TY - THES

T1 - Evaluierung des Bolzensternantriebs als Zwischenantrieb von Stetigförderern

AU - Pfoser, Jürgen

N1 - nicht gesperrt

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Ein Bolzensternrad besteht im Wesentlichen aus einem zentralen scheibenförmigen Radkörper, der mit um den Umfang gleichmäßig angeordneten Mitnehmerelementen, in Form von beispielsweise fünf Bolzen, bestückt ist. Bei Rotation eines solchen Bolzensternrads um seine zentrale Mittelachse können die Mitnehmerelemente in Gegenstücke eingreifen und eine lineare Fortbewegung dieser Gegenstücke (als Zapfen bezeichnet) bewirken. Zur Evaluierung des Bolzensternantriebs als Zwischenantrieb ist es erforderlich, dieses Antriebskonzept als ganzheitliches Linearantriebssystem durch eine Aneinanderreihung von beispielsweise drei Bolzensternrädern zu betrachten. Im Zuge dieser Arbeit werden einleitend grundlegende Antriebskonzepte von Fördersystemen erklärt. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf die energetische Betrachtung der aufgezeigten Varianten gelegt, die auch in der späteren Bearbeitung des Bolzensternantriebs den Fokus der vorliegenden Arbeit darstellt. Um ein generelles Verständnis für die anwendungsorientierten Gegebenheiten und das Betriebsumfeld der betrachteten Bolzensternantriebe zu bekommen, werden weit verbreitete Arten von Stetigförderern in Aufbau und Funktion dargestellt. Anschließend werden verschiedene Hauptantriebsbauformen sowie dessen Komponenten erklärt, die es schließlich durch einen Zwischenantrieb in Form eines Bolzensternantriebs zu unterstützen gilt. Zum Einstieg in die Technologie der Zwischenantriebe wird zudem kurz auf deren Geschichte und Entwicklung eingegangen. Weiterführend werden die für diverse Typen von Stetigförderern heute gebräuchlichen Zwischenantriebslösungen beschrieben, bisherige Erkenntnisse zusammengefasst und eine kurze Betrachtung der wirtschaftlichen Relevanz einer Weiterentwicklung von Zwischenantrieben für Stetigförderer durchgeführt. Ausgehend von diesen Gesichtspunkten werden Ansätze zur detaillierten Untersuchung und Ausarbeitung von Bolzensternantrieben aufgestellt. Dazu werden relevante Systemcharakteristika betrachtet, der Antrieb in Aufbau und Funktionsweise erklärt, sowie die zur Beschreibung des Bolzensternantriebs erforderlichen Systemgrößen definiert. Unter Berücksichtigung von Randbedingungen werden anschließend die grundlegenden Zusammenhänge am Bolzensternantrieb erläutert, wobei sowohl analytische als auch numerische Berechnungsmethoden Anwendung finden. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung des mechanischen Wirkungsgrades, bei dessen Ermittlung auch unterschiedliche dissipative Effekte miteinbezogen sind. Abschließend wird auf weitere Besonderheiten des Bolzensternantriebs eingegangen, sowie dessen Adaptierungspotential auf die im ersten Teil beschriebenen Arten von Stetigförderern diskutiert.

AB - Ein Bolzensternrad besteht im Wesentlichen aus einem zentralen scheibenförmigen Radkörper, der mit um den Umfang gleichmäßig angeordneten Mitnehmerelementen, in Form von beispielsweise fünf Bolzen, bestückt ist. Bei Rotation eines solchen Bolzensternrads um seine zentrale Mittelachse können die Mitnehmerelemente in Gegenstücke eingreifen und eine lineare Fortbewegung dieser Gegenstücke (als Zapfen bezeichnet) bewirken. Zur Evaluierung des Bolzensternantriebs als Zwischenantrieb ist es erforderlich, dieses Antriebskonzept als ganzheitliches Linearantriebssystem durch eine Aneinanderreihung von beispielsweise drei Bolzensternrädern zu betrachten. Im Zuge dieser Arbeit werden einleitend grundlegende Antriebskonzepte von Fördersystemen erklärt. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf die energetische Betrachtung der aufgezeigten Varianten gelegt, die auch in der späteren Bearbeitung des Bolzensternantriebs den Fokus der vorliegenden Arbeit darstellt. Um ein generelles Verständnis für die anwendungsorientierten Gegebenheiten und das Betriebsumfeld der betrachteten Bolzensternantriebe zu bekommen, werden weit verbreitete Arten von Stetigförderern in Aufbau und Funktion dargestellt. Anschließend werden verschiedene Hauptantriebsbauformen sowie dessen Komponenten erklärt, die es schließlich durch einen Zwischenantrieb in Form eines Bolzensternantriebs zu unterstützen gilt. Zum Einstieg in die Technologie der Zwischenantriebe wird zudem kurz auf deren Geschichte und Entwicklung eingegangen. Weiterführend werden die für diverse Typen von Stetigförderern heute gebräuchlichen Zwischenantriebslösungen beschrieben, bisherige Erkenntnisse zusammengefasst und eine kurze Betrachtung der wirtschaftlichen Relevanz einer Weiterentwicklung von Zwischenantrieben für Stetigförderer durchgeführt. Ausgehend von diesen Gesichtspunkten werden Ansätze zur detaillierten Untersuchung und Ausarbeitung von Bolzensternantrieben aufgestellt. Dazu werden relevante Systemcharakteristika betrachtet, der Antrieb in Aufbau und Funktionsweise erklärt, sowie die zur Beschreibung des Bolzensternantriebs erforderlichen Systemgrößen definiert. Unter Berücksichtigung von Randbedingungen werden anschließend die grundlegenden Zusammenhänge am Bolzensternantrieb erläutert, wobei sowohl analytische als auch numerische Berechnungsmethoden Anwendung finden. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung des mechanischen Wirkungsgrades, bei dessen Ermittlung auch unterschiedliche dissipative Effekte miteinbezogen sind. Abschließend wird auf weitere Besonderheiten des Bolzensternantriebs eingegangen, sowie dessen Adaptierungspotential auf die im ersten Teil beschriebenen Arten von Stetigförderern diskutiert.

KW - bolt-star

KW - bolt-star drive

KW - intermediate drive

KW - continuous conveyor

KW - conveying technology

KW - linear actuator

KW - Bolzensternrad

KW - Bolzensternantrieb

KW - Zwischenantrieb

KW - Stetigförderer

KW - Fördertechnik

KW - Linearantrieb

M3 - Masterarbeit

ER -