Fragenkatalog Grundlagen der Förder- und Materialflusstechnik PDF

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Vollständig beantworteter Fragenkatalog zum Kurs Grundlagen der Förder- und Materialflusstechnik...

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Fragen

zur Vorbereitung auf die Prüfung im Wahlpflichtfach Fördertechnik (1) Wo hat der Begriff „Fördertechnik“ historisch gesehen seinen Ursprung? im alten Ägypten: Transport von größeren Statuen, Steinen, usw. durch Unterlegen von Rundhölzern quer zu den sich relativ zum Boden bewegenden Schlittenkufen (da Rollreibung geringer als Haft- & Gleitreibung) oder Schmierung der Kontaktfläche zwischen Schlittenkufen und Boden (etwa 2000 v.Chr.) -> Senkung des Reibwertes

(2) Erläutern Sie die Verbindung zwischen der Entwicklung der Fördertechnik und der des Elektromotors! - davor wurde die Fördertechnik nur mit Dampfmaschinen angetrieben, Wasserkraft oder per Hand - durch die Entwicklung des Elektromotors wurden größere und effektivere Anlagen möglich

(3) Nennen Sie die Hauptanwendungsgebiete der heutigen Fördertechnik!

(4) Nennen Sie die drei Hauptfaktoren der beschleunigten Entwicklung der Fördertechnik in der Gegenwart!

(5) Definieren Sie den Begriff „Fördertechnik“ und erläutern Sie den Unterschied zur „Verkehrstechnik“! Fördertechnik= Die Fördertechnik umfasst das Gebiet der Bewegung und Lagerung von Gütern sowie das Befördern von Personen in beliebiger Richtung über begrenzte Entfernungen durch technische Hilfsmittel. => zum Gebiet der Fördertechnik gehören die Gesamtheit aller Transport-, Umschlag- und Lageraufgaben bzw. Prozesse in wirtschaftlicher und technischer Sicht

Unterschied Verkehrstechnik: - Verkehrstechnik befasst sich dem weiträumigen Transport, die Fördertechnik beschränkt sich auf abgegrenzte Betriebsbereiche (beides Teilgebiete der Transporttechnik) (6) Was verstehen Sie unter einem Fördermittel? ( F30) Fördermittel: - sind Maschinen und Anlagen zum Fördern, Transportieren und Lagern von Fördergütern - unterteilt in Stück- und Schüttgutförderer (nach Art des Fördergutes) bzw. in Stetig- und Unstetigförderer (nach der Betriebsweise) (7) Wodurch unterscheiden sich Stetigförderer von Unstetigförderern? -

Stetigförderer erzeugt kontinuierlichen Stoffstrom Unstetigförderer transportiert Waren nur in Intervallen

(8) Nennen Sie jeweils drei Beispiele für Stetig- und für Unstetigförderer! Stetigförderer -

Konstanter bzw periodisch oder zufällig schwankender Gutstrom

-

Fördergut ist kontinuierlich bzw. in diskreten Einzelstücken über gesamte Transporteinrichtung verteilt

-

Förderweg durch Fördereinrichtung festgelegt

Becherwerk, Rollenbahnen, Bandförderer

Unstetigförderer -

Bewegung des Gutes in periodischen bzw. zufällig veränderlichen Rhythmen zwischen Be- und Entladestelle

-

Arbeitsspiel (geschlossener  Bewegungsablauf zur Erfüllung logistischer Funktionen) besteht aus: Nutzbewegung, Leerbewegung und Stillstand, Aussetzbetrieb

Kran, Gabelstapler, Seilzug

(9) Erläutern Sie die Arbeitsweise eines Stetigförderers an einem Fördergeschwindigkeits-Zeit-Diagramm! v=Geschwindigkeit b=Beschleunigung

Bereich 1: der Stetigförderer läuft an Bereich 2: der Stetigförderer läuft mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit bis zum abschalten (Auslaufbereich 3) => der Gutstrom ist davon abhängig wie das Gut dem Förderer zugeführt wird => also ergibt sich ein konstanter-, periodischer- bzw. zufällig schwankender Strom

(10) Erläutern Sie die Arbeitsweise eines Unstetigförderers an einem Fördergeschwindigkeits-Zeit-Diagramm! Was verstehen Sie unter Spielzeit?

-

diskontinuierlich Transport der Güter => Gut bewegt sich in unterschiedlichen Rythmen/ Perioden - Der Förderer muss nach der Transportbewegung evtl. wieder in seine Ausgangsposition zurück fahren (Flaschenzug) => der Förderer kann nicht kontinuierlich in eine Richtung laufen Spielzeit = Zeitbedarf für ein Arbeitsspiel eines Unstetigförderers Beinhaltet: Tot- und Schaltzeiten; Fahrzeiten; Ausfahrzeiten des Lastaufnahmemittels (11) Erläutern Sie den Unterschied zwischen „Materialflusstechnik“ und „Fördertechnik“! Materialflusstechnik= V  erkettung aller Vorgänge beim Gewinnen, Be- und Verarbeiten und der Verteilung der Güter innerhalb festgelegter Bereiche Unterschied: F  ördertechnik ist ein Bestandteil der Materialflusstechnik (12) Wodurch unterscheidet sich die Handhabetechnik von der Fördertechnik? - die Lage des Gutes spielt beim Fördern eine untergeordnete Rolle, beim Handhaben ist die Lage des Gutes von essentieller Bedeutung (Handhaben= ist das Schaffen, definierte Verändern oder vorübergehendes. Aufrechterhalten einer vorgegebenen räumlichen Anordnung von geometrisch bestimmten Körpern in einem Bezugskoordinatensystem) (13) Was ist unter dem Begriff „Lagertechnik“ zu verstehen? Wodurch unterscheidet sich die Bauweise eines Stückgutlagers von der eines Schüttgutlagers? Lagertechnik: umfasst die Lagerung und Zwischenspeicherung von Stück- und Schüttgütern => ist damit Schnittstelle zwischen Beschaffung, Produktion, Distribution und Entsorgung Die Bestandteile der Lagertechnik sind: -die Lagereinrichtung, z.B. Regalsysteme -Art des Lagergutes, z.B. Langgut- oder kleinteilelagerung -Fördermittel zum Ein- und Auslagern, z.B. Regalbediengeräte, Verschiebewagen

Bauweise: Stückgutlager

Schüttgutlager

-

-

Stückgüter können nicht beliebig übereinander gestapelt werden => Einbau von Regalen o.ä. nötig Muss systematisch aufgebaut werden, damit auf jedes Gut zugegriffen werden kann (Gänge, Regale)

-

Evtl. verschiedene Fördermittel und Regalsysteme einsetzen

-

➔ komplexerer Aufbau

-

Boden muss geschlossene Fläche bilden=> sonst rieselt Gut durch

-

Für Schüttgut reicht ein ausreichend großer Raum theoretisch aus

-

Keine Regalsysteme notwendig, (Fördermittel trotzdem)

-

➔ einfacher Aufbau (theoretisch reicht Halde)

(14) In welche Gruppen erfolgt die Einteilung der Fördertechnik?

(15) Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau eines Brückenkrans und bezeichnen Sie die wesentlichen Baugruppen!

(16) Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau eines Turmdrehkrans und bezeichnen Sie die wesentlichen Baugruppen!

(17) Was ist ein Serienhebezeug? Serienhebezeug= in Serien hergestellte Maschinen für vorzugsweise lotrechte Bewegung von Lasten Bsp:: - Hubtisch, Hebebühne, Winden

(18) Nennen Sie drei typische Stetigförderer mit Zug- und Tragmittel! Erläutern Sie den Unterschied zwischen einem Kreisförderer und einen Schleppkreisförderer! ( V6 F48) Stetigförderer mit Zug- und Tragmittel: Bandförderer, Gliederbandförderer, Paternoster, Zahnriemenförderer, Gleitkettenförderer Kreisförderer/ Schleppkreisförderer:

(19) Erläutern Sie den Unterschied zwischen einem Gabelstapler und einem Spreizenstapler!

Spreizenstapler

Gabelstapler

-

-

Gabel und damit auch Last zwischen Vorder- und Hinterrädern => kein Gegengewicht nötig, können höhere Lasten tragen (Schwerpunktverlagerung)

-

Gabel vor den Vorderrädern => größere Kippgefahr bei höheren Lasten

-

mehr Freiraum bei der Aufnahme des Fördergutes auf die Gabel

Gabel ist begrenzt bei der Aufnahme des Fördergut durch Vorderräder

(20) Nennen Sie zwei wesentliche Merkmale eines Vierwegestaplers! - besitzt um 90° schwenkbare Räder => ermöglicht rangieren quer zur Laderichtung - in 4 Grundrichtungen bewegbar

(21) Skizzieren Sie das Kippdreieck an einem Gabelstapler!

- verlagert sich der Gesamtschwerpunkt ( S S ) außerhalb des Kippdreiecks, kippt der Stapler um - S G = Schwerpunkt vom Gabelstapler, S N = Schwerpunkt von Gabel, Hubmast und Fördergut (22) Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau eines Umlauf-S-Förderers zum senkrechten Transport von Stückgütern! S-Förderer=Z-Förderer

prinzipieller Aufbau:

(23) Nennen Sie drei Fördereinrichtungen zur senkrechten Förderung von Schüttgut! - Becherwerk, Schneckenförderer, Rohr und Stauscheibenförderer (24) Was verstehen Sie unter Logistik? Nennen Sie deren wesentliche Aufgaben! Logistik= wissenschaftliche Lehre der Planung, Steuerung, Überwachung der Material-, Energie und Informationsflüsse im Unternehmen bzw. in der gesamten Volkswirtschaft

(25) Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einem statischen und einem dynamischen Lager!

(26) Bei der Lagerung von Schüttgut kommen Silos und Bunker zur Anwendung. Wodurch unterscheiden sich diese? - unterscheiden sich im Schlankheitsgrad (Höhen-Breiten-Verhältnis): ein Bunker ist breiter, ein Silo höher:

Bunker

Silo H /B < 1, 5

H /B > 1, 5

(27) Was verstehen Sie unter dem Begriff „Fördergutstrom“? Durch welche Faktoren wird der Volumenstrom eines Schüttgutförderers beeinflusst? Fördergutstrom: - je Zeiteinheit bewegte Gutmenge - zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Fördereinrichtung - auch Durchsatz oder Gutdurchsatz genannt - wird je nach Art des Fördergutes oder des Förderverfahren unterschieden in Stückgutstrom, Massenstrom oder Volumenstrom Faktoren auf Volumenstrom bei Schüttgutförderern: -

Schüttguteigenschaften (Korngröße, Kornverteilung, Schüttdichte, Schüttwinkel, Feuchtigkeit und Temperatur) Geometrie und Art der Fördereinrichtung Fördergeschwindigkeit

-

(28) Bei einem Kettenfördersystem ist der vorhandene Massestrom für den Stückguttransport  nicht ausreichend. Durch welche Maßnahmen kann eine Erhöhung des Massestroms erreicht werden? - der Durchsatz bei Stückgütern wird definiert durch: λ=

v est

(Stückgutstrom)

➔ also kann der Stückgutstrom und damit auch der Massenstrom durch die Erhöhung der Fördergeschwindigkeit v und durch Minimierung des Abstandes e_st zwischen den einzelnen Fördergütern erhöht werden

➔Massenstrom eigentlich keine aussagefähige Größe bei Stückguttransport, da Masse der Einzelstücke schwanken können ➔ bezüglich Aufgabe ließe sich aber der Massenstrom dennoch erhöhen, indem die Masse je Stückgut erhöht wird

(29) Wovon hängt der Stückstrom eines Bandförderers für den Stückguttransport ab? λ=

v est

- von der Fördergeschwindigkeit v - vom Abstand e_st zwischen den Fördergütern/ von der Länge der Stückgüter (30) Was verstehen Sie unter dem Begriff „Kommissionieren“? Erläutern Sie das Prinzip „Ware zum Mann“! Kommissionieren= Zusammenstellen von bestimmten Teilmengen (Artikeln) aus einer bereitgestellten Gesamtmenge (Sortiment), aufgrund von Aufträgen (Kunden- oder Produktionsaufträge)

Ware zum Mann (dynamisch Kommissionieren): Ware wird durch die Steuerung automatisch zum Kommissionierer (Mitarbeiter, der den Auftrag zusammenstellt) bewegt (31) Nennen Sie die wesentlichen Ursachen für die zurzeit recht geringe Automatisierung der Kommissionierprozesse! aufwendig, teuer (erst ab sehr langer Zeit rentabel, da manuelle Kommissionierung kurz- und mittelfristig viel günstiger) und schwierig zu automatisieren (32) Erläutern Sie den Begriff „Just-in-time-Strategie“! -Organisationsprinzip, das die bedarfsgesteuerte Implementierung unternehmensinterner und übergreifender Güteraustauschprozesse zum Ziel hat. -Die Just-in-time-Produktion und -Zulieferung zielt über durchgängige Material- und Informationsflüsse entlang der gesamten Wertschöpfungskette auf eine hohe Markt- und Kundenorientierung unter gleichzeitiger Bestandsreduzierung in der Wertschöpfungskette. -> das bedeutet: - zielt auf durchgängige Material- und Informationsflüsse ab ohne Wartezeiten durch Lagerstau - Material wird nur zu der Zeit produziert, zu der es auch gebraucht wird, sodass kaum bis keine Bestände des Gutes vorliegen (33) In welche wesentlichen Gruppen können Fördergüter eingeteilt werden? Was verstehen Sie unter „Schüttgut“?

Schüttgut: - zusammengesetzt aus vielen einzelnen Körnern/ Teilchen - Teilchen unterscheiden sich in Form und Größe - Gut ist rieselfähig und schüttfähig (34) Nennen Sie die wesentlichen Eigenschaften des Schüttgutes, die die Gestaltung der Fördereinrichtungen und die Auswahl der erforderlichen Fördertechnik beeinflussen! Eigenschaften Schüttgut: - Masse des Schüttgutes(Dichte, Volumen der Einzelteilchen; Schüttdichte, Volumen des Schüttgutes) - besondere Eigenschaften des Schüttgutes (zerbrechlich, explosiv, brennbar, staubend, feucht, klebrig, übel riechend, hygroskopisch, unter Druck oder selbstständig aufbauend, korrosiv, abrasiv) - Fließverhalten (abhängig von: Zusammenhalt [Kohäsion], Schüttgutfestigkeit, Feuchtigkeit, Partikelgröße, Partikelform, Stoffgemischanteile, Partikelgrößenverteilung, Schüttgutdichte, Porosität, Kompressibilität, Zeitverfestigung, Schüttgutverformung, Wand-/Oberflächenreibung) (35) Was verstehen Sie unter klassiertem Schüttgut? Wie wird der mittlere Korndurchmesser eines Schüttgutgemisches ermittelt? Schüttgut wird nach unterschiedlichen Kriterien eingeteilt: - Korngröße, Kornform/-beschaffenheit, Zusammenhalt (Kohäsion), besondere Eigenschaften (brennbar, staubend,…[siehe (34)])

(36) Wie wird die Schüttdichte eines Schüttgutes definiert? Von welchen Faktoren hängt diese ab? (V6 F23)

(37) Was ist unter Porosität zu verstehen?

(38) Welchen Einfluss hat die Wasserzahl auf die Eigenschaften des Schüttgutes? Wasserzahl (Wassergehalt): Verhältnis der Masse des Wassers zur Masse der trockenen Probe - je größer die Wasserzahl, desto feuchter das Schüttgut => nicht brandanfällig, größere Dichte; größere Böschungswinkel möglich

(39) Was verstehen Sie unter Schüttgutfestigkeit? Welchen Einfluss hat diese auf das Förderund Lagerverhalten des Schüttgutes? (V6 F16)

- innerer Widerstand gegenüber der Verschiebung in einer sich ausbildenden Gleitfuge (Bruchebene) [sind also die Haftkräfte zwischen den einzelnen Partikeln] - entspricht der Scherfestigkeit des Schüttgutkörpers => je kleiner Schüttgutfestigkeit, desto größer der Fließfähigkeitswert, desto leichter fließendes Schüttgut => große Schüttgutfestigkeit kann zu Brückenbildungen (Fließproblem) führen = Verstopfen des Silos, möglicher plötzlicher Einsturz der Schüttgutbrücken (Staubentwicklung, Ausfließen des Schüttgutes mit hoher Geschwindigkeit, Überflutung nachgeschalteter Austrag- und Förderorgane, Belastung auf Silokonstruktion und Messtechnik)

(40) Nennen Sie drei Möglichkeiten zur Bestimmung des Böschungswinkels, beschreiben und skizzieren Sie die entsprechenden Messverfahren.

- Messen durch Aufschüttung, Ausbildung eines Schüttguttrichters beim Auslaufen, Ausschwenken des Schüttgutes bei der Rotation

(41) Was verstehen Sie unter einem bindigen Schüttgut? - starke Kohäsionskräfte (großer Böschungswinkel) - schlechtes Fließverhalten

(42) Beschreiben Sie den einachsigen Druckversuch und nennen Sie eine damit zu bestimmende Schüttguteigenschaft. ( V6 F17)

- Schüttgut wird in nach oben offenes Gefäß, bestehend aus Boden und Seitenabstützung, gefüllt - es wird eine größer werdende Flächenlast an oben offener Fläche aufgebracht, sodass sich Schüttgut verfestigt ohne zu brechen - Entfernen der Seitenabstützung - weiter Aufbringen von Flächenlast auf ursprünglich offene (obere) Fläche bis zum Bruch des verfestigten Schüttgutes - Messung der Kraft (zum Zeitpunkt des Bruchs), der oberen Fläche und des Winkels von Bruchebene zu oberen Fläche -> damit zu bestimmende Schüttguteigenschaft: Fließgrenze des Schüttgutes -> wird beim auslaufen lassen aus Silos benötigt, Fließgrenze des ruhenden Schüttgutes muss erreicht werden

(43) Was beschreibt das Spannungsverhältnis λ? Nennen Sie schüttguttypische Werte und vergleichen Sie die Spannungsverhältnisse zwischen einem Fluid, einem Schüttgut und einem Festkörper. (V6 F30)

In vertikaler Richtung wirkt auf das Schüttgutelement die Druckspannung  σv. Druckspannungen werden in der Schüttgutmechanik im Gegensatz zur klassischen Mechanik als positive Spannungen definiert. Aufgrund der vertikalen Spannung stellt sich im Schüttgut in der horizontalen Richtung die Spannung  σh ein. Das Verhältnis der Spannungen  σv und  σh ist als Horizontallastverhältnis/Horizontalspannungsverhältnis λ definiert. (44) Beschreiben Sie den Aufbau und die Wirkungsweise der Scherzelle (Ringschergerät RST-01.01). Welche Schüttguteigenschaften können damit bestimmt werden?

- besteht aus einem drehbar gelagerten Bodenring, in welchen das Schüttgut gefüllt wird - auf diesen wird ein ringförmiger Scherdeckel gesetzt - der Deckel ist mit einem Querträger verbunden, der wiederum an ein Hängesystem gekoppelt ist - an dieses Hängesystem können Gewichte angehangen werden, die durch ihre Gewichtskraft eine Normalkraft im Mittelpunkt des Scherdeckels realisieren - am Querträger sind Zugstangen befestigt, die den Scherdeckel am Mitdrehen hindern - an den Zugstangen wiederum sind Kraftmesser angebracht, die die nötige Haltekraft zur Verhinderung des Mitdrehens des Scherdeckels messen - der Versuch wird gestartet, indem die Scherzelle (Bodenring) gedreht wird Messung: des Fließortes (Maximum im Schubspannungverlauf)

der Fließfähigkeit der Wandreibung (am Deckel sind Mitnehmer befestigt, die die Probe an der Bewegung hindern) und des Wandfließortes

(45) Erläutern Sie den Begriff „Wandreibung“! Welchen Einfluss hat diese auf den Schüttgutaustrag aus einem Silo? Wandreibung= auftretende Reibung zwischen Schüttgut und Wandmaterial; wird mit Hilfe des Wandfließortes (=eine Fließgrenze) beschrieben; wird ermittelt durch Translations- oder Rotationsscherversuche für entsprechende Materialkombination; gibt Zusammenhang zwischen Scherspannung und Normalspannung beim stationären Fließen entlang einer festen Wand an - eine hohe Wandreibung im Silo ist negativ, da dadurch das Schüttgut an der Wand haften bleiben könnte und somit in diesen Zonen nicht komplett abfließt (ruhende Schüttgutzonen) -> damit auch Verminderung des aktiven Silovolumens und der Schüttgutqualität

(46) Was ist unter dem Begriffen „Schachtbildung“ und „Brückenbildung“ beim Schüttgutaustrag zu verstehen? Schachtbildung

-

-

Schüttgut fließt nur in der Mitte (Schlot) ab, da sich ruhende Schüttgutzonen im Wandbereich bilden ➔ geringeres aktives Silovolument; verminderte Schüttgutqualität durch mögliche Entmischung

Brückenbildung

-

-

Schüttgut verstopft und kann nicht abfließen; möglicher Einsturz der Schüttgutbrücke Ursachen: Grobkörnige Schüttgutpartikel verkeilen sich oder hervorgerufen durch zu große Haftkräfte zwischen den Partikeln (z.b. durch zu hohem

-

Ursache: Dimensionierungsfehler bei der Silogeometrie (Austragsöffnung/ Trichterneigung zu klein)

Wassergehalt) oder Dimensionierungsfehler bei der Silogeometrie

(47) Was bedeutet Zeitverfestigung? Skizzieren Sie je eine Fließfunktion und eine Zeitfließfunktion. (V6 F31)

Zeitverfestigung: =Erhöhung der Schüttgutfestigkeit unter einer Verfestigungsspannung > 0 über die Zeit (=> diese Zeitverfestigung lässt sich bestimmen indem man die Verfestigungsspannung σ1 unterschiedlich lang wirken lässt und dann die Schüttgutfestigkeit misst)

(48) Welchen Einfluss hat die Schüttgutfestigkeit auf den Füllgrad eines Silos? - je größer die Schüttgutfestigkeit, umso stärker ist das Schüttgut komprimiert, d.h. desto geringer das Volumen, also umso mehr Masse kann im Silo gespeichert werden (bei gleichen Volumen) - hohe Schüttgutfestigkeit könnte allerdings zu Brückenbildung führen, wodurch die aktive Silogeometrie nicht ausgenutzt werden kann (49) Welchen Einfluss hat die Schüttgutfestigkeit auf das Einlagerungsverhalten in einen Bunker? - je größer die Schüttgutfestigkeit, desto größer der Böschungswinkel => umso höher kann eingelagert werden (50) Nennen Sie fünf besondere Eigenschaften von Stückgütern, die den Förder-...