............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 1 - Prüfung Baubetrieb WS 2012/13 Maschinen- und Gerätetechnik Kurs 1: Grundlagen der Maschinentechnik Kurs 2: Baumaschinen und maschinelle Verfahrenstechnik 90 Minuten am 13. März 2013 Bitte schreiben Sie auf jedes Blatt (auch auf die Blätter der Aufgabenstellung) Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer. Die Aufgaben sind auf den Aufgabenblättern zu lösen. Zusätzlicher Platz findet sich auf der letzten Seite der Klausur. Es darf nur ein nicht programmierbarer und nicht grafikfähiger Taschenrechner verwendet werden Nachfolgende Tabelle ist NICHT auszufüllen. max. Punkte Punkte Unterschrift / Bemerkungen Kurs 1 23 Kurs 2 67 Summe 90
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 2 - Kurs 1: Grundlagen der Maschinentechnik 23 Punkte 1. Verbrennungsmotoren (13,0) a) Nennen Sie das gemeinsame Prinzip einer jeden Verbrennungskraftmaschine (4 Stichpunkte)! (2,0) b) Zeichnen Sie schematisch das Indikatordiagramm eines realen 4-Takt Dieselmotors. Worin unterscheidet sich der Druckverlauf des Dieselmotors im Vergleich zum Ottomotor? (3,0)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 3 - c) Nennen und erläutern Sie kurz 3 grundlegende Unterschiede zwischen einem 2-Takt und einem 4-Takt Verbrennungsmotor. (3,0) d) Definieren Sie den Nutzwirkungsgrad (effektiven Wirkungsgrad) einer Verbrennungsmaschine. Eine 15 kw Betonpumpe verbraucht bei voller Leistungsabgabe in 2 Stunden 12 Liter Kraftstoff. Wie hoch ist der effektive Wirkungsgrad? (2,5) Hinweis: Heizwert des Kraftstoffs: Hu=42000 kj/kg Dichte des Kraftstoffs: ρ=0,78 kg/l
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 4 - e) Erklären Sie die Funktionsweise einer Abgasturboaufladung und nennen Sie 2 weitere Methoden zur Leistungssteigerung eines Verbrennungsmotors. (2,5) 2. Kupplungen und Getriebe (10,0) a) Nennen Sie die 3 Funktionen von Kupplungen und geben Sie jeweils ein Beispiel hierzu an! (3,0)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 5 - b) Zeichnen Sie schematisch mit Hilfe eines einfachen beschrifteten Blockschaltbildes einen möglichen mechanischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit mindestens 5 Komponenten (3,0) c) Benennen Sie die für einen einfachen hydrostatischen Fahrantrieb nötigen Bauteile. (2,0) d) Erklären Sie die Begriffe Primärverstellung und Sekundärverstellung aus dem Bereich der hydrostatischen Getriebe (ein Schaubild zum Leistungs-, Drehzahl- und Drehmomentverlauf ist nicht erforderlich). (2,0)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 6 - Kurs 2: Baumaschinen und maschinelle Verfahrenstechnik 67 Punkte 1. Walze (2,0) a) Welcher geometrische Unterschied besteht zwischen der echten Schaffußbandage (ped foot) und Stampffußbandagen (tamping roller) die im Sprachgebrauch ebenfalls oft als Schaffußwalzen bezeichnet werden (mit Skizze). (1,0) b) Nennen Sie den Hauptvor- und den Hauptnachteil der echten Schaffußbandage gegenüber der Stampffußbandage. (1,0) 2. Bodenplatten (1,5) a) Zeichnen Sie die Querschnittsform speziell für klebrigen Moorboden geeignete Bodenplatten von Planierraupen. (0,5) b) Welchen spezifischen Vorteil bieten sie gegenüber üblichen Bodenplatten und wie kommt der Vorteil zustande? (1,0)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 7-3. Ausrüstungsmerkmale Baumaschinen (5,0) Wie werden die dargestellten Ausrüstungsmerkmale der Baumaschinen fachsprachlich genannt? a) b) c)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 8 - d) e) 4. Wann werden im Erdbau Walzenzüge mit angehängten Vibrationsplatten eingesetzt? (1,0)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 9-5. Antrieb (4,5) a) Um welche Antriebsart handelt es sich in der Skizze? (0,5) b) Benennen Sie die drei Teile der in der Skizze unter a) dargestellten Antriebsart. (1,5) c) Zeichnen Sie qualitativ ein Zugkraft Geschwindigkeitsdiagramm einer derart angetriebenen Planierraupe (inkl. Achsenbeschriftungen). (2,5)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 10-6. Drehmomentverlauf (5,0) Das Diagramm zeigt qualitativ den Drehmomentverlauf der Turbine (Ausgang) einer Strömungskupplung über dem Drehzahlverhältnis Ausgangsdrehzahl/Eingangsdrehzahl. a) Wie ist eine Strömungskupplung aufgebaut? (1,5) b) Zeichnen Sie in das Diagramm den Wirkungsgradverlauf über dem Drehzahlverhältnis ein. (1,0) c) Sie benötigen eine Strömungskupplung für den Antriebsstrang einer Maschine, die im Dauerbetrieb einen Drehmomentbedarf von ca. 10 knm hat. In welcher Größenordnung sollte das max. mögliche Pumpendrehmoment (Eingang) liegen (mit technischer Begründung)? (1,5)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 11 - d) Welchen wirtschaftlichen Vor- und Nachteil hat die übliche Festlegung des sog. Betriebspunkts? (1,0) 7. Kern- und Massenfluss im Silo (9,0) a) Was versteht man unter Massenfluss und welchen spezifischen Vorteil bietet dieser? (1,5) b) Welcher Nachteil muss beim Massenflusssilo in Kauf genommen werden? (1,0) c) Zeichnen Sie qualitativ das Diagramm zur Bestimmung der Fließart. Geben Sie die Achsenparameter sowie den Parameter der Grenzline an. (3,5)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 12 - d) Auf welche drei Arten kann man ein Kernflusssilo in ein Massenflusssilo überführen. (3,0) 8. Aufbereitung (2,5) a) Für welchen Aufbereitungsschritt wird ein Stufenrost eingesetzt? (0,5) b) Wie werden bei einem Stufenrost Klemmkörner verhindert? (1,0) c) Welchen Vorteil bringen die Stufen? (1,0) 9. Brecher (5,0) Sie haben ein Gestein mit hohem schleißscharfen Anteil zu brechen und zur Auswahl einen Pendelschwingenbrecher und einen Prallbrecher. a) Für welchen Brecher entscheiden Sie sich und weshalb? (1,5)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 13 - b) Nennen Sie die beiden Hauptbauarten von Backenbrechern sowie ihre wesentlichen Vor- und Nachteile. (2,5) c) Welche Brecher benötigen den geringsten spezifischen Energieverbrauch [kwh/t]? Geben Sie den Bereich an. (1,0) 10. Sieben (6,5) a) Was ist eine gute Schichthöhe für die Hauptabsiebung eines Siebes? (1,0) b) Welche drei geometrischen Schwingungsformen unterscheidet man bei der Bewegung von Wurfschwingsieben und welche Vor- und Nachteile haben diese? (3,0)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 14 - c) Wie ist die Wurfkennziffer eines Schwingsiebes definiert und was sagt diese Kenngröße aus? (2,5) 11. BGL (2,5) Nennen Sie die 5 Hauptgliederungsebenen der BGL Gerätekennzeichnung. (2,5) 12. Hydraulikbagger (0,5) Mit welchem Zylinder wird die Losbrechkraft erzeugt. (0,5)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 15-13. Grundoperationen und Maschinen im Tiefbau (9,0) a) Welche weiteren Grundprinzipien der Rammung kennen Sie neben der Vibration? (1,0) b) Bennen Sie außer dem Vibrationsbär vier weitere Typen von Rammbären! (2,0) c) Was versteht man beim Rammen unter gerichtetem Vibrieren? (1,0) d) Was bedeuten die Verfahrensabkürzungen SOB und VdW? Zu welcher Verfahrensgruppe zählen diese beiden Verfahren und was wird bei beiden Verfahren jeweils als Produkt hergestellt? (2,0)
Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 16 - e) Was ist eine Kellystange? (1,5) f) Welche Möglichkeiten der Bohrlochstützung werden bei der Bohrpfahlherstellung eingesetzt? (1,5) 14. Verfahren und Geräte zur Untergrundverbesserung im Tiefbau (10,0) a) Welche Arten von Untergrundverbesserung im Tiefbau können mit Injektionsverfahren erzielt werden? (1,0) b) Wodurch unterscheidet sich die sogenannte Hochdruckinjektion (HDI) von einer herkömmlichen Injektion? Beschreiben sie auch kurz die jeweilige Wirkungs- bzw. Funktionsweise! (3,0)
............................................... Name, Vorname Matrikelnummer Maschinen und Gerätetechnik WS 2012/13 Seite - 17 - c) Benennen Sie alle Geräte/Maschinen, die Sie zur Durchführung einer Untergrundverbesserung mit dem Dreiphasen-Düsenstrahlverfahren benötigen. (3,0) d) Zur temporären Bodenverfestigung kann das Gefrierverfahren eingesetzt werden. Welche Geräte/Maschinen werden dabei eingesetzt und durch welche Randbedingungen bzw. Gegebenheiten wird die Einsetzbarkeit des Gefrierverfahrens negativ beeinflusst? (3,0) 15. Maschinentechnik im Tiefbau (3,0) a) Wie funktioniert eine Mammutpumpe und wofür wird sie eingesetzt? (2,0) b) Wie groß ist das minimale statische Moment einer sogenannten regelbaren Vibrationsramme" mit 4 Unwuchtpaaren, wenn jede Unwuchtmasse 1 kg beträgt und eine Exzentrizität von 0,1 m aufweist, und warum? (1,0)
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