Konzept und Realisierung eines Rohrfordersystems mit Schubelementen

摘要

Durch Kombination von Methoden der Konstruktionssystematik und der Theorie zur Vorgehensweise beim erfinderischen Losen von Problemen TRIZ wurde eine neue Idee zur Forderung von Schuttgut im Rohr gefunden. In der vorliegenden Arbeit werden neben dem Entstehungsprozess von der Idee zum Produkt die wissenschaftlichen Grundlagen zur Dimensionierung und Auslegung des neuartigen Fordersystems, das im weiteren Verlauf Schubelementeforderer genannt wird, beschrieben. Der Schubelementeforderer lasst sich am ehesten mit einem "kettenlosen" Rohrkettenforderer vergleichen. Die Theorie zur Auslegung von Rohrkettenforderern wurde adaptiert und weiterentwickelt, um das System rechnerisch auslegen zu konnen. Begleitend zur Theorieentwicklung wurden die berechneten Werte in experimentellen Versuchen verifiziert. So konnen fur den Schubelementeforderer in einfachen Linienfuhrungen die erforderlichen Leistungen und Krafte im System, der Volumenstrom und somit der Massenfluss ermittelt werden. Es lassen sich zu erwartende Lebensdauern fur Verschleissteile im System angeben. Zur Sicherung einer energieeffizienten Losung mussten die Reibungsverhaltnisse in der 90° - Umlenkung im Rohrbogen untersucht werden. Hier wurden Evolutionsalgorithmen mit uberlagerten heuristischen Methoden eingesetzt, um optimale, verschleissoptimierte Bogenformen zu generieren. Erste Aussagen zu verbleibenden Restmengen des Fordergutes im Fordersystem sind ableitbar. Darauf aufbauend werden Vorschlage zur Sanitation aber auch zur sensorischen Uberwachung des Gesamtsystems entwickelt und experimentell erprobt. Die Arbeit fasst die theoretisch und experimentell gewonnenen Ergebnisse in einem Baukasten-, Baureihen- und Typengruppenkonzept fur Schubelementeforderer zusammen, das als Ausgangspunkt zur Weiterentwicklung des Fordersystems fur verschiedene Systemparameter (Fordergut, Forderhohe, Forderleistung usw.) bis hin zur Serienfertigung dienen wird.