DE102009025848A1

DE102009025848A1 - Leiterschleife, insbesondere für einen Fördergurt

Info

Publication number: DE102009025848A1
Application number: DE102009025848A
Authority: DE
Inventors: Bernd Küsel
Original assignee: Phoenix Conveyor Belt Systems GmbH
Current assignee: Phoenix Conveyor Belt Systems GmbH
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-11-25
Also published as: CN102428014A; WO2010133387A1; US9440798B2; US20120012444A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterschleife (5), die vollständig in einem Artikel eingebettet ist, wobei der Artikel einen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umfasst, wobei erfindungsgemäß wenigstens ein Hybridfaden, der wiederum zumindest aus einem textilen ersten Werkstoff und einem leitfähigen zweiten Werkstoff besteht, nach seiner Endlosschließung die Leiterschleife bildet. Vorzugsweise bilden wenigstens zwei Hybridfäden einen Fadenverbund, insbesondere in Form eines Cordes oder Zwirns. Die Leiterschleife (5) wird insbesondere in einem Fördergurt (1) eingebettet, insbesondere in seiner tragseitigen Deckplatte (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterschleife, die vollständig in einem Artikel eingebettet ist, wobei der Artikel einen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umfasst. Die beiden diesbezüglichen polymeren Werkstoffgruppen sind Elastomere oder Thermoplastische Elastomere. Zumeist ist der Artikel zusätzlich noch mit einem Festigkeitsträger versehen, insbesondere unter vollständiger Einbettung in dem elastischen Grundkörper. Die Leiterschleife kommt dabei insbesondere bei einem Fördergurt zum Einsatz.
Hinsichtlich der Leiterschleifen-Technologie wird insbesondere auf folgende Patentliteratur verwiesen:

Im folgenden wird auf die Fördergurt-Leiterschleifen-Technologie näher eingegangen.
Es ist üblich, Fördergurte mit Leiterschleifen auszurüsten, um das Auftreten von Längsschlitzen zu erkennen. Diese Leiterschleifen werden mit Hilfe einer Sender/Empfänger-Kombination auf Unversehrtheit überprüft. Beim Auftreten eines Längsschlitzes im Fördergurt wird auch die Leiterschleife zerstört und die Übertragungsstrecke Sender/Empfänger wird unterbrochen. Damit erhält man ein Kriterium, um einen Fördergurt zu Beginn des Schlitzvorganges zu stoppen und die Länge des Schlitzes zu begrenzen. Die maximal mögliche Länge des Schlitzes wird dadurch auf den Abstand zweier Leiterschleifen begrenzt. Leider kommt es nach längerem Einsatz der Fördergurte immer häufiger zu Fehlalarmen, die dadurch ausgelöst werden, dass die Leiterschleife zerstört wurde, ohne dass ein Gurtschlitz aufgetreten ist.
Die Leiterschleifen bestehen häufig aus mäanderförmig eingebauten Metallcorden, insbesondere aus Stahlcorden. Die Corde bestehen wiederum zumeist aus wenigstens fünf Litzen. Bevorzugt wird dabei ein Cordaufbau des Typs 7X7 mit einem Einzeldrahtdurchmesser von etwa 0,2 mm und einem Gesamtdurchmesser von 1,5 mm bis 2 mm. Es gibt auch Varianten, die aus einem gemischten Aufbau von Kupferlitzen und Stahllitzen bestehen, wobei insbesondere die Stahllitzen die Kupferlitzen umhüllen. Auch eine Version, bestehend aus einem massiven, von Stahllitzen umhüllten Kupferdraht, ist bekannt.
Der mäanderförmige Aufbau ( DE 196 07 867 A1 , 1) ist besonders dazu geeignet, um die Dehnungsfähigkeit der Schleifen zu erhöhen, da sie sonst durch die mechanische Beanspruchung im Fördergurt, nämlich Biegebeanspruchung und Beaufschlagungsbeanspruchung, nach relativ kurzer Zeit zerstört werden würden. Das Herstellen der Mäander erfordert den Einsatz eines relativ duktilen Materials, was sich jedoch negativ auf die Lebensdauer der Leiterschleife auswirkt. Werkstoffe mit höherer Elastizität verbessern zwar die Dauerfestigkeit des Einzelcordes erheblich, erschweren es aber, diesen Mäander zu formen. Auch die Verwendung so genannter „High Elongation”-Corde (HE-Corde), die durch ihren Aufbau dehnungsfähiger sind als die Corde, verbessert die Lebensdauer, erschwert aber ebenfalls das Ausformen der Mäander.
In der Offenlegungsschrift DE 101 00 249 A1 wird eine Leiterschleife vorgestellt, die innerhalb des Randbereiches des Fördergurtes eine höhere Cordmasse aufweist als im Mittenbereich des Fördergurtes. Die Leiterschleife ist dabei ferner frei von Kreuzungspunkten. Mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich, eine höhere elektromagnetische Empfindlichkeit zu erzielen.
Die Offenlegungsschrift WO 2005/030621 A1 geht auf eine neuere Leiterschleifenentwicklung ein. Dabei wird zwecks Bereitstellung einer hochflexiblen und hochdehnfähigen Leiterschleife mit erhöhter Lebensdauer vorgeschlagen, die Leiterschleife als offene Litzenhelix auszubilden, wobei jeder Einzeldraht von einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umflossen ist. Durch diese Maßnahme wird zudem die interne Reibung zwischen den Drähten unterbunden.
Die Leiterschleifen nach dem hier näher ausgeführten Stand der Technik, wonach die Leiterschleifen-Corde zumeist aus Stahl bestehen, ist ihre Korrosionsanfälligkeit, ihre geringe Flexibilität, trotz der Maßnahmen gemäß WO 2005/030621 A1 , ihre geringe Dehnbarkeit und letztlich die anfällige Verbindung im Rahmen der Endlosschließung.
Im Hintergrund der oben genannten Gesamtproblematik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, insbesondere für einen Fördergurt eine Leiterschleife bereitzustellen, die sich durch eine hohe Flexibilität bei gleichzeitiger Werkstoffbeständigkeit auszeichnet, verbunden mit einer langen Lebensdauer. Außerdem soll die Leiterschleife allen Konstruktionsmöglichkeiten offen sein.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass wenigstens ein Hybridfaden, der wiederum zumindest aus einem textilen ersten Werkstoff und einem leitfähigen zweiten Werkstoff besteht, nach seiner Endlosschließung die Leiterschleife bildet.
Der textile erste Werkstoff ist vorzugsweise ein Polyamid (PA), Aramid, Polyester (PES), Polyvinylacetal (PVA), Polyimid (P1), Polyetheretherketon (PEEK) oder ein Polyphenylen. Aus der Gruppe der Polyphenylene ist dabei insbesondere ein Polyphenylensulfid (PPS) von Bedeutung. Zumeist kommt jedoch ein PA zur Anwendung, wobei hier wiederum folgende Typen hervorzuheben sind:
Polyamid 6
Polyamid 6.6
Polyamid 11
Polyamid 12
Polamid 6.10
Polyamid 6.12
Copolymer
Der leitfähige zweite Werkstoff ist ein korrosionsbeständiges Metall oder ein leitfähiger Kunststoff. Von besonderer Bedeutung ist ein Edelmetall, insbesondere in Form von Silber, insbesondere wiederum als reines Silber. Bei einem leitfähigen Kunststoff sind in den Kunststoff leitfähige Partikel, beispielsweise Metall- oder Kohlefasern, eingemischt.
Der textile erste Werkstoff bildet zumeist den Kern und der leitfähige zweite Werkstoff den Mantel des Hybridfadens. Die Ummantelung erfolgt dabei galvanisch oder elektrochemisch.
Ferner ist es von Vorteil, wenn wenigstens zwei Hybridfäden einen Fadenverbund bilden, und zwar in Form eines Cordes oder Zwirns. Der textile erste Werkstoff kann beispielsweise aus einem Einheitswerkstoff, beispielsweise aus PA bestehen. Aber auch eine Mischkonzeption kann zum Einsatz gelangen, beispielsweise PA und PES. Der Fadenverbund weist eine Stärke von 0,5 mm bis 2 mm auf.
Der Hybridfaden bzw. der Fadenverbund wird mittels eines Leitklebers, mittels Crimpen oder Löten mit niedrig schmelzendem Lot zu einem Stromkreis verbunden. Mit diesem Werkstoffkonzept wird eine Endlosverbindung mit hoher Lebensdauer verwirklicht.
Eine Versuchsreihe hat dabei ergeben, dass bei Verwendung eines Hybridfadens aus PA als Textilkern und reinem Silber als leitfähiger Mantel eine besonders gute Leitfähigkeit bei hoher Flexibilität erzielt werden kann. Die Leitfähigkeit beträgt hier etwa 5 × 10⁴ Ohm, was 20 Ohm pro Meter entspricht. Dadurch wird ein induktives Erfassen des Stroms durch handelsübliche Geräte zuverlässig ermöglicht.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 einen Fördergurt mit Leiterschleife;
2 einen Fadenverbund;
3 ein Hybridfaden.
1 zeigt einen Fördergurt 1, der eine tragseitige Deckplatte 2 und eine laufseitige Deckplatte 3 aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umfasst. Der polymere Werkstoff ist insbesondere eine vulkanisierte Kautschukmischung, beispielsweise auf der Basis eines Chloropren-Kautschuks (CR). Zwischen diesen beiden Deckplatten ist ein Festigkeitsträger 4 in Form von Stahlseilen eingebettet. Innerhalb der Tragseite 2 ist nun die erfindungsgemäße Leiterschleife 5 vollständig eingebettet. Nach dem Stand der Technik kann die Leiterschleife zusätzlich auf einem Trägergewebe 6 fixiert sein ( DE 198 31 854 A1 ).
Bisher werden die Leiterschleifen 5 in einem Abstand von 50 m bis 150 m eingebaut. Im Hintergrund der neuen Hybridfäden auf der Basis eines leichteren textilen Werkstoffes könnte die Teilung auf beispielsweise 10 m (von üblichen 100 m) gesenkt werden, wodurch die Sicherheit für den Fördergurt deutlich erhöht wird.
2 zeigt nun einen Fadenverbund 7, gebildet aus mehreren Hybridfäden 7, und zwar unter Ausbildung eines hochflexiblen Cordes.
3 verdeutlicht nun einen bevorzugten Aufbau eines Hybridfadens 9. Der textile erste Werkstoff 10, beispielsweise aus einem PA, bildet den Kern und hat somit eine Trägerfunktion. Der leitfähige zweite Werkstoff 11, beispielsweise reines Silber, ummantelt vollständig den Kern. Dabei weist der Mantel im Vergleich zum Kern eine geringere Stärke auf.
Auch wenn der schwerpunktmäßige Einsatz einer derartigen Leiterschleife bei einem Fördergurt zu sehen ist, so kann diese auch bei einem Artikel mit verschleißanfälliger Decklage, insbesondere unter dem Aspekt des Aufschlitzens, verwendet werden. Zu nennen sind hier insbesondere ein schlauchförmiger Körper, beispielsweise Schwimmschläuche von Off-Shore-Anlagen und Luftfederbälge.

1: Fördergurt
2: tragseitige Deckplatte
3: laufseitige Deckplatte
4: Festigkeitsträger
5: Leiterschleife
6: Trägergewebe
7: Fadenverbund
8: Hybridfaden
9: Hybridfaden
10: textiler erster Werkstoff
11: leitfähiger zweiter Werkstoff

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4014475 A1 [0002]
- DE 4444264 C1 [0002]
- DE 19607867 A1 [0002, 0006]
- DE 19827120 A1 [0002]
- DE 19831854 A1 [0002, 0022]
- DE 10100249 A1 [0002, 0007]
- EP 0213057 A1 [0002]
- EP 1097094 B1 [0002]
- WO 2005/030621 A1 [0002, 0008, 0009]
- AU 57558 B [0002]
- GB 1246786 A [0002]
- US 4621727 [0002]

Claims

Leiterschleife (5), die vollständig in einem Artikel eingebettet ist, wobei der Artikel einen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hybridfaden (8, 9), der wiederum zumindest aus einem textilen ersten Werkstoff (10) und einem leitfähigen zweiten Werkstoff (11) besteht, nach seiner Endlosschließung die Leiterschleife (5) bildet.
Leiterschleife nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der textile erste Werkstoff (10) ein Polyamid (PA), Aramid, Polyester (PES), Polyvinylacetal (PVA), Polyimid (PI), Polyetheretherketon (PEEK) oder ein Polyphenylen ist.
Leiterschleife nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) ein korrosionsbeständiges Metall oder ein leitfähiger Kunststoff ist.
Leiterschleife nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) ein Edelmetall ist.
Leiterschleife nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) Silber ist.
Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der textile erste Werkstoff (10) den Kern und der leitfähige zweite Werkstoff (11) den Mantel des Hybridfadens (8, 9) bildet.
Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Hybridfäden (8, 9) einen Fadenverbund (7) bilden.
Leiterschleife nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenverbund (7) ein Cord oder ein Zwirn ist.
Leiterschleife nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenverbund (7) eine Stärke von 0,5 mm bis 2 mm aufweist.
Leiterschleife (5), die vollständig in einem Fördergurt (1) eingebettet ist, wobei der Fördergurt eine tragseitige Deckplatte (2) und eine laufseitige Deckplatte (3) aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften umfasst, wobei zwischen diesen beiden Deckplatten ein Festigkeitsträger (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hybridfaden (8, 9), der wiederum zumindest aus einem textilen ersten Werkstoff (10) und einem leitfähigen zweiten Werkstoff (11) besteht, nach seiner Endlosschließung die Leiterschleife (5) bildet.
Leiterschleife nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der textile erste Werkstoff (10) ein Polyamid (PA), Aramid, Polyester (PES), Polyvinylacetal (PVA), Polyimid (PI), Polyetheretherketon (PEEK) oder ein Polyphenylen ist.
Leiterschleife nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) ein Metall oder ein leitfähiger Kunststoff ist.
Leiterschleife nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) ein korrosionsbeständiges Metall oder ein leitfähiger Kunststoff ist.
Leiterschleife nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) ein Edelmetall ist.
Leiterschleife nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige zweite Werkstoff (11) Silber ist.
Leiterschleife nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der textile erste Werkstoff (10) den Kern und der leitfähige zweite Werkstoff (11) den Mantel des Hybridfadens (8, 9) bildet.
Leiterschleife nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Hybridfäden (8, 9) einen Fadenverbund bilden.
Leiterschleife nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenverbund (7) ein Cord oder ein Zwirn ist.
Leiterschleife nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenverbund (7) eine Stärke von 0,5 mm bis 2 mm aufweist.
Leiterschleife nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife (5) in der tragseitigen Deckplatte (2) des Fördergurtes (1) eingebettet ist.