DE19731178C1

DE19731178C1 - Schlauchleitung mit mindestens einem integrierten elektrischen Leiter

Info

Publication number: DE19731178C1
Application number: DE1997131178
Authority: DE
Inventors: Manfred Schirmacher
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: WO1999002910A3; WO1999002910A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchleitung, insbesondere für brennbare und nicht brennbare wassergefährdende Stoffe, mit mindestens zwei Schlauchschichten, zwischen denen mindestens ein elektrischer Leiter angeordnet ist.

Eine derartige Schlauchleitung ist aus der DE 22 00 538 B2 und der EP 0 185 650 A1 bekannt. In der zuerst genannten Druck schrift wird ein Druckluftschlauch für den Transport von Strahlmitteln beschrieben, in dessen Schlauchinnenwandung ein elektrischer Leiter zur Verschleißüberwachung integriert ist. Sobald die Schlauchinnenwandung und der elektrisch überwachte Leiter von den durch den Schlauch geförderten Festkörpern durchgescheuert ist, wird der Schlauch ausgemustert, um ein Ber sten des Schlauches bei einer fortgesetzten Schlauchbenutzung zu vermeiden. In der Druckschrift EP 0 185 650 A1 wird ein Hy draulikschlauch beschrieben, der eine Armierung in Form eines Dehnmeßstreifens aufweist. Der Meßdraht verändert unter dem Einfluß mechanischer Kräfte seinen Widerstand. Eine Überbean spruchung des Schlauches führt beispielsweise zu einer Notab schaltung der Maschine, in der der Schlauch eingebaut ist.

Die in den Druckschriften beschriebenen Schlauchleitungen ver wenden einen elektrischen Leiter entweder zur Schlauchver schleißmessung oder zum Erfassen einer Überbeanspruchung. Im letzteren Fall ist dies nur mit einer komplizierten, elektroni schen Auswerteeinrichtung möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Schlauchleitung mit einem integrierten elektrischen Leiter zu schaffen, bei der der Leiter im Falle einer mit einem Schlauchbruch verbundenen Überdehnung in Schlauchlängsrichtung zuverlässig und dauerhaft unterbrochen wird.

Das Problem wird u. a. mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ge löst. In der Schlauchleitung ist ein elektrischer Leiter inte griert, der entweder durchgehend einen Querschnitt unter 0,5 mm² hat und aus einem spröden Material besteht oder der be reichsweise einen Querschnitt über 0,5 mm² aufweist und in be stimmten Abständen mit Sollbruchstellen ausgestattet ist, die ab einer bestimmten, zumindest in Schlauchlängsrichtung wirken den Überdehnung brechen.

Die erste Alternative wird beispielsweise in Druckschläuchen verwendet. Der dort eingebettete Leiter besteht aus einem Mate rial, das ab einer bestimmten Überdehnung in Schlauchlängsrich tung bei einem Schlauchbruch sofort abreißt, ohne daß der Lei ter vorher viele Zentimeter oder Dezimeter aus dem gerissenen Schlauch herausgezogen wurde. Das hat den Vorteil, daß ein Schlauchbruch unmittelbar nach dem Austreten der transportier ten Flüssigkeit erkannt wird und der Flüssigkeitstransport so fort unterbrochen werden kann, um die auslaufende Menge so klein wie möglich zu halten.

In der Schlauchleitung kann der elektrische Leiter beispiels weise als Draht oder Litze so verlegt werden, daß er in minde stens einer schmalen Zone in sinus- oder mäanderförmigen Schleifen mit kleiner Amplitude angeordnet ist. Diese Verlegung läßt eine gewisse Schlauchdehnung zu, wie sie z. B. durch ein Überfahren oder Krümmen des Schlauches entsteht.

Die zweite Alternative zum Erzielen einer definierbaren Lei terunterbrechung verwendet Sollbruchstellen in Form von mecha nischen Schwachstellen. Die Sollbruchstellen werden beispiels weise in elektrisch leitfähigen Armierungen von Saugschläuchen verwendet. Als Armierung wird meist ein schraubenförmig verleg ter Draht eingesetzt. Dieser Draht wird ohne Sollbruchstellen bei einem Schlauchbruch in der Regel weit aus dem Schlauchman tel herausgezogen bis er endlich bricht. Als Sollbruchstellen können alle Formen von Querschnittsänderungen eingesetzt wer den, sofern sie eine genügende Kerbwirkung haben. Auch können die Sollbruchstellen mechanische, einmal lösbare Kupplungen sein. Ferner können die Sollbruchstellen durch eine Material änderung herbeigeführt werden, z. B. durch eine Gefügeänderung oder durch ein Auftrennen und Verkleben der in der Trennstelle stumpf oder überlappend aufeinandertreffenden Leiterenden.

Alle eingesetzten Leiter haben von Kupplung zu Kupplung einen ohmschen Widerstand von ca. 1 Ω bezogen auf 1 m Schlauchlänge.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht oder nur teilweise zitierten Unteransprüchen und der nachfol genden Beschreibung mehrerer schematisch dargestellter Ausfüh rungsformen:

Fig. 1: Schlauchleitung mit sinusförmig verlegtem elektri schen Leiter;

Fig. 2: Schlauchleitung mit einer Wendel mit Einschnürung;

Fig. 3: Schlauchleitung mit einer Hülse als Sollbruchstelle;

Fig. 4: Schlauchleitung mit einem Keramikwiderstand als Soll bruchstelle.

Fig. 1 zeigt einen Druckschlauch, der aus einer Innen schicht (1), zwei Festigkeitsträgern (2, 3), zwei Zwischen schichten (4, 5) und einer Außenschicht (7) besteht. Die Innen schicht (1) ist beispielsweise der undurchlässige und gegen das Fördergut beständige, nahtlose Teil des Schlauches. Die Außen schicht (7) dient dem Schutz gegen äußere mechanische Beschädi gung, Abnutzung sowie witterungsbedingte und kurzzeitige chemi sche Einflüsse der Umgebung.

Die Innenschicht (1) ist von einem Festigkeitsträger (2) umge ben. Auf letzterem ist eine isolierende Zwischenschicht (5) an geordnet. Diese Schicht (5) nimmt den elektrischen Leiter auf. Es ist hier ein Draht (11), der einer sinus- bzw. mäanderförmi gen Kurve in einer gedachten Verlegezone (12) aufgetragen ist. Die Teilung der Kurve ist dabei größer als ihre Amplitude. Die Amplitude und die Teilung sind so ausgelegt, daß der Draht (11) bei einem Abknicken auf den minimalen Biegeradius des Schlau ches bzw. der Schlauchleitung noch nicht gestreckt ist. Diese Verlegung, die u. a. durch die Gestaltung der Festigkeitsträ ger (2, 3) bestimmt wird, garantiert, daß der Draht (11) erst bei einer gefährlichen Überdehnung gestreckt wird und bricht.

In Fig. 1 ist die Verlegezone parallel zur Mittellinie des Schlauches gelegt. Der Schlauch kann mehrere, zueinander beab standete Verlegezonen aufweisen. Selbstverständlich können die Verlegezonen auch schraubenförmig auf der Schlauchleitung ver laufen. In diesem Fall sind die Amplituden der Kurve, in der der Draht verlegt ist gegenüber den Amplituden bei parallel zur Mittellinie ausgerichteten Verlegezonen kleiner. Auch soll die Steigung der schraubenförmigen Verlegezonen - gegenüber der Schlauchmittellinie gemessen - kleiner als 45° sein, so daß bei einer Überdehnung mit Schlauchbruchgefahr der Draht (11) zumin dest partiell vollständig innerhalb der schraubenförmigen Ver legezone gestreckt wird.

Die Verlegezonen können sich überkreuzen, sofern die Drähte (11) isoliert sind. Im übrigen ist hier die Verwendung des Drahtes stellvertretend für dünne Bänder oder Streifen aus leitfähigen Werkstoffen. Die elektrischen Leiter (11, 21) sind für einen ohmschen Widerstand von ca. 1 Ω/m ausgelegt.

Die erste, den Draht (11) tragende Zwischenschicht (4) wird von einer zweiten Zwischenschicht (5) umgeben. Zwischen dieser und der Außenschicht (7) ist ein zweiter Festigkeitsträger (3) ein gelegt.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Saugschläuche. Sie enthalten zusätz lich als Querschnittsstabilisator eine Wendel (21), die sich in der Regel zwischen den Festigkeitsträgern (2, 3) befindet. Sind die Festigkeitsträger (2, 3) aus einem leitfähigen Werkstoff, so wird zwischen der Wendel (21) und den Festigkeitsträgern (2, 3) jeweils eine nichtleitende Zwischenlage (4, 5) angeordnet. Die Wendel (21) selbst besteht beispielsweise aus einem zinküberzogenen Federstahldraht mit rundem Querschnitt.

In Fig. 2 ist ein Saugschlauch mit nichtleitfähigen Festig keitsträgern (2, 3) dargestellt. Zwischen dem inneren Festig keitsträger (2) und der unter dem äußeren Festigkeitsträger (3) liegenden Zwischenschicht (S) ist die Wendel (21) eingebettet. Sie hat beispielsweise alle zweieinviertel Umschlingungen eine Sollbruchstelle in Form einer Einschnürung (25). An dieser Stelle ist der Querschnitt des Federstahldrahts der Wendel (21) um mindestens 70% geschwächt. Die Einschnürung (25) hat die Form einer Ringkerbe, so daß der dort vorhandene Kerbfaktor groß genug ist, um bei einer Schlauchüberlastung in Längsrich tung die Wendel (21) mindestens an einer Sollbruchstelle abzu reißen. Andere Querschnittsverringerungen, wie z. B. Querboh rungen oder ein- oder mehrseitige Einkerbungen sind auch denk bar. Das Material der Wendel (21) hat einen ohmschen Widerstand von ca. 1 Ω/m. Der Widerstand ist bezogen auf die Schlauchlänge.

Bei der Sollbruchstelle in Fig. 3 ist die Wendel (21) durch trennt. An der Trennstelle treffen sich die Enden (22, 23) der benachbarten Wendelabschnitte auf Stoß. Über beide Enden (22, 23) ist eine Hülse (27) geschoben, die die Enden beispielsweise jeweils mittels eines Querpreßsitzes verbindet. Der Sitz ist so toleriert, daß die Enden (22, 23) bei einer Schlauchüberlastung aus der Hülse (27) sicher herausgezogen werden. In diesem Fall kann die Wendel (21) und/oder die Hülse (27) aus einem leitfä higen Material mit einem ohmschen Widerstand ca. 1 Ω pro einem Meter Schlauchlänge sein.

Eine andere Verbindung der Wendelenden (22, 23) im Bereich der Sollbruchstellen ist der Fig. 4 zu entnehmen. Dort werden die Enden (22, 23) einer Wendel (21), die keinen nennenswerten Ei genwiderstand hat, über einen Widerstandskörper (29) verknüpft. Letzterer kann beispielsweise ein üblicher ohmscher Widerstand sein. Sein Widerstandswert pro Sollbruchstelle ist so ausge legt, daß sich ein Gesamtwiderstand pro Meter Schlauchleitung vom ca. 1 Ω ergibt. Der beispielsweise keramische Widerstands körper (29) bricht bei einer entsprechenden Überlastung des Schlauches, womit die Leitfähigkeit der Wendel (21) beendet ist.

Selbstverständlich kann auch bei einem Saugschlauch mit einer nicht leitfähigen, beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Wendel der sinusförmig verlegte Draht aus Fig. 1 verwendet werden.

Im übrigen können die Schläuche unabhängig von den bei mechani scher Überlastung brechenden Leitern elektrisch leitfähig aus gebildet sein, z. B. um elektrostatische Aufladungen abzuleiten.

Bezugszeichenliste

1

Innenschicht

2

,

3

Festigkeitsträger

4

Zwischenschicht, erste

5

Zwischenschicht, zweite

7

Außenschicht

11

Draht

12

Verlegungszone

21

Wendel

22

,

23

Wendelenden

25

Einschnürung, Querschnittsverengung

27

Hülse

29

Widerstandskörper

Claims

1. Schlauchleitung für brennbare und nicht brennbare wasserge fährdende Stoffe mit mindestens zwei Schlauchschichten, zwi schen denen mindestens ein elektrischer Leiter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (11, 21) entweder durchgehend einen Querschnitt unter 0,5 mm² hat und aus einem spröden Material besteht oder bereichsweise einen Querschnitt über 0,5 mm² auf weist und in bestimmten Abständen mit Sollbruchstellen (25-27) ausgestattet ist, die ab einer bestimmten, zumindest in Schlauchlängsrichtung wirkenden Überdehnung brechen.

2. Schlauchleitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter ein Draht (11) ist, der in minde stens einer schmalen, parallel zur Schlauchlängsachse angeord neten Zone (12) in sinusförmigen Schleifen mit kleiner Ampli tude verlegt ist.

3. Schlauchleitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Sollbruchstellen (25, 27, 29) be zogen auf den Schlauchquerschnitt jeweils um 60 bis 90° zuein ander versetzt sind.

4. Schlauchleitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Sollbruchstellen (25, 27, 29) ei nen äquidistanten Abstand haben.

5. Schlauchleitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter ein Draht (11) ist, der in minde stens einer schmalen, spiralförmig zur Schlauchlängsachse ange ordneten Zone (12) in sinusförmigen Schleifen mit kleiner Amplitude verlegt ist, wobei die Spirale der Zone (12) minde stens eine Steigung von 45° hat.

6. Schlauchleitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter eine die Schlauchleitung verstär kende Wendel (21) ist.

7. Schlauchleitung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Sollbruchstelle als Querschnittsverengung (25) ausgebildet ist.

8. Schlauchleitung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der einzelnen Sollbruchstelle die Wendel (21) unterbro chen ist, wobei an dieser Stelle die beiden stumpf aufeinander stoßenden Enden (22, 23) der Wendel (21) lösbar in einer elek trisch leitfähigen Hülse (27) stecken.

9. Schlauchleitung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der einzelnen Sollbruchstelle die Wendel (21) unterbro chen ist, wobei diese Stelle mit einem Widerstand (29) aus ei nem spröden Werkstoff überbrückt ist.