Eine Stahlauskleidung eines Bunkers hält bis zur ersten ernsthaften Abrasivcharge: Das Metall reibt sich durch, es entstehen Löcher, das Material schlägt gegen das Gehäuse, und der Schweißer flickt jeden Monat dieselbe Wand. Eine Gummiauskleidung hält länger, platzt aber an Nähten und verhärtet bei Frost. Polyurethanplatten vom Werk TIMOL liefern eine etwa 2-5-mal höhere Verschleißfestigkeit als Gummi, wiegen 6- bis 7-mal weniger als Stahl und dämpfen den Lärm von fallendem Material. Im Folgenden erläutern wir, wo solche Platten eingesetzt werden, wie sie sich mit Hardox, Gummi und Polyethylen vergleichen und wie eine Auskleidung für die eigene Baugruppe bestellt wird.
Wo Polyurethanplatten eingesetzt werden
Polyurethanplatten schützen Arbeitsflächen vor Abrasivverschleiß, Stößen und Materialanhaftungen. Sie werden dort eingesetzt, wo ein loses oder stückiges Produkt ständig an der Wand reibt, schlägt oder gleitet: an Stellen, wo Metall durchrieben wird und Gummi den Stößen nicht standhält.
Typische Auskleidungsstellen: Wände und Böden von Bunkern und Aufgabetrichtern, Ubergabeschurren und Rutschen, Entladeschurren, Wände von Zyklonen und Hydrozyklonen, Siebmaschinendecks, Kipperkoffer und Schaufeln. An diesen Stellen nimmt die Platte den gesamten Abrasivstrom auf und verschleißt statt der teuren Stahlkonstruktion.
Polyurethan gewinnt besonders bei feuchtem und klebrigem Material. Die glatte elastische Oberfläche ist schlecht benetzbar, daher haftet Ton, Kohleschlamm, feuchtes Erz weniger als an Stahl und friert im Winter nicht an. Das reduziert die Anzahl der Stopps zur Bunkerreinigung. Die vollständige Liste der Auskleidungserzeugnisse finden Sie im Katalog.
Warum Polyurethan Stahl, Gummi und Polyethylen verdrängt
Polyurethanplatten übertreffen Konkurrenten bei der Kombination aus geringem Gewicht, Verschleißfestigkeit und Stoßdämpfung. Der Hauptvorteil gegenüber Stahl ist das Gewicht: Dichte von Polyurethan 1,05-1,25 g/cm³ gegenüber 7,7-7,9 g/cm³ bei Konstruktionsstahl, also ist die Platte 6- bis 7-mal leichter. Das entlastet die Stahlkonstruktion, vereinfacht die Montage und fügt beweglichen Elementen keine Massenträgheit hinzu.
Gegenüber Gummi gewinnt Polyurethan beim Verschleiß und der Festigkeit. Abrieb nach DIN 53516: Polyurethan 38-39 mm³, SBR-Gummi 100-200 mm³, EPDM 80-180 mm³. Zugfestigkeit: Polyurethan 39-87 MPa gegenüber 8-20 MPa bei SBR. Damit verschleißt eine Polyurethanplatte um ein Vielfaches langsamer und hält die eingelegten Befestigungen besser ohne Ausriss.
UHMW-PE hat sehr geringen Abrieb (15-30 mm³) und wird dort eingesetzt, wo minimale Gleitreibung wichtig ist. Aber es ist kaum elastisch (Rückprall 5-10%), verformt sich unter Dauerlast und absorbiert den Aufprall fallenden Materials nicht. Polyurethan unterlieget UHMW-PE beim reinen Gleiten, gewinnt aber im Stoß-Abrasiv-Modus, unter dem die meisten Industriebunker arbeiten. Verschleißstahl Hardox hält dem Direktstoß großer Stücke stand, ist aber schwer, korrodiert und leitet den gesamten Lärm und die Schwingungen in das Gehäuse.
| Werkstoff | Abrieb DIN 53516, mm³ | Betriebs-t, °C | Dichte, g/cm³ | Zugfestigkeit, MPa |
|---|---|---|---|---|
| Polyurethan TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 |
| Gummi SBR | 100-200 | -40…+80 | 0,94-1,1 | 8-20 |
| Gummi EPDM | 80-180 | -50…+120 | 0,86-1,1 | 7-20 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200…+80 | 0,93-0,95 | 17-45 |
| Stahl Hardox 400/500 | k.A. | -40…+250 | 7,8-7,85 | 1250-1600 |
Die Tabelle zeigt den Hauptkompromiss: UHMW-PE liegt beim reinen Abrieb leicht vor Polyurethan, unterliegt aber bei Elastizität und Stoßfestigkeit, und Hardox-Stahl gewinnt bei der Frontfestigkeit auf Kosten eines 6- bis 7-mal größeren Gewichts und völlig fehlender Dämpfung.
Ingenieurhinweis: Stimmen Sie die Plattenhärte auf die Verschleißart ab. Für gleitenden Abrasivstoff feiner Fraktion wählen Sie festeres Polyurethan im oberen Teil des Shore-A-Bereichs, 80-95 Shore A: Es widersteht dem Schneiden besser und bleibt dabei elastisch. Für Stoßbetrieb mit großer Fraktion, die aus der Höhe fällt, arbeitet weicheres Material 80-95 Shore A besser und prellt den Stoß dank Elastizität ab. Bereiten Sie immer den Metallunterleger für Haftung vor: Sandstrahlen und Entfetten bestimmen, ob die Klebeverbindung die gesamte Standzeit der Platte hält.
Wie man Dicke und Befestigung wählt
Die Dicke einer Polyurethanplatte bestimmen drei Faktoren: Abrasivität des Materials, Stückgröße und Aufprallenergie am Kontaktpunkt. Je schwerer das Material und je höher der Fallpunkt, desto mehr Verschleißreserve wird eingerechnet. Eine dünne Platte reicht für Gleitkontakt mit Feingut, eine dicke ist dort erforderlich, wo ein großes Stück senkrecht aufprallt.
Die Befestigung wird nach der Baugruppenform und dem Austauschbedarf gewählt. Die gebräuchlichsten Varianten: Bolzenverbindung durch eingelegte Unterlegscheiben, Kleben mit Konstruktionsklebstoff, und Gießen der Platte direkt auf einem Metallblech-Unterleger, der ans Gehäuse angeschweißt wird. Bolzenbefestigung ist günstig, wo die Platte planmäßig ausgetauscht wird, Klebeverbindung liefert eine nahtlose Oberfläche ohne Vorsprünge, eine Kombination verbindet beide Vorteile.
Ein wichtiges Montaildetail sind die Stöße zwischen den Platten. Sie werden so angeordnet, dass der Materialstrom entlang der Naht fließt und nicht hineinschlägt, sonst hebt sich die Plattenkante und reißt aus. Eine korrekt entworfene Plattenlegung hält spürbar länger als ein zufälliger Zusammenschnitt.
Erwähnenswert ist auch die Reparierbarkeit. Eine Polyurethan-Auskleidung muss nicht als Komplettsatz ausgetauscht werden: In der stärksten Verschleißzone, etwa unter dem Materialfallpunkt, wird eine dickere oder härtere Platte gesetzt, und der Rest der Fläche wird mit dünneren Elementen abgedeckt. Wenn die Stoßzone verschlissen ist, wird nur diese ausgetauscht, nicht die gesamte Bunkerauskleidung. Dieser Zonenansatz senkt die Wartungskosten über die Standzeit der Baugruppe erheblich.
Branchen, wo Polyurethanplatten die größte Wirkung erzielen
Den größten Nutzen liefert Auskleidung im Bergbau und in der Aufbereitung, wo ein Abrasivstrom aus Erz, Kohle und Gestein Metall in Wochen zerstört. Hier amortisieren sich Polyurethanplatten an Bunkern, Schurren und Siebmaschinendecks durch den starken Rückgang der Reparatur- und Stillstandhäufigkeit.
Metallurgie und Baustofffertigung setzen Platten für Auskleidungen von Umschlagknoten für Schotter, Klinker, Koks und Sinter ein. Landwirtschaft und Getreidewirtschaft setzen Polyurethan in Getreideschurren und Bunkern ein, wo Verschleißfestigkeit und die Tatsache wichtig sind, dass das Material das Korn nicht beschädigt und nicht rostet. Die Energiewirtschaft verwendet Platten in Kohle- und Aschemischungsförderern.
In all diesen Branchen löst Polyurethan dieselbe Aufgabe: Die Verschleißfläche vom Metall, das durchgerieben wird, in eine auswechselbare Schutzschicht umzuwandeln, die planmäßig erneuert wird. Mehr zur Werkstoffwahl für konkrete Branchen im Bereich Leistungen.
So bestellen Sie Polyurethanplatten nach Maß
Für die Bestellung übermitteln Sie eine Zeichnung der Baugruppe oder ein Muster der alten Auskleidung mit Maßen, geben Materialtyp, Stückgröße, Temperatur und gewünschte Befestigungsart an. Anhand dieser Daten berechnet der Technologe Dicke, Härte und Polymerrezeptur.
Das Werk TIMOL fertigt Platten in Standard- und Sondergrößen mit Bohrungen, Schrägen, Rippen und Einlegeelementen im Freigießverfahren. Es werden sowohl Einzelplatten zur Reparatur einer konkreten Baugruppe als auch Auskleidungskomplettsätze für einen ganzen Bunker oder eine Schurre ausgeführt.
Für Beratung, Berechnung für Ihre Ausrüstung und Bestellung wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL. Die Ingenieure helfen bei der Werkstoff- und Montageartwahl für Ihren Abrasivbetrieb.