fiktiver Widerstandsbeiwert

Der Widerstandsbeiwert oder f-Wert ist der entscheidende Berechnungsfaktor im ersten Teil der Gleichung des Kraftbedarfs.

Kraftbedarf

Aus der Kraftgleichung ist ablesbar, daß es sich durch das Produkt aller rotierenden Massen und der Schwerebeschleunigung um eine Gewichtskraft handelt, nicht jedoch um eine aus Widerständen hervorgerufene Reibungskraft.

Durch empirische Untersuchungen an bestehenden Gurtförderern, nicht durch theoretische physikalische Betrachtung, wurden in Messungen die Widerstände und der dadurch hervorgerufene Kraft- bzw. Leistungsbedarf ermittelt, um dadurch aus Rückrechnung den fiktiven Widerstandsbeiwert (bei Bekanntsein aller anderen Größen dieser Gurtförderer) zu bestimmen.

Dabei darf nicht vergessen werden, daß durch variable Größen am Gurtförderer, wie beispielsweise klimatische Bedingungen, eine gewisse Bandbreite der Meßergebnisse möglich ist.

Ebenso sind Wechselwirkungen mit dem Längenbeiwert gegeben, so daß sich der "wahre" Widerstandsbeiwert nur bei möglichst geringem Einfluß anderer Einflußgrößen (wie gerade dem Längenbeiwert, also den Sonderwiderständen) sicher bestimmen läßt: an sehr langen Gurtförderanlagen.

Außerdem ist zu verstehen, daß mit dem Widerstandsbeiwert nicht lediglich der gewichtskraftbasierte Anteil in Reibungskraft umgerechnet wird - andere, wesentliche Einflüsse sind genauso in diesem Faktor inbegriffen, da der fiktive Widerstandsbeiwert ALLE Reibungseinflüsse zusammenfaßt, auch diejenigen, die nicht direkt aus rotierenden Massen herrühren:

Widerstand aus Lagern und Labyrinthdichtungen der Tragrollen
Walkwiderstand des Gurtes an den Tragrollen (sog. Eindrückrollwiderstand)
innerer Reibwiderstand des Materials
Reibungswiderstand der Materialpaarung Gurt zu Fördergut
Reibungswiderstand des Gurtes an Knick- und Umlenktrommeln und an Antriebstrommel(n)
etc.
nicht aber: Sonderwiderstände, die im Längenbeiwert erfaßt sind, wie Reibung an der Materialaufgabe, Spannstation, usw.

Eine Einzelbetrachtung der am Gurtförderer wirkenden Widerstände erfaßt diese Einflußfaktoren gesondert.

Aus den genannten Gründen ist der fiktive Widerstandsbeiwert auch erstens mit gr&oum;ßter Vorsicht zu genießen und zweitens unterliegt er einer hohen Streubreite, die von unterschiedlichsten Parametern, wie z.B. der Materialzusammensetzung der Laufseite des Gurtes, abhängt.

So finden sich in der Literatur und der DIN Werte für den Widerstandsbeiwert, die zwischen f = 0,012 und f = 0,027 variieren (1,2% bis 2,7% der rotierenden Massen stellen also quasi Reibungswiderstände dar).
Achtung: zwischen 0,012 und 0,027 ist ein Unterschied von über Faktor 2!

Heißt: ein falsch angenommener Widerstandsbeiwert kann das Ergebnis des Leistungsbedarfs für den Gurtförderer halbieren oder verdoppeln, hier liegt bei unpräziser Verwendung eine erhebliche Gefahr der Falschauslegung.
Deswegen lasse man Spezialisten (Consultants) diese Rechnung anstellen, die neben profundem Fachwissen auch durch ständigen Kontakt zu den Komponentenherstellern (z.B. Gurthersteller) auf aktuellem Stand der Kenntnis der Eizelwiderstände und Neuerungen aus deren Forschungen sind.

Daneben sind auch noch Umwelteinflüsse zu berücksichtigen: der fiktive Widerstandsbeiwert steigt bei tiefen Temperaturen an und wird bei -30 Grad Celsius um 27% (1,27) zusätzlich korrigiert.

Bei einfallenden Anlagen ist der fiktive Widerstandsbeiwert in der Regel geringer als bei söhligen oder ansteigenden Anlagen.

Zusätzliche Einflußgröße beim Widerstandsbeiwert ist die Fördergeschwindigkeit: mit zunehmender Gurtgeschwindigkeit steigt auch der Beiwert an.

Schlußendlich ist zu beachten, daß der fiktive Widerstandsbeiwert für einen Zustand angegeben ist: den Auslegungspunkt, also den Gurtförderer mit Nennbeladung.
Bei Beladungszuständen, die von der Nennbeladung (100%) abweichen, ändert sich auch der Widerstandsbeiwert: er sinkt zunächst ab.

Hält man sich die obige Betrachtung der einflußnehmenden Widerstände vor Augen, erkannt man unklar, daß bei sinkender Beladung auch der Gesamtwiderstand fallen muß:

mit sinkender Beladung sinkt die resultierende Gewichtskraft auf Gurt und Tragrollen, was zwangsläufig zu einer Absenkung derer Widerstände führen muß (z.B. Eindrückrollwiderstand)
weniger Beladung bedeutet auch selbstverständlich weniger innere Materialreibung

Letzlich noch der Hinweis, daß der Eindrückrollwiderstand, also der Walkwiderstand zwischen Gurt und Tragrollen, den ersten Teil der Kraftgleichung gravierend dominiert; er bestimmt bis zu 61% des gesamten Reibungswiderstandes und somit auch des fiktiven Widerstandsbeiwerts.