Analogiebetrachtung - Heranführung an das Thema
Ein gewisses Maß an gedanklicher Transferleistung voraussetzend, kann man den Gurtförderer wohl mit anderen technischen Errungenschaften vergleichen.
Dies soll hier beispielhaft mit einem Automobil erfolgen.
Wie beim Auto ist die Krafteinleitung über Reibschluß - zwischen Straßenbelag und Reifen einerseits und Antriebstrommel und Gurt andererseits - hergestellt.
Erstens ist eines der für den Reibschluß verwendeten Materialien ein aus (Natur-)Kautschuk hergestellter Reibbelag (Reifen beim PKW, Gurt / Trommelbelag beim Gurtförderer), der die Eigenschaft besitzen soll, ein Durchdrehen / Schlupfen zu vermeiden ergo Reibschluß sicherzustellen.
Zweitens tritt bei zu hoher Krafteinleitung ebenso wie bei zu schneller
Kraftänderung (Gradient) unweigerlich ein Schlupfen ein, was über den
Anfahrfaktor / eine Drehmomentbegrenzung zu verhindern
ist - respektive beim Auto: Fuß vom Gas oder – gerade im Winter –
Gang höher wechseln, um weniger Drehmoment zu übertragen.
Moderne Elektronik ersetzt hier mehr und mehr das Unvermögen des Bedieners,
"ESP" etc. genannt.
Drittens besteht der Leistungsbedarf beim Anfahren im Wesentlichen aus zu
beschleunigendem Massenträgheitsmoment
(träge Masse dominiert gegenüber der Reibung), wobei
die translatorische Masse am angetriebenen Reifen (Trommel) über die vorhandene
Gesamtübersetzung aus Getriebe und Reifen in rotatorische Massen (reduziertes
Massenträgheitsmoment) umgesetzt wird.
Es handelt sich in beiden Fällen um eine parabolisch dominierte Last
(parabolisches Lastmoment), was auch
begründet, daß die erforderliche Antriebsleistung in der
dritten Potenz mit der Geschwindigkeit steigt, also überdurchschnittlich mehr
Leistung für geringfügig mehr Geschwindigkeit erforderlich wird.
Zur Erinnerung oder erstmaligem Erkennen:
Viertens ist der Leistungsbedarf wesentlich extremer von der zu beschleunigenden Masse abhängig, als es dies von der Geschwindigkeit ist (man studiere hierzu intensivst die Erläuterungen zur parabolischen Last und zum Massenträgheitsmoment - s.o.).
Die viel diskutierte Energieeinsparung durch Geschwindigkeitsregelung
(Geschwindigkeitsabsenkung) am Gurtförderer macht also relativ wenig Sinn im
Vergleich zur Reduzierung
der bewegten Massen; nicht umsonst wird in der Formel 1 an jedem Gramm Gewicht des
Boliden gespart, notfalls nur mit halb vollem Tank gefahren - so ein Zeitverlust durch
Nachtanken nicht ins Gewicht fiele - (so werden übrigens auch die
Verbrauchswerte der PKW unter prüfstandsähnlichen Bedingungen bestimmt: alles
"Unnötige" aus dem Auto entfernt (Rücksitzbank, etc.),
Treibstofftank so leer wie möglich), um die trägen zu beschleunigenden Massen
so gering wie möglich zu halten.
Daneben sehen Einsparungen an den Reibwiderständen stiefmütterlich aus: bei
trockener Fahrbahn nimmt man zur besseren Leistungsübertragung auf die Piste
(Reibschluß) profillose Slicks, da ein mögliches Schlupfen durch
Reibwertabsenkung bei Nässe nicht gegeben ist; das mehr an Reibung nimmt man gern
zur verbesserten Leistungseinleitung / Kraftübertragung vom Reifen auf die
Straße (von der Antriebstrommel in den Gurt) in Kauf.
Zudem, wie auch u.a. unter fiktiver
Widerstandsbeiwert beschrieben, sind die Reibungsverluste bei konstanter
Geschwindigkeit (im Nennbetrieb) wesentlich von der Last
(Fördergut-Beladung als auf den Gurt und
die Tragrollen wirkende Gewichtskraft) bestimmt; in Analogie zum Fahrzeug zu
erklären mit dem Reifendruck: zu geringer Luftdruck erhöht durch
größere Auflagefläche (keine idealisierte punktuelle Berührung)
den Kontakt und damit die durch Reibung hervorgerufenen Verluste - oder, bei
gleichbleibendem Luftdruck, ergibt sich selbiges auch bei Erhöhung des
Fahrzeuggewichts (man denke nur an die Erhöhung des Reifendrucks vor voll
beladener Fahrt in den Urlaub).
Und ja: es darf jedoch beim Fahrzeug nicht vernachlässigt werden, daß
auch andere Kräfte von Bedeutung sind, die z.B. ein gewisses Maß an
vorhandener Masse erfordern.
Um bei Kurvenfahrten den Anpreßdruck (und damit das Aufrechterhalten des
Reibschlusses zum Untergrund zu gewährleisten) gegenüber der Zentrifugalkraft
dominierend zu halten, um nicht aus der Kurve getragen zu werden, bedarf es einer
gewissen Masse.
Dies nur zur Verdeutlichung, daß man sich bei der technischen Herangehensweise
nie auf nur einen Aspekt beschränken darf (andere physikalische Größen
beispielsweise ausblendend), da stets eine Vernetzung und Abhängigkeiten zu
vielen anderen Einflüssen und Größen bestehen.
Fünftens sei auf die Analogie bezüglich Verschleiß bzw. Abrieb
hingewiesen.
Wie beim Fahrzeug so auch am Gurtförderer läßt sich selbiger nicht
vermeiden.
Gleich ist, daß beides aus dem selben Material hergestellt ist, Reifen wie Gurt
sind aus (Natur-)Kautschuk.
Gravierend unterschiedlich ist jedoch folgendes:
Während beim Fahrzeug die Pneus das geringwertigere Gut (kostengünstig
gegenüber dem Rest des Fahrzeugs aber auch gegenüber der Straße)
darstellen, handelt es sich beim Gurtförderer um die vergleichsweise (meist)
teuerste Anschaffung.
Ergo sollte der nicht vermeidbare Verschleiß beim Auto in den Reifen liegen,
beim Gurtförderer aber eben NICHT im Gurt - sondern gerade von diesem
ferngehalten und bewußt auf andere Elemente verlagert werden.
Nicht vergessen darf man dabei, daß es sich trotz allem um zwei höchst unterschiedliche Anwendungen handelt; jede Anwendung unterliegt eigenen, spezifischen Anforderungen und Randbedingungen.
So läßt sich nicht von der Hand weisen, daß es irrwitzig wäre,
einen Gurtförderer auch nur annähernd auf "bequeme
Reisegeschwindigkeit" von beispielsweise 200 km/h
zu bringen wie einen PKW.
So unterliegt die Anwendung Fahrzeug dem Luftwiderstand und seinen Abhängigkeiten,
während bei einem Gurtförderer davon abgesehen werden kann. Ergo gilt nur
beim Auto der Zusammenhang mit dem Luftwiderstandsbeiwert als Abhängigkeit von
der Geschwindigkeit zum Quadrat als zusätzlicher Widerstand, während der
Widerstand beim Gurtförderer von dessen Geschwindigkeit weitestgehend
unabhängig ist.
