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Textilkord als Querarmierung für Fördergurte.
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Die Erfindung betrifft einen Textilkord hoher Dehnbarkeit für die
Querarmierung von Fördergurten sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Es ist seit langem bekannt, Fördergurte - insbesondere Fördergurte
mit nur in Längsrichtung angeordnete Zugträger wie Stahlseilgurte - gegen Beschädigung
aufgrund äußerer Einwirkung durch zusätzliche Einlagen zu schützen, die auf einer
oder auch auf beiden Seiten des zugaufnehmenden Gurtkerns angeordnet sind. Die Einlagen
umfassen quer zur Laufrichtung des Fördergurts ausgerichtete Textilgarne, Textilkorde,
Stahlseile oder ähnliche Querelemente, die entweder separat oder im Verbund eines
Gewebes oder Fadengeleges in den Fördergurt eingebettet sind. Die zusätzlichen Querarmierungseinlagen
sollen insbesondere als sogenannter Schlitzschutz und Eindringschutz wirken, d.h.
den Fördergurt gegen Aufschlitzen in Laufrichtung schützen, indem sie das Eindringen
von Gegenständen in den laufenden Fördergurt verhindern oder, falls es doch zu einem
Eindringen gekommen sein sollte, den Gegenstand möglichst bald wieder aus dem Fördergurt
herausdrängen.
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Metallische Querelemente, z.B. Stahlseile oder Stahlstäbe, erscheinen
wegen ihrer hohen Festigkeit an sich zur Erzielung einer
Schutzwirkung
nicht ungeeignet. Nachteilig ist jedoch die relativ große Biegesteifigkeit, durch
welche die normalen Eigenschaften des Fördergurtes, insbesondere seine Muldbarkeit
und seine Flexibilität in Längsrichtung, verschlechtert werden.
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Außerdem haben metallische, biegesteife Querelemente die Neigung,
sich aus dem Gurtverbund zu lösen und an der Gurtkante oder -decke auszutreten.
Reparaturen sind im Vergleich zu Fördergurten mit ausschließlich textilen Einlagen
außerordentlich aufwendig. Ein weiterer Nachteil ist die niedrige Dehnung wegen
der daraus folgernden geringen Arbeitsaufnahme.
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Aus der DT-AS 24 25 465 ist eine Querarmierungseinlage in Form eines
textilen Gewebes bekannt, dessen die Querelemente darstellenden Schußfäden außer
einer im Vergleich zu den Kettfäden hohen Zugfestigkeit eine hohe Dehnung haben
sollen. Hierbei werden zur Erzielung hoher Dehnung vollsynthetische, verzwirnte
Schußfäden, deren Verzwirnung etwa den kritischen Drehungspunkt erreicht, als besonders
zweckmäßig angesehen. Im Gegensatz zu dehnungsarmen Querelementen, wie etwa Stahlseilen,
die durch einen in den Fördergurt eingedrungenen Fremdkörper nacheinander zerrissen
werden können, werden die Schußfäden mit hoher Dehnung durch den Fremdkörper zusammengeschoben,
ohne wegen ihrer hohen Dehnung dabei zu reissen, und leisten dann zusammen, als
Bündel, dem eingedrungenen Fremdkörper einen erhöhten Widerstand, der sich als Summe
der Einzelfestigkeiten der zusammengedrängten Querelemente ergibt. Da es sich um
textile und wegen der Summenwirkung nicht notwendig sehr starke Querelemente handelt,
die entsprechend flexibel sind, werden die normalen Eigenschaften des Fördergurtes
durch die zusätzliche Querarmierungseinlage relativ wenig verändert.
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Es hat sich nun allerdings herausgestellt, daß es mit bekannten Mitteln
schwierig, wenn nicht unmöglich ist, geeignete textile Querelemente, namentlich
ausreichend flexible Textilkorde für die Querarmierung von Fördergurten zu verwirklichen,
die bei
ausreichender Festigkeit gleichzeitig die zweckmäßige hohe
Dehnung haben. Die bekannte Maßnahme der Verzwirnung bis zum kritischen Drehungspunkt
hat den schwerwiegenden Nachteil, daß bei dieser hohen Verzwirnung die Zugfestigkeit
und damit im Endeffekt auch wieder die Schutzwirkung stark vermindert ist.
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Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Textilkord
für die Querarmierung von Fördergurten zu schaffen, der die Eigenschaften hoher
Dehnung, hoher Zugfestigkeit und hoher Flexibilität in sich vereinigt.
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Ein dieser Aufgabe lösender Textilkord besteht erfindungsgemäß aus
zwei Fadenbündeln mit unterschiedlicher Einzwirnung, wobei sich die Einzwirnung
der beiden Fadenbündel vorzugsweise um mindestens 20%-Punkte unterscheidet.
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Die Einzwirnung ist bekanntlich ein Maß für die Verkürzung von Fäden
bzw. Fadenbündeln, welche diese aufgrund der Verdrehung beim Verzwirnen erleiden.
Die Einzwirnung ist definiert als die Differenz zwischen der Länge des glattgestreckten
Fadens und der Länge des gezwirnten Fadens in Prozent bezogen auf die Länge des
gezwirnten Fadens.
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Der erfindungsgemäße Textilkord hat aufgrund der Tatsache, daß er
aus zwei Fadenbündeln deutlich unterschiedlicher Einzwirnung besteht, eine außerordentlich
hohe Dehnung. Diese wird überwiegend durch das stärker eingezwirnte Fadenbündel
als Konstruktionsdehnung vermittelt, während das geringer eingezwirnte Fadenbündel
vornehmlich dem Zusammenhalt des Textilkordes im ungedehnten Zustand dient und bei
einer gewaltsamen Streckung des Textilkordes überwiegend eine Materialdehnung erleidet.
Dieses Zusammenwirken der beiden Fadenbündel unterschiedlicher Einzwirnung ergibt
für den erfindungsgemäßen Textilkord eine erzielbare
Bruchdehnung,
die je nach dem Unterschied der Einzwirnung zwischen 20 und 100% liegt und um so
höher ist, je größer der Unterschied der Einzwirnung ist. Gleichzeitig hat der neue
Textilkord eine Zugfestigkeit und Flexibilität, die mindestens genauso groß wie
bei einem Textilkord üblicher Ausbildung von gleichem Material und Querschnitt sind.
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Um im Interesse einer hohen Dehnung den Unterschied der Einzwirnung
möglichst groß werden zu lassen, ohne dabei absolut hohe Werte der Einzwirnung zu
bekommen, durch welche die Festigkeit unnötig beeinträchtigt würde, hält man die
Einzwirnung des geringer gezwirnten Fadenbündels möglichst klein. Sie beträgt vorzugsweise
höchstens 10% und ganz bevorzugt etwa 0-1%. Im letzteren ganz bevorzugten Fall hat
dann das stärker gezwirnte Fadenbündel eine Einzwirnung von mindestens 20 bis 21%.
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Da das schwächer gezwirnte Fadenbündel im Falle einer Streckung des
Textilkordes eine Materialdehnung erleidet,mit der im Gegensatz zu einer Konstruktionsdehnung
ein Festigkeitsverlust verbunden ist, wird man seinen Anteil am Gesamtquerschnitt
des Textilkordes gerade nur so groß machen, wie es zu einer guten Erzielung seiner
Funktion, den Zusammenhalt des Textilkordes im Normalzustand zu gewährleisten, erforderlich
ist. Als ein zweckmäßiger Kompromiß in dieser Hinsicht hat sich erwiesen, daß das
stärker gezwirnte Fadenbündel einen je nach Materialzusammensetzung des Textilkordes
3-6 mal größeren Querschnitt als das schwächer gezwirnte Fadenbündel hat.
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Der neue Textilkord besteht bevorzugt ausschließlich aus synthetischen
Fäden. Hierbei hat sich das Polyamid Nylon 66 für das stärker gezwirnte Fadenbündel
unt das Polyamid Nylon 6 oder Polyvinylalkohol für das schwächer gezwirnte Fadenbündel
auch unter dem Gesichtspunkt der Herstellung als besonders geeignet erwiesen.
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Gegenstand der Erfindung sind ferner Verfahren zum Herstellen des
neuen Textilkordes. Gemäß einem Verfahren der Erfindung wird der Textilkord aus
zwei Fadenbündeln gezwirnt, die der Zwirnstelle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
zulaufen und dadurch im fertigen Textilkord eine unterschiedliche Einzwirnung erhalten.
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Bei einem anderen, bevorzugten Verfahren nach der Erfindung wird der
Textilkord gleichmäßig aus zwei Fadenbündeln gezwirnt oder verschlagen, deren Material
unterschiedliche thermische Schrumpfeigenschaften besitzt; anschließend wird der
gezwirnte Textilkord einer Wärmebehandlung derart unterworfen, daß das eine Fadenbündel
stärker als das andere dauerhaft schrumpft.
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Diese letztere Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Textilkordes
aus den oben angegebenen, besonders geeigneten Materialien bestimmt. Das stärker
geschrumpfte Fadenbündel ist im fertigen Textilkord natürlich das schwächer gezwirnte
Fadenbündel, weil die anfängliche Drehung, die dieses Fadenbündel beim Zwirnen erhalten
hat, durch die anschließende Schrumpfung, d.h. Verkürzung des Fadenbündels ganz
oder teilweise wieder rückgängig gemacht wird.
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Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung für einen Schrumpfweg des stärker
schrumpfenden Fadenbündels von mindestens 20% ausgeführt. Zusammen mit einer regelmäßig
nicht zu vermeidenden, gleichzeitigen geringen Schrumpfung des anderen, im Endzustand
stärker gezwirten Fadenbündels ergibt dies mit guter Sicherheit den bevorzugten
Mindeunterschied der Einzwirnung von 20% -Punkten, wobei zu beachten ist, daß sich
der prozentuale Schrumpfweg im Gegensatz zur Einzwirnung nicht auf die kürzere Endlänge,
sondern auf die ungeschrumpfte Länge des Fadenbündels bezieht.
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Am besten wird die Wärmebehandlung im Zuge der Verarbeitung des Textilkordes
zum Fördergurt im letzten Arbeitsgang vor der Gummierung durchgeführt. Dann erfordert
der Einsatz des erfindungsgemäßen Textilkordes den geringsten zusätzlichen Herstellungsaufwand.
Außerdem ist hierbei berücksichtigt, daß sich der neueTextilkord beim Konfektionieren
des Fördergurtes im ungeschrumpften Zustand leichter als im geschrumpften Zustand
handhaben läßt.
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Der neue Textilkord läßt sich gleichermaßen gut im separaten Zustand
oder im Verbund eines textilen Flächengebildes, z.B.
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eines Gewebes, als Querarmierungseinlage in den Fördergurt einarbeiten.
Ist der Textilkord speziell für den Schlitzschutz bestimmt, hat sich in der Praxis
eine Einstellung der Bruchdehnung auf 30-35% durch entsprechende Wahl des Unterschiedes
der Einzwirnung als besonders geeignet erwiesen.
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Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten
anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen: Figur 1 - ein Stück Textilkord nach der Erfindung vor dem Schrumpfen, Figur
2 - den Textilkord gemäß Figur 1 im fertigen Endzustand nach dem Schriunpfen, Figur
3 - ein Stück Stahlseil-Fördergurt mit einer Querarmierung aus dem Textilkord nach
Figur 2 unter einer teilweise weggelassenen Deckplatte zur Veranschaulichung der
Wirkungsweise des Textilkordes als Schlitzschutz.
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Ein Textilkord nach der Erfindung wird als einfacher Kord aus zwei
Fadenbündeln 1 und 2 gezwirnt, wobei beide Fadenbündel eine gleiche Einzwirnung
von beispielsweise 25% erhalten, vgl. Figur 1.
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Das erste Fadenbündel 1 hat dabei einen größeren Querschnitt als das
zweite Fadenbündel 2. Das erste Fadenbündel 1 umfaßt in nicht näher gezeigter Weise
acht bis zehn einzelne Fäden aus einem schrumpfarmen Polyamid, z.B. dem Polyamid
Nylon 66, während das zweite Fadenbündel 2 zwei Fäden aus einem schrumpfreichen
Polyamid, z.B. dem Polyamid Nylon 6 umfaßt. Sämtliche Fäden beider Fadenbündel haben
die gleiche Feinheit von d tex 940 und besitzen eine Zugfestigkeit von je 7 kp.
Die Fäden des ersten Fadenbündels 1 aus dem schrumpfarmen Polyamid können durch
eine vorherige Thermofixierung ihre Schrumpfarmut erhalten haben.
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Im Anschluß an die Zwirnung wird der Textilkord einer Wärmebehandlung
unterworfen, um die Fäden des zweiten Fadenbündels 2 zu schrumpfen. Die Wärmebehandlung
wird beispielsweise mit einer Temperatur von 1600C und einer Einwirkzeit von vier
Minuten durchgeführt. Die Temperatur kann auch höher, für Polyamide maximal bei
200°C liegen, wenn dafür die Einwirkzeit verringert wird. Durch die Wärmebehandlung
verkürzt sich das Fadenbündel 2 um einen Schrumpfweg von 20% oder mehr, während
das Fadenbündel 1 einen Schrumpfweg von höchstens etwa 1% hat. Hierbei wird am schrumpfarmen
Fadenbündel 1 einen Schrumpfkraft von 175 Pond pro Faden und am schrumpfreichen
Fadenbündel 2 eine Schrumpfkraft von 250-500 Pond pro Faden gemessen.
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Nach dem Schrumpfen hat der Textilkord seine entgültige Gestalt, wie
sie in Figur 2 dargestellt ist. Das stark geschrumpfte Fadenbündel 2 hat seine anfängliche
Einzwirnung durch die Schrumpfung praktisch vollständig verloren und einen glattgestreckten,
drehungsfreien Zustand angenommen. Es ist vom ersten dickeren und schrumpfarmen
Fadenbündel 1 umschlungen, dessen anfängliche, beim Zwirnen eingestellte Einzwirnung
von ca. 25% nur geringfügig kleiner geworden ist.
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Figur 3 zeigt einen Stahlseil-Fördergurt 3 mit längslaufenden,
zugaufnehmenden
Stahlseilen 4, die in Gummi 5 eingebettet sind. Zwischen den Stahlseilen 4 und der
aus Gummi bestehenden Deckschicht 6 des Fördergurtes ist eine Querarmierungseinlage
7 in das Gummi eingebettet, die aus einzelnen, separat liegenden und quer zu den
Stahlseilen 4 ausgerichteten Textilkorden 1,2 gemäß Figur -2 besteht. Ein feststehendes,
durch den laufenden Fördergurt 3 hindurchgedrungenes Hindernis 8 drängt mehrere
der sich dabei stark dehnenden Textilkorde 1,2 zu einem immer mehr Textilkorde umfassenden
Bündel zusammen, bis die Summenfestigkeit des angewachsenen Bündels ausreicht, den
Fremdkörper 8 wieder aus dem Fördergurt herauszudrücken.
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... Patentansprüche
L e e r s e i t e