Trommeln Fortsetzung
noch mal zurück......
Da es sich hier um die Antriebstrommel handelt (Darstellung mit gefüllten
gegenüberliegenden Vierteln), an welcher entsprechend Kraft in den Gurt
eingeleitet wird, sind T1 und T2 nicht identisch, anders ist dies an einer
Gurtumlenkung, an welcher keine Kraft eingeleitet wird.
Über den Reibschluß zwischen Trommel und Gurt findet die Übertragung
der Kraft statt. Dies äußert sich in der höchsten Gurtzugkraft vor -
und der niedrigsten Gurtzugkraft nach der Antriebstrommel, voraussetzend, daß
nur eine Trommel dem Antrieb dient.
Um nun Kraft / Drehmoment in den Gurt einleiten zu können, bedarf es für den Reibschluß eben einer Gurtzugkraft.
Die möglich einzuleitende Kraft (Reibkraftübertragung) ergibt sich nach Eytelwein aus der Beziehung:
Dabei bedeuten μ den Reibwert / Reibungszahl und α den Umschlingungswinkel des Gurtes um die Trommel (in Radiant).
Die Gleichung läßt sofort erkennen:
- Die Kraftübertragung / Krafteinleitung ist um so höher, je größer der Reibwert μ zwischen Trommelbelag und Gurt ist.
- Die Kraftübertragung / Krafteinleitung ist um so höher, desto größer der Umschlingungswinkel α ist.
- Es läßt sich nur Kraft übertragen / einleiten, wenn die Gurtzugkraft am Ablauf größer Null bleibt.
I. Dies begründet die Beschichtung von Antriebstrommeln mit einem Reibbelag, um
diesen eben gegenüber dem bloßen Metall zu erhöhen.
μ liegt zwischen 0,1 und 0,5 und ist, neben der Materialpaarung, auch von
Randbedingungen abhängig. PUR-Beläge sind besser als Metall, Gummi (Kautschuk
wie beim Gurt) besser als PUR, Keramik besser als Gummi.
Bei Anwesenheit von Feuchtigkeit oder schlimmer noch von Schlamm verringert sich der
Reibwert zusehends. Aus diesem Grunde auch die Profilierung des Belags, um auftretende
Stoffe aus der Reibverbindung zu entfernen / ablaufen zu lassen / fern zu halten.
II. Zurückkommend auf die grafische Darstellung der Gurtzugkräfte an der Antriebstrommel (s.o.) und die Anmerkungen, erweist sich nun der Umschlingungswinkel als Einflußgröße zur möglichen Erhöhung der übertragbaren Kraft an der Trommel durch Vergrößerung des Umschlingungswinkels - zum Beispiel von 180° auf bis zu 210°.
III. Obige Eytelwein'sche Gleichung anders dargestellt
läßt erkennen, daß ein Absenken von T2 auf den Wert Null eine
Kraftübertragung ausschließt, T1 wäre in diesem Fall auch Null.
Erstens zeigt dies, daß sich um so mehr Kraft einleiten läßt, je
höher das Kraftniveau ist.
Zweitens erklärt diese Gleichung die Notwendigkeit einer gewissen Grundspannung
im Gurt, um immer eine Leistungsübertragung an der Trommel sicherzustellen:
die notwendige Gurtvorspannung.
"Immer" bezieht sich hierbei auf alle möglichen Betriebszustände,
die auftreten können, siehe das Kapitel
Berechnung für Details dazu.
T1 gegen Null bedeutet anders gesagt, daß die Trommel schlupfen würde.
Auf die Herausforderungen der Auslegung einer Trommel sei an dieser Stelle
verwiesen: durch die hohen auftretenden Kräfte, die durch die Gurtzugkraft
(nämlich T1 plus T2) hervorgerufen werden, ist die Belastung des Trommelmantels
sowie der Böden dergestalt, daß eine detaillierte Betrachtung (FEM-Analyse)
ratsam ist, ebenso ist die Wellenbiegung von Bedeutung.
Zudem ist bei einem von 180° abweichenden Winkel bei der Gurtumschlingung die
resultierende Kraftrichtung außerhalb der Förderrichtung auf die Lagerung zu
bedenken.
Zur Veranschaulichung der Trommelbelastung von Boden und Mantel zwei FEM-Darstellungen:
