Materialumschlag Produkteinblicke 23.01.19

Statische Aufladungen: Teil 1 Ein häufig übersehenes Risiko bei Gabelstaplereinsätzen

Wenn Sie jemals in Socken über Teppichboden geschlurft sind und dann beim Berühren eines metallenen Türknaufs einen kleinen Funkenschlag gespürt haben, kennen Sie bereits die Wirkung statischer Aufladung. Stellen Sie sich nun eine statische Aufladung von bis zu 50.000 V vor – das sind die Risiken, denen viele Staplerfahrer täglich ausgesetzt sind!

Wie statische Aufladung entsteht

Statische Elektrizität wird durch Reibung zwischen zwei ungleichen Materialien erzeugt. Durch die Reibung werden Elektronen von einem Material an das andere abgegeben, wodurch eine elektrische Unausgeglichenheit oder statische Aufladung entsteht. Isolierende Werkstoffe wie z. B. Gummi neigen am stärksten zum Aufbau statischer Energie, bis es zum Kontakt mit einem leitfähigeren Material kommt. Der Leiter ermöglicht eine Entladung der statischen Elektrizität, wobei die verdrängten Elektronen freigegeben werden und das Gleichgewicht im Material wiederhergestellt wird. Die Entladung kann als Prickeln in den Fingerspitzen beim Öffnen einer Tür oder als gewaltiger Blitzschlag bei Turbulenzen in der Atmosphäre auftreten. Bei Gabelstaplern kann statische Aufladung ein wesentliches Sicherheitsrisiko für den Materialumschlag bedeuten.

Das Problem mit nicht kreidenden Reifen

Gabelstapler mit schwarzen Reifen erzeugen Reibungselektrizität, geben aber über den Ruß, durch den die Gummimischung ihre schwarze Farbe erhält, ihre potenzielle Ladung laufend ab. Ruß ist leitfähig und erdet die Reifen, sodass sie integrierte Antistatik-Eigenschaften haben.

Für bestimmte Anwendungen werden jedoch nicht kreidende Reifen benötigt: Gabelstapler, die in Innenräumen eingesetzt werden, z. B. in Lagerhallen mit hellen Bodenbeschichtungen und Oberflächen oder in lebensmittelverarbeitenden Betrieben, sind oft mit nicht kreidenden Reifen ausgestattet.

Die Gummimischungen, die in nicht kreidenden Reifen eingesetzt werden, enthalten in der Regel Siliciumdioxid statt Ruß. Im Gegensatz zum leitfähigen Ruß ist Siliciumdioxid ein Isolator. Somit wird die in den Reifen erzeugte Reibungselektrizität gespeichert anstatt abgegeben. Die Reibungselektrizität wird weiterhin in der Maschine aufgebaut, bis sie mit einem anderen leitfähigen Material in Berührung kommt und die Ladung abgegeben wird. Leider ist der menschliche Körper ein ausgezeichneter Leiter und ein ideales Ziel für die elektrische Entladung. Betriebskomponenten aus Metall wie z. B. elektronische Bedienelemente und Aufzüge bilden ebenfalls ein mögliches Ventil für die elektrostatische Entladung. Dies kann in jedem Fall gefährliche und kostspielige Auswirkungen haben.

Eine Gefahr für Menschen und Materialien

Im Laufe einer kompletten Arbeitsschicht mit Fahrten bei hoher Geschwindigkeit und Manövrieren schwerer Lasten können Gabelstapler gefährlich hohe statische Aufladungen speichern. Die statische Aufladung eines Gabelstaplers kann stark genug sein, um einen Menschen schwer zu verletzen. Aus diesem Grund achten Stapelfahrer beim Absteigen sorgfältig darauf, den Kontakt mit dem Gabelstapler zu unterbrechen, bevor sie einen Fuß auf den Boden setzen. Manchmal springen sie vom Fahrersitz, um eine schwere statische Entladung zu vermeiden. Das Risiko, dabei auszurutschen und zu stürzen oder einen schweren Stromschlag zu erhalten, verursacht Stress bei den Fahrern, was letztendlich zu fehlender Produktivität führt – ein weiteres Problem, das die statische Aufladung verursachen kann.

Zusätzlich zu den Verletzungsrisiken müssen Betriebe, in denen mit flüchtigen Dämpfen und Chemikalien gearbeitet wird, vorsichtig mit Gabelstaplern umgehen. Propangasbetriebene Gabelstapler sind durch Gasaustritte aus ihren eigenen Kraftstofftanks sowie Gas in der Nähe von Tankstellen gefährdet. Bei Papier- und Tuchfabriken besteht außerdem Brandgefahr durch Funkenbildung im Feinstaub, den diese Materialien erzeugen. In Betrieben, wo elektronische Bauteile gehandhabt werden, können statische Aufladungen Schaltkreise, Datenchips und Firmware ausschalten. Steuertafeln und Sensoren, die im Gabelstapler selbst integriert sind, sowie im Betrieb installierte Steuer- und Alarmvorrichtungen können sogar einem größeren Stromausfall ausgesetzt werden.

Die Herausforderungen der statischen Aufladung

Das Problem der statischen Aufladung gehörte viele Jahre lang einfach zum Arbeitsalltag. Nicht kreidende Reifen spielen eine Rolle in der Betriebshygiene und Produktqualität. Ihre Tendenz zur Erzeugung von Reibungselektrizität gehört eben mit zum Preis, den man für diese Vorteile zahlt. Es wurden einige Maßnahmen zur Minderung des Problems umgesetzt, auf die wir in einem zukünftigen Artikel eingehen werden.

Wie bei den meisten Sicherheitsbelangen muss die Lösung für die Risiken der statischen Elektrizität auf mehreren Ebenen umgesetzt werden. Hier bietet sich Reifenherstellern wie uns eine echte Gelegenheit für mehr Sicherheit. An uns liegt es, mit neuen Reifen und Mischungen den einzigartigen Herausforderungen des nicht kreidenden Reifendesigns zu begegnen. Umfassende Forschungen und Tests haben zu erheblichen Fortschritten bei der Entwicklung haltbarer, nicht kreidender Reifen mit ähnlichen Antistatik-Eigenschaften wie herkömmliche schwarze Reifen geführt. Auf die verschiedenen Lösungen und deren Auswirkungen auf das Fuhrparkmanagement von Gabelstaplern gehen wir in Teil 2 näher ein.