Günter Kunze’s research while affiliated with TU Dresden and other places

In this chapter, the fundamentals of design of conveying and construction machinery will be presented. Machines that fulfill transportation tasks in limited operating areas such as mines, ports, work and storage yards, as well as construction sites are most common and can be found in any type of industry. Hence, the diversity of conveying and construction machinery is very wide. However, the typical driving elements, machine components, and calculation concepts are similar. The group of construction machinery covers many machines, e.g., concrete mixers or compactors that are not used for material transport. Such machines are not discussed in this chapter. While the machinery belonging to the group of conveying technology is very diverse, many machine drives and parts are quite similar. The first aim of this chapter is to present a system for the classification of general materials handling equipment, which allows the understanding of the basic calculation methods. The two main groups of conveyors can be distinguished by their operational process: continuous and discontinuous conveyors. Another significant difference are the goods the equipment should handle: general cargo or bulk materials. The second aim is the presentation of the basics of the design and calculation of conveying technology and their main mechanical elements and drives. To understand the design of bulk materials handling equipment, the necessary basics of bulk mechanics are described in Sect. 20.2. The design and calculation of basic machine elements of materials handling equipment (e.g., steel ropes, chains or wheels and tracks) are presented in Sect. 20.3. Section 20.4 presents the most important continuous conveying machinery, followed by discontinuous conveying machinery in Sect. 20.5. The necessary storage equipment is presented in Sect. 20.6.

Als Baumaschinen wird die Gesamtheit der Maschinen und Geräte bezeichnet, die im Bauwesen verwendet werden. Die übliche Einteilung in Baumaschinen und Baustoffmaschinen ist nicht in allen Fällen eindeutig möglich, ebensowenig die Abgrenzung von stationär zu mobil eingesetzten Maschinen. Viele Baumaschinen lassen sich der Fördertechnik zuordnen, andere gehören zur Verfahrens‐ oder zur Fahrzeugtechnik. Wegen universeller Einsatzmöglichkeiten sind zahlreiche Baumaschinen im Laufe ihrer Entwicklung zu Industriemaschinen geworden. Wegen dieser Vielfalt ist eine Definition des Begriffs Baumaschine nicht eindeutig möglich. Bewährt hat sich die Zuordnung zu bestimmten Bausparten: z. B. Betonbau; Erd-, Tief- und Tunnelbau; Straßen-, Kanal- und Gleisbau. Hier wird eine Auswahl besonders häufig verwendeter Baumaschinen behandelt, die der Fördertechnik zuzurechnen sind. Größenangaben beziehen sich auf das Gesamtangebot. Mit größeren Stückzahlen werden die Maschinen in der Regel in der unteren Hälfte der angegebenen Spannen hergestellt.

The numerical complexity of Discrete Element Method (DEM) simulations generally forces an idealisation of DEM models, making the calibration process the key to realistic simulation results. When calibrating cohesionless, free-flowing bulkmaterials, individual simple experiments are commonly used as reference for the calibration, such as the angle of repose in various testmethods. Regardless of the experiment, the calibration is regularly performed by trial and error, systematic variation of the parameters, or using optimization algorithms until a suitable combination of parameters is found. This paper deals with the development and test of a highly efficient optimization-based calibration procedure. First, a brief overview of various optimization methods is given and explains why the use of surrogate models seems the best choice for DEM calibration. Subsequently, a new modular algorithm called “generalized surrogate modeling-based calibration” (GSMC) is presented. For testing the new algorithm, a modified draw down test is used.

Als Baumaschinen wird die Gesamtheit der Maschinen und Geräte bezeichnet, die im Bauwesen verwendet werden. Die übliche Einteilung in Baumaschinen und Baustoffmaschinen ist nicht in allen Fällen eindeutig möglich, ebensowenig die Abgrenzung von stationär zu mobil eingesetzten Maschinen. Viele Baumaschinen lassen sich der Fördertechnik zuordnen, andere gehören zur Verfahrens‐ oder zur Fahrzeugtechnik. Wegen universeller Einsatzmöglichkeiten sind zahlreiche Baumaschinen im Laufe ihrer Entwicklung zu Industriemaschinen geworden. Wegen dieser Vielfalt ist eine Definition des Begriffs Baumaschine nicht eindeutig möglich. Bewährt hat sich die Zuordnung zu bestimmten Bausparten: z. B. Betonbau; Erd-, Tief- und Tunnelbau; Straßen-, Kanal- und Gleisbau. Hier wird eine Auswahl besonders häufig verwendeter Baumaschinen behandelt, die der Fördertechnik zuzurechnen sind. Größenangaben beziehen sich auf das Gesamtangebot. Mit größeren Stückzahlen werden die Maschinen in der Regel in der unteren Hälfte der angegebenen Spannen hergestellt.

Gewinnungsmaschinen und viele Baumaschinen weisen in ihrem Arbeitsprozess eine komplexe Wechselwirkung zwischen Schüttgut bzw. Erdstoff und Maschine auf. Zur Analyse der Bauteilbelastung und der Bauteilinteraktion solcher Maschinen hat sich die Mehrkörper- und Finite Elemente Simulation etabliert. Seit wenigen Jahren wird auch die Diskrete Elemente Methode (DEM) eingesetzt, um das Verhalten des Erdstoffs abzubilden. Aus den DEM-Simulationen lassen sich mit kalibrierten Parametern realistische Lastannahmen gewinnen, wenn die dynamische Reaktion der Maschine berücksichtigt werden kann. Dazu ist die Kopplung der DEM-Simulation mit der Mehrkörpersimulation (MKS) unbedingt notwendig.

This paper presents a survey on matching algorithms which are required to translate Modelica Models. Several implementations of matching algorithms are benchmarked on a set of physical models from me-chanical systems in ODE and DAE representation. The major part of algorithms is based on the Aug-menting Paths Method and one algorithm is based on the Push-Relabel Method. The algorithms are imple-mented in the programming language C and Meta-Modelica. In addition two cheap matching algorithms are used to jump-start the advanced matching process.

Als für die Gewinnung von Erdstoffen geringer bis mittlerer Festigkeit wichtigstes Verfahren wurde im Abschnitt 2 das Graben herausgestellt (Gewinnen mit Werkzeugeingriff). Die für diese Aufgabe geschaffenen Maschinen sind die Bagger und Lademaschinen, die nach der Vielfalt ihrer Bauformen und der Häufigkeit der Anwendung die größte Gruppe der Erdbau- bzw. Gewinnungsmaschinen bilden. In der übertägigen Erdstoffgewinnung und -bewegung herrschen sie eindeutig vor. Sie dienen dem Bergbau im Bereich Steine-Erden und dem Bauwesen im Bereich Tiefbau. Bagger sind vorrangig zum Gewinnen und Laden natürlich gewachsener Erdstoffe geeignet. Funktionsbedingt sind sie in der Lage, die größeren Gewinnungskräfte aufzubringen. Lademaschinen benutzt man hauptsächlich für den Umschlag geschütteter Erdstoffe bzw. Schüttgüter. Hier wird auf große Ladeleistungen orientiert.

Die Bodenphysik hat bei Baumaschinen Einfluß auf die Widerstände am Arbeitswerkzeug und am Fahrwerk sowie auf das Verhalten des Erdstoffes beim Transport einschließlich des Füll- und Entleerungsvorganges.

Die Erd- und Tagebaumaschinen (Baumaschinen) bestehen grundsätzlich aus Triebwerken (Antriebe), Tragwerken (Rahmenkonstruktionen) und Arbeitsausrüstungen (Werkzeuge). Besonders die Antriebe haben eine wechselvolle Geschichte. Mit der Erzeugung erforderlicher Kräfte und Drehmomente mittels Dampfmaschinen hat ihr industrielles Zeitalter begonnen [3.1]. Heute beschäftigt man sich vorrangig mit Lösungen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit.

Neben der Darstellung der Entwicklungstendenz der Massenbewegung wurde im Abschnitt 5.1.1 auch eine Aufgliederung in die Anteile, die als Locker-bzw. Festgestein gewonnen werden, vorgenommen [5.1]. Nach Bild 5–2 entfallen 52% der Massenbewegung auf Festgesteinstagebaue. Das Transportsystem bestimmt mit einem Anteil von rd. 60% die Betriebs- und Investitionskosten. Im Festgesteinstagebau werden z. Z. etwa 90% der Massen durch SLKW transportiert [6.1] [5.209].