Fördertechnik Klausur - Lösungen

Fachhochschule Merseburg 

Fachbereich Maschinenbau 

Fördertechnik 

Klausur - Lösungen 

Robotik und Handhabungstechnik 

Prof. Dr.-Ing. A. Merklinger 

Name: 

Datum: 13.07.05 Bearbeitungszeit: 120 Minuten 

Zugelassene Hilfsmittel: 1 DIN-A4-Blatt beliebigen Inhalts Seite 1/5 

1a Ein innerbetriebliches Transportmittel für Güter, das sowohl manuell als auch 

motorisch angetrieben sein kann aber stets flurgebunden arbeitet. Es benötigt 

keine speziellen Fahrwege wie Schienen o.Ä. und es kann entweder manuell 

gesteuert sein oder autonom agieren. 

1b Mecanum-Räder sind ähnlich aufgebaut wie ein Planetengetriebe: ein inneres 

Rad berührt ballige Rollen, die in einem um des Zentrum des Rades drehbaren 

Rollenträger gelagert sind. Ihre Drehachse ist gegenüber der Drehachse des 

inneren Rades geschwenkt. Sowohl das innere Rad als auch der Rollenträger 

sind unabhängig voneinander angetrieben. Durch die dabei auftretende Überlagerung 

von Geschwindigkeiten kann der Aufstandspunkt beliebig in beide Richtungen 

der Ebene bewegt werden. 

Das oben beschriebene Prinzip bedingt zwei unabhängige Antriebe für jedes 

Rad, es entsteht also bei einem Drei-Rad-Fahrzeug eine 3-fache Überbestimmtheit 

der Kinematik, die eine aufwändige Steuerung und viele Antriebe 

erfordert. Darüber hinaus entsteht durch die Verlagerung des Aufstandspunktes 

von einer balligen Rolle auf die nächste eine ruckartige, mit vertikalen Beschleunigungen 

verbundene Bewegung eines Fahrzeugs, die sowohl den Komfort 

schmälert als auch auf Dauer zu Beschädigungen der Fahrbahn führt. Sowohl 

das Kostenargument vieler Antriebe als auch die Schadensgefahr stehen 

einer industriellen Verbreitung entgegen. 

1c • Integrierbarkeit in bestehende Strukturen 

• Transportmöglichkeit für unterschiedliche Güter 

• Operationelle Probleme bei Layout-Änderungen des Betriebs 

• Verlagerbarkeit in andere räumliche Positionen 

• Anpassungsfähigkeit an variable Transportleistungsbedürfnisse 

• Variabilität der Transportreihenfolge 

• Anpassungsfähigkeit and sich ändernde Automatisierungsgrade 

1d Inertial: 

Berührungslos: 

Beschleunigungssensor 

Korrelationssensor 

Berührend: Odometer, Tachogenerator 

1e Das System induktiver Leitlinien, die im Boden verlegt von FTF verfolgt werden. 

Die Fahrzeuge besitzen an der gelenkten Achse eine Differentialspule und 

steuern diese stets so, dass die Induktion in beiden Spulenhälften gleich groß 

ist. Dazu drehen sie den Lenkwinkel und folgen somit der Leitlinie.







Name: 


2a 

2b 

2c 

2d 


A 

a 

b FBr 

A 

F N 

Zahngesperre 

Backenbremse 

p 

F 

+ F 

F R 

F 

F 

Br 

ΣM A = 0 = FBrb 

− FN 

b + FRa 

mit F R = µ FN 

folgt: 

⎛ 

0 = FBr b − FN 

N − 

⎝ 

a ⎞ 

( b − µ a) 

⇒ FBr 

= F ⎜1 

µ ⎟ 

b ⎠ 

b 

D.h. wenn ≤ µ , dann ist die Bremse gerade 

a 

selbsthemmend, denn F ≤ 0 . 

Scheibenbremse 

Pk 5kW1, 

2 

= = = und 

u F 

G = mit u 

1, 

2kN 

AG 

vm 

5m 

s 

G _ zul 

Br 

Klemmgesperre, Freilauf 

FF 2 

= qvm 

kg 

2 

= 10 25m 

2 = 250N 

. 

m s 

Daraus folgt: AG 

Fu 

+ FF 

= 

p 

1, 

2kN 

+ 0, 

25kN 

= 

= 85, 

3mm 

2 

17 N mm 

Kegelbremse 

AG 

Mit AG = 2sd 

folgt für den Bolzendurchmesser: d 14, 

2mm 

2 s 

= = 

2







Name: 


2e 

3a 


Stahlgelenkketten besitzen in jeder Teilung ein ausgebildetes Gelenk, üblicherweise 

einen Bolzen, der in der Bohrung einer Kettenlasche geführt wird. Bei 

Antriebsketten kann dieses Gelenk zur besseren Schmierung mit Dichtungen 

versehen sein (O-Ring-Ketten) und erlaubt, abhängig von Belastung und 

Schmierung, Kettengeschwindigkeiten bis 40m/s. Bei Lastketten ist die Gelenkfläche 

so klein dimensioniert, dass Bruchversagen des Bolzens etwa dann eintritt, 

wenn auch die Laschen der Ketten überlastet werden. Die Kettenlaschen 

von Stahlgelenkketten können unterschiedlichste Form haben, z.B. für die Mitnahme 

von Gehängen, den Antrieb von Rädern, usw.. Stahlgelenkketten sind 

nur in einer Richtung krümmbar. 

Rundstahlketten bestehen aus zu Ringen gebogenen Rundstählen, die ineinander 

verschlungen sind. Dementsprechend besitzen sie keine ausgebildeten 

Gelenke sondern die Rundstähle liegen berührend aufeinander. Diese Ketten 

werden auf Bruch dimensioniert und können nur kleine Kettengeschwindigkeiten 

ertragen. Sie sind jedoch allseitig krümmbar, also raumbeweglich. Einsatzfälle 

sind u.a. als Anschlagmittel und für den Transport von Grobkörnigen Gütern 

(Schutt, Kohle, Mist, …) 

2 

D 

I M π sn ϕkγ 

4 

= mit : s = 0, 

75D 

gewählt 

S 

ϕ = 0, 

32 gewählt 

k = 0, 

89 für 5,7° Steigung 

γ 0, 

8 t 

S = 

3 

m 

2 

D 

3 0, 

75 

I M = π 0, 

75Dnϕkγ 

S = D π nϕkγ 

S 

4 

4 

3 

4I 

M 

4 ⋅50t 

⋅ min m 

D = 3 

= 3 

= 0, 

59m 

π 0, 

75nϕkγ 

60 minπ 

0, 

75⋅ 

30 ⋅ 0, 

32 ⋅ 0, 

96 ⋅ 0, 

8t 

3b I g( 

L + H ) 

P M ges 

S 

= µ mit : µ = 3, 

1 gewählt ergibt sich: 

3 

10 kg m 

P = 50 9, 

81 2 

3600s 

s 

8 

P 

PN 

= 1 , 5 

η 

= 46, 

7kW 

G 

ges 

( 50m 

⋅ 3, 

1 + 5m) 

= 21, 

kW 

3c Zur Vermeidung von Verklemmungen wird die Schnecke exzentrisch gelagert. 

Ein verklemmtes Korn wird beim weiteren Umlauf der Schnecke aufgrund des 

sich weitenden Spalts zwischen Schnecke und Trog freikommen und die 

Klemmung die Drehung der Schnecke nicht weiter behindern und so die benötigte 

Antriebsleistung nicht weiter erhöhen und den Verschleiß von Trog und 

Schnecke nicht weiter fördern.







Name: 



4a Stetigförderer erzeugen einen ununterbrochenen Fördervorgang zwischen Ausgangs- 

und Zielort. Der Förderweg ist und- oder schwer veränderlich festgelegt 

und kann i.A. beliebig im Raum verlaufen. 

Bei Unstetigförderern ist der Fördervorgang zwischen Ausgangs- und Zielort 

unterbrochen und verläuft i.d.R. flurgebunden oder entlang der Wege von Hebezeugen. 

Der Förderweg ist jedoch oft frei wählbar. 

Beispiele für Stetigförderer: 

• Zugmittelförderer 

• Schwerkraftförderer 

• Strömungsförderer 

• Strömungsmischförderer 

• Schwingförderer 

4b Eigenschaften von Stückgütern: 

• Abmessungen 

• Gewicht 

• Form 

Beispiele für Unstetigförderer: 

• Hebezeuge 

• Flurförderer 

• Kipper 

• Regalbediengeräte 

• Seil- und Hängebahnen 

Eigenschaften von Schüttgütern: 

• Körnung 

• Schüttdichte 

• Böschungswinkel 

Als Körnung / Stückigkeit wird der Mittelwert zwischen kleinster und größter 

Korngröße von Schüttgütern bezeichnet (bei grobstückigen Schüttgütern wird 

a zur Kennzeichnung benutzt) . Man spricht von sortiertem Schüttgut, wenn 

max 

amax 

≤ 

a 

min 

2, 

5 

amax 

, von unsortiertem Schüttgut wenn > 2, 

5. 

a 

Schüttgüter werden nach Körnung unterteilt in: 

• grobstückig ak > 160mm 

• mittelstückig ak > 60... 

160mm 

• kleinstückig ak > 10... 

60mm 

• körnig ak > 0, 

5... 

10mm 

• staubförmig < 

0, 

5mm 

min 

a k







Name: 



4b Das Schüttgewicht unterscheidet sich von der Dichte eines Stoffes durch den 

Volumenfüllungsgrad ϕ , der von der Verdichtung eines Schüttgutes abhängt. 

Schüttgüter werden nach Schüttgewicht unterteilt in: 

• leicht 

• mittelschwer 

• schwer 

• sehr schwer 

γ S ≤ 

γ S = 

γ S = 

γ S > 

0, 6t 

m 

3 

0, 6... 

1, 

1t 

m 

1, 1... 

2, 

0t 

m 

2, 0t 

m 

Der Böschungswinkel kennzeichnet das Fließverhalten eines Schüttguts und 

beschreibt den Winkel des Schüttkegels zur Horizontalen, wenn Schüttgut aus 

geringer Höhe langsam aufgeschüttet wird ( β ). Bei Bewegung der Unterlage 

verringert sich der Böschungswinkel auf den Böschungswinkel der Bewegung 

( β b ) wobei gilt: βb = 0, 

4... 

0, 

7β 

Schüttgüter werden nach Beschungswinkel unterteilt in: 

• wie Flüssigkeit fließend: β ≈ 0° 

• leicht fließend β ≤ 30° 

• normal fließend β = 30° 

... 45° 

• schwer fließend β = 45° 

... 60° 

• zusammenhaltend β =≥ 60° 

• nicht rutschen, nicht fließend, brückenbildend: β 

=≥ 90° 

3 

3 

3

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