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Die Erfindung betrifft eine Förderanlage mit einem Fördergurt, umfassend eine tragseitige und laufseitige Deckplatte, wenigstens eine zwischen tragseitiger und laufseitiger Deckplatte angebrachte weitere, d.h. zusätzliche, Schicht aufgebaut aus mindestens einem polymeren Werkstoff, sowie ferner mit Trommeln, Tragrollen und mit Traggerüsten, wobei die Förderanlage ein materialförderndes Obertrum mit einer Aufgabestelle für das Fördermaterial und ein zumeist materialfreies Untertrum ausbildet. Es gibt allerdings auch Förderanlagen, die zusätzlich im Untertrum beladen werden.
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Eine gattungsgemäße Förderanlage wird insbesondere in
DE 36 06 129 A ,
EP 1 187 781 B1 ,
DE 36 12 765 A1 ,
EP 1 222 126 B1 ,
DE 43 33 839 B4 ,
WO 2005/023688 A1 ,
EP 0 336 385 B1 ,
WO 2008/034483 A1 ,
EP 1 053 447 B1 und
US 7 178 663 B2 detailliert beschrieben. Die tragseitige und laufseitige Deckplatte eines Fördergurtes als Kernbauteil einer Förderanlage bestehen zumeist aus einer Folie oder einem Gewebe oder bevorzugt aus einer Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente oder einen Kautschukkomponentenverschnitt, wenigstens ein Vernetzungsmittel oder ein Vernetzungssystem, umfassend ein Vernetzungsmittel und einen Beschleuniger, sowie zumeist weitere Mischungsingredienzien, insbesondere wenigstens einen Füllstoff und/oder wenigstens ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder wenigstens ein Alterungsschutzmittel und/oder wenigstens einen Weichmacher und/oder sonstige Zusatzstoff (z.B. Fasern, Farbpigmente). Bedingt durch die Vulkanisation der Kautschukmischung erfährt der Fördergurt die erforderlichen elastischen Eigenschaften.
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Zusätzlich werden den beiden Deckplatten in der Regel noch Flammschutzmittel hinzugefügt, um die Anforderungen hinsichtlich Flamm- und Brandschutz zu erfüllen. Bisher wurden hierbei sowohl für Stahlseilfördergurte als auch für Gewebefördergurte bromierte Verbindungen verwendet. Diese garantierten den Einsatz der Förderanlage auch in sehr unterschiedlichen Klimazonen. Insbesondere für Stahlseilfördergurte bei Einsatz in Ländern mit teilweise sehr niedrigen Temperaturen werden kälteflexible Kautschuke wie bspw. Butadienkautschuk oder Styrolbutadienkautschuk verwendet, die mit bromierten Verbindungen flammhemmend ausgestattet wurden. Bromierte Verbindungen sind auch schon in geringen Mengen gut flammhemmend, gelten allerdings als so genannter PBT-Stoff (persistent, bioakkumulierend, toxisch) und darf somit nach den neuesten Anforderungen nicht mehr verwendet werden. Alternativ lassen sich auch andere bekannte Flammschutzmittel, wie bspw. Al(OH)3 oder Trioctylphosphat (TOF) oder Chlorparaffin, verwenden, wobei diese dann in höheren Konzentrationen verwendet werden müssen und insbesondere die weiteren Eigenschaften wie Reißfestigkeit, Dehnung, Weiterreißfestigkeit, Abrieb, etc. negativ beeinflussen. Ein weiteres sehr bekanntes Flammschutzmittel ist Antimontrioxid. Es wirkt häufig als Synergist in Kombination mit halogenhaltigen Flammschutzmitteln. Der Wirkmechanismus halogenhaltiger Flammschutzmittel beruht auf einer Unterbrechung der Radikalkettenmechanismen während des Verbrennungsprozesses in der Gasphase. Antimontrioxid als Synergist erleichtert unter thermischer Belastung den Zerfall von halogenierten Verbindungen durch die Bildung von halogenierten Antimonverbindungen, die wiederum mit den OH- und H-Radikalen in der Flamme reagieren. Halogenierte, insbesondere bromierte, Flammschutzmittel haben den Nachteil, dass bei der Verbrennung polyhalogenierte Verbindungen entstehen. Diese wirken toxisch, sind biologisch schlecht abbaubar und reichern sich in der Nahrungsektte an. Antimontrioxid wird als möglicherweise krebserzeugende Substanz für den Menschen eingestuft, deshalb müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen für den Umgang (z. B. Abwiegen) mit Antimontrioxid getroffen werden. Bei der Verbrennung entstehen in herkömmlichen Systemen flüchtige Antimonchloride, die Verätzungen der Haut und Augenschäden verursachen können. Antimon steht an 61. Stelle der Elementhäufigkeit in der Erdhülle, eine Abhängigkeit von Rohstoffpreisen und Rohstoffverknappung ist gegeben.
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Insbesondere in der Bau- und Kabelindustrie ist es bereits bekannt, weitere alternative flammhemmende Substanzen, bspw. für PE- und / oder PVC-Kabel oder zur Herstellung von Brandschutzbeschichtungen und Brandschutzabschlüssen an Gebäuden, zu verwenden, siehe u.a.
GB 2 230 255 A ,
DE 690 27 214 T2 oder
DE 41 42 903 A1 . Aus
DE 696 03 731 T2 ist bekannt, anorganische Füllstoffe für PVC- oder PE-haltige Polymermischungen mit Flammschutzmitteln zu beschichten. Hierbei handelt es sich um einschichtige Systeme, bei denen die Haftung einzelner Schichten zueinander keine Rolle spielt. Für mehrschichtige Systeme gestaltete sich daher in der Vergangenheit die Auswahl geeigneter alternativer Flammschutzmittel aufgrund der etwaigen Haftungsprobleme der Schichten zueinander schwierig.
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Im Rahmen einer Weiterentwicklung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Förderanlage bereitzustellen, deren Fördergurt sich durch eine ausreichende flammhemmende Wirkung auszeichnet, ohne dass die weiteren physikalischen Eigenschaften des Fördergurtes negativ beeinflusst werden und ohne dass eine gesundheitliche Gefahr für Mensch, Tier und Umwelt besteht.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die tragseitige (Tragseite) Deckplatte und / oder die laufseitige (Laufseite) Deckplatte wenigstens eines Flammschutzmittels enthält, wobei das Flammschutzmittel frei von Brom bzw. Bromverbindungen ist.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Einsatz von bromfreien Flammschutzmitteln in wenigstens in der Laufseite und / oder in der Tragseite des Fördergurtes, gleiche oder bessere physikalische Eigenschaften der Laufseite und / oder der Tragseite ergibt, während gleichzeitig die Flammschutzeigenschaften gleich oder besser wurden.
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Derartige Flammschutzmittel lassen sich somit als vollständige Alternative zu den gängigen Flammschutzmitteln verwenden oder führen zumindest dazu, dass die Menge der oben erwähnten gesundheitlich wenig vorteilhaften bromierten Flammschutzmittel deutlich reduziert werden kann. Da die erfindungsgemäß eingesetzten Flammschutzmittel bromfrei sind, lässt sich der Anteil an Brom und / oder Bromverbindungen in der tragseitigen (Tragseite) Deckplatte und / oder in der laufseitigen (Laufseite) Deckplatte deutlich reduzieren oder zum Teil ganz eliminieren.
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Als erfindungsgemäße Flammschutzmittel können hierbei alle der fachkundigen Person bekannten brom- und antimontrioxid-freien Flammschutzmittel verwendet werden. Es kommen hierbei insbesondere Stannate, wie Zinkstannat oder Zinkhydroxystannat, Hydroxide, wie Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid, Cyanurate, wie Melamincyanurat, Borate, wie Zinkborat, phosphorhaltige Komponenten, wie Resorcinoldiphosphat oder aromatische Polyphosphate, stickstoffhaltige Komponenten, wie Ammoniumphosphat, Intumeszenzgemische, Carbonate, wie Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat, oder Blähgraphit in Frage. Intumeszenzgemische blähen zu Schäumen auf. Sie werden benutzt, um brennbare Materialien wie Kunststoffe oder Holz, aber auch Stahl, der bei erhöhter Temperatur seine Festigkeit einbüßt, gegen die Einwirkung von Wärme und Feuer zu schützen. Als besonders gut geeignet haben sich Stannate, insbesondere Zinkhydroxystannat (ZHS), gezeigt. ZHS ist besonders ungefährlich für den Menschen, so dass keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind. Gleichzeitig ist es mittlerweile deutlich einfacher und kostengünstiger auf dem Markt verfügbar und unabhängiger von Rohstoffpreisen- und verknappung als Antimontrioxid. Des Weiteren zeigen sich bei der Verwendung von ZHS keine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften und eine Verbesserung der Flammschutzeigenschaften.
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Die genannten bromfreien Flammschutzmittel können hierbei alleine oder in Kombination verwendet werden. Die Gesamtmenge an bromfreien Flammschutzmittel in der Laufseite und / oder in der Tragseite beträgt jeweils bevorzugt 1 bis 100 phr, besonders bevorzugt 10 bis 30 phr.
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Es hat sich als positiv herausgestellt, wenn die Laufseite und / oder die Tragseite jeweils noch wenigstens ein weiteres Flammschutzmittel enthält. Hierbei handelt es sich bevorzugt um ein Flammschutzmittel, welches Antimon enthält und / oder welches eine Antimonverbindung ist. In Kombination mit den oben bereits erwähnten Flammschutzmitteln kann hierbei die Menge an dem weiteren, antimonhaltigen Flammschutzmittel und / oder an der Antimonverbindung deutlich reduziert werden. Die Menge, bezogen jeweils auf die Gesamtmenge der Laufseite und / oder der Tragseite, beträgt bevorzugt 0 bis 5 phr, besonders bevorzugt 0 bis 3 phr und ganz besonders bevorzugt 0 phr. Es kann sich aber alternativ bei dem weiteren Flammschutzmittel auch um Chlorparaffin, bevorzugt in Mengen von 0 bis 25 phr, besonders bevorzugt 0 bis 15 phr, handeln. Um die Laufseite und / oder die Tragseite nicht nur frei von Brom bzw. Bromverbindungen zu gestalten, sondern ein vollständiges Freisein von Halogenen bzw. Halogenverbindungen gewährleisten zu können, beträgt die Menge an Chlorparaffin und / oder an weiteren Halogenen bzw. Halogenverbindungen ganz besonders bevorzugt 0 phr.
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Die Erfindung ist grundsätzlich für alle Förderanlagen und Fördergurte geeignet. Zu nennen sind hier insbesondere Stahlseilfördergurte und Textilfördergurte. Weitere Vorteile der Erfindung zeigen sich vor allem bei Heißfördergurten, die als Stahlseil- oder Textilfördergurte ausgebildet sein können, und hoch temperierte (zumeist > 250°C) Fördergüter befördern müssen. Hier sind die Anforderungen hinsichtlich Flamm- und Brandschutz besonders ausgeprägt. Aus den eingangs erwähnten Gründen zeigen sich ebenso Vorteile bei Fördergurten, die in Klimabereichen mit sehr niedrigen Temperaturen eingesetzt werden und meist kälteflexible Kautschuke enthalten.
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Die tragseitige und / oder laufseitige Deckplatte können als Folie oder Gewebe ausgebildet sein, die jeweils erfindungsgemäß flammhemmend ausgerüstet ist. Bevorzugt ist die tragseitige und laufseitige Deckplatte aus jeweils mindestens einem polymeren Werkstoff aufgebaut. Bei dem polymeren Werkstoff handelt es sich bevorzugt um einen Kautschuk, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Naturkautschuk (NR) und / oder Butadien-Kautschuk (BR) und / oder Chloropren-Kautschuk (CR) und / oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und / oder Nitrilkautschuk (NBR) und / oder Butylkautschuk (IIR) und / oder Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und / oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und / oder Polyacrylat-Kautschuk (ACM) und / oder Epichlorhydrinkautschuk (ECO) und / oder Chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (CSM) und / oder Silikonkautschuk (MVQ) und / oder Fluorkautschuk (FPM) handeln. Die genannten Kautschuke können hierbei alleine oder im Verschnitt eingesetzt werden. Von besonderer Bedeutung ist vor allem CR, das sich durch eine hohe Flamm-, Witterungs- und Alterungsbeständigkeit auszeichnet, insbesondere für Fördergurte mit Einsatz im Untertagebergbau. Die Verwendung von CR bietet insbesondere bei Filtergurten eine zusätzliche Gewichtseinsparung. Im Übertagebergbau haben ferner NR sowie die oben erwähnten Verschnitte (
DE 10 2009 043 904 A1 ) eine größere Bedeutung erlangt. Handelt es sich bei der tragseitigen und / oder laufseitigen Deckplatte um eine Folie oder ein Gewebe, so können hierbei die genannten Werkstoffe ebenso zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Folie auf der Basis wenigstens eines Fluorpolymers aufgebaut ist. In diesem Fall ist eine zusätzliche optimierte Medienbeständigkeit gewährleistet.
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Des weiteren können die beiden Deckplatten neben der Kautschukkomponente wenigstens ein Vernetzungsmittel oder ein Vernetzungssystem, umfassend ein Vernetzungsmittel und einen Beschleuniger, sowie zumeist weitere Mischungsingredienzien, insbesondere wenigstens einen Füllstoff und/oder wenigstens ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder wenigstens ein Alterungsschutzmittel und/oder wenigstens einen Weichmacher und/oder sonstige Zusatzstoff (z.B. Fasern, Farbpigmente) enthalten.
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Der Fördergurt ist zumeist noch mit einem eingebetteten Zugträger versehen. Als Zugträger kommen in Fördergurtlängsrichtung parallel verlaufende Seile aus Stahl zum Einsatz. Der Zugträger kann aber auch ein ein- oder mehrlagiges textiles Gebilde, insbesondere in Form eines Gewebes, bevorzugt bestehend aus Baumwolle und / oder Polyamid und / oder Polyester und / oder Aramid und / oder Glas und / oder Basalt und / oder Stahl sein. Die genannten Werkstoffe können alleine oder in Form von Hybridzugträgern, welche aus wenigstens einem der genannten Werkstoffe aufgebaut sind, eingesetzt werden. Von besonderer Bedeutung ist hier ein Polyamid-Polyester-Gewebe.
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Insbesondere in Verbindung mit Stahlseilfördergurten wird zwecks Schlitzschutz zusätzlich eine in der tragseitigen und/oder laufseitigen Deckplatte eingebettete Querarmierung aus Synthesecorden, beispielsweise aus Polyamid, verwendet, siehe beispielsweise auch
WO 2008/034483 A1 .
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In die tragseitige und/oder laufseitige Deckplatte können zudem noch folgende Bauteile eingebettet sein: Leiterschleifen, Transponder, Barcodes, eine Polymermatrix mit eingemischten detektierbaren Teilchen oder andere detektierbare Elemente. Der Fördergurt kann noch mit einem Aufbauteil, beispielsweise mit einem Mitnehmerteil, Führungsteil sowie mit Rand- und Seitenwandprofilen versehen sein. Derartige Aufbauteile bestehen aus einem polymeren Werkstoff (Elastomer, Thermoplastisches Elastomer, Thermoplast) und werden fußseitig mit der tragseitigen Oberfläche des elastischen Fördergurtes verklebt und / oder vulkanisiert. Weitere Bauteile einer Förderanlage können sein:
- – Umlenkrollen oder Umlenktrommeln
- – Niederhalterollen bei Rohrfördergurtanlagen
- – Korrekturrollen, insbesondere bei Rohrfördergurtanlagen
- – Schurren an der Aufgabestelle für das Fördermaterial
- – Überwachungseinrichtungen
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Die Erfindung wird nun anhand einer Figur und anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Vergleichs- und Ausführungsbeispiele und einer schematischen Zeichnungen erläutert. Die Vergleichs- und Ausführungsbeispiele sind in den Tabellen 1 a bis c zusammengefasst. Die mit „E“ gekennzeichnete Mischung ist hierbei eine erfindungsgemäße Mischung, während es sich bei den mit „V“ gekennzeichneten Mischungen um Vergleichsmischungen handelt. Die mit „a“ gekennzeichnete Tabelle stellt dabei die Mischungszusammensetzungen dar, während die mit „b“ und „c“ gekennzeichneten Tabellen die dazugehörigen entsprechenden physikalischen Eigenschaften bzw. das Brandverhalten illustrieren. Der Flammtest wurde in Anlehnung an DIN ISO 4589 durchgeführt und das Brandverhalten subjektiv bewertet.
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Bei sämtlichen in der Tabelle enthaltenen Mischungsbeispielen sind die angegebenen Mengenangaben Gewichtsteile, die auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk bezogen sind (phr).
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Die Mischungsherstellung erfolgte unter üblichen Bedingungen mit Hilfe eines Laborwalzwerks. Aus sämtlichen Mischungen wurden Prüfkörper durch Vulkanisation hergestellt und mit diesen Prüfkörpern für die Kautschukindustrie typische Materialeigenschaften bestimmt. Für die obig beschriebenen Tests an Prüfkörpern wurden folgende Testverfahren angewandt:
- • Zugfestigkeit bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
- • Shore-A-Härte bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 505
- • Reißdehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53 504
- • Abrieb bei Raumtemperatur gemäß DIN/ISO 4649
Tabelle 1a | Bestandteile | Einheit | V1 | V2 | E1 |
| CR / BR | phr | 100 | 100 | 100 |
| Füllstoffea | phr | 10–90 | 10–90 | 10–90 |
| Weichmacherb | phr | 0–50 | 0–50 | 0–50 |
| Antimontrioxid | phr | 0–25 | 0–25 | 0–25 |
| ZHS | phr | 0 | 0 | 5–30 |
| DecaBDEc | phr | 0 | 1–20 | 0 |
| Zusatzstoffed | phr | 5–50 | 5–50 | 5–50 |
| Vulkanisationssystem | phr | 0,5–5 | 0,5–5 | 0,5–5 |
a Carbonate, Oxide, Hydroxide, Silikate, Ruße, b z.B. Chlorparaffine, c Decabromdiphenylether, d Stearinsäure, Titandioxid, Wachse, Ozonschutz, etc. Tabelle 1b | Eigenschaft | Einheit | V1 | V2 | E1 |
| Härte | Shore A | 58 | 61 | 60 |
| Abrieb | 3mm | 111 | 139 | 140 |
| Zugfestigkeit | MPa | 15 | 13 | 15 |
| Reißdehnung | % | 592 | 550 | 550 |
Tabelle 1c | Eigenschaft | Einheit | V1 | V2 | E1 |
| LOI (ISO 4589) | % | 33 | 37 | 38 |
| Tropfverhalten | | Kein | Kein | Kein |
| Nachbrennzeit | Sek. | 14 | 2 | 0 |
| Wiederaufflammen | (nach 60sec plus Föhn) | nein | nein | nein |
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1 zeigt eine Förderanlage 1 mit einem Fördergurt 2, umfassend eine tragseitige Deckplatte 3 für das Fördermaterial und eine laufseitige Deckplatte 4 aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, beispielsweise aus einer vulkanisierten Kautschukmischung auf der Basis von BR, CR oder SBR, sowie mit einem eingebetteten Zugträger, beispielsweise in Form von Stahlseilen. Die laufseitige Deckplatte 4 hat Kontakt mit einer Trommel 5, die die Antriebstrommel oder Umkehrtrommel sein kann, und stützt sich zudem innerhalb des Obertrums A und Untertrums B an Tragrollen 6 in Form eines Tragrollensystems ab. Die Laufrichtung des Fördergurtes 2 ist durch die Pfeilrichtung dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Förderanlage
- 2
- Fördergurt
- 3
- tragseitige Deckplatte
- 4
- laufseitige Deckplatte
- 5
- Trommel (Antriebstrommel, Umkehrtrommel)
- 6
- Tragrollen
- A
- Obertrum
- B
- Untertrum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3606129 A [0002]
- EP 1187781 B1 [0002]
- DE 3612765 A1 [0002]
- EP 1222126 B1 [0002]
- DE 4333839 B4 [0002]
- WO 2005/023688 A1 [0002]
- EP 0336385 B1 [0002]
- WO 2008/034483 A1 [0002, 0016]
- EP 1053447 B1 [0002]
- US 7178663 B2 [0002]
- GB 2230255 A [0004]
- DE 69027214 T2 [0004]
- DE 4142903 A1 [0004]
- DE 69603731 T2 [0004]
- DE 102009043904 A1 [0013]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN ISO 4589 [0018]
- DIN 53 504 [0020]
- DIN 53 505 [0020]
- DIN 53 504 [0020]
- DIN/ISO 4649 [0020]
- ISO 4589 [0020]