Endlosverbindung von Fördergurten und Verfahren zur deren Herstellung

Die Erfindung betrifft Endlosverbindungen von Fördergurten, insbesondere in einer Fördergurtanlage, und deren Herstellung.

Die Verbindungen von Fördergurten werden allgemein als Bereiche einer Förderanlage betrachtet, denen besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit gebührt.

Fördergurte werden in der Regel in mehreren Teilstücken transportiert und am

Bestimmungsort zu Fördergurten zusammengesetzt. Die einzelnen Teilstücke lassen sich hierbei sowohl mechanisch als auch mit Hilfe von Elastomermischungen verbinden, die in den vorbereiteten Gurtübergang eingelegt werden und durch Vulkanisation eine permanente Verbindung der Gurte ermöglichen. Diese Elastomermischungen werden auch als Verbindungsmaterialien bezeichnet und setzen sich aus wenigstens einer Elastomerkomponente, Füllstoffen und Vernetzungs System zusammen, die meist auch noch um weitere Mischungsbestandteile, wie bspw. Alterungsschutzmittel, Weichmacher, Haftsystem und / oder Flammschutzkomponenten, ergänzt werden.

Während des Transportes und der Lagerung der Verbindungsmaterialien für

Endlos Verbindungen laufen Prozesse ab, die zu einem Abfall der Haftung und der statischen und dynamischen Elastizität führen. Diese Prozesse können bspw. sein:

Vernetzungsreaktionen, Alterungs- und Abbauprozesse, sowie Migration von

Mischungsbestandteilen. Sie werden u.a. beeinflusst durch Klima, Temperatur,

Luftschadstoffe, Kontakt mit reaktiven Substanzen, Luftfeuchtigkeit, UV-Licht,

Strahlungsexposition während des Transportes und der Lagerung des

Verbindungsmaterials. Dadurch ergibt sich ein Zustand des unvulkanisierten

Verbindungsmaterials, der keine sichere Verbindung zweier Förder gurtteil stücke mehr gewährleisten kann. Üblicherweise beträgt momentan die Differenz zwischen Verarbeitungsfrist und dem Zeitraum zwischen der Herstellung des unvulkanisierten Verbindungsmaterials und der Verarbeitung der Endlosverbindung maximal bis zu 18 Monate. Das Verbindungsmaterial wird dabei zumeist separat transportiert. Einige unvulkanisierte Verbindungsmaterialien haben in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung besonders kurze Lagerfristen, oft von weniger als 12 Wochen, so dass ein

Langstreckentransport nur über finanziell und logistisch aufwendige Luftfracht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verbindungsmaterial zur

Endlos Verbindung von Fördergurten bereitzustellen, welches eine zuverlässige und sichere Verbindung von zwei Fördergurtteilstücken nach Transport und / oder Lagerung gewährleisten kann. Die Lagerungsdauer soll hierbei mehrere Jahre, bevorzugt mindestens fünf Jahre, betragen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass wenigstens eine Verbindungsstelle des

Fördergurtes aus wenigstens einem konservierten, d.h. einem einer Konservierung unterzogenen, Verbindungsmaterial besteht.

Gemäß Chemielexikon RÖMPP Online Version 3.26 ist Konservierung eine„vom lateinisch conservare = erhalten, bewahren abgeleitete Bezeichnung für Maßnahmen, die verderbliche Materialien in ihrem gegenwärtigen Zustand erhalten und vor Zersetzung durch chemische, physikalische und biologische Einflüsse bewahren sollen."

Kunststoffe und Elastomere werden hierbei als verderbliche Güter aufgeführt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein konserviertes Verbindungsmaterial nach Transport und mehrjähriger Lagerung eine sichere Verbindung von zwei

Fördergurtteilstücken gewährleisten kann. Eine Verarbeitungsfrist im Nutzungszeitraum eines hochbeanspruchten Fördergurtes von mindestens fünf Jahren ist somit möglich.

Dieser Zeitraum entspricht etwa der Lebensdauer eines höchst beanspruchten Fördergurtes für Schüttguttransport. Hierfür ist es häufig notwendig, Verbindungsmaterialien

bereitzustellen, um sich lösende Gurtübergänge neu endlos zu schließen oder beschädigte Gurtabschnitte durch Entfernung und neue Verbindung der Gurtenden zu reparieren. Durch die mehrjährige Verarbeitungsfrist ist sichergestellt, dass auf die ursprüngliche

Gurtkonstruktion ausgelegtes Verbindungsmaterial verwendet werden kann. Dadurch entfällt das Risiko fehlender Verfügbarkeit des Verbindungsmaterials oder veränderter Eigenschaften des Verbindungsmaterials durch Rohstoff-, Rezeptur- oder

Prozessveränderung.

Die Konservierung erfolgt dabei bevorzugt durch physikalische Konservierungsverfahren, insbesondere durch Kältekonservierung, bevorzugt durch Kühlen bzw. Tiefkühlen.

Chemische Konservierungsverfahren sind aufgrund der hierfür erforderlichen chemischen Konservierungsmittel eher ungeeignet, da sie als zusätzliche Mischungsbestandteile die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Verbindungsmaterials beeinflussen können.

Die Begriffe Tiefkühlen und Tiefgefrieren werden in der Regel synonym für die industriellen Verfahren benutzt, die Kältekonservierung in der häuslichen Kühltruhe wird meist als Einfrieren bezeichnet.

Bei dem Tiefkühlen kann es sich bevorzugt auch um Schockfrosten oder Schockgefrieren handeln. Dabei wird innerhalb sehr kurzer Zeit, meist nur Minuten, die Temperatur auf die gewünschte Temperatur abgesenkt. Meist sind dies Temperaturen von -20°C und tiefer.

Das Verbindungsmaterial wird zunächst in unvulkanisiertem Zustand bevorzugt zwischen - 50°C und +10°C, besonders bevorzugt zwischen -50°C und -15°C, ganz besonders bevorzugt zwischen -25°C und -15°C, gekühlt bzw. tiefgekühlt. Durch den Abkühlprozess kommen Vernetzungsreaktion, Alterungs- und Abbauprozesse sowie Migrationsprozesse in der Elastomermischung zum Erliegen. Überraschenderweise treten auch keine irreversiblen Kristallisationen der Elastomere oder der Additive auf. Vor der Verbindung der Fördergurtteilstücke wird das konservierte Verbindungsmaterial langsam aufgetaut und hat von diesem Zeitpunkt an ein Lagerverhalten, wie es dem bereits eingangs genannten frischen Verbindungsmaterial entspricht. Langsam Auftauen bedeutet in diesem

Zusammenhang, dass während des Auftauprozesses keine zusätzliche Energie zum

Wärmestrom hinzugefügt wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem Verbindungsmaterial um das gleiche Material, d.h. um die gleiche Elastomermischungszusammensetzung, wie sie für den Fördergurt bzw. dessen Teilstücke verwendet wird. Dies bedeutet einen deutlichen Produktionsvorteil, da die Verbindungsmaterialien gleichzeitig mit der Förder gurther Stellung produziert werden können. Das konservierte Verbindungsmaterial kann mit den Gurtteilstücken auch an unwegsame und klimatisch unvorteilhafte Einsatzorte geliefert und dort gelagert werden, ohne dass eine kostenintensive separate Zweitlieferung notwendig ist. Die Lagerung kann in handelsüblichen Kühlanlagen erfolgen. Fertig konfektionierte Verbindungssätze können somit zentral gelagert werden und sind im Bedarfsfall, insbesondere im Havariefall, meist innerhalb von 24 Stunden verfügbar. Das bereits beschriebene Auftauen des konservierten Verbindungsmaterials erfolgt am Einsatzort oder in dessen unmittelbarer Nähe.

Die Wasseraufnahme durch Kondenswasser kann technisch durch Sperrschichten während der Lagerung und / oder dem Auftauen verhindert werden.

Als Elastomer für das Verbindungsmaterial können daher alleine oder in Kombination alle der fachkundigen Person bekannten Elastomere verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Naturkautschuk (NR) und / oder Butadien- Kautschuk (BR) und / oder Chloropren-Kautschuk (CR) und / oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und / oder Polyisoprenkautschuk (IR) ) und / oder Norbornenkautschuk (PNR) und / oder

Nitrilkautschuk (NBR) und / oder Butylkautschuk (HR) und / oder Halogen- Butylkautschuk (BIIR, CUR) und / oder Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und / oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und / oder Polyacrylat-Kautschuk (ACM) und / oder Ethylen-Acrylat- Kautschuk (AEM) und / oder Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EAM) und / oder Epichlorhydrinkautschuk (ECO) und / oder Chloriertes

Polyethylenkautschuk (CM) und / oder Chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (CSM) und / oder Silikonkautschuk (MVQ) und / oder Fluorkautschuk (FPM) und / oder

Perfluorkautschuk (FFKM) und / oder Polyurethankautschuk (PUK)und / oder

thermoplastische Elastomere (TPE).

Des weiteren kann das Verbindungsmaterial neben der Elastomerkomponente wenigstens ein Vernetzungsmittel oder ein Vernetzungs System, umfassend ein Vernetzungsmittel und einen Beschleuniger, sowie zumeist weitere Mischungsingredienzien, insbesondere wenigstens einen Füllstoff und/oder wenigstens ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder wenigstens ein Alterung s Schutzmittel und/oder wenigstens einen Weichmacher und/oder sonstige Zusatzstoff (z.B. Fasern, Farbpigmente) enthalten, wenigstens einen Füllstoff in den üblichen Mengen enthalten. Hierbei können alle der fachkundigen Person bekannten Füllstoffe, wie bspw. Kieselsäure, Ruß, Glimmer, Kohlenstoffnanoröhren, Silikate, Alumiumhydroxid, Talk, Kreide, etc. verwendet werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Endlos Verbindung von Fördergurten bereitzustellen, welches eine zuverlässige und sichere Verbindung nach Transport und / oder Lagerung des Verbindungsmaterials gewährleisten kann. Die Lagerungsdauer des Verbindungsmaterials soll hierbei mehrere Jahre, bevorzugt mindestens fünf Jahre, betragen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, welches wenigstens folgende

Verfahrens schritte enthält:

- Herstellen eines un vulkanisierten Verbindungsmaterials auf der Basis wenigstens einer Elastomermischung und

- Konservieren des unvulkanisierten Verbindungsmaterials und

- Einsetzen des unvulkanisierten und konservierten Verbindungsmaterials zwischen zwei Fördergurtteilstücke und

- Vulkanisation des Verbindungsmaterials.

Bezüglich der Zusammensetzung der Elastomermischung wird auf die bereits oben genannten Bestandteile verwiesen.

Das Konservieren des unvulkanisierten Verbindungsmaterials erfolgt bevorzugt durch die einzelnen (Teil-)Verfahrensschritte des Tiefkühlens und des anschließenden Auftauens, wobei hier ebenso auf die bereits weiter oben genannten Ausführungen verwiesen wird. Zwischen Tiefkühlen und Auftauen wird das Verbindungsmaterial transportiert und / oder gelagert, wobei eine mehrjährige Lagerung möglich ist. Die Wasseraufnahme durch Kondenswasser kann technisch durch wenigstens eine wasserundurchlässige Sperrschicht verhindert werden, mit der das Verbindungsstück vor der Lagerung und / oder vor dem Auftauen in wenigstens einem weiteren Verfahrensschritt ausgerüstet werden kann.

Die Vulkanisation kann durch alle der fachkundigen Person bekannten

Vulkanisationsverfahren erfolgen.

Die Erfindung soll nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften erfolgt dabei nach den folgenden Prüfungen:

• Shore-A-Härte H bei Raumtemperatur und 70°C mittels Durometer gemäß DIN

ISO 7619-1

Relativer Vernetzung sgrad von 5% (t5, Anvulkanisationszeit) mittels rotorlosem Vulkameter (MDR = Moving Disc Rheometer) gemäß DIN 53 529

Viskosität ML 1+4 mittels Mooney Viskosimeter gemäß DIN 53523

Reißfestigkeit F bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 479

Reißdehnung D bei Raumtemperatur gemäß DIN 53504

Beispiel 1

Ein flammgeschütztes Verbindungsmaterial FVM, bestehend aus 45 Gew. -%

Chloroprenkautschuk, 28 Gew. -% Füllstoff, 12 Gew. -% Flammschutzmittel, 4 Gew. -% Vernetzungssystem, 11 Gew. -% sonstige Zusatzstoffe, wurde bei -20°C eingelagert. 70 Monate später wurde dieses Material entnommen, aufgetaut und zwei Minuten auf einer Walze behandelt. Die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften erfolgt nach 70 Monaten analog der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften der ursprünglichen, d.h. des noch unkonservierten Verbindungsmaterials zuvor.

ML t5 F D H

FVM

53 3,8 16,2 460 76 frisch

FVM

52 3,9 16,4 450 75

70 Monate

FVM

70 Monate, 50 3,7 16,8 460 74 Walze

Beispiel 2

Eine flammgeschützte Mischung FDM, bestehend aus 43 Gew. -% Chloroprenkautschuk, 23 Gew. -% Füllstoff, 21 Gew. -% Flammschutzmittel, 1 Gew. -% Vemetzungs System, 12 Gew. -% sonstige Zusatzstoffe, wurde bei -20°C eingelagert. 70 Monate später wurde dieses Material entnommen, aufgetaut und zwei Minuten auf einer Walze behandelt. Die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften erfolgt nach 70 Monaten analog der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften der ursprünglichen, d.h. des noch unkonservierten Verbindungsmaterials zuvor.

ML t5 F D H

FDM

53 3,4 18,6 500 63 frisch

FDM

51 4,2 18,6 480 57

70 Monate

FDM

70 Monate, 38 3,9 19,7 530 56 Walze