Förderbänder – die Fakten und die Fiktion
Zusammenfassung: Das wohl häufigste Missverständnis in Bezug auf industrielle Förderbänder aus Gummi ist, dass es sich einfach um lange, dicke, schwarze Gummistücke handelt, die sich kaum voneinander unterscheiden. Das ist völlig falsch, denn sie sind ein überraschend komplexes und empfindliches Bauteil. Im folgenden Beitrag deckt Jeremy Clark eine lange Liste solcher Missverständnisse auf und trennt die Fakten von der Fiktion.
Die Fiktion: Dickere Abdeckungen halten Rissen und Stößen viel besser stand.
Die Fakten: Die physikalischen Eigenschaften des Gummis und nicht nur seine Dicke haben den größten Einfluss auf die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen. Der Hauptgrund für Oberflächenschäden ist minderwertiges Gummi mit unzureichender Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Reißen, Schneiden und Aushöhlen.
Vieles hängt auch von der Gesamtfestigkeit des Gummis und seiner Widerstandsfähigkeit gegen Schnitt- und Rissausbreitung ab. Selbst bei einem besonders dicken Belag kann sich eine kleine Schadstelle aufgrund der ständigen Biegung um die Trommeln und Rollen leicht vergrößern, wenn die Schnitt- und Reißfestigkeit nicht ausreicht. Dieser Bereich breitet sich dann aus und verbindet sich mit einem anderen Schadensbereich, was dazu führt, dass kleine Gummistücke aus der Oberfläche herausbrechen, anstatt einfach dünner abgenutzt zu werden.
Die Fiktion: Eine Erhöhung der Zugfestigkeit und/oder eine Erhöhung der Anzahl der Lagen verbessert die Reiß-, Weiterreiß- und Stoßfestigkeit.
Die Fakten: Eine Erhöhung der Zugfestigkeit und/oder eine Erhöhung der Anzahl der Lagen führt nicht unbedingt zu einer Verringerung des Schadensausmaßes, zumindest nicht wesentlich. Der größte Einfluss auf die Festigkeit und andere wesentliche physikalische Eigenschaften, die zur Minimierung von Schäden erforderlich sind, liegt in der Konstruktion und Qualität des Lagenmaterials. Eine Erhöhung der Zugfestigkeit und das Hinzufügen weiterer Lagen kann zusätzliche Probleme verursachen. Erstens wird der Gurt schwerer und weniger flexibel in Länge und Breite. Eine geringere Längsflexibilität erfordert normalerweise eine Vergrößerung des Durchmessers der Antriebsscheibe. Die Erhöhung der Zugfestigkeit um nur eine Stufe bedeutet in der Regel eine Steigerung um 25 % oder mehr. Andernfalls kann es zu dynamischem Spannungsversagen kommen, insbesondere im Bereich der Verbindungsstellen. Eine verringerte horizontale Flexibilität führt zu einer Verringerung der Muldungsfähigkeit.
Die Fiktion: Stahlseilgurte halten härteren Bedingungen besser stand als mehrlagige Gurte.
Die Fakten: Das Ersetzen eines mehrlagigen Gurtes durch einen Stahlseilgurt ist selten praktikabel, sehr teuer und hat kaum Aussicht auf Erfolg. Förderanlagen sind speziell für Stahlseilgurte ausgelegt. Aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit und geringen Dehnung eignen sich Stahlseilgurte am besten für die Beförderung über lange Strecken.
Obwohl die Stahlseile sehr stark sind, können sie nicht verhindern, dass ein eingeklemmter Fremdkörper die Deckplatten zwischen den Seilen durchdringt und den Gurt in Längsrichtung zerreißt; vielmehr werden sie durch ein solches Ereignis wahrscheinlich vollständig zerstört.
Die Fiktion: Der Einbau von Qualitätsgurten lohnt sich nicht, weil sie sowieso kaputt gehen und daher Geldverschwendung sind.
Die Fakten: „Opfergurte” sind weder eine gute technische noch eine wirtschaftliche Lösung. Der Grund, warum ein Riemen anfällig für Schäden ist, liegt darin, dass der Gummi und die inneren Gewebelagen einfach nicht für diese Aufgabe ausgelegt sind. Je billiger der Gurt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er schnell versagt. Häufigere Stillstände für Reparaturen und Auswechslungen machen sie noch unwirtschaftlicher. Die einzige wirkliche Lösung ist der Einbau eines Förderbandes, das speziell dafür entwickelt wurde, den Belastungen standzuhalten, die ein normales Band zerstören würden. Trotz des höheren Anschaffungspreises sind sie die bei weitem kostengünstigste Lösung, da sie aus speziell entwickelten Gewebelagen bestehen, die die Dehnung der Schussfäden ermöglichen.
Während der Gurt durch das eingeklemmte Objekt gezogen wird, sammeln sich die Fäden zu einem Bündel, das schließlich stark genug wird, um den Gurt zu stoppen, anstatt sich über eine viel längere Strecke auszubreiten. Die Konstruktion des Gewebes sorgt außerdem dafür, dass die bei einem starken Aufprall entstehende Energie über einen viel größeren Bereich abgeleitet wird.
Die Fiktion: Die Schrittlänge der Verbindung hängt von der Breite des Gurtes ab.
Die Fakten: Das Schrittmaß bei mehrlagigen Verbindungen hängt von der Festigkeit der einzelnen Gewebelagen ab, von nichts anderem.
Die Fiktion: Die Verbesserung der Abriebfestigkeit durch Erhöhung der Belagsspezifikation ist der beste Weg, um vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden.
Die Fakten: Die Fähigkeit von Gummi, dem Oberflächenverschleiß zu widerstehen, ist nicht allein auf seine Abriebfestigkeit zurückzuführen. Die Verschleißfestigkeit ist eine Kombination aus der Gesamtfestigkeit, der Abriebfestigkeit und, was sehr wichtig ist, der Beständigkeit gegen Schnitt- und Rissausbreitung.
Eine Erhöhung der Abdeckungsspezifikation mag als logische Lösung für den schnellen Verschleiß erscheinen, ist aber nicht unbedingt die Lösung. Die DIN Y (ISO 14890 L) eines Herstellers, die für normale Betriebsbedingungen verwendet wird, kann oft haltbarer und verschleißfester sein als die höhere Spezifikation DIN X (ISO 14890 H) oder sogar DIN W (ISO 14890 D) eines anderen Herstellers, die in der Regel für Anwendungen mit höherer Beanspruchung reserviert sind. In Labortests werden regelmäßig Fälle aufgedeckt, in denen Fördergurte, die als DIN X oder DIN W bezeichnet werden, nicht einmal die DIN Y-Norm erreichen. Wie bei allen Formen von Abdeckungsschäden liegt die Antwort in der Qualität des Gummis.
Die Fiktion: Förderbänder können feuerfest gemacht werden.
Die Fakten: Das stimmt nicht. Fördergurte aus Gummi können nie völlig feuerfest sein. Gummi ist brennbar, und die Innengewebe aus Polyester und Nylon sind praktisch nicht feuerbeständig. Folglich werden alle Gurte durch Feuer beschädigt/zerstört. Gummigurte können jedoch mit einem unterschiedlichen Grad an Feuerbeständigkeit hergestellt werden.
Die Feuerbeständigkeit wird erreicht, indem der Gummimischung während des Mischvorgangs spezielle Chemikalien und Additive zugesetzt werden. Nach der Vulkanisierung setzt das entzündete Gummi Gase frei, die das Feuer effektiv ersticken (selbst löschen), indem sie den Flammen den Sauerstoff entziehen.
Die Fiktion: Wiederkehrende Verbindungsfehler sind oft ein Zeichen für unzureichende Zugfestigkeit.
Die Fakten: Mangelnde Gurtfestigkeit kann eine Ursache sein, ist es aber selten. Ein wiederholtes Versagen der Verbindungsstellen wird in der Regel entweder durch eine schlechte Haftung zwischen den Lagen, eine Kalt- statt einer Heißverbindung und/oder schlechte Materialien oder Verarbeitung verursacht. Eine Erhöhung der Zugfestigkeit kann die Zuverlässigkeit eher verringern als verbessern. Die stärkste und zuverlässigste Spleißmethode ist der Fingerspleiß.
Die Fiktion: Geformte Gurtkanten sind besser als versiegelte Kanten.
Die Fakten: Vor Jahren waren vollständig geformte Kanten der Standard, da Baumwolle als Verstärkungsgewebe in mehrlagigen Gurten verwendet wurde. Eine geformte Kante verhinderte daher, dass Feuchtigkeit in das Baumwollgewebe eindrang und es zum Verrotten brachte. Seit der Einführung von synthetischen Geweben aus Polyester und Polyamid besteht dieses Problem jedoch nicht mehr. Entgegen der landläufigen Meinung bieten geformte Kanten keinen strukturellen Vorteil und können beschädigt werden, wenn der Gurt aus irgendeinem Grund aus der Spur gerät.
Hersteller wie Fenner Dunlop in den Niederlanden erzeugen automatisch versiegelte Kanten während des Schneidens auf Breite, indem sie spezielle Schneidmesser verwenden, die mit extrem hoher Geschwindigkeit rotieren. Durch die entstehende Reibungshitze schmelzen die Karkassenfasern und ein kleiner Teil des Gummis an der Kante des Gurtes, wodurch eine sehr effektive Versiegelung entsteht. Die Angabe von geformten Kanten, wenn dies nicht unbedingt erforderlich ist, bedeutet in der Regel, dass ein Gurt als Sonderanfertigung und nicht ab Lager geliefert werden muss, was den Preis und die Lieferfrist erhöht.
Die Fiktion: Das CE-Zeichen bedeutet, dass ein Förderband von guter Qualität ist.
Die Fakten: Die CE-Kennzeichnung gilt nicht für Fördergurte, da diese keine Produktkategorie sind, die spezifischen Richtlinien unterliegt, die eine CE-Kennzeichnung vorschreiben. Die Buchstaben „CE“ sind eine Abkürzung des französischen Ausdrucks „Conformité Européene“, was „Europäische Konformität“ bedeutet.
Ein fast identisches Zeichen wird von chinesischen Gurtherstellern verwendet, so dass potenzielle Benutzer fälschlicherweise glauben, es stehe für europäische Konformität. In Wirklichkeit steht es für „China Export“, was bedeutet, dass das Produkt in China hergestellt wurde.
Die Fiktion: Ozon- und UV-Beständigkeit sind nicht unbedingt erforderlich, es sei denn, es handelt sich um hoch gelegene oder sonnige Standorte.
Die Fakten: Entgegen der landläufigen Meinung sind die durch Ozon (O3) und ultraviolettes Licht (UV) verursachten Schäden nicht auf große Höhen oder sonnige Klimazonen beschränkt. Bodennahes, „schädliches“ Ozon entsteht durch die Photolyse von Stickstoffdioxid (NO2) aus Autoabgasen und Industrieabgasen. Diese Reaktion wird als Ozonolyse bezeichnet.
Winzige Spuren von Ozon in der Luft greifen die Molekularstruktur von Gummi an. Es erhöht den Säuregehalt von Rußoberflächen, wobei Naturkautschuk, Polybutadien, Styrol-Butadien-Kautschuk und Nitrilkautschuk am empfindlichsten auf die Zersetzung reagieren. Die ersten Anzeichen sind Risse, die auf der Oberfläche des Kautschuks entstehen. Weitere Angriffe erfolgen im Inneren der frisch freigelegten Risse, die immer weiter wachsen, bis sie einen „Kreislauf“ schließen und das Produkt sich löst oder versagt.
Ultraviolettes Licht aus dem Sonnenlicht und aus Leuchtstoffröhren hat ebenfalls eine sehr schädliche Wirkung, da es den Verschleiß von Gummi beschleunigt, indem es photochemische Reaktionen hervorruft, die die Oxidation der Gummioberfläche fördern, was zu einem Verlust der mechanischen Festigkeit führt. Dies wird als „UV-Zersetzung“ bezeichnet. Schäden durch Ozon und UV-Strahlung lassen sich ganz einfach durch die Zugabe von Antioxidantien zur Gummimischung verhindern. Trotzdem versagen etwa 90 % der Gurte innerhalb von nur 6 bis 8 Stunden nach dem 96-Stunden-Test nach EN ISO 1431. Der Grund dafür ist, dass die meisten Hersteller die benötigten Antioxidantien als vermeidbare Kosten ansehen.
Fazit
Alle Irrtümer über Förderbänder aufzuzählen, ist kaum möglich, weil es so viele gibt. Allerdings wurde versucht, auf die häufigsten Irrtümer einzugehen. Im Zweifelsfall ist es immer eine gute Idee, direkt mit einem der Hersteller zu sprechen, der dafür bekannt ist, vertrauenswürdige Qualität zu produzieren.
