DE2717447A1

DE2717447A1 - Schlaeuche

Info

Publication number: DE2717447A1
Application number: DE19772717447
Authority: DE
Inventors: Raymond Barry; Michel Lambourg; Jean-Paul Michelin
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1977-11-03
Also published as: GB1574749A; FR2349094B1; ES458067A1; FR2349094A1; ATA277277A; BE853894A; AT359344B

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 0 7 1 7 A A 7

Köln, den 19. April 1977 45

PNEUMATIQUES, CAOUTCHOUC MANUFACTURE ET PLASTIQUES KLEBER--COIiOMBES , place de Valmy - 92700 COLOMBES -

Schläuche

Die Erfindung betrifft Schläuche, die wie diejenigen, die beim Umfüllen von Kohlenwasserstoffen verwendet werden, einerseits unter Saug- und Druckwirkung arbeiten müssen und andererseits pro Längeneinheit (pro lineraren Meter) einen elektrischen Widerstand aufweisen müssen, der in einem bestimmten Bereich, beispielsweise zwischen 10 .und 2 χ 10 Ohm/m liegt.

Es ist bekannt, daß es zur Herstellung eines schiauchförmigen elektrischen Leiters genügt, eines seiner Teile, im allgemeinen den Innenmantel (d.h. die Innenschicht, die sich in Kontakt mit dem zur fördernden Fluid befindet) aus einer Mischung auf Kautschukbasis herzustellen, deren Zusammensetzung derart gewählt ist, daß sie einen guten Elektrizitätsleiter darstellt, und darauf zu achten, daß diese Schicht sich in Kontakt mit wenigstens einem metallischen Teil jedes Verbindungsstücks an den Enden befindet. Die Mischungen auf Kautschukbasis, deren Widerstand sehr viel geringer ist als derjenige von gewöhnlichen Mischungen, sind bekannt und werden als leitende Mischungen bezeichnet.

Des weiteren ist es bekannt, als einfachstes Mittel zum Erhalten der gewünschten Druckfestigkeit für einen mit Saugwirkung arbeitenden Schlauch eine Metallspirale mit geeigneter Ganghöhe

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und Querschnitt vorzusehen, die mit der Wandung des Schläuche zusammenarbeitet. Anstelle einer Metallspirale kann man auch eine nichtmetallische Spirale verwenden, beispielsweise eine solche aus Plastikmaterial, jedoch muß ihr Querschnitt derart gewählt werden, daß die Wandstärke und daher das Gewicht, der Raumbedarf und der Preis des Schlauchs beträchtlich vergrößert wird, während seine Weichheit in häufig unerwünschter Weise vermindert wird. Die Herstellung eines Schlauchs mit einer nichtmetallischen Spirale ist daher in zahlreichen Fällen eine lediglich theoretische Möglichkeit.

Zur Beseitigung dieses Nachteils wollte man einen Saugschlauch schaffen, der pro Längeneinheit einen bestimmten elektrischen Widerstand aufweist und wobei in Kombination des bekannten der Innenmantel oder ein anderer Teil des Schlauchs aus einer leitenden Mischung derart hergestellt ist, das der Schlauch die gewünschte elektrische Leitfähigkeit besitzt und dieser Teil aus leitender Mischung in Kontakt mit den Metallteilen jedes Verbindungsstücks steht, während eine Metallspirale vorgesehen ist, die mit der Schlauchwandung zusammenarbeitet und von dem Schlauchteil aus einer leitenden Mischung durch eine Schicht aus einer gewöhnlichen nichtleitenden Mischung getrennt ist, d.h. eine Mischung, die eine sehr viel geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist, und sich nicht in Kontakt mit irgendwelchen Metallteilen der Verbindungsstücke befindet.

Bei einem derart hergestellten Schlauch muß der elektrische Strom durch den Innenmantel aus einer leitenden Mischung und nicht durch die Metallspirale laufen, die in einer nichtleitenden Mischung eingebettet ist und keinerlei Kontakt mit den metallischen Teilen der Verbindungsstücke aufweist, so daß die Metallspirale keinerlei elektrische Rolle spielen kann, jedoch

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zu einem geringen Gewicht führt.

Ein derartiger Schlauch ist schematisch im Schnitt in Figur dargestellt.

Dieser Schlauch umfaßt einen Innenmantel 1 aus einer leitenden Mischung auf Kautschukbasis. Die Zusammensetzung dieser Mischung und die Wandstärke des Innenmantels 1 werden entsprechend dem Durchmesser des Innenmantels gewählt, wobei der Widerstand des Letzteren in einem Bereich liegt, in dem sich der Widerstand des Schlauchs befinden soll, hier zwischen 10 und 2 χ 10 Ohm/m.

Bei diesem Schlauch beträgt der Innendurchmesser des Innenmantels 50 mm, seine Wandstärke 2,3 mm und die Zusammensetzung der leitenden Mischung ist folgende (in Gewichtsteilen):

Nitrilkautschuk 100 Leitfähigkeit, Schwarz wie

Acetylen-schwarz 40

antistatischer Weichmacher 8

Zinkoxid 5

Vulkanisationsbeschleuniger 2

Schwefel 2

Der Innenmantel 1 ist mit einer Schicht 2 aus einem Gewebe mit großen Maschen bedeckt. Darüber ist eine Spirale 3 aus einem Metalldraht angeordnet. Der Durchmesser dieser Spirale beträgt 56 mm, ihre Ganghöhe 18 mm und der Durchmesser des Metalldrahtes 2 mm.

über der Metallspirale befindet sich eine zweite Gewebeschicht

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Eine Mischung auf Kautschukbasis befindet sich zwischen den beiden Schichten 2 und 4 und umgibt die Metallspirale 3. über der zweiten Gewebeschicht 4 ist ein Mantel 5 aus einer Mischung aus abriebfestem Kautschuk angeordnet. Die Außenfläche des Mantels 5 ist gewellt, um die Weichheit des Schlauchs zu erhöhen.

Die Mischung aus Kautschuk, die die Schicht bildet, in der sich die Metallspirale befindet und die den Mantel 5 bildet, besitzt eine sehr viel geringere elektrische Leitfähigkeit (weniger als 10 mal ger
Innenmantel 1 bildet.

niger als 10 mal geringer) als diejenige der Mischung, die den

Eine Länge von 20 m dieses Schlauches wurde versuchsweise hergestellt. Seine Enden wurden jeweils mit einem Verbindungsstück gemäß der in Fig. 1 dargestellten Form versehen, daß in leitenden Kontakt mit dem Innenmantel 1 aus der leitenden Mischung derart gebracht wurde, daß sich ein ausgezeichneter elektrischer Stromfluß ergibt. Scheiben 6 aus elektrisch isolierendem Material wurden zwischen der Metallspirale und den Verbindungsstücken angeordnet.

Der elektrische Widerstand dieses Schlauches wurde mit Hilfe eines Ohmmeters, das mit jedem Verbindungsstück verbunden wurde, gemessen und das arithmetische Mittel von 5 Meßresultaten gebildet. Der unter diesen Bedingungen gemessene elektrische Wistand betrug 1,15 χ 10 Ohm, d.h. 5,57 χ 10 0hm/m.

Aus diesem Schlauch von 20 m Länge wurden zwei Schläuche von 10 m Länge hergestellt, indem der erstere in der Mitte geteilt wurde, wonach an den freien Enden die gleichen Verbindungsstücke und Isolierscheiben angeordnet wurden.

Unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend gemessen war der

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Widerstand dieser Schläche von 10 m gleich demjenigen des Schlauchs von 20 m Länge: 1,15 χ 10 Ohm, d.h. 1,15 χ 10 Ohm/m.

Der elektrische Widerstand der aus diesen beiden Schläuchen von 10 m Länge durch Verbinden der entsprechenden Verbindungsstücke (wie sie im Betrieb erfolgt) gebildeten Einheit betrug 3 χ 10 Ohm, d.h. etwa das
Schlauches von 20 m Länge.

3 χ 10 Ohm, d.h. etwa das Doppelte des Widerstandes eines

Der elektrische Widerstand eines Schlauches scheint daher unabhängig von seiner Länge zu sein, während derjenige einer Gesamtheit von miteinander durch ihre Verbindungsstücke verbundenen Schläuchen als Summe der elektrischen Widerstände jedes dieser Schläuche erscheint.

Bei den beiden Schläuchen von 10 m Länge, die immer durch ihre Verbindungsstücke miteinander verbunden waren, um eine Gesamtlänge von 20 m zu bilden, wurden jeweils die Enden der Metallspiralen, die sich gegenüberliegend befanden, freigelegt und ihre Enden mittels eines Metalldrahtes miteinander verbunden. Der elektrische Widerstand der Gesamtheit der beiden Schläuche .von 10 m Länge, die auf diese Weise präpariert waren, betrug 1,1 χ 10 Ohm, d.h. das der Widers
Schlauch von 20 m Länge war.

10 Ohm, d.h. das der Widerstand der gleiche wie für den

An gleichartigen Schläuchen vorgenommene Messungen bestätigten diese Resultate.

Die gleichen Ergebnisse wurden bei entsprechenden Schläuchen festgestellt, die fabrikationsmäßig hergestellt wurden. Jedoch wiesen die elektrischen Widerstände dieser Schläuche, gemessen unter den gleichen vorstehenden Bedingungen, eine sehr große Streuung auf; die Werte, die für Schläuche gleicher Länge gefunden wurden, variierten in einem Verhältnis von 1 bis 1OO

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und mehr.

Entgegen den Erwartungen spielte offenbar die Spirale eine bestimmte und beträchtliche elektrische Rolle, ohne daß man im Moment mit Sicherheit die Gründe hierfür angeben kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen, indem vorgeschlagen wird, einen Schlauch zu schaffen, bei dem eine Schicht aus isolierendem Material den Metalldraht, der die Spirale bildet, umgibt, so daß die Schläuche einen elektrischen Widerstand aufweisen, der praktisch proportional zu ihrer Länge ist,oder anders ausgedrückt einen elektrischen Widerstand pro linearen Meter, der praktisch unabhängig von ihrer Länge ist.

Versuchsweise wurde ein Schlauch hergestellt, der zu dem vorstehend beschriebenen identisch war, bei dem jedoch der Metalldraht der die Spirale bildet, von einer Schicht aus Polypropylen mit einer Stärke von 0,5 m umgeben war. Dieser Schlauch wurde wie vorstehend behandelt: Die gemessenen elektrischen Widerstände waren folgende:

Schlauch von 20 m Länge: Gesamtwiderstand 3,6 χ 10 Ohm, d.h. 1,8 χ 10⁵ Ohm/m

Schlauch von 10 m Länge: Gesamtwiderstand 1,4 χ 10 0hm, d.h. 1,4 χ 10⁵ Ohm/m

Einheit von 2 miteinander durch ihre Verbindungsstücke verbundenen Schläuche von 10 m Länge: Gesamtwiderstand 3,7 χ 10⁶ 0hm,

Gesamtheit von 2 durch ihre Verbindungsstücke miteinander verbundenen Schläuche von Ί0 m Länge, deren Metallspiralen verbunden waren: Gesamtwiderstand 3,7 χ 10 0hm.

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Des weiteren wurde bei Messungen des elektrischen Widerstandes von entsprechenden Schläuchen, die fabrikationsmäßig unter üblichen Fabrikationsbedingungen hergestellt wurden, die vor- , stehenden Resultate erhalten, die keine bedeutende Streuung zeigten, die aufgefundenen Werte variierten in einem Verhältnis von 1 bis 1,4.

Anstelle der Verwendung von Polypropylen als Isoliermaterial kann man alle bekannten Materialien zum elektrischen Isolieren wie Polyvinylchlorid, vernetzte oder nichtvernetzte Polyäthylene und andere entsprechenden Substanzen verwenden.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Wandung des Schlauches, der ebenfalls gewellt ist, besitzt eine Schicht 8 aus einer leitenden Kautschukmischung. Diese Schicht 8 ist von Schichten 9 und 10 umgeben, die aus nichtleitenden Mischungen oder übereinandergeschichteten Folien aus einem Material hergestellt sind, das gegen Kohlenwasserstoffe resistent ist und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Zwei Spiralen werden durch Metalldrähte 11 und 12 gebildet, die mit der Wandung des Schläuche zusammenarbeiten. Eine dieser Spiralen befindet sich an der Außenseite und die andere an der Innenseite. Die Metalldrähte, die die Spiralen bilden, sind von isolierenden Schichten 13 und 14 aus vernetztem Polyäthylen umgeben. Die Schicht 8, eine leitende Mischung, steht wie im vorstehenden Beispiel in Kontakt mit den Metallteilen der Verbindungsstücke. Die äußere Spirale, die lediglich für ein Arbeiten des Schlauches mit Druckbeanspruchung wichtig ist, kann nichtmetallisch sein.Sie kann beispielsweise aus einem Profil aus einer nichtleitenden Kautschukmischung bestehen, daß in

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seiner Mitte ein synthetisches Textilkabel aus Polyester oder dergleichen aufweist.

Die Zylinderform der Schicht 8 kann durch irgendeine andere ersetzt werden, es muß sich hierbei lediglich um ein derartiges Element handeln, daß sich von einem zum anderen Ende des Schlauchs erstreckt und einen derartigen Querschnitt aufweist, daß der Schlauch entsprechend dem Widerstand der leitenden Mischung, aus der dieses Element gebildet wird, die gewünschte elektrische Leitfähigkeit aufweist.

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Claims

Patentansprüche

Weicher Schlauch mit einem elektrischen Widerstand, der in Längeneinheiten des Schlauchs ausgedrückt in einem bestimmten Bereich liegt, und dessen Armierung als einzige metallische Elemente eine,beziehungsweise mehrere Spiralen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die metallische(n) Spirale(n) (3,12) der Armierung von einer Schicht (14) aus elektrisch isolierendem Material umgeben sind und

b) der Schlauch ein kontinuierliches Element (1,8) aus einer Mischung auf Basis von elektrisch leitendem Kautschuk enthält.
2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspirale (3) mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material bekleidet in die Schlauchwandung eingelassen ist.
3. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Schicht (14) aus elektrisch isolierendem Material umgebene Spirale (12) auf die Innenseite der Schlauchwandung aufgelegt ist.
4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Element (1) aus einer elektrisch leitenden Mischung der Innenmantel des Schlauchs ist, d.h. der Teil der Wandung des letzteren, der in Kontakt

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OBK5INAL INSPECTED

mit den zu leitenden Fluid gelangt.
5. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Enden metallische Verbindungsstücke oder metallische Teile auf-» weisen, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Element in einer elektrisch leitenden Mischung in Berührung mit den metallischen Verbindungsstücken oder mit den metallischen Teilen letzterer sind, und die Spirale^(n) mit einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierendem Material von den metallischen Verbindungsstücken bzw. von den metallischen Teilen hiervon isoliert sind.

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