Statische Aufladung des Förderguts MTF Technik 
Hardy Schürfeld GmbH & Co. KG

Effiziente Kühlung von Bauteilen im Transport­prozess

Die Lösung zur Abkühlung heißer Teile

Problemstellungen:

Kunststoffe verfügen i.d.R. über einen hohen elek­trischen Isolations­widerstand und können sich so vor oder beim Förder­prozess elektro­statisch aufladen

Die Bauteile ziehen dadurch Staub und Schmutz an und beein­flussen damit die Produkt­qualität

Elektro­nische Bauteile, die auf einem Förder­band trans­portiert werden, können durch statische Auf­ladung des Gurtes beschädigt werden

Bei Anwen­dungen in der Medizin­technik ist in der Produktions­logistik höchste Sauber­keit gefordert

Hohe elektro­statische Aufla­dungen an Bauteilen können zu Spontan­entladungen führen und Bauteile an einem Förder­band schädigen (z.B. Lager in Rollen)

Hohe elektro­statische Aufla­dungen an Fördergut oder Maschinen­teilen können zu lebens­gefährlichen Strom­schlägen führen

Brand- und Explosions­gefahr bei unbeabsichtigter Entladung

Fördergut bleibt am Band haften und fährt „Karussell“

Materialien kleben zusammen und lassen sich daher schlecht weiter­verarbeiten

Lösungen für die Förder­technik:

Sämtliche Förder­bänder sind grund­sätzlich so ausgeführt, dass sie sich durch ihren eigenen Betrieb NICHT elektro­statisch aufladen können. Dennoch können durch das Förder- oder Separiergut elektro­statische Aufla­dungen auf die Geräte über­tragen werden. Um die damit verbundenen Problem­stellungen zu vermeiden, bietet MTF Technik verschiedene Lösungs­ansätze:

Ionisationsgeräte

Nicht­leitende Materialien (Isolatoren) können nicht durch Erdung entladen werden. Um die Ladungen z.B. an Kunst­stoffbau­teilen zu neutra­lisieren, bieten sich Luftionisations­geräte an Förder­bändern und Separatoren an. Die Ionisations­geräte erzeugen eine Vielzahl positiv und negativ geladener Ionen, die als bewegliche Ladungs­träger in der Luft dienen. Diese Ionen werden von den elektrisch geladenen Ober­flächen und Partikeln angezogen, was dann zu einer Neutra­lisation führt.

Ionisations­geräte sind in unterschied­lichen Ausführungen von verschie­denen Herstellern verfügbar. Welche Lösung zum Einsatz kommt, hängt von verschie­denen Faktoren ab, z.B.:

Gewünschter Hersteller der Ionisationsgeräte nach Kundenvorgabe

Art und Menge der zu entladenden Teile

Materialgeschwindigkeit

Umgebungsbedingungen

Einsatzgebiet (auf einem Förderband, an einem Separiergerät)

Arbeitsbreite

Arbeitsabstand

Die Ionisations­geräte werden von MTF Technik üblicher­weise auf Bandab­deckungen oder im Bereich der Teilea­bgabe am Förder­band befestigt. Je nach Grad der elektro­statischen Aufladung der Teile kann es auch notwendig sein, mehrere Ionisations­geräte am Förder­band zu befestigen. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn Kunst­stoffteile sehr heiß auf das Förder­band aufgegeben werden.

Werden die Teile dann direkt am Aufgabe­punkt entladen (z.B. auch über eine Ionisations­einrichtung oberhalb des Werkzeugs in einer Spritzguss­maschine), so sind die Teile beim Auftreffen auf das Förder­band weitest­gehend neutralisiert. Durch Abkühlung während des Förder­prozesses können durch innere Reibung in den Teilen allerdings neue Aufladungen entstehen, die dann am Förder­bandende abgenommen werden müssen.

Auch können Entladungs­stäbe in Übergabe­hauben oder frei über einem Förder­band oder auch über einer Separiertrommel montiert werden. Entladungs­stäbe können dabei zusätzlich mit Druckluft­düsen versehen werden, welche dann z.B. über entsprechende Pneumatik­ventile angesteuert werden können.

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Ionisations­gerät am Förder­band

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Stab-Ionisations­gerät an einer Separier­trommel

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Spezielle Gurtmaterialien


Es gibt viele unterschie­dliche Gurttypen aus unterschie­dlichen Materialien, wie z.B. PU, PVC, Filz, Polyester­gewebe, Silikon, Gummi, etc. Die Förderband­gurte sind dabei in den meisten Fällen aus unterschied­lichen Schichten aufgebaut und verfügen darüber hinaus oftmals über ein Gewebe, welches als Träger­schicht dient.

Die meisten der o.a. Gurtmater­ialien sind Isolatoren (z.B. PU, PVC), d.h. sie leiten etwaige statische Aufladungen nicht ab. Dennoch werden viele Gurte von den Herstellern als „antistatisch“ bezeichnet. Dies bezieht sich jeweils auf die Laufseite des Gurtes, d.h. die Innenseite, welche Kontakt zum Förderband hat. „Antistatisch“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Laufseite des Gurtes z.B. mit elektrisch leitenden Fäden (i.d.R. Carbonfäden) ausgestattet ist und damit verhindert wird, dass der Gurt sich durch das Rutschen über den Bandkörper selbst auflädt. Etwaig entstehende Ladungen durch den Rutschprozess werden direkt über den Aluminium­rahmen des Förder­bandes abgeleitet.

Dies sagt aber nichts darüber aus, ob z.B. die Oberfläche des Fördergurtes, die so genannte Tragseite, durch die stetige Beauf­schlagung mit elektrostatisch aufgeladenem Fördergut, sich auch mit der Zeit auflädt. Dies kann dazu führen, dass Teile dann während des Förder­prozesses am Gurt „kleben“.

Für spezielle Anwendungen, wie z.B. den Transport von hochempf­indlichen Leiterkarten in der Elektroindustrie oder Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) müssen deshalb teilweise noch höhere Ansprüche erfüllt werden. MTF Technik bietet hierfür z.B. den Gurt Nr. 44 an. Hierbei handelt es sich um ein Gurt, der gemäß Hersteller-Datenblatt einen Oberflächen­widerstand von weniger als 3 ∙ 10⁸ Ω und einen Durchgangswiderstand von weniger als 1 x 10⁹ Ω besitzt. Nach EN 13463-1 kann davon ausgegangen werden, dass eine elektrostatische Aufladung vermieden wird, wenn der Oberflächenwiderstand kleiner bzw. gleich 1 x 10⁹ Ω ist.

Den Unterschied können wir z.B. schon mit einem Installations­tester verdeutlichen. Auch wenn elektro­statische Aufladungen leicht mehrere zehn­tausend Volt betragen können, so zeigt schon ein Versuch mit einem Installations­tester und einer Spannung von max. 500V deutliche Unterschiede. So haben wir z.B. die Oberfläche des MTF Gurts Nr. 44 und Gurt Nr. 45 gemessen. Bei Gurt Nr. 44 zeigt sich, dass bereits bei einer Prüfspannung von 116 Volt ein Mess­ergebnis von 0,04 MΩ vorliegt. Bei Gurt Nr. 45 (Oberfläche PU) kann trotz einer maximalen Prüfspannung von 535V kein Widerstand gemessen werden, d.h. es handelt sich hier um einen Isolator. Auch wenn der Versuchsaufbau in dieser Form keiner Norm entspricht, so zeigt er dennoch sehr eindrucksvoll den Unterschied im Leitverhalten unterschied­licher Gurt­materialien.

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Leitendes Gurtgewebe

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Gemessener Oberflächen­widerstand an verschiedenen Fördergurten

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Zusätzliche Erdung

Die Förder­bänder von MTF Technik verfügen i.d.R. grundsätzlich über eine norm­gerechte Erdung. Diese erfolgt in den meisten Fällen durch die elektrischen Anschluss­leitungen und/oder über zusätzliche Erdungs­fahnen. Bei besonderen Einsatz­fällen, z.B. Transport sehr stark elektrostatisch aufgeladener Kunst­stoffteile, können zusätzliche Erdungen helfen, die Ladungen abzuleiten.

Um unerwünschte Ladungen von der Tragseite eines Gurtes abzugreifen, können z.B. elektrisch leitfähige Bürsten eingesetzt werden, die am Band­einlauf montiert werden. Diese nehmen eventuell auf dem Gurt sitzende Ladungen auf und führen sie ab, so dass ein „neutraler“ Gurt im Bereich der Teile­aufgabe bereit steht. Mit jeder Umdrehung des Gurtes wird er dadurch wieder geerdet. Hierbei kommen z.B. Fasern aus Carbon oder Edelstahl zum Einsatz.

Auch in Separier­trommeln kann es zu Problemen durch statisch aufgeladenes Separiergut kommen. Hier besteht die Gefahr, dass sich bei der Separation z.B. die Ladungen auf die PVC-Rollen einer Rollen­separiertrommel übertragen.

Neben dem Einsatz von Ionisations­stäben oberhalb der Separier­trommelkäfige (siehe oben), kann z.B. auch eine dünne, zusätzlich geerdete Edelstahl­folie auf den sich drehenden Trommel­käfig aufgelegt werden. Dies wird von optional als Aufsteck­vorrichtung für das Untergestell angeboten und kann auch bei bestehenden Anlagen nachgerüstet werden. Die Edelstahl­folie streicht dann über den Trommelkäfig und leitet die Ladungen ab.

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ESD-konformes Förderband

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Separiertrommel Antistatikaufsatz

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Stahl-Gewebe­­förderbänder

Die Stahl-Scharnierplatten­bänder sowie die Stahl-Gewebeförder­bänder von MTF Technik sind aufgrund ihrer elektrisch leitfähigen Eigen­schaften perfekt geeignet, um statische Aufladungen an Bauteilen abzuführen. Die Scharnier­platten werden über den Kontakt zum Bandkörper und die Erdung des Antriebs entsprechend geerdet.

Allerdings sind hier die Kosten deutlich höher als bei einem Gurtförder­band, so dass in der Praxis eher Gurtförder­bänder mit entsprechender Ausstattung eingesetzt werden.

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Stahlgewebeförderband

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