Prof. i.R. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Friedrich Krause

Prof. i. R. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Friedrich Krause

Fakultät für Maschinenbau
Institut für Logistik und Materialflusstechnik

Universitätsplatz 2, Gebäude 10, 39106 Magdeburg, G10-247

Tel.: 0391 67 58604 Fax: 0391 67 12646

Vita

Vita | Arbeitsgebiete

Jahrgang 1938
1956 - 1962	Studium an der Hochschule für Schwermaschinenbau Magdeburg (Maschinenbau/Fördertechnik)
1962 - 1968	Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fördertechnik der TH Magdeburg
1969	Promotion im Fachgebiet Fördertechnik mit der Dissertation: "Entleerungsvorgang zellenloser Schaufelräder"
1969 - 1978	Wissenschaftlicher Oberassistent im Wissenschaftsbereich Fördertechnik der TH Magdeburg
1972	Verleihung der "Facultas docendi" für das Fachgebiet "Fördergeräte"
1975 / 1976	10-monatiger Studienaufenthalt an der Bauman-Hochschule Moskau
1979 - 1981	Forschungs- und Entwicklungsingenieur im TAKRAF-Kombinat Leipzig
1982 / 1983	Wissenschaftlicher Oberassistent im Wissenschaftsbereich Fördertechnik der TH Magdeburg
1983	Habilitation zum Thema "Zur mechanischen Senkrechtförderung von Schüttgütern"
1984	Berufung zum Hochschuldozenten für das Fachgebiet "Fördergeräte" an der TH Magdeburg
1989	Berufung als außerordentlicher Professor für das Fachgebiet Fördertechnik an der TU Magdeburg
1990- 1993, 1997-2001	Leiter des Institutes für Förder- und Baumaschinentechnik, Stahlbau, Logistik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
1994	Universitäts-Professor für Fördertechnik an der Fakultät für Maschinenbau der TU Magdeburg
1995	Ehrenmedaille der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Miskolc (Ungarn)
2000	Verleihung der Ehrendoktorwürde der Nationalen Technischen Universität Charkow (Ukraine)

Arbeitsgebiete:

seit 1962	Optimierung von Gewinnungsmaschinen und Tagebaugroßgeräten
1979-1981	Berechnungsgrundlagen für Gurtförderer als TGL-Standard
seit 1981	Entwicklung und Optimierung von Fördergeräten zur Schüttgutförderung
	Schlauchgurtsteil- und -senkrechtförderung, Becherförderung, Trog- und Rohrkettenförderer, pneumatische Förderung
	Schüttgutmechanische Grundlagen in der Fördertechnik
seit 1991	Entsorgungstechnik / Entsorgungslogistik bei der Bioabfallkompostierung, der Altlastensanierung und in der Siedlungsabfallwirtschaft
seit 2000	Experimetelle und theoretische Untersuchungen zu Wendelförderern (Spiralförderer)
seit 2003	Einsatz der Diskrete Elemente Methode in der Schüttgut-Fördertechnik

Projekte

Abgeschlossene Projekte

Simulation und Optimierung des Abfüllprozesses einer Füllmaschine mittels der Diskrete Elemente Methode (DEM)
Laufzeit: 01.09.2004 bis 30.09.2005

Absackmaschinen arbeiten mit großen Geschwindigkeiten und befüllen mehrere tausend Säcke pro Stunde. Dabei spielt der Befüllungsvorgang eine zentrale Rolle. Das Schüttgut muss mit Hilfe einer spezifischen Schurre aus einem über der Absackmaschine befindlichen Silo in den Sack fallen. Die Geometrie der sich verjüngenden Schurre muss dabei so konzipiert werden, dass das Schüttgut pfropfenförmig möglichst schnell in den Sack abfließen kann. Dabei müssen jedoch Verstopfungen vermieden werden, da diese den Absackvorgang stark verlangsamen. Die Charakterisierung des Entleerungsvorgangs der Schurre und die damit verbundene Optimierung der Schurrengeometrie standen im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes.

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Optimierung von Kratzerschaufeln von Entspeicherungskratzern
Laufzeit: 01.03.2004 bis 28.02.2005

Entspeicherungskratzer haben in Materialflusssystemen die Aufgbae, auf Halden gespeicherte Schüttgüter mit verschiedenartigsten Eigenschaften wieder in eine Verarbeitungsstufe einzubringen. Mit Hilfe theoretischer und experimenteller Untersuchungen an neuartig gestalteten Kratzerschaufeln, deren Form durch eingehende Betrachtungen zur Spanbildung beim Grabvorgang bestimmt wurde, konnten der Leistungsbedarf eines Kratzerförderers optimiert und der Kraftbedarf für den Grabvorgang mit der Beanspruchbarkeit der Förderketten abgestimmt.

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Theoretische und experimentelle Untersuchungen an horizontalen und leicht geneigten Wendelförderern (HWF)
Laufzeit: 01.08.2003 bis 31.12.2004

Ziel der Arbeiten war es, durch experimentell gesicherte Untersuchungen neue Erkenntnisse über die Wendelförderer zu gewinnen und in konstruktive Geräteausführungen umzusetzen, die Grenzen der Einsatzbereiche zu bestimmen und die Berechnungsgrundlagen der Auslegung und Dimensionierung für verschiedene Fördergutgruppen zu entwickeln. Für die Versuche wurden vier repräsentative Fördergüter ausgewählt.

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Funktionsanalyse von Rohrkettenförderern
Laufzeit: 01.01.2002 bis 31.05.2004

Der Rohrkettenförderer (RKF) gewährleistet einen emissions- und immissionsfreien sowie einen energieeffizienten Transport auch schwierigster Schüttgüter. Abrasive Schüttgüter wie Kesselasche, stark kohäsive Güter, wie Tiermehl, oder bis zu 250 °C heißes Schüttgut können mit dem RKF problemlos gefördert werden. Für diesen Förderer existieren bislang nur unzureichende Dimensionierungsvorschriften und Standards.
Durch den Vergleich der theoretisch und messtechnisch ermittelten Ergebnisse kann geschlussfolgert werden, dass die Anwendbarkeit der Berechnungsmodelle sehr stark von den Guteigenschaften des zu fördernden Schüttgutes abhängt. Bei einigen Schüttgütern wichen die gemessenen Bewegungswiderstände zum Teil erheblich von den berechneten ab. Deshalb wurden sogenannte Korrekturfaktoren in die Berechnungsmodelle integriert, die als zusätzliche analytisch nicht beschreibbare Bewegungswiderstände interpretiert werden können.

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Funktionsanalyse von Rohrkettenförderern
Laufzeit: 01.01.2001 bis 31.12.2003

Seit einiger Zeit gewinnt im Bereich der Verfahrens- und Fördertechnik, sowie in der Geomechanik, im Bergbau und in der Bautechnik eine Methode immer größere Bedeutung, mit der es erstmals möglich ist, die Vorgänge in diskreten Mehrkörpersystemen zu simulieren. Diese Methode wird als Diskrete Elemente Methode (DEM) bezeichnet und stellt den Gegensatz zur klassischen kontinuumsmechanischen Betrachtungsweise dar. Bei der Analyse der Bewegungswiderstände in Rohrkettenförderern ermöglichten DEM-Simulationen Aufschluss über die Einflüsse von Korngröße und Stauscheibenform auf den Fördervorgang. Mit der Simulierung des Förderprozesses im Rohrkettenförderer konnten die theoretischen Ansätze zur Beschreibung der Bewegungswiderstände überprüft und verbessert werden.

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Integrative und multimodale Plattform für die Ausbildung in der Logistik
Laufzeit: 01.08.2002 bis 31.12.2003

Im Verbundprojekt mit den Universitäten Dortmund und Stuttgart wurde eine offene und erweiterbare multimediale Lernumgebung für das Gebiet der Logistik - das Logistics Education Gate - entwickelt. Ziel von LogEduGate war es, Studierenden der Logistik eine WEB-basierte Lern-, Informations- und Kommunikationsplattform zur Verfügung zu stellen, die Ganzheitlichkeit und Interdisziplinarität in der universitären Ausbildung fördert, der Spezifik des Wissensgebietes der Logistik Rechnung trägt und die oftmals noch zu findende einseitige fachliche und rein kognitive Wissensvermittlung für eine zukunftsorientierte, moderne Logistikausbildung überwindet.

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Modellierung des Schüttgutstroms an Übergabestellen von Gurtförderern
Laufzeit: 01.01.2002 bis 31.12.2003

Die Geschwindigkeitsverhältnisse des Gutstroms bei der Aufgabe auf einen Gurtförderer sollten sich der Fördergeschwindigkeit und -richtung so gut wie möglich anpassen, um eine starke Abnutzung des Gurtes zu vermeiden. Werden Steinkästen (sog. Rockboxen) zur Gutstromlenkung eingesetzt, so hat sich in der Vergangenheit insbesondere bei der Förderung von Erzen die Installation von Kurvenschurren an der Gutaufgabestelle durchgesetzt. Die Aufgabe des entwickelten Berechnungswerkzeuges liegt somit in der einfachen und schnellen Anordnung der Gutführungs- und Pralleinrichtungen in der Übergabestelle und deren Lage- und Größenoptimierung, so dass eine geringe Belastung des abziehenden Bandes und ein möglichst geringer Verschleiß der Schurre sichergestellt werden kann.

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Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Wendelfördererprinzip
Laufzeit: 15.04.2000 bis 31.07.2003

Ziel des Projektes war es, theoretische Modelle - determiniert durch gesicherte experimentelle Untersuchungen - zur Dimensionierung der konstruktiven Parameter für den Wendelförderer in verschiedenen Einsatzgebieten zu entwickeln und die Grenzen seines Einsatzbereiches zu bestimmen.

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Neue Möglichkeiten zur optimalen Antriebssteuerung von automatisierten Kranen
Laufzeit: 15.04.2002 bis 30.07.2003

In diesem Projekt wurden bei den Untersuchungen der Brückenkrane alle Varianten auf ein räumliches Brückenkranmodell mit drei kartesischen Koordinaten zurückgeführt, deren Bewegungsgleichungen mit unterschiedlichen Parametern aufgestellt wurden. Es wurden dabei die zwei möglichen Steuergrößen, die Beschleunigung und die Antriebskraft, gegenüber gestellt. Für beide Steuergrößen wurden die Regelalgorithmen zur Dämpfung des Pendelwinkels sowohl beim Anfahren und Bremsen als auch nur beim Bremsen aufgestellt.

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Theoretische Grundlagen und experimentelle Untersuchungen zur Funktion des Kühlrohrkettenförderers
Laufzeit: 01.10.2001 bis 31.08.2002

Die im vorausgegangenen Forschungsprojekt "Untersuchungen am Kühlrohrkettenförderer" entwickelte Kühltechnologie für schwierige Schüttgüter wurde für das in der chemischen Industrie weit verbreitete Bisphenol A angewendet. Anhand der experimentellen Ergebnisse wurde eine Grundlage für den Aufbau und die Dimensionierung von Kühlrohrkettenförderern, die das Abkühlen von Bisphenol A in Großproduktionsanlagen ermöglichen, entwickelt werden.

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Teleservice und zustandsorientierte Instandhaltung an Förderanlagen
Laufzeit: 01.10.1998 bis 31.12.2001

Im Rahmen des Themas wurden eine Klassifizierung und Strukturierung ausgewählter Förderanalgen, die Analyse der Anlagenbeanspruchungen, eine Erarbeitung von ASchädigungsmodellen und Aussagen zur Restnmutzungsdauer erarbeitet. Zielrichtung ist eine Erweiterung des Geschäftsfeldes von Anlagenbauern durch eine Dienstleistung in Form einer effektiven Betreuung der gelieferten Anlagen.

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Zustandsorientierte Instandhaltung und Teleservice für Schüttgut-Materialflusssysteme
Laufzeit: 01.01.2000 bis 31.12.2001

Am Beispiel einer Bekohlungsanlage als ein repräsentatives Schüttgut-Materialflusssystem wurde die Problematik der Überwachung und Diagnose sowohl aus technischer als auch organisatorischer Sicht betrachtet. Folgende Schwerpunkte wurden u.a. betrachtet:

Definition, Analyse und Systematisierung der zu überwachenden Prozess-Parameter, Betriebsdaten und Beanspruchungen
Auswahl und Analyse der Betriebsart der Ausrüstung (Sensorik), Auswahl von Diagnosemethode, Diagnosezeitpunkt und Diagnoseperiode
Startegie der Datenbehandlung
Untersuchungen zum Aufbau eines Systems für die Datenverwaltung und die Datenbearbeitung

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Theoretische Grundlagen und experimentelle Untersuchungen zur Funktion des Kühlrohrkettenförderers
Laufzeit: 01.12.1999 bis 31.08.2001

Im Rahmen des Projektes wurde das Verfahren zur umweltfreundlichen Förderung und Abkühlung hocherhitzter Aschen in einem Rohrkettenförderer durch experimentelle Untersuchungen und die Beschreibung der theoretischen Grundlagen des Förder- und Kühlvorgangs beurteilt. Die Ergebnisse dienten als Fundament für die Konstruktion und Herstellung eines Kühlrohrkettenförderers.

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Rechnerische und experimentelle Bestimmung von Bewegungswiderständen am Rohrkettenförderer
Laufzeit: 01.03.1997 bis 31.12.2000

Im Rahmen des Projektes wurden die Untersuchungen auf Versuche mit Schüttgütern zur Bestimmung des Schüttguteinflusses auf den Bewegungswiderstand des Förderers erweitert. Auf der Grundlage der gemessenen Verläufe der Kettenzugkraft wird es möglich, weiterführend die komplizierten Beanspruchungen der umschweißten Kettenglieder und der Förderscheiben insbesondere in Förderwegumlenkungen mit dem Ziel zu bestimmen, Dimensionierungsregeln für Rohrkettenförderer zu formulieren.

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Experimentelle und theoretische Untersuchungen am Rohrkettenförderer
Laufzeit: 01.03.1997 bis 31.12.1999

Die Untersuchungen am Rohrkettenförderer als Teil eines Schüttgutkreislaufs, zu dem auch Schneckenförderer und Vorrats-, Meß- und Aufgbaebunker gehören, wurden mit Hilfe aufwendiger Messtechnik durchgeführt, um beispielsweise die Leistungsaufnahme der Motoren, Motordrehmomente und -drehzahlen, Kettenzugkräfte und Schüttgutströme zu erfassen. Diese Meßergebnisse ermöglichen Aussagen zum Förderverhalten und Kraftbedarf der Förderer in Abhängigkeit von den Schüttguteigenschaften, die in einem separaten Schüttgutlabor untersucht werden können.

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Feldbusvernetzung eines Brückenkrans in der Versuchshalle
Laufzeit: 01.01.1998 bis 30.08.1999

Auf der Basis eines Feldbussystems wurde ein neuartiges Messkonzept realisiert, welches Messungen an den Versuchsständen der Halle ermöglicht und folgenden Aufgaben gerecht wird: Störsicherheit der Meß- und Steuerleitungen, flexible Veränderung und Erweiterung durch Parametrierung von Sensoren und Aktoren, Übersichtlichkeit des Aufbaus und Realisierung drahtloser Übertragungsstrecken.

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Schüttgutmechanische Untersuchungen auf der Grundlage der Diskrete-Elemente-Methode
Laufzeit: 01.04.1996 bis 31.03.1998

Da zur Beschreibung des Schüttgutverhaltens im vertikalen Schlauch keine konstitutiven Gesetze bekannt sind, müssen numerische Experimente auf der Basis der Diskrete-Elemente-Methode durchgeführt werden. Dazu werden die Partikel als einfache geometrische Flächen oder Körper abgebildet. Die Partikelkontakte lassen sich durch Kraft-Verformungs-Gesetze sowie Dämpfungs- und Reibgesetze modellieren.

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Schüttgutmechanische Untersuchungen auf der Grundlage der Diskrete Elemente Methode (DEM)
Laufzeit: 01.11.1993 bis 31.10.1995

Die Berechnungsmethoden der klassischen Schüttgutmechanik lassen sich auf viele Fälle der Stetigförderung nur unbefriedigend anwenden, da Schüttgutbewegungen und Wechselwirkungen zwischen Gut und Bauteilen nur sejhr schlecht erfasst werden können. Deshalb ist es in vielen Bereichen der Fördertechnik notwendig, Schüttgüter als Diskontinua aufzufassen.
Die Berechnungen wurdern an ruhenden, regulären Kugelpackungen in schlanken Behältern durchgeführt. Die Überprüfung der Ergebnisse erfolgte an einfachen statischen und schüttgutmechanischen Modellen.

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Untersuchungen zum Prinzip Schlauchgurtsteilförderung
Laufzeit: 01.06.1994 bis 31.03.1995

Gegenstand des Vorhabens war die Untersuchung des Einsatzspektrums und der Einsatzgrenzen von Schlauchgurt-Steilfördersystemen im Neigungsbereich von 35° bis 80°. Für die Beschreibung des Förderprinzips wurden geeignete experimentelle Untersuchungsmethoden an Versuchsständen genutzt, mit denen insbesondere die durch das Fördergut verursachten Wirkungen auf die Schlauchgurtwand, TRagrollen etc. bestimmt werden können.

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Berechnung und Simulation des Entleerungsvorganges von Becherförderern
Laufzeit: 01.08.1991 bis 31.12.1992

Im Fazit der Bearbeitung vorangegangener Forschungsprojekte zu dem Komplex Senkrechtförderung und im Speziellen der Untersuchung des Becherfördererprinzips wurde festgestellt, dass für einen weiteren Erkenntniszuwachs vor allem für die zukünftige experimentelle Arbeit die Ausstattung des Becherförderer-Versuchsstandes mit moderner Meßtechnik und die Anbindung an ein Rechnersystem einen Qualitäts- und Quantitätszuwachs verspricht und unverzichtbar ist.
Damit wurden einerseits experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung des Schöpfwiderstandes sowie eine entsprechende Berechnungsmethodik formuliert, die den Einflußgrößen auf den Gutaufnahmevorgang Rechnung trägt. Andererseits führten umfangreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung neuer Becherformen und Becherreihen, deren Entleerungsverhalten durch Computergrafiken darstellbar und damit mit dem Experiment vergleichbar ist.

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Publikationen

2023

Herausgeberschaft

27. Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2023 - "Innovationen, Nachhaltigkeit, Trends, Effizienz, Lebensdauer" : am 20. und 21. September 2023 in Magdeburg : herausgegeben als Begleitband zur gleichnamigen Fachtagung

Katterfeld, André; Krause, Friedrich; Fottner, Johannes; Günthner, Willibald A.; Pfeiffer, Dagmar

In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, 2023, 1 Online-Ressource (220 Seiten, 11,99 MB) Kongress: Fachtagung Schüttgutfördertechnik 27 Magdeburg 2023.09.20-21[Literaturangaben]