Dietiker Lehrlinge entwickeln Weltneuheit

Ihre Eisschraube sollte besser sein als alle andern. Noch fehlen wenige Schritte.

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In Zimmer 204 wird heute an folgender Aufgabe gearbeitet: der Konstruktion der besten Eisschraube der Welt. Im Zimmer entwickeln zwölf Polymechaniker-Lehrlinge «ihr» Produkt weiter. Eine Schraube, die ­Eiskletterer selbst in sprödestes Eis leicht eindrehen können. Eine Schraube, die besser hält als alle anderen auf dem Markt.

Zimmer 204 ist ein normales, also nüchternes Klassenzimmer am Berufs­bildungszentrum Dietikon – mit einem kleinen Unterschied: In der Ecke neben der Tür steht eine kleine Eistruhe. Eine, wie sie auch unten in der Kantine steht. Oder im Quartierladen um die Ecke. Sie läuft halbe Kraft, kühlt die Eisblöcke darin auf minus 15 Grad Celsius.

An den Erwartungen wachsen

Die Aufgabe, an der die Lehrlinge ­jeden Dienstag seit letztem August arbeiten, wirft eine Frage auf: Was darf man von Berufsschülern im dritten Lehrjahr erwarten? Ziemlich viel, wenn man die Klasse von Silvano Zorzi als Massstab heranzieht. Zorzi, früher Entwicklungs­ingenieur, heute Berufsschullehrer, traute seinen Schülern mehr zu, als sie sich selber. Als er im August das Projekt der Eisschraube präsentierte und die Aufgabe formulierte, fanden sie das doch ein bisschen gewagt. Aber wenn es «der Zorzi», wie die Schüler ihren Lehrer nennen, sagt, dann wird etwas dran sein. Schliesslich hat er Erfahrung in der Sache: Er entwickelte als Erster eine Bindungsplatte mit Drehpunkten für Weltcup-Skifahrer, er hat einen neuartigen Eishockeystock für die Firma Easton entwickelt, er liess sich von einem Skihersteller eine Erfindung klauen. Und jetzt will Silvano Zorzi mit seinen Schülern also eine Eisschraube entwickeln und zur Serienreife bringen, die besser ist als alle, die es heute auf dem Markt gibt. Zu einem konkurrenzfähigen Preis um die 70 Franken.

Inzwischen glauben alle, dass sie es schaffen. Die Fertigung an der ETH, Tests an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) – alles vielversprechend. In einem der letzten Schritte suchen die Schüler an diesem Dienstagnachmittag nach einem Weg zur wirtschaftlichen Serienproduktion. Sie arbeiten in vier Teams, die beste Lösung wird dann weiterentwickelt. So hat Silvano Zorzi seine Schüler durch das ganze Projekt gelotst. Er hat die Entwicklung in zahlreiche Etappen und Teilprobleme gegliedert, Schritt für Schritt ist das Teil entstanden, das jetzt vorne auf Zorzis Pult liegt. P3 (für Prototyp 3) wird später zu Vorführzwecken neben den Konkurrenzprodukten ins Eis aus der Truhe gedreht. Ohne zu knistern, ohne dass das Eis aufbricht.

Das Interesse taute wieder auf

Silvano Zorzi ist im Glarnerland auf­gewachsen. Die Berge waren immer wichtig in seinem Leben, dort fand er einen Ausgleich zu seinem Beruf. Nach dem Studium an der Fachhochschule Luzern arbeitete er in der Entwicklungsabteilung der Glarner Maschinenbaufirma Netstal.

Per Zufall stiess er in «Die Alpen», der Publikation des Schweizer Alpen-Clubs (SAC), auf einen Artikel zum Thema Eisklettern. Das Bild auf der Front der Ausgabe 1/12: «ein Hammer», sagt Zorzi. Der Artikel weckte Zorzis Interesse für die Eiskletterei erneut, die er – das Wortspiel sei erlaubt – bis dahin schon einige Zeit auf Eis gelegt hatte. Der Artikel mit dem Titel «Eis unter der Lupe» ist sehr technisch, gespickt mit Fachbegriffen. Zorzi erkannte, dass der Artikel Theorie und Praxis, Schulstoff und Realität exemplarisch verknüpft und mehrere Schulfächer miteinander verbindet. Die Temperatur ist beim Auskristallisieren von Eis und Metall zentral. Die Spannungen im Material sind bei Eis und Metall vergleichbar. Et cetera. Und wenn man Entwicklungsingenieur ist, beginnt man gleich auch ein bisschen zu entwickeln, er habe «ein bisschen gezeichnet und gerechnet», sagt Zorzi. Und dabei erkannt: Da liegt Entwicklungspotenzial. Die Sache begann ihn nun zu faszinieren. Er suchte seine alten Eisschrauben hervor, rechnete und skizzierte ein bisschen weiter und beschloss: Das ist das ideale Schulprojekt.

Alles aus einem Stück

Eine Eisschraube ist – sehr grob gesagt – ein Rohr mit einem Gewinde drauf. Vorne am Eisschraubenkörper (entscheidend) sind Schneidezähne und der Gewindewendel angebracht, hinten (weniger entscheidend) eine Lasche zur Befestigung von Karabinern kombiniert mit einer Vorrichtung, um die Schraube ins Eis zu drehen. Mit Ausnahme der Lasche ist die Schraube aus einem einzigen Metallstück gefertigt.

Aber was macht eine Eisschraube zu einer guten Eisschraube?

  • Sie soll möglichst wenig Spannung ins Eis einbringen. Das ist zentral. Sprengwirkung ist denn auch ein Wort, das die Berufsschüler immer wieder verwenden, wenn sie ihr Projekt erklären.
  • Sie muss sich möglichst mühelos ins Eis eindrehen lassen – sowohl in weiches mit Temperaturen knapp unter dem ­Gefrierpunkt als auch in äusserst sprödes Eis mit einer Temperatur von minus 30 Grad Celsius (das Maximum, das die Glacetruhe im Schulzimmer hergibt).
  • Sie muss leicht und dennoch robust sein, damit sie sich so häufig wie möglich und möglichst lange verwenden lässt. Das Material spielt hier eine entscheidende Rolle.

Ohne Styroporgeknister

Was es heisst, wenn eine Schraube mehr oder weniger Spannungen ins Eis einbringt, wird beim Eindrehen der Schraube und ihrer Konkurrenzprodukte schnell spürbar. Während bei den beiden Referenzprodukten bereits bei den ersten Umdrehungen Eis abplatzt, setzt das Modell Dietikon mühelos an. Die Schraube zieht leicht in das glasklare Eis ein, ohne das bei den anderen Schrauben typische Knistern – bei denen klingt es etwa so, wie wenn man zwei Styroporblöcke aneinanderreibt. Dort zeigt sich auch, was im Material geschieht – oder eben nicht. Während sich bei den beiden Konkurrenzprodukten sofort Risse im Eis bilden, bleibt das Material bei der Schraube, Modell Dietikon, P3, intakt.

Hier spielen wiederum verschiedene Faktoren eine Rolle. Das Gewinde etwa, das unten vorgeschnitten wird, damit die Schraube in ein Gewinde eingeschraubt wird – und nicht das Eis verdrängt. Das herausgeschnittene Eis wird im Hohlraum der Schraube Richtung Lasche transportiert. Eine der wichtigsten Innovationen gegenüber den Produkten auf dem Markt ist das Gewinde: Es wurde gedreht, die schräge Fläche zeigt nach oben – so werden die Kräfte besser ins Eis eingeleitet.

Es gibt immer noch Potenzial

Die Schüler sagen, sie hätten sich am Anfang nicht allzu viel unter einer Eisschraube vorstellen können. Die Vorstellung, dass sie hier in Raum 204, einem nüchternen Schulzimmer mit Kühltruhe, ein Produkt besser machen können, das ein riesiges Unternehmen in seinen Labors entwickelt hat, sei ihnen schon etwas abwegig erschienen. Dann hat «der Zorzi» das Problem in einzelne Aufgaben zerlegt, das Verständnis für die Materie wuchs, das Wissen über ein komplexes Material wie Eis ebenso. Silvano Zorzi hat seine Schüler schon ziemlich weit gebracht – der Prototyp P3 wurde diese Woche an der Empa erfolgreich getestet.

An diesem Dienstagnachmittag sitzen ein Dutzend Schüler in einem Schulzimmer mit Kühltruhe. Sie drehen und wenden ihr Produkt in einer imaginären Produktionsfräse. Die Serienfertigung ist eines der Probleme, das sie noch lösen müssen – und wohl auch noch lösen werden. Ebenso die Beschichtung der Innenfläche. Ungefähr P5 oder P6 dürfte der letzte Prototyp sein, er muss im Juni am Tödi auf einem Gletscher den Praxistest in Begleitung eines Bergführers bestehen. Ein Produkt ohne Namen, entwickelt von Berufsschülern, denen ihr Lehrer etwas zugetraut hat. Dann fehlt nur noch der Name für die Eisschraube.

Erstellt: 12.04.2017, 22:10 Uhr

Schulprojekt

Zusammenarbeit mit der Industrie

Das Projekt Eisschraube in der Klasse von Silvano Zorzi hat das Ziel, Schulinhalte und praktisches Wissen zu verknüpfen. Die Lernenden sollen den Weg von der Idee bis zu einem fertigen, funktionsfähigen Produkt selbstständig gehen. Dazu ist die Berufsschule auf die Zusammenarbeit mit den Lehr­betrieben angewiesen.

Das Stichwort lautet: Lernortkooperation. Sie habe in diesem Projekt einen grossen Stellenwert. So wurden bei Feller in Horgen die CAD-Pläne gezeichnet, die Hawa Sliding Solution in Mettmenstetten fertigte Einzelteile, an der ETH Hönggerberg wurden Prototypen mithilfe des CAM (Computer Aided Manufacturing) hergestellt. Die Firmen hätten die Entwicklung massgeblich unterstützt, nur so sei es möglich, einer Schulklasse Produkte­entwicklung auf dem neusten Stand der Technik zu ermöglichen. (bra)

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