Spannung des Förderbandreinigers

Ein Schlüssel zur optimalen Leistung

F‌örderbandreiniger haben sich in den letzten 50 Jahren von meist hausgemachten Konstruktionen zu einer großen Vielfalt an technischen Lösungen für praktisch jede Anwendung entwickelt. Die Erwartungen haben sich im Laufe der Zeit geändert, da die Beziehung zwischen Gesundheit, Sicherheit und Produktivität und sauberen Bändern immer mehr akzeptiert wird. Da die Entwicklung weitergeht, ist es unwahrscheinlich, dass es eine einzige Lösung für das Problem der Gurtreinigung und der Konstruktion von Spannvorrichtungen gibt, da es zahlreiche Variablen und Bedingungen gibt, die die Wirksamkeit von Gurtreinigern beeinflussen.

 

Allgemeine Anforderungen

Eine Diskussion über Riemenreiniger-Spannvorrichtungen muss die grundlegenden Ansätze für die Riemenreinigung einschließen, da der effektivste Ansatz durch eine Kombination von Reiniger- und Spannvorrichtungskonstruktionen erreicht wird. Die Industrie hat sich für mechanische Reiniger und Spanner entschieden, weil sie einfach und wirtschaftlich sind. Die gebräuchlichsten mechanischen Riemenreiniger haben eine Klinge oder Bürste, die in verschiedenen Winkeln auf den Riemen gerichtet ist. Je nach Art des Reinigers und der verwendeten Materialien können sie sich dem Gurt entweder in einem positiven, negativen oder Nullwinkel nähern (Bild 1).

 

Unabhängig von der grundsätzlichen Reinigungsmethode führt die Beibehaltung des optimalen Anpressdruckbereichs zu einem optimalen Gleichgewicht zwischen Reinigungsleistung, Abnutzung der Reinigungselemente, Bandverschleiß und Leistungsbedarf. Die CEMA-Norm 576, Classification of Applications for Bulk Material Conveyors Belt Cleaning (Klassifizierung von Anwendungen für Schüttgut-Förderbänder), bietet ein leistungsbasiertes Klassifizierungssystem zur Verwendung bei der Spezifikation von Bandreinigern. 

Grundlegende Ansätze zum Spannen

Es gibt zwei grundsätzliche Ansätze für das Aufbringen der Spannung auf den Bandreiniger: linear und rotierend (Bild 2). Der Annäherungswinkel der Klinge an den Gurt bestimmt häufig, ob ein linearer oder rotierender Spanner eingesetzt wird. Die gespeicherte Energie, die die Spannkraft erzeugt, stammt meist aus der Schwerkraft, von Federn oder Aktuatoren. Die CEMA definiert die Reinigungspositionen als primär, sekundär und tertiär (Bild 3). Die meisten Gurtreiniger, die in der primären Position montiert sind, verwenden einen rotierenden Spanner, während die meisten Gurtreiniger, die in der sekundären oder tertiären Position montiert sind, lineare Spanner verwenden.

 

Lineare Spannvorrichtungen

Lineare Spannvorrichtungen werden am häufigsten dort eingesetzt, wo der Verschleiß in kleinen Schritten ausgeglichen werden muss, wie z.B. bei Hartmetallreinigern in der sekundären Reinigungsposition oder bei Bürstenreinigern. Die Grundkonstruktion des Spanners besteht in der Regel aus einem Schlitten, der den Tragrahmen einschränkt, aber eine lineare Bewegung entlang einer oder mehrerer Führungen ermöglicht, die ungefähr senkrecht zur Bandoberfläche verlaufen. Einige Konstruktionen verfügen über eine Entlastungsmöglichkeit bei Stoßbelastungen durch Verbindungsstellen oder Gurtdefekte.

 

Die Vorteile von linearen Spannvorrichtungen sind unter anderem:

Einfacher Aufbau

Kann auf eine einzige Einstellung für den gesamten Blattverschleiß ausgelegt werden

Zugangsfenster lassen sich leicht in die Montagefläche integrieren

Sie können Ablenkungsskalen für eine genaue Einstellung des Reinigungsdrucks aufnehmen

Bietet die Möglichkeit, ungleiche Einbaupositionen oder asymmetrischen Klingenverschleiß auszugleichen

 

Zu den Nachteilen von linearen Spannvorrichtungen gehören:

Der Platzbedarf des Spanners kann groß sein, was die Möglichkeiten für eine ideale Installation des Bandreinigers einschränkt.

Es muss ein Zugang zur anderen Seite für die Einstellung vorhanden sein

Die Führungsmechanismen sind anfällig für Verschmutzung durch Staub und Korrosion

Der Wechsel von der Einstellung von unten zur Einstellung von oben oder die Einstellung von einer Seite erschwert die Konstruktion der Spannvorrichtung.

 

Rotierende Spannvorrichtungen

Drehspannvorrichtungen, die einen Aktuator verwenden, sind in der Regel mit einem Hebelarm oder einem Elastomerelement konstruiert, das konzentrisch zur Stützwelle des Gurtreinigers angeordnet ist. Sie bringen eine Kontaktfläche zwischen Klinge und Riemen auf, die durch die Betätigungskraft und die Geometrie des Gestänges bestimmt wird. Die Energiequelle überträgt eine Kraft auf den Hebelarm, der die Welle dreht und die Klinge(n) des Bandreinigers gegen die Bandoberfläche drückt. Drehbare Konstruktionen sind in der Regel kompakt, und in den meisten Fällen können die Betätigungselemente in beliebiger Ausrichtung montiert werden, was die Möglichkeit bietet, den Gurtreiniger in der optimalen Position anzubringen. 

 

Gegengewichts-Spannvorrichtung

Früher war der gängigste rotierende Spanner ein mit einem Gegengewicht versehener Hebelarm, dessen Position so eingestellt wird, dass die Reinigungskraft auf eine oder mehrere Klingen wirkt, die das Band berühren. Ein Gegengewicht kann an einem Ende der Welle oder an beiden Enden angebracht werden. In der Regel wird bei der Erstinstallation der Winkel des Arms so eingestellt, dass der Arm in der Mitte des Klingenverschleißes waagerecht steht, so dass sich über die Lebensdauer der Klinge ein ungefährer Mittelwert der vorgesehenen Reinigungskraft ergibt (Bild 4).

 

Der Hauptvorteil der Gegengewichtskonstruktion besteht darin, dass sie sich durch die Schwerkraft selbst einstellt. Die Nachteile der Gegengewichtskonstruktion sind:

Die fehlende Dämpfung, durch die die Schaufel und damit das Gewicht beim Aufprall auf eine Verbindungsstelle, stark anhaftendes Material wie Eis oder einen Defekt im Gurt zurückfedern kann. Die unerwartete Bewegung des Gegengewichts kann ein Sicherheitsrisiko darstellen und ein unkontrolliertes Aufprallen kann zu einer Beschädigung der oberen Bandabdeckung führen

Der Gegengewichtsspanner nimmt viel Platz in Anspruch

Wenn der Gegengewichtsarm nicht waagerecht montiert werden kann, verringert sich die auf das Messer wirkende Kraft, da der effektive Hebelarm verkürzt wird

 

Drehhebelarm und Spannvorrichtungen für Aktuatoren

Die rotierende Einstellung der Bandreinigungsklinge kann auf verschiedene Weise erfolgen. Der Tragrahmen befindet sich fast immer an einem festen Ort, kann aber frei gedreht werden. Die erforderlichen Spannkräfte können durch viele Arten von Aktuatoren aufgebracht werden, z.B. durch Federn, Fluidzylinder, elektrische Aktuatoren oder durch ein in einem Elastomerelement gespeichertes Drehmoment. Drehspannvorrichtungen werden häufig bei Elastomerschaufeln eingesetzt, bei denen sich die Höhe und Dicke der Schaufel im Laufe der Abnutzung stark verändert (Bild 5).

 

Die Vorteile von Rotationsspannern sind:

Eine kompakte Bauweise

Ein einziger Spanner, der auf einer Seite des Förderers montiert wird, kann oft für eine Reihe von Lamellenarten und Bandbreiten verwendet werden

Sie können so konstruiert werden, dass der Spanner während der Lebensdauer der Schaufel so wenig wie möglich nachgestellt werden muss

Es können viele Arten von Antrieben verwendet werden. 

 

Die Nachteile von Rotationsspannern sind:

Es kann ein Sicherheitsrisiko bestehen, wenn der Tragrahmen zu weit von der Riemenscheibe entfernt montiert ist und der Reiniger durchzieht

Der Einbauort der Drehachse ist entscheidend für den richtigen Reinigungswinkel der Klinge

Die konstante Kraft, die einige Antriebe ausgeben, kann im Laufe der Zeit zu einer großen Varianz des Reinigungsdrucks und der Lebensdauer der Klinge führen

Wenn ein Spanner an beiden Enden des Tragrahmens erforderlich ist, ist es oft schwierig, die Antriebsseite des Förderers für die Montage und Einstellung zu erreichen

 

Andere Faktoren

Die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Installation sollte für die ordnungsgemäße Leistung des Bandreinigers nicht außer Acht gelassen werden. Geringfügige Abweichungen bei der Positionierung des Tragrahmens im Verhältnis zum Gürtel können zu erheblichen Problemen bei der Wirksamkeit der Klingen und zum Verbiegen des Tragrahmens führen. Die meisten Hersteller liefern detaillierte Anweisungen für die Positionierung der Stützrahmen und Spannvorrichtungen, die für eine optimale Funktion befolgt werden müssen.

 

Um effektiv zu sein, sollten Bandreiniger häufig inspiziert und gewartet werden. In der Praxis wird die Wartung durch die Konstruktion des Förderers und die Anordnung des Antriebs und anderer Geräte erschwert. Die Berücksichtigung eines einfachen Zugangs und einer ergonomischen Anordnung der Abstreifer für Inspektion und Wartung in der Konstruktionsphase zahlt sich aus, denn dadurch werden Rücklauf, Wartungszeit und potenzielle Verletzungsgefahr reduziert.

 

Um die Wirksamkeit der Klingen zu maximieren und den schnellen Verschleiß zu minimieren, sollten die empfohlenen Einstellprotokolle befolgt werden. Studien haben gezeigt, dass es einen kritischen Reinigungsdruckbereich für verschiedene Arten von Reinigern und Messertypen gibt. Diese Studien zeigen, dass eine Überspannung des Bandreinigers nicht unbedingt die Reinigungswirkung verbessert, sondern häufig zu einem erhöhten Band- und Klingenverschleiß sowie zu einem höheren Stromverbrauch führt.

 

Die Zukunft der Reinigerbespannung

Im Zuge des technischen Fortschritts integrieren die Lieferanten immer mehr Funktionen in die Konstruktion von Bandreinigern. Eine dieser Innovationen ist ein Bandreiniger-Positionsanzeiger, der die Klinge überwachen und die verbleibende Lebensdauer auf der Grundlage der aktuellen stündlichen Verschleißrate schätzen kann. Das Gerät kann direkt in bestehende Anlagen nachgerüstet werden und sendet eine Benachrichtigung an das Wartungspersonal oder Serviceunternehmen, wenn ein Bandreiniger nachgespannt oder ausgetauscht werden muss. 

 

Diese Fähigkeit bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Die Inspektions- und Wartungszeit wird verkürzt, da das Wartungspersonal den Abstreifer nicht mehr physisch betrachten muss, um den Spannungs- oder Abnutzungszustand festzustellen. Auch die Zeit, die das Personal in der Nähe des sich bewegenden Förderbandes verbringen muss, wird reduziert, wodurch das Unfallrisiko minimiert wird. Da sich der Indikator auf Daten – und nicht auf menschliches Urteilsvermögen - stützt, um die richtige Spannung für eine optimale Reinigungsleistung aufrechtzuerhalten und den Klingenverschleiß zu überwachen, maximiert er die Lebensdauer und meldet mit Sicherheit, wenn sich eine Klinge dem Ende ihrer Nutzungsdauer nähert, was zu einer höheren Rentabilität der Reinigerinvestition führt. Ersatzteilbestellungen können für eine Just-in-Time-Lieferung eingeplant werden, wodurch sich die Notwendigkeit einer Lagerhaltung von Ersatzteilen verringert, und die Installation kann für geplante Ausfallzeiten anstatt für Notfälle geplant werden.

 

Einen Schritt weiter geht ein weiteres zum Patent angemeldetes Gerät, das die Positionsanzeige mit einer automatischen Spannvorrichtung kombiniert. Diese neuartige angetriebene Baugruppe enthält Sensoren, die den Druck der Klinge ständig überwachen und ihre Position anpassen, um die optimale Reinigungsspannung aufrechtzuerhalten. Das Wartungspersonal muss nicht mehr jeden Reiniger aufsuchen und manuell nachspannen. Stattdessen werden diese Aufgaben automatisch durchgeführt, was die Wartungszeit reduziert und gleichzeitig die nutzbare Fläche jedes Reinigers maximiert. Analysen bieten einen beispiellosen Überblick über die Leistung von Bandreinigern, wobei die Daten in Echtzeit über eine speziell entwickelte App aus der Ferne abgerufen werden können. 

 

Fazit

Während die Hersteller die Effektivität der Gurtreiniger weiter verbessern, ist klar geworden, dass es keine einzige oder ideale Lösung für die Gurtreinigung und die Auswahl der Spannvorrichtung gibt. Die Sicherheit des Personals und des Gurtes selbst ist ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl eines Spanners. Eine einfache Inspektion und Wartung ist entscheidend für die Wirksamkeit des Gurtreinigers, daher muss der Spanner eine schnelle und sichere Wartung ermöglichen. 

 

Die Auswahl eines Riemenreinigers sollte auf der Grundlage der in der CEMA-Norm 576 angegebenen Nennleistung des Reinigers und des entsprechenden Reinigungssystems erfolgen. Das System sollte auf der Grundlage der Lebenszykluskosten und nicht nur des Anschaffungspreises ausgewählt werden. Die Investition in eine effektive Bandreinigung rechtfertigt sich durch die direkte Kostenreduzierung (Reinigungskosten), die verlängerte Lebensdauer der Komponenten (oft 25 % bis 40 %) und die geringere Verletzungsgefahr, die in direktem Zusammenhang mit der geringeren Reinigungshäufigkeit steht.

 


www.martin-eng.com

Autor:

R. Todd Swinderman, P.E & CEO Emeritus,

Martin Engineering

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