Förderband, Kisten und Big Bags: statische Aufladung im Transport beseitigen

Ein Förderband bewegt Ware, und dabei reibt es an ihr. Steht die Ware im Stau, läuft der Gurt unter ihr weiter; rutscht eine Kiste über eine Rollenbahn, trennen sich an jeder Rolle zwei Oberflächen. Die Ladung, die dabei entsteht, zeigt sich als Teil, das am Gurt klebt, als Staub auf einer sichtbaren Fläche, als Schlag beim Greifen einer Kiste oder als Störung an der Fördertechnik. Dieser Beitrag richtet sich an Instandhalter, Fördertechnik-Ingenieure und Integratoren, die Förderstrecken planen. Er folgt der Strecke vom Gurt über die Rollenbahn bis zum Behälter und endet bei der Frage, wie sich die Entladung über viele Bänder eines Werks vereinheitlichen lässt. Die Beispiele stammen aus dokumentierten Anwendungen: Zwei Ionisatoren von KEYENCE sind über Förderbändern im Einsatz, mehrere Tests haben ein Ergebnis, die übrigen Fälle sind Messungen, Anfragen und Konzepte. Teile, die ihre Ladung schon aus der Spritzgießmaschine mitbringen, behandelt der Beitrag zur Kunststoffverarbeitung; Palette und Stretchfolie haben einen eigenen Beitrag in diesem Thema.

Wichtige Punkte im Überblick

Steht Ware im Stau, reibt der Gurt unter ihr weiter, deshalb gehört der Ionisator über die Staustrecke und nicht über einen beliebigen Abschnitt des Bandes.
Eine Düse wirkt auf einen Punkt, ein Stab auf die ganze Breite des Gurts, für breites Gut oder Teile an beliebiger Stelle auf dem Band ist der Stab die passende Bauform.
Nicht immer ist der Gurt geladen: In einer dokumentierten Messreihe trugen nur Trays und Boxen Ladung, deshalb wird am Behälter gemessen und entladen, dort wo ihn jemand greift.
Für sporadische Störungen an Schubförderern ist geplant, mit einem Inline-Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK an mehreren Positionen über längere Zeit zu messen und daraus weitere Erdungsmöglichkeiten abzuleiten.
Wer die Entladung über viele Förderbänder vereinheitlichen will, erfasst vorab je Band größten Abstand, Breite, Druckluft, Stau- und Übergabestellen sowie Menschen an der Linie.

Ware steht, Gurt läuft: Stau als Ladungsquelle

Solange Ware mit dem Band fährt, bewegen sich Gurt und Gut gemeinsam. Kommt sie im Stau zum Stehen, reibt der Gurt unter ihr weiter, und die Ladung wächst, solange der Stau dauert. An einer Sortiermaschine für Dosen half eine Metallerdung an der Maschine bereits, doch stehende Dosen luden sich weiter auf, bis ein Stabionisator über dem Band die Aufgabe im Test löste.

Für die Auslegung heißt das: Der Ionisator gehört über die Staustrecke, nicht über einen beliebigen Abschnitt des Bandes. Dort steht die Ware am längsten, und dort entsteht die meiste Ladung. Wo sich der Stau verlagert, etwa vor einer Weiche oder einem Puffer, deckt ein Stab über die ganze Staulänge oder ein Gebläse mit Reichweite mehr ab als ein einzelner Punkt.

Leitfähiges Gut auf isolierendem Band: was Erdung löst und was nicht

Eine Abbildung in einem Technical Guide von KEYENCE zeigt Metallteile, die auf einem Förderband durch Reibung geladen werden. Solange ein Teil auf einer geerdeten Förderwalze liegt, fließt die Ladung ab; ist der Kontakt getrennt, wird es geladen weiterbefördert. Laut demselben Guide lädt sich selbst ein geerdeter Leiter leicht durch Induktion auf. Erdung ist damit die erste Maßnahme für alles Leitfähige an der Strecke, aber nicht an jeder Stelle die letzte. Bei Kunststoffboxen auf einem Band ließ sich der größte Teil eines Problems mit Netzteilstörungen und Schlägen über Erdung lösen.

An Schubförderern mit Kunststoffrädern und gewachster Kette treten an den Umrichtern immer wieder Störungen auf. Vermutet wird ein Überschlag durch elektrostatische Entladung, denn Räder und Kette laden sich stark auf. Weil das Problem sporadisch auftritt, meist nach dem Wochenende, ist eine längere Untersuchung geplant: Ein Inline-Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK soll an der Fördertechnik an verschiedenen Positionen messen und die Werte über die Zeit aufzeichnen. Aus den Ergebnissen will der Betrieb weitere Erdungsmöglichkeiten ableiten. Kunststoffräder sind Isolatoren, und die Kette trägt eine Wachsschicht; wo eine Erdung sie nicht erreicht, bleibt die Ionisierung als zweiter Schritt.

Teile, die am Gurt kleben, und Abrieb vom Band auf sichtbaren Oberflächen

Kleben Teile am Gurt, fallen sie an der Übergabe schief oder werden beschädigt. In einer Anfrage blieben Kunststoffteile am Förderband haften, und viele Teile wurden dabei beschädigt; gebraucht wird ein Stab über dem Band, sicher einer, besser zwei. In einer weiteren Anfrage ist die Prozessstörung der Grund, und das Prüfkriterium ist einfach: Die Teile sollen nicht mehr am Band kleben. Ein anderer Betrieb setzt über seinen Förderbändern bereits einen Multi-Sensor Ionisator der Modellreihe SJ-F700 gegen klebende Teile ein; dort ist inzwischen die Reinheit als zweites Ziel hinzugekommen.

Abrieb vom Gurt ist die andere Folge. Laut einer Anfrage lagert sich Abrieb des Gurts als Staub auf den Gehäusen eines Konsumprodukts ab; geplant ist ein Gebläse auf einer schwenkbaren Halterung, das die Ladung abbaut und den Staub mit wegbläst. Wo Druckluft vorhanden ist und Reinheit zählt, ist ein Präziser High-Speed Stabionisator der Modellreihe SJ-Q eine Option. Schaumstoffdichtungen, die ihre Ladung vom Förderband bekommen, entlädt in einer vorhandenen Anlage ein Druckluftfreier Stabionisator der Modellreihe SJ-H, der dort sehr zuverlässig arbeitet.

Über die ganze Breite: Stab statt Punkt an Gurt und Rollenbahn

An einer Rollenbahn verlief ein Test mit einem Kompakten Düsen-Ionisator der Modellreihe SJ-LM erfolgreich. Weil dort mehr als ein Punkt entladen werden soll, wird für die Anwendung voraussichtlich die Stabbauform gewählt. Auch falls die Rollenbahn später einem Band weicht, bleibt die Entladung nötig.

Eine Düse wirkt auf einen Punkt, ein Stab auf die ganze Breite des Gurts. Für breites Gut oder Teile, die an beliebiger Stelle über das Band laufen, ist der Stab deshalb die passende Bauform. Die Düse bleibt für einen festen Punkt, etwa eine Übergabe, an der jedes Teil dieselbe Bahn nimmt.

Nicht das Band, sondern der Behälter: Kisten, Kartons und Transportbehälter

Nicht immer ist der Gurt geladen. Bei Messungen an einer Linie mit Bauteilen auf Trays zeigte der Gurt keine Ladung, während Trays und Boxen auf 2 bis 6 kV kamen; vorgeschlagen ist dort ein Effizienter High-Speed Stabionisator der Modellreihe SJ-E. Gemessen und entladen wird deshalb am Behälter, und zwar dort, wo ihn jemand greift oder wo er an empfindlicher Fördertechnik vorbeifährt.

An einer Förderstrecke aus Kunststoff bekommen Mitarbeitende beim Greifen von Pappschachteln Schläge. Für die Entladung über der Strecke wurde der SJ-F700 getestet, und die bisherigen Tests sahen gut aus. Bei IBCs und Tonnen nach der Befüllung hängt die Ladung laut Anfrage vor allem vom eingefüllten Medium ab; entladen werden soll direkt nach dem Reinraum, ohne größere Konstruktion. Transportbehälter, an die man von oben nur auf 600 bis 700 mm herankommt, verlangen eine Bauform mit Reichweite; für die obere Seite schied ein Stab mit kurzem Arbeitsabstand dort aus.

Big Bags und Silos: die Ladung über die Zeit verfolgen

Bei Big Bags und Silos geht es seltener um einen festen Einbauort als um die Frage, wann die Ladung steigt. Eine Anfrage zu Big Bags zielt auf eine Inline-Messung, deren Daten über die Zeit ausgewertet werden. An einem Silo aus glasfaserverstärktem Kunststoff, an dem Werker Schläge bekamen, sollte keine Druckluft eingesetzt werden; vorgeführt wurde die Entladung dort mit einem kleinen Gebläse.

Für Verläufe eignet sich ein fest montiertes Messgerät der Modellreihe SK, das an derselben Stelle immer wieder misst. Das Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK-H ist ein Handgerät, das laut Katalog Aufladung und Luftfeuchtigkeit zusammen misst. Damit lässt sich prüfen, ob die Schläge mit trockener Luft zusammenfallen. Wo im Logistikbereich keine feste Montage möglich ist, kommt die Frage nach einer mobilen Lösung auf; in einer Anfrage war an einer solchen Stelle nur ein mobiles System denkbar. Vor der Auswahl ist dann zu klären, wo Spannungsversorgung und Halterung möglich sind.

Viele Förderstrecken, eine Lösung: Entladung im Werk vereinheitlichen

Ist eine Strecke entladen, steht oft schon die nächste an. In einem Betrieb mit Gebläsen über mehreren Förderbändern ist die Vereinheitlichung der Entladung über alle Bänder das Thema. Eine einheitliche Bauform vereinfacht Ersatzteile, Wartung und die Einweisung der Instandhaltung. Damit sie auf allen Strecken passt, lohnt vorab eine Liste je Band: größter Abstand zum Gut, Breite, Druckluft ja oder nein, Stau- und Übergabestellen, Menschen an der Linie und Fördertechnik in der Nähe, die eine Entladung stören kann.

Streuen diese Punkte stark, reicht eine einzige Bauform selten. Für die Erstausstattung einer Linie mit Band und Kisten, mit 4 bis 40 kV und dem Ziel unter 0,5 kV, teilt sich die Planung deshalb nach Abstand: Stäbe auf wenige Zentimeter, Gebläse auf etwa 1 m. Für Strecken ohne Druckluft und mit großem Abstand zählt die Wartung mit; beim SJ-F700 entfällt laut Katalog die Elektrodenpflege, weil er die Elektroden automatisch reinigt und ihren Verschleiß durch eine höhere Spannung ausgleicht.

Häufige Fragen

F Warum lädt ein Förderband die Ware auf?

Gurt und Ware reiben aneinander und trennen sich wieder, und mindestens eine der beiden Oberflächen ist meist ein Isolator. Besonders stark lädt sich Ware auf, die im Stau steht, während der Gurt unter ihr weiterläuft. Der Ionisator gehört deshalb über die Staustrecke.

F Reicht es, das Förderband und die Rollen zu erden?

Für alles Leitfähige ist Erdung der erste Schritt; in einem dokumentierten Fall mit Kunststoffboxen erledigte sie rund 80 Prozent des Themas. Ein Teil, das den Kontakt zur geerdeten Rolle verliert, fährt laut einem Technical Guide von KEYENCE jedoch geladen weiter. Isolierende Ware, Räder und Gurte brauchen zusätzlich Ionen aus der Luft.

F Stab oder Düse über dem Förderband?

Eine Düse wirkt auf einen Punkt, ein Stab auf die ganze Breite des Gurts. In einem dokumentierten Test an einer Rollenbahn verlief der Versuch mit einem Düsen-Ionisator erfolgreich; weil mehr als ein Punkt entladen werden soll, wird dort voraussichtlich die Stabbauform gewählt. Für breites Gut ist der Stab die passende Bauform.

F Wie findet man sporadische Störungen durch Entladung an der Fördertechnik?

Mit einer Messung, die über längere Zeit an mehreren Positionen läuft. In einer dokumentierten Anwendung soll ein Inline-Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK an Schubförderern die Werte aufzeichnen, weil die Störungen an den Umrichtern nur zeitweise auftreten. Aus dem Verlauf ergibt sich, wo geerdet oder ionisiert werden muss.

F Lässt sich die Entladung über viele Förderbänder vereinheitlichen?

Ja, wenn vorher je Band Abstand, Breite, Druckluft, Staustellen und Menschen an der Linie erfasst sind. Bei stark unterschiedlichen Bedingungen hilft eine Aufteilung nach Abstand; in einer dokumentierten Planung waren Stäbe für kurze und Gebläse für lange Abstände vorgesehen. Eine einheitliche Bauform je Bedingung vereinfacht Ersatzteile und Wartung.

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