TY - THES

T1 - Stahlseilfördergurte mit Verbindungsstellen ohne Festigkeitsverluste

AU - Mühlbacher, Michael

N1 - gesperrt bis 03-05-2026

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Zur Förderung sehr hoher Massenströme über längere Wegstrecken werden bevorzugt Gurtförderanlagen eingesetzt, da diese ohne Personalaufwand zuverlässig, ökonomisch und wirtschaftlich arbeiten. Das wichtigste Bauteil einer Gurtförderanlage ist der Fördergurt selbst. Bei großen Fördermengen sowie langen Förderstrecken und abrasiven Materialien werden fast ausschließlich Stahlseilfördergurte eingesetzt. Bei diesem Typ werden die notwendigen Zugkräfte zur Förderung von den Stahlseilen im Gurt aufgenommen. Aufgrund der begrenzten Lieferlänge des Gurtes besitzen diese im Betrieb viele Verbindungsstellen wobei immer mindestens eine Endlosverbindung notwendig ist. Diese Verbindungsstellen sind die Schwachpunkte des Fördergurtes. Um dennoch einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, werden bei der Dimensionierung des Gurtes hohe Sicherheitsfaktoren verwendet, die den Festigkeitsverlust in der Gurtverbindung berücksichtigen sollen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Festigkeit der Gurtverbindung zu erhöhen. Somit können durch weitere Untersuchungen die Sicherheitsfaktoren verringert werden. Dies bedeutet, dass für die gleiche Anwendung, eine kleinere Gurtklasse gewählt werden kann. In der Folge können auch die anderen Anlagenteile kleiner dimensioniert werden. Der Gurt stellt mit ca. 40% der Gesamtkosten einer Anlage das kostenintensivste Bauteil dar. Es ist daher erhebliches Einsparungspotential vorhanden. Eine Erhöhung der Verbindungsfestigkeit kann erreicht werden, wenn die Zugkräfte in den Stahlseilen nicht nur über Scherkräfte des Zwischengummis übertragen werden müssen, sondern zusätzlich auch direkt von einem auf das andere Seil übertragen werden. Es wurde daher eine Seilverbindung untersucht, die flexibel aufgebaut ist und die notwendigen Kräfte übertragen kann. Diese Verbindung besteht aus einem Geflecht aus Metalldrähten oder Kohlefaser. Das Geflecht haftet über Reibung an beiden Seiloberflächen und überträgt so die Zugkräfte. Es wurde zuerst eine einzelne Seilverbindung aufgebaut, bei der verschiedenste Einflussgrößen zur Zugkraftübertragung getestet wurden. Ebenfalls wurde untersucht, ob durch verschiedene Materialien zwischen den Seilenden das Geflecht von innen gestützt werden kann, um die Kraftübertragung zu erhöhen. Die höchsten über die Verbindung übertragenen Kraftwerte, die gemessen wurden, lieferte eine Verbindung aus zwei Lagen eines Kohlefasergeflechts, die auf einen Schrumpfschlauch geflochten wurden, der auch gleichzeitig als Trägermaterial zur leichteren Handhabung des Geflechts dient. Mit diesen Proben wurde nun eine gesamte Gurtverbindung mit 350\ mm Breite aufgebaut, welche 22 Seile umfasst. Die Verbindungsstelle wurde vulkanisiert, um auch das Verhalten der einzelnen Seilverbindungen im Verbund zu überprüfen. Dieses Gurtstück wurde gemeinsam mit einem gleichen Gurtabschnitt ohne Verbindungsstelle und einem mit herkömmlicher Verbindungsstelle, auf einem Gurtprüfstand getestet.

AB - Zur Förderung sehr hoher Massenströme über längere Wegstrecken werden bevorzugt Gurtförderanlagen eingesetzt, da diese ohne Personalaufwand zuverlässig, ökonomisch und wirtschaftlich arbeiten. Das wichtigste Bauteil einer Gurtförderanlage ist der Fördergurt selbst. Bei großen Fördermengen sowie langen Förderstrecken und abrasiven Materialien werden fast ausschließlich Stahlseilfördergurte eingesetzt. Bei diesem Typ werden die notwendigen Zugkräfte zur Förderung von den Stahlseilen im Gurt aufgenommen. Aufgrund der begrenzten Lieferlänge des Gurtes besitzen diese im Betrieb viele Verbindungsstellen wobei immer mindestens eine Endlosverbindung notwendig ist. Diese Verbindungsstellen sind die Schwachpunkte des Fördergurtes. Um dennoch einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, werden bei der Dimensionierung des Gurtes hohe Sicherheitsfaktoren verwendet, die den Festigkeitsverlust in der Gurtverbindung berücksichtigen sollen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Festigkeit der Gurtverbindung zu erhöhen. Somit können durch weitere Untersuchungen die Sicherheitsfaktoren verringert werden. Dies bedeutet, dass für die gleiche Anwendung, eine kleinere Gurtklasse gewählt werden kann. In der Folge können auch die anderen Anlagenteile kleiner dimensioniert werden. Der Gurt stellt mit ca. 40% der Gesamtkosten einer Anlage das kostenintensivste Bauteil dar. Es ist daher erhebliches Einsparungspotential vorhanden. Eine Erhöhung der Verbindungsfestigkeit kann erreicht werden, wenn die Zugkräfte in den Stahlseilen nicht nur über Scherkräfte des Zwischengummis übertragen werden müssen, sondern zusätzlich auch direkt von einem auf das andere Seil übertragen werden. Es wurde daher eine Seilverbindung untersucht, die flexibel aufgebaut ist und die notwendigen Kräfte übertragen kann. Diese Verbindung besteht aus einem Geflecht aus Metalldrähten oder Kohlefaser. Das Geflecht haftet über Reibung an beiden Seiloberflächen und überträgt so die Zugkräfte. Es wurde zuerst eine einzelne Seilverbindung aufgebaut, bei der verschiedenste Einflussgrößen zur Zugkraftübertragung getestet wurden. Ebenfalls wurde untersucht, ob durch verschiedene Materialien zwischen den Seilenden das Geflecht von innen gestützt werden kann, um die Kraftübertragung zu erhöhen. Die höchsten über die Verbindung übertragenen Kraftwerte, die gemessen wurden, lieferte eine Verbindung aus zwei Lagen eines Kohlefasergeflechts, die auf einen Schrumpfschlauch geflochten wurden, der auch gleichzeitig als Trägermaterial zur leichteren Handhabung des Geflechts dient. Mit diesen Proben wurde nun eine gesamte Gurtverbindung mit 350\ mm Breite aufgebaut, welche 22 Seile umfasst. Die Verbindungsstelle wurde vulkanisiert, um auch das Verhalten der einzelnen Seilverbindungen im Verbund zu überprüfen. Dieses Gurtstück wurde gemeinsam mit einem gleichen Gurtabschnitt ohne Verbindungsstelle und einem mit herkömmlicher Verbindungsstelle, auf einem Gurtprüfstand getestet.

KW - Stahlseilfördergurte

KW - Verbindungsstellen

KW - Festigkeitsverluste

KW - Seilverbindung

KW - Verbindungsfestigkeit

KW - Steelcord conveyor belt

KW - splice

KW - loss of strength

KW - rope connection

KW - splice strength

M3 - Masterarbeit

ER -