Stahlkord-Gummiförderband: Mischung, Deckschichtqualität und Haftung

Stahlseilförderbänder versagen selten aufgrund zu schwachen Stahls. Ihr Versagen liegt vielmehr an der ungeeigneten Gummiummantelung. Theoretisch können sowohl ein Gewebe- als auch ein Stahlseilförderband die gleiche Tragfähigkeit erreichen. Die Gummimischung, die ein messingbeschichtetes Seil greifen, einer Umdrehung von 1800 mm bei 4,5 m/s standhalten und sich dennoch unter einem Abstreifer sauber ablösen muss, ist jedoch eine ganz andere. Sie erfordert andere Inhaltsstoffe, eine andere Aushärtungskinetik und ein deutlich engeres Verarbeitungsfenster.

Genau hier liegt der Ursprung der meisten Kaufstreitigkeiten. Ein Käufer vergleicht zwei Datenblätter, sieht auf beiden Deckschichten DIN Y und auf beiden Kordschichten 1.600 N/mm und nimmt an, die Förderbänder seien gleichwertig. Das sind sie aber nicht. Die Deckschichtklasse gibt an, welchen Belastungen das Gummi an der Oberfläche standhält; sie sagt nichts darüber aus, ob die Zwischenschicht zwischen den Kordschichten nach 40.000 Betriebsstunden noch tragfähig ist. An einer Kohleförderanlage mit einer Kapazität von 1.200 t/h entnahmen wir nach neun Monaten eine Probe und stellten fest, dass der Schälwiderstand zwischen Kordschicht und Gummi von 15 N/mm auf 6 N/mm gesunken war, während alle Deckschichtprüfungen weiterhin die Spezifikationen erfüllten. Das Förderband sah von außen betrachtet in gutem Zustand aus und stand kurz vor einem Riss an der Verbindungsstelle.

Senden Sie uns Ihre Anforderungen hinsichtlich Beanspruchung, Korngröße und Deckkraft – Sie erhalten eine Empfehlung für eine passende Mischung und ein Datenblatt.

Die drei Variablen, die die Lebensdauer maßgeblich bestimmen, sind das Polymersystem im Kernmaterial, das Haftmittel, das den Gummi mit der Messingbeschichtung verbindet, und die Deckschichtqualität, die unter Berücksichtigung der realen Abrieb- und Temperaturbedingungen vor Ort ausgewählt wird. Alle weiteren Angaben im Datenblatt beziehen sich auf diese drei Faktoren. Dieser Artikel erläutert, wie jeder einzelne Faktor spezifiziert wird, wo die Wechselwirkungen stattfinden und welche Auswirkungen dies hat.Hersteller von FörderbändernDie Eigenschaften des Förderbandes können sich nach dem Aushärten ändern und auch nicht mehr. Wenn Sie schwere Erze oder lange Förderbandsysteme betreiben, gilt dieselbe Logik.industrielles FörderbandBei der Auswahl empfiehlt es sich, den Abschnitt über die Verbindungen vor dem Abschnitt über die Schnüre zu lesen.

Eine wichtige Vorbemerkung: Die Entwicklung von Compounds ist keine Checklistenarbeit. Zwei Walzwerke können nominell dasselbe Polymer, dasselbe Kobaltsalz und dieselbe Messingbeschichtungsdicke verwenden und dennoch um 40 % abweichende Schälfestigkeiten erzielen, da Mischtemperatur, Entleerungszeit und Aushärtungszustand beim Pressen das Ergebnis stärker beeinflussen als die Rezeptur selbst. Betrachten Sie die unten stehenden Werte als Zielwerte, die durch Tests überprüft werden müssen, nicht als Garantien.

01Warum eine Stahlkord-Karkasse nicht mit einem Gewebegurt-Mix kompatibel ist

Zunächst einmal ist es wichtig zu verstehen, dass ein Stahlseilgürtel ein Verbundwerkstoff ist, der durch Verklebung und nicht durch Gewebe zusammengehalten wird. Bei einem Gewebegürtel tragen die Kett- und Schussfäden die Zugkraft, und der Gummi schützt sie größtenteils. Bei einem Stahlseilgürtel hingegen sind die Zugelemente einzelne, nicht gekrümmte Drähte, die ohne jegliche Krümmung verlaufen und keine Last tragen, es sei denn, der Gummi umschließt sie über ihre gesamte Länge. Die Lastübertragung erfolgt ausschließlich an der Grenzfläche. Geht diese Grenzfläche verloren, verliert der Gürtel nicht nur ein wenig an Festigkeit, sondern praktisch seine gesamte Festigkeit.

Das verändert die Anforderungen an die Dichtmasse. Eine Gewebe-Deckmasse ist für das Eindringen in das Gewebe und das Halten der Fäden im richtigen Abstand optimiert. Eine Stahlkordkern-Deckmasse, oft auch als Deck- oder Polstermasse bezeichnet, muss hingegen höhere Anforderungen erfüllen. Sie muss zwischen nur wenige Millimeter voneinander entfernten Korden fließen, eine glatte Messingoberfläche benetzen, die kaum mechanische Haftung bietet, zu einer steifen, aber nicht spröden Matrix aushärten, die der Kordbewegung bei wiederholtem Biegen widersteht, und den Alterungseffekten von Hitze und Sauerstoff, die von der Deckseite eindringen, widerstehen.

Die Steifigkeit ist wichtiger als man denkt. Bei einer Riementeilung von 12 mm und einer Zwischenlage von 4,5 mm Gummi wandern die Riemen, wenn der Gummi zu weich ist. Dies äußert sich in einem welligen Riemenrand, ungleichmäßiger Spannung und schließlich in einem Riemenriss in der Riemenscheibe. Der Gummi muss außerdem ausreichend steif sein, um ein Einknicken des Riemens zwischen Riemenscheibe und Riemenscheibe zu verhindern. Genau das verursacht nämlich den typischen Längsriss oberhalb der Riemenscheibe nach einer Riemenklemme.

Dann stellt sich die Frage nach dem Laufmittel des Riemens. Stahlseilriemen laufen typischerweise auf Rollen mit großem Durchmesser und hohem Umschlingungswinkel. Das bedeutet, dass die Kernmischung pro Umschlingung einer deutlich höheren Biegebeanspruchung ausgesetzt ist als ein Geweberiemen derselben Festigkeitsklasse. Jeder dieser Biegezyklen erzeugt eine Zwischenlagenscherung zwischen den Kordfasern und dem umgebenden Gummi. Eine Mischung mit hoher Hysterese überhitzt unter dieser Scherung, und die Hitze beschleunigt die Alterung, die die Haftung beeinträchtigt.

Daher geben wir Käufern eine einfache praktische Regel mit auf den Weg: Akzeptieren Sie niemals ein Angebot, das nur eine einzige Materialmischung für den gesamten Riemen vorsieht. Stahlseilkonstruktionen erfordern immer mindestens zwei verschiedene Rezepturen, und bei feuerfesten oder hochtemperaturbeständigen Anwendungen sind drei oder vier notwendig.Lieferant von FörderbändernWer Ihnen die Kern- und Deckschichtmischung nicht separat nennen kann, hat entweder nicht beim Hersteller nachgefragt oder wird den Herstellungsprozess nicht kontrollieren. Verlangen Sie beide Rezepturen schriftlich und lassen Sie sich anschließend die Ergebnisse des Schältests zeigen, die die Kompatibilität der beiden Komponenten belegen.

Es gibt auch einen wirtschaftlichen Grund für die Trennung. Die Kernmischung ist teuer. Sie enthält Haftvermittler, Kobaltsalz und oft einen höheren Anteil an hochwertigem Polymer, weshalb das Walzwerk ein starkes Interesse daran hat, sie zu verdünnen. Wenn Sie ein Angebot für ein 1800 mm breites ST 1600-Band sehen, das 15 % unter dem Marktpreis liegt, sollten Sie nicht zuerst die Kordzahl, sondern die Dicke des Abstreifbandes und die Zusammensetzung der Kernmischung überprüfen.

02Polymerwahl und Aushärtungsfenster in der Kernmischung

Die meisten Stahlkordkernmischungen basieren auf Naturkautschuk, der üblicherweise mit einem geringeren Anteil an SBR oder Butadienkautschuk gemischt wird, um die Vulkanisationsgeschwindigkeit und die Klebrigkeit zu steuern. Naturkautschuk verleiht dem Band die nötige Festigkeit vor der Vulkanisation, da die Kordfäden während des Plattenaufbaus fixiert werden müssen. Außerdem sorgt er für die Reißfestigkeit, die ein Herausreißen der Kordfäden aus der Matrix unter Belastung verhindert. SBR verbessert die Alterungsbeständigkeit und reduziert die Vulkanisationsrückbildung. Ein zu hoher Anteil kann jedoch zu Verlusten an Klebrigkeit und Reißfestigkeit führen. Das Mischungsverhältnis ist der mit Abstand wichtigste Faktor in der Rezeptur.

Die Mischung steuert im Wesentlichen das Vulkanisationsfenster. Das Material muss flach vulkanisieren, d. h. es muss die volle Vernetzungsdichte erreichen, ohne zu überhärten. Denn ein Stahlkordband ist dick, und die Korden leiten keine Wärme. Die Wärme muss sich durch den Gummi bis zum Kern ausbreiten. Ein 20 mm dickes Band auf einer Plattenpresse benötigt über 40 Minuten, um die mittlere Kordzone auf Vulkanisationstemperatur zu bringen. Bis dahin war die Deckschicht die gesamte Zeit über heiß. Ist das Vulkanisationssystem fehlerhaft, überhärtet die Oberfläche, während der Kern unterhärtet. Dies ist die Ursache für mehr Haftungsprobleme als jeder Rezepturfehler.

Vor Ort zeigt sich eine übervulkanisierte Deckschicht als harte, glänzende Oberfläche, die den Aufprall des Stückguts nicht mehr abfedert und ein feines Mosaikmuster mit Rissen aufweist. Ein untervulkanisierter Kern äußert sich durch Stränge, die sich nach dem Spleißen mit einem Messer aus dem Band lösen lassen, oder durch den stechenden Geruch von nicht vulkanisiertem Gummi beim Öffnen eines Schnittabschnitts. Beides sind Pressfehler, keine Materialfehler, und beide sind innerhalb des ersten Monats sichtbar.

Die Temperaturbeständigkeit ist der zweite entscheidende Faktor bei der Polymerwahl. Eine Standardkernmischung auf Basis von Naturkautschuk ist bis zu einer Bandoberflächentemperatur von etwa 60 °C im Dauerbetrieb geeignet. Darüber hinaus erweicht die Naturkautschukmatrix, der Haftwert sinkt und das Band dehnt sich unter Last schneller, als es die Dehnungskurve vorhersagt. Bei Heißklinker- oder Sinterbeschickung wird der Kern auf eine EPDM- oder chlorierte Polymerbasis umgestellt und die Haftung entsprechend angepasst, da sich das Kobaltsystem, das mit Naturkautschuk zusammenwirkt, in einem gesättigten Polymer anders verhält.

Zwei Punkte sind in dieser Tabelle besonders hervorzuheben. Erstens: Die Dosierung des Haftvermittlers ist begrenzt; mehr ist nicht immer besser. Zweitens: Füllstoffmenge und Haftvermittler wirken in entgegengesetzte Richtungen. Genau deshalb muss die Kernmischung als System konzipiert und getestet werden.

03Messingbeschichtung und die Haftchemie, die das Seil tatsächlich hält

Stahlseil verbindet sich nicht durch mechanische Haftung mit Gummi. Der Draht wird gezogen und anschließend mit einer dünnen Messingschicht (typischerweise 0,20 bis 0,35 µm dick) galvanisiert, deren Kupfer-Zink-Verhältnis zwischen 60:40 und 70:30 liegt. Während der Aushärtung reagiert der Schwefel aus der Verbindung an der Messingoberfläche und bildet einen Kupfersulfidfilm, der chemisch sowohl mit dem Metall als auch mit dem vernetzten Gummi verbunden ist. Diese Verbindung ist eine wenige Nanometer tiefe chemische Brücke, deren Eigenschaften vollständig vom Kupfer-Zink-Verhältnis, der Schichtdicke und der Menge an Schwefel abhängen, die innerhalb des richtigen Zeitfensters die Grenzfläche erreicht.

Aus diesem Grund können Kord und Mischung nicht unabhängig voneinander spezifiziert werden. Ändert sich das Beschichtungsverhältnis, ändert sich auch die Vulkanisationskinetik der Mischung. Eine 67:33-Beschichtung, die bei 145 °C hervorragend auf einem semi-EV-Naturkautschuksystem haftet, kann auf einem schwefelarmen System schlecht haften, da nicht genügend Schwefel vor der Gelierung der Matrix an die Grenzfläche diffundiert. Die Gelierung der Matrix ist der entscheidende Faktor. Sobald der Kautschuk um den Kord ausreichend vernetzt ist, sinkt die Schwefelmobilität, und eventuell noch nicht gebildetes Kupfersulfid kann sich nicht mehr bilden.

Die Schichtdicke der Beschichtung wirkt sich analog aus. Unterhalb von etwa 0,15 µm ist die Messingschicht zu dünn, um die Reaktion aufrechtzuerhalten, und die Verbindung ist von Anfang an schwach. Oberhalb von etwa 0,40 µm bildet die Beschichtung selbst eine duktile Schicht und verformt sich bei wiederholter Biegung anders als der darunterliegende Draht. Diese unterschiedliche Verformung ist einer der Gründe für die korrosionsbedingten Ausfälle, die wir bei Feuchtkohleleitungen beobachten. In einem Fall verlor ein Küstenkohleterminal nach etwa 18 Monaten immer wieder die Haftung der Kordseile auf einem ST-1000-Förderband, das gewaschene Kohle mit 8 % Oberflächenfeuchte transportierte. Die Beschichtung war 0,45 µm dick. Eine Reduzierung der Beschichtungsdicke auf 0,28 µm mit demselben Material verdoppelte die Zeit bis zum ersten Ablösen der Beschichtung nahezu.

Wasser ist in all dem die unsichtbare Variable. Selbst eine perfekt ausgebildete Verbindung verschlechtert sich, wenn Feuchtigkeit an die Messingoberfläche gelangt, da der Sulfidfilm hydrolysiert und die Grenzfläche sich in ein nicht haftendes Oxid umwandelt. Deshalb muss eine Spachtelmasse absolut undurchlässig sein, und deshalb ist eine dünne Schicht mit einer unzureichend vulkanisierten Grenzfläche so gefährlich. Wasser sucht sich den Weg des geringsten Widerstands, und dieser Weg ist in der Regel die Kordebene.

Wenn Sie mit einem Hersteller über einen einzigen Wert diskutieren möchten, dann argumentieren Sie mit dem Schältest der Kord-Gummi-Verbindung. Bei der Standardmethode werden einzelne Kordfäden mit kontrollierter Geschwindigkeit aus einer vulkanisierten Probe herausgezogen und die Kraft pro Längeneinheit der Einbettung gemessen. Bei hochbelastbaren ST-Riemen suchen wir nach Werten, die auch nach Alterung über 12 N/mm liegen, und wir wünschen uns, dass die Bruchfläche Gummireste am Draht aufweist und nicht eine saubere Messingoberfläche. Ein sauberer Draht bedeutet, dass die Verbindung nachgelassen hat; zurückgebliebener Gummi bedeutet, dass der Gummi selbst gerissen ist – der gewünschte Versagensmodus, da er beweist, dass die Verbindung gehalten hat.

04Auswahl der Deckschichtklasse unter Berücksichtigung von Abrieb, Stößen und Temperatur

Die Deckschichtklasse ist der Teil der Spezifikation, den Käufer zuerst lesen und am wenigsten verstehen. Die Buchstaben und Zahlen stammen aus verschiedenen Normen, die sich nicht eindeutig zuordnen lassen. DIN 22131 regelt Stahlseilbänder für allgemeine Förderanwendungen und klassifiziert die Deckschicht nach Abriebfestigkeit und Zugfestigkeit. ISO 15236 regelt Stahlseilbänder für allgemeine Anwendungen und verwendet eine ähnliche, aber nicht identische Klassifizierung. Für den Gummi selbst definiert DIN 22102 die Deckschichtklassen und ISO 4649 die Messung der Abriebfestigkeit. RMA-Klassifizierungen haben einen ganz anderen Ursprung und werden in Nordamerika häufig im Zuschlagstoff- und Bergbau eingesetzt.

Die Verwechslung ist problematisch, da ein als DIN Y und ein als RMA Grade II gekennzeichneter Riemen im Einsatz nicht austauschbar sind, obwohl beide als abriebfest beworben werden. Der Abriebverlust wird in Kubikmillimetern Gummi gemessen, die unter definierter Last und mit einem Schleifpapier von einer Standardprobe abgetragen werden. Je niedriger der Wert, desto besser. Was diese Zahl jedoch nicht aussagt, ist das Verhalten der Gummimischung bei Stößen, Hitze oder in Gegenwart von Öl. Genau diese Bedingungen entscheiden aber in der Praxis über die Lebensdauer.

Bei Stößen ist die Abriebfestigkeit oft irreführend. Eine sehr harte, hoch abriebfeste Deckschicht kann spröde sein, und ein 300 mm großes Erzstück, das mit 6 m/s aus einer Förderrinne fällt, kann sie durchschneiden und einreißen. An stark beanspruchten Übergabestellen nehmen wir daher häufig einen etwas höheren Abriebverlust in Kauf, um eine deutlich bessere Schnitt- und Reißfestigkeit zu erzielen. Zusätzlich verwenden wir eine dickere Deckschicht und gegebenenfalls eine separate Polsterschicht. Solche Abwägungen werden im Datenblatt nicht berücksichtigt.

Beachten Sie, dass weder DIN noch RMA eine Klassifizierung für Ölbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit oder Tieftemperaturflexibilität vorsehen. Es handelt sich dabei um separate Materialgruppen. Wenn Ihr Förderband beispielsweise unter einem Brecher mit Hydrauliköl in Berührung kommt oder im Winter bei -25 °C im Freien läuft, fällt es nicht unter die Klassifizierung und muss direkt anhand der jeweiligen Bedingungen ausgewählt werden. Wir haben dazu bereits einen separaten Artikel verfasst.ölbeständiges FörderbandVerbindungen und etwaabriebfestes FörderbandKonstruktionen, da diese Bedingungen eine gesonderte Betrachtung erfordern. Hitze bildet eine dritte separate Kategorie, und ein Bandschlacke mit einer Temperatur von 110 °C wird über die Wärmeklasse und nicht über die Abriebklasse spezifiziert.

Die Kraftübertragung ist wiederum ein ganz anderes Gebiet der Kautschuktechnik, und zwar einHersteller von AntriebsriemenDie Regeln für Antriebs- und Förderbänder lassen sich nicht auf Förderabdeckungen übertragen. Da diese Bänder auf gezahnten oder gerillten Riemenscheiben laufen, ist ihre limitierende Eigenschaft in der Regel die Wärmeentwicklung an Flanke oder Zahn, nicht der Gleitverschleiß am Fördergut. Die Vermischung der beiden Spezifikationssprachen führt häufig zu Unzufriedenheit auf beiden Projektseiten. Trennen Sie Antriebs- und Förderbänder in separaten Abschnitten derselben Anfrage und lassen Sie den Lieferanten die jeweiligen Anforderungen separat beantworten.

Noch ein letzter Punkt zu den Deckschichten, bevor wir das Thema abschließen. Die Dicke der Deckschicht ist kein Ersatz für deren Qualität. Eine Verdopplung der Deckschichtdicke bei einer minderwertigen Mischung bringt vielleicht 30 % mehr Lebensdauer, erhöht aber auch Masse, Gewicht auf den Riemenscheiben und Kosten. Die Verbesserung der Mischung und der Haftung darunter bringt in der Regel ein Vielfaches.

05Vier Gründe für das Versagen der Haftung und wie sich diese jeweils vor Ort äußern.

Wenn ein Stahlseilförderband reißt, lässt sich die Ursache fast immer auf einen von vier Mechanismen zurückführen. Diese ähneln sich von außen, unterscheiden sich aber im Schnittbereich deutlich. Daher muss die Diagnose anhand einer physischen Probe und nicht anhand eines Fotos eines gerissenen Förderbandes erfolgen. Die korrekte Bestimmung des Mechanismus entscheidet darüber, ob ein neues Förderband, eine andere Materialzusammensetzung oder lediglich eine Reparatur des Pressvorgangs erforderlich ist.

Alterung und Rückbildung der Kernverbindung

Der häufigste Mechanismus ist die langsame chemische Alterung. Wärme und Sauerstoff, die die Kordebene erreichen, reduzieren allmählich die Vernetzungsdichte und zersetzen die Grenzflächen-Sulfidschicht. Die Schälfestigkeit sinkt innerhalb weniger Monate von 15 N/mm auf 5 N/mm, und das Förderband läuft weiter, da die verbleibende Bindung für die normale Spannung noch ausreicht. Dann führt eine Blockierung, eine blockierte Rolle oder eine Verstopfung der Förderrinne zu einer kurzzeitigen Überlastung der Kordstränge. Die geschwächte Grenzfläche kann diese nicht mehr verteilen, und ein langes Stück der Deckschicht löst sich vom Karkassenkörper. An den Schnittflächen ist die Kordzone weich und leicht fettig, und die Drähte weisen einen rotbraunen Oxidfilm auf.

Dieses Muster war deutlich an einem Kalksteinförderband zu beobachten, das 24 Stunden am Tag bei einer Oberflächentemperatur von 90 °C lief. Das Band war zwar auf dem Papier hitzebeständig, die Kernmischung basierte jedoch auf einem herkömmlichen Naturkautschuksystem mit nur geringfügiger Alterungsbeständigkeit. Die Schälfestigkeit lag nach 14 Monaten bei 6,5 N/mm und war rückläufig. Das Ersatzband verwendete denselben Kord und einen EPDM-basierten Kern, verursachte aber rund 18 % höhere Stückkosten. Auch nach 30 Monaten lagen die Schälfestigkeitswerte noch über 11 N/mm.

Feuchtigkeitseintritt entlang der Kordelebene

Der zweite Mechanismus ist Wasser. Sobald Feuchtigkeit die Messingoberfläche erreicht, hydrolysiert sie den Sulfidfilm, wandelt ihn in ein nicht haftendes Oxid um und die Verbindung ist dauerhaft gelöst. Wasser dringt durch einen Schnitt, eine beschädigte Verbindung, eine abgenutzte Ummantelung am Rand oder durch eine poröse, nicht vollständig ausgehärtete Grenzfläche zwischen Ummantelung und Kern ein. Typisch sind längs verlaufende Rostflecken und schwarze Oxidpaste im Inneren des Riemens, die sich oft weit über die sichtbaren Schäden an der Oberfläche hinaus erstrecken.

Bei Nässe macht sich das bemerkbar, und das erklärt, warum einGummiförderbandDie für eine Trockengrube vorgesehenen Spezifikationen unterscheiden sich von denen für eine Produktionslinie mit gewaschenen Produkten, selbst wenn die Fasern identisch sind. Erkundigen Sie sich daher genau, wie das Werk die Feuchtigkeit vor dem Bau kontrolliert. Fasern, die in einem feuchten Lagerhaus gelagert wurden, oder Platten, die nach einer kalten Nacht gepresst wurden, weisen an den Kontaktflächen Kondenswasser auf, das die Presse nicht entfernen kann.

Mechanische Ermüdung und Strangwanderung

Der dritte Mechanismus ist mechanischer, nicht chemischer Natur. Kleine Riemenscheibendurchmesser, hohe Umschlingungswinkel und häufige Anläufe erzeugen Zwischenlagenscherungen in der Kordzone. Ist die Kernmischung zu weich, wandern die Korden seitlich, die Kordebene verformt sich und die Spannung konzentriert sich an den äußeren Korden. Das sichtbare Ergebnis ist ein unrunder Lauf des Förderbandes, der zunächst einen welligen Rand aufweist und dann direkt über einer äußeren Korde einen Längsriss entwickelt. An einem 1400 mm breiten ST-1250-Förderband an einer Übergabestation maßen wir eine seitliche Kordverschiebung von 6 mm auf einer Förderbandlänge von 220 m bei einer Mischung, deren Härte 12 % unter dem Sollwert lag. Der Austausch des Förderbandes gegen die korrekte Mischung beseitigte das Laufproblem innerhalb einer Woche vollständig.

Auch Stoßschäden gehören in diese Kategorie. Ein spitzer Gegenstand, der auf den Riemen trifft, komprimiert die Deckschicht und den Kern. Ist die Gummimischung reißfest, kann der Kord durch das angrenzende Gummi gedrückt werden und einen Riss verursachen, der sich entlang der Kordachse ausbreitet. Deshalb benötigen stark beanspruchte Stellen sowohl eine dickere Deckschicht als auch eine Gummimischung mit hoher Reißfestigkeit, nicht nur einen niedrigen Abriebwert.

Press- und Prozessfehler, die Materialfehler imitieren

Der vierte Mechanismus ist kein Fehler des Bandes im Betrieb, sondern ein Fehler im Presszyklus, der erst später sichtbar wird. Unzureichender Plattendruck führt zu Porosität in der Strangzone. Eine zu kalte Platte an einem Ende einer langen Presse verursacht einen Gradienten des Aushärtungszustands über die Bandbreite. Eine Presse, die zu früh öffnet, lässt die mittlere Strangzone unterhärtet, obwohl die Oberfläche bei einer Härteprüfung korrekte Werte anzeigt. All dies äußert sich in ungleichmäßigen, unvorhersehbaren Schälwerten, die sich durch keine Rezepturänderung beheben lassen.

Dies ist das praktische Argument für ein Lieferantenaudit vor einer Großbestellung, und wir haben den Auditrahmen in unseren Hinweisen zur Überprüfung von Lieferanten behandelt.Großhandel FörderbänderProgramm. Eine Walzanlage mit kalibrierter Presse, einem Messgerät für Plattentemperatur und -druck sowie einem schriftlich festgelegten Aushärtungszyklus für jede Banddicke ist einer Walzanlage mit besserer Rezeptur, aber ohne Prozesskontrolle stets überlegen. Wenn Sie eine potenzielle Walzanlage besuchenFörderbandfabrikBitten Sie darum, die letzten drei Pressprotokolle für ein Band Ihrer Dicke einzusehen und fragen Sie nach der gemessenen Abweichung über die Walzenplatte.

Es empfiehlt sich, von jedem Riemen bei der ersten Lieferung eine Probe abzuschneiden und diese mit dem Produktionsdatum versehen an einem dunklen, trockenen Ort aufzubewahren. Sollte vier Jahre später ein Riemen ausfallen, hat man so einen Vergleichswert, der in der Regel die Frage klärt, ob der Riemen falsch geliefert wurde oder außerhalb seiner Nennleistung betrieben wurde.

06Kernmasse und Deckmasse sind zwei unterschiedliche Aufgaben

Käufer gehen oft fälschlicherweise davon aus, dass der Riemen aus einem einzigen Gummi mit einem Muster besteht. Tatsächlich sind Kern und Deckschicht jedoch für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt, und die Tatsache, dass sie zusammengepresst werden, ändert nichts daran, dass sie nicht aus demselben Material bestehen. Der Kern muss maximale Haftung auf Messing, hohe Steifigkeit zur Fixierung der Saiten in der richtigen Tonhöhe, geringe Wärmeentwicklung beim Biegen und langfristige Beständigkeit gegen Alterung von innen gewährleisten. Die Deckschicht hingegen muss abriebfest, schnitt- und reißfest sein, einen geringen Rollwiderstand aufweisen und selbst beständig gegen Alterung durch Sonnenlicht, Ozon und Materialtemperatur von außen sein.

Da die Anforderungen unterschiedlich sind, werden die beiden Komponenten als Schicht ausgehärtet. Die Deckschicht wird auf den Kern aufgetragen, beide härten im selben Pressvorgang aus, und ihre Aushärtungssysteme müssen aufeinander abgestimmt sein, damit beide im selben Zyklus ihren Zielzustand erreichen. Härtet die Deckschicht deutlich schneller aus als der Kern, entsteht an der Grenzfläche eine Schwachstelle. Diese Schwachstelle ist ein häufiger Eintrittspunkt für Wasser und von außen nicht sichtbar.

Diese Anforderung an die Aushärtung ist auch der Grund, warum der Wechsel der Deckschichtqualität nicht einfach ist. Die Umstellung eines Förderbandes von DIN Y auf eine feuerbeständige Deckschicht ändert die gesamte Deckschichtmischung, und die Kernmischung muss in der Regel entsprechend angepasst werden, um ein gleichbleibendes Haftungs- und Aushärtungsverhalten zu gewährleisten.FörderbandverteilerWer die Deckschichtqualität als kostenlose Option auf einem Bestellformular angibt, riskiert zukünftige Probleme. Beide Angaben müssen zusammen aufgeführt werden, und die Mühle sollte die Aushärtungskompatibilität im Datenblatt angeben können.

Ein damit zusammenhängender Punkt betrifft die Bandbreite und die Kantenverstärkung. Die Kante eines Stahlseilgürtels ist der Bereich, in dem die äußeren Seile am nächsten an der Oberfläche anliegen und wo die meisten Beschädigungen entstehen. Viele Konstruktionen verwenden eine spezielle Kantenverstärkung mit höherer Reißfestigkeit und manchmal einen verstärkten Kantenstreifen. Wenn Sie über einenKeilriemenherstellerBei Anbietern von Flachbändern sollten Sie nachfragen, ob für die Stahlseilbänder ein separates Kantenprofil verwendet wird oder ob das Band aus einer breiteren Platte ohne Kantenschutz zugeschnitten wird. Der Unterschied zeigt sich erst im zweiten und dritten Einsatzjahr, und bis dahin ist die Bestellung längst abgeschlossen.

07Wo sich Stahlseil- und Gewebekarkassenmaterialien unterscheiden

Gewebe- und Stahlkordriemen werden oft im selben Datenblatt aufgeführt und in denselben Spalten verglichen – ein Fehler. Die beiden Karkassenarten stellen unterschiedliche Anforderungen an den Gummi, und die Unterschiede in der Gummimischung sind nicht rein kosmetischer Natur. Sobald man die Unterschiede versteht, kann man ein Datenblatt richtig lesen und erkennen, wenn ein Hersteller eine Geweberiemenrezeptur als Stahlkordrezeptur tarnt.

Der größte Unterschied liegt im Kordabstand. Ein Geweberiemen besteht aus einer gewebten Lage, sodass der Gummi in einer durchgehenden Schicht mit eng beieinander liegenden Fäden liegt. Ein Stahlseilriemen hingegen hat weit auseinanderliegende Kordeln mit großem Durchmesser, die teilweise 30 mm voneinander entfernt sind, und dazwischen befindet sich eine beträchtliche Menge Gummi. Dieser Gummi ist kein Füllstoff. Er ist ein Strukturelement, das steif genug sein muss, um Scherkräften und Wärmeentwicklung zu widerstehen, gleichzeitig aber flexibel genug, um über Rollen zu laufen. Die Konstruktionsherausforderung unterscheidet sich grundlegend von der eines Geweberiemens.

Die Anforderungen an die Haftung unterscheiden sich noch stärker. Bei Textilgeweben muss der Gummi in das Gewebe eindringen und sich an der Faseroberfläche verankern. Dies ist ein mechanischer und chemischer Prozess in Verbindung mit der Textilveredelung. Stahlseile benötigen, wie bereits beschrieben, eine chemische Verbindung zu Messing. Die Additivpakete, die erforderliche Schwefelverfügbarkeit an der Grenzfläche und die Prüfmethoden sind unterschiedlich. Eine für die Haftung auf Textilien optimierte Verbindung bietet keine starke Haftung auf Messing und umgekehrt.

Dann kommen Steifigkeit und Hysterese ins Spiel. Stahlseilbänder sind in der Regel deutlich länger, führen über größere Achsabstände eine höhere Spannung und biegen sich aufgrund der großen Rollendurchmesser pro Längeneinheit wesentlich seltener durch. Sie vertragen jedoch keine Verbindungen, die Wärme erzeugen und speichern. Bei einem Gewebeband auf einem kurzen, schnellen Förderer mit kleinen Rollen verhält es sich genau umgekehrt; hier ist eine geringe Hysterese wichtiger. Das gleiche Optimierungsziel führt je nach Karkassentyp in unterschiedliche Richtungen.

Ein damit zusammenhängender Punkt zu Spezialkonstruktionen. ASteigungsgurt mit Stollenauf einem Stahlseilgerüst aufgebaut, oder einemSeitenwandkonstruktionDurch die Verwendung von gewellten Flanschen ist ein zweiter Aushärtungsvorgang für die Profile erforderlich. Bei diesem zweiten Aushärtungsprozess wird die Karkasse erneut erhitzt, und die Kernmischung muss ausreichend stabil sein, um dies ohne Rückbildung zu überstehen. Nicht jedes Walzwerk kann dies durchführen, und es ist ratsam, diese Frage frühzeitig zu klären, wenn Ihr Projekt sowohl hohe Zugfestigkeit als auch die Fähigkeit zu steilen Neigungen erfordert.

Die gleiche Logik gilt, wenn die Arbeitsumgebung heiß, nass oder gefährlich ist und nicht nur steil.hitzebeständiges Förderbandund einfeuerfestes FörderbandBeide benötigen eine Erneuerung des Kernmaterials sowie der Deckschicht, und eine Übergabestelle, die scharfkantiges, unebenes Aufgabematerial verarbeitet, erfordert in der Regel einestoß- und schnittfestes FörderbandSie verfügen über eine gepolsterte Konstruktion anstelle einer härteren Oberfläche. In jedem Fall muss die spezielle Eigenschaft über die gesamte Dicke erhalten bleiben, weshalb diese Riemen teurer sind als Standardriemen und ihren Preis wert sind.

Bei Anwendungen mit hoher Belastung wird üblicherweise Stahlseil an einer von vier Stellen eingesetzt, wobei jede Stelle die Masse in eine etwas andere Richtung drückt. Lange Überlandleitungen inBergbau und SteinbruchbetriebSchwerpunkt auf geringer Dehnung und gleichmäßiger Haftung. Klinker- und Ofenbeschickungsleistung in einemZementwerklegt Wert auf Hitzebeständigkeit sowohl im Deckel als auch im Kern. Schiffsentlader und Stapler inMassengutumschlag im HafenDer Schwerpunkt liegt auf Aufprall- und Kantenschutz. Bei Abfahrten mit hoher Tonnage kommt es auf kontrollierte Dehnung und Bremsverhalten an, da ein Stahlseilgurt mit 0,25 % Dehnung auf einer Länge von 3 km beim Bremsen viel Energie zurückgibt.

08Aushärtung, Prüfung und Chargenkonsistenz an der Presse

Alles bisher Geschriebene beschreibt, wie eine Mischung beschaffen sein sollte. Ob das gelieferte Band diese Mischung tatsächlich enthält, hängt von der Mischkontrolle und der Pressung ab – und genau hier sind die Unterschiede zwischen den Herstellern am größten. Eine Rezeptur ist ein Dokument; ein Band ist das Ergebnis eines Produktionsprozesses. Käufer, die nur das Dokument prüfen, erleben unangenehme Überraschungen.

Das Mischen ist der erste Schritt. Gummimischungen werden in Innenmischern mit definiertem Füllfaktor, Rotordrehzahl und Auslasstemperatur gemischt, üblicherweise in zwei Stufen. Der Beschleuniger wird in der zweiten Stufe bei einer ausreichend niedrigen Temperatur zugegeben, um ein Anbrennen zu vermeiden. Temperaturschwankungen von ± 10 °C zwischen den Chargen verändern den Vulkanisationszustand der Charge, bevor sie die Presse erreicht. Diese Schwankungen wirken sich bis zur Kordschnittstelle aus. Ein Werk, das die Auslasstemperatur pro Charge protokolliert, hat die Kontrolle. Ein Werk, das sie nur bei Auffälligkeiten protokolliert, hat sie nicht.

Dann kommt die Presse. Stahlseilbänder werden auf Plattenpressen ausgehärtet, die die Oberfläche durch die Umhüllung erhitzen, um die Seile zu erreichen. Die Seilebene erreicht die Temperatur als letzte Stelle. Druck ist ebenso wichtig wie Hitze, da das Bindemittel in die Zwischenräume der Seile fließen und eingeschlossene Luft verdrängen muss. Zu geringer Druck führt zu Porosität, also einem Hohlraumnetzwerk entlang der Seile, das sich innerhalb einer Saison mit Wasser füllt. Zu hoher Druck zu Beginn des Aushärtungsprozesses presst das Bindemittel aus der Seilzone, bevor es vollständig ausgehärtet ist, wodurch die Seile nicht vollständig umhüllt werden.

Nach dem Aushärten wird der Riemen unter Spannung abgekühlt, da er sonst ungleichmäßig schrumpft und die Kordspannung vom Rand zur Mitte hin ungleichmäßig verteilt wird. Ein Riemen mit ungleichmäßiger Kordspannung läuft schlecht und verschleißt an den Kanten. Dies ist ein Problem der Presse und der Kühlleitung, nicht der Gummimischung selbst, und auch hochwertiges Gummi kann daran nichts ändern.

Nur Prüfungen können die Qualität des Produkts bestätigen. Wir fordern bei jeder Stahlseilbestellung vier Prüfdatensätze an und vergleichen diese mit dem Vorserienmuster anstatt mit einer allgemeinen Spezifikation. Die Auszugsfestigkeit des Seils liefert die Kennzahl für die Grenzfläche. Der Abriebverlust der Deckschicht gemäß ISO 4649 liefert die Verschleißkennzahl. Zugfestigkeit und Bruchdehnung von Deckschicht und Kern geben Aufschluss über die mechanischen Eigenschaften. Ofenalterungstests, typischerweise 7 Tage bei 70 °C oder einer definierten äquivalenten Temperatur, liefern die Retentionswerte, die das Langzeitverhalten vorhersagen.

Ein Wort zur Interpretation der Streuung. Kein Walzwerk produziert identische Schälfestigkeitswerte über das gesamte Förderband, und Behauptungen in diese Richtung sind ein Warnsignal. Wichtig ist eine enge Verteilung mit einem Mindestwert über dem vereinbarten Grenzwert. Beträgt der Durchschnittswert 14 N/mm und die drei niedrigsten Werte 7 N/mm, weist das Förderband Schwachstellen auf, die zuerst versagen werden. Fragen Sie nach dem Mindestwert, nicht nach dem Durchschnittswert, und erkundigen Sie sich, wie viele Schälfestigkeiten geprüft wurden.

Das gleiche Prinzip gilt auch für die Komponenten rund um den Riemen.RolleMit einer gewölbten Oberfläche und einer glatten, korrekt profilierten Ummantelung schützt es den Kordelbereich, indem es den Gurtlauf ohne Kantenbelastung aufrecht hält. Ein richtig ausgewählterMuldenrolleDurch die richtige Einstellung des Muldenwinkels wird die Last zentriert und verhindert, dass Material auf die Rücklaufstrecke gelangt, was die meisten Kantenschäden verursacht.selbstausrichtende UmlenkrolleAn den kritischen Übergangspunkten werden die Seitenkräfte reduziert, die eine schwache Verbindung zwischen Kord und Gummi vorzeitig zum Versagen bringen. Ein Riemen mit perfekter Haftung kann durch mangelhafte Umlenkrollen dennoch innerhalb einer Saison zerstört werden, und ein Riemen mit ausreichender Haftung, der auf guten Komponenten läuft, übertrifft oft seine Nennlebensdauer.

Für Käufer, die eine komplette Förderanlage und nicht nur ein einzelnes Förderband verwalten, lohnt es sich, unsere Struktur genauer zu betrachten.FörderbandkomponentenAngebot und wie unsereQualitätssicherungDer Prozess verarbeitet Chargenprotokolle, da die hier beschriebene komplexe Diskussion erst dann relevant wird, wenn der Lieferant diese Protokolle auf Anfrage bereitstellen kann. Falls Ihre Anwendung einen zweiten Prozessschritt wie beispielsweise eine Vulkanisierung an einem entfernten Standort beinhaltet, …AußendienstDie Notizen enthalten Informationen darüber, was vor dem Einsatz der Mannschaft vorbereitet werden muss.

Zum Schluss noch ein Hinweis zu den beiden Wörtern, die oft synonym verwendet werden, es aber nicht sollten. ASynchronantriebsriemenund eine einfacheKeilriemenBeide Riemenarten verwenden Kraftübertragungsgummi, die zugrundeliegende Logik ist jedoch anders, da diese Riemen auf Zahn- oder Rillenscheiben laufen und ihre Ausfallursachen Zahnscherung und Kordmaterialermüdung anstatt Abrieb sind. Falls Ihr Projekt neben Förderriemen auch Antriebsriemen umfasst, sollten Sie die Spezifikationen getrennt halten.

Fordern Sie eine Überprüfung der Mischungs- und Deckschichtqualität für Ihr Stahlseilband an.

09Häufig gestellte Fragen

Kann eine einzige Mischung sowohl als Kern als auch als Deckschicht dieser Bänder dienen?

In der Praxis nein. Der Kern muss sich chemisch mit den messingbeschichteten Drähten verbinden und ausreichend steif sein, um die Spannung zu halten, während die Ummantelung Abrieb und Stößen von außen standhalten muss. Hersteller, die eine einzige Mischung für das gesamte Förderband anbieten, verzichten in der Regel auf die Haftungskomponente. Fragen Sie nach zwei Rezepturen und deren Aushärtungsverhalten.

Warum sagt mir die Deckkraftqualität allein nichts über die Lebensdauer eines Riemens aus?

Die Deckkraftklasse beschreibt lediglich die Verschleißoberfläche. Sie sagt nichts über die Haftung an der Kordschnittstelle, die Wärmebeständigkeit des Kerns oder die Presskontrolle hinter dem Förderband aus. Wir haben Proben von Förderbändern entnommen, die nach neun Monaten alle Deckkrafttests bestanden hatten, obwohl sich der Schälwert an der Kordebene bereits halbiert hatte.

Welchen Schalenwert sollte ich in die Kaufspezifikation aufnehmen?

Für hochbelastete Anwendungen der Klasse ST ist eine Auszugsfestigkeit des neuen Riemens von mindestens 12 N/mm erforderlich, die nach der Ofenalterung über etwa 8 N/mm liegen sollte. Außerdem muss die Bruchfläche Gummireste aufweisen, die am Draht haften. Ein sauberer Messingdraht nach dem Test bedeutet, dass die Kontaktfläche und nicht der Gummi versagt hat.

Wie gelangt Feuchtigkeit in die Kabelebene und wie kann ich das verhindern?

Es dringt durch Einschnitte in der Abdeckung, beschädigte Kanten, mangelhafte Verbindungen und poröse, nicht vollständig ausgehärtete Übergänge ein und zerstört die Verbindung chemisch, anstatt sie auszuwaschen. Vorbeugung bedeutet eine undurchlässige Spachtelmasse, einen guten Kantenschutz, die trockene Lagerung der Kabel vor dem Aufbau und die umgehende Reparatur von Abdeckungsschäden, anstatt bis zur nächsten Abschaltung zu warten.

Ist eine höhere Deckschichtdicke ein Ersatz für eine bessere Mischung?

Nein. Eine zusätzliche Deckschichtdicke bei einer mittelmäßigen Gummimischung erhöht zwar Masse, Riemenscheibenbelastung und Kosten, bietet aber nur eine um etwa 30 % längere Lebensdauer. Die Verbesserung der Haftung und der Kernmischung bringt in der Regel ein Vielfaches davon, und bei hohen Temperaturen oder Nässe ist der Unterschied noch größer, da der Verschleiß unterhalb der Deckschicht und nicht an der Oberfläche beginnt.

Was soll ich bezüglich der Lieferdokumente anfordern?

Vier Angaben: Das Ergebnis des Auszugstests mit dem Minimalwert und der Anzahl der getesteten Fäden. Der Abriebverlust im Vergleich zur angegebenen Güteklasse. Zugfestigkeit und Dehnung von Deck- und Kernmaterial. Und das Pressprotokoll für Ihre Bandseriennummer mit Angabe von Plattentemperatur und -druck während des Aushärtungsprozesses.