Die Klasse hat mit ihrer Neuentwicklung in diesem Jahr noch viel vor. Im Juni werden die Schrauben im Eis des Tödi-Gletschers unter Realbedingungen getestet. Dabei werden diplomierte Bergführer die Prototypen im bis zu -30 Grad kalten Eis bei Fallversuchen auf ihre Praxistauglichkeit testen. Das Eis ist dann noch härter und vor allem spröder. Darüber hinaus sind Feldversuche in Zusammenarbeit mit dem Davoser Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Planung. Auf diese Versuche freuen sich die Schüler schon sehr.

Überhaupt merkt man, dass sie mit Begeisterung bei der Sache sind, obwohl keiner von ihnen klettert. Demian aus Birmensdorf meint: «Ich finde das Projekt vor allem deshalb gut, weil wir uns selber einbringen und auch Vieles selbst entscheiden konnten.» Bei den Versuchen werden die gefürchteten Spannungen im Fokus stehen. Sie hängen von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von der unterschiedlichen Kristallisation des Wassers. Zorzi: «Es kommt darauf an, die Kräfte schlau ins Eis einzuleiten, denn es lässt sich leider nicht wie mit einem Messer schneiden.»

Die Patentierung ist bereits geplant

Die Lernenden sollten beim Projekt den Weg von der Idee bis zu einem fertigen, funktionsfähigen Produkt selbstständig gehen. Dies erforderte eine systematische Arbeitsweise und Ausdauer. Skizzen und Berechnungen mussten erstellt, wieder verworfen und neu ausgerichtet werden. Auch mit der Fertigungstechnik mussten sie sich befassen. «Wir haben den Anspruch, dass unser Produkt besser ist als die Modelle der Konkurrenz», sagt Mauro aus Boppelsen.

Die Testresultate der Schüler zeigen auf jeden Fall, dass sie auf einem guten Weg sind. Ihre Schrauben erzeugen weniger Spannungen im Eis und sind leichter einzudrehen. Ob sie auch in Sachen Lebensdauer mithalten können, wird der Feldversuch zeigen. Etwa zeitgleich mit dem Test am Gletscher möchte Silvano Zorzi das Patent für die neue Eisschraube anmelden. Auch mit dem Schweizer Alpen-Club ist er schon in Kontakt. Winkt dann vielleicht sogar das grosse Geld für die Schüler? Das Konkurrenzprodukt aus Stahl kostet immerhin mehr als 70 Franken. Etwa zehn Stück braucht man fürs Wasserfallklettern. «Solch ein Patentierungsprozess dauert für gewöhnlich mehrere Jahre lang. Aber probieren werden wir es», meint Zorzi und lächelt zuversichtlich.

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