DE2818865A1

DE2818865A1 - Schlauch mit eingebettetem statischem erdleiter

Info

Publication number: DE2818865A1
Application number: DE19782818865
Authority: DE
Inventors: John H Stanley
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1977-06-01
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1978-12-14
Also published as: ATA311978A; MX145577A; FR2403505B1; CA1083795A; DE2818865C2; ZA782479B; SE440045B; BR7803350A; IT7824010A0; JPS5931927B2; AU514880B2; GB1582503A; AT368445B; FR2403505A1; JPS5410382A; IT1095173B; SE7806272L; AU3576578A; US4108701A; DK242178A

Description

Schlauch mit eingebettetem statischem Erdleiter

Die Erfindung bezieht sich auf Schläuche im allgemeinen und auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlauchs mit eingebettetem elektrischen Leiter zum Verhindern angesammelter elektrostatischer Ladung im besonderen.

Es gibt verschiedene Anwendungen von Schläuchen, bei denen eine elektrostatische Ladung bei der Benutzung des Schlauchs, z.B. beim Fördern von leichtentzündlichen Brennstoffen, körnigen Materialien, Farbe usw. ein Sicherheitsrisiko darstellt. In diesem Fall sind Versuche gemacht worden, um einem elektrischen Leiter in die Körperstruktur des Schlauchs aufzunehmen, so daß eine angesammelte Ladung verteilt und das Risiko beseitigt werden kann. Diese Versuche enthalten im allgemeinen das spiralige Einlegen eines elektrischen Leiters in die Schlauchstruktur während der Herstellung und Bedecken dieses mit einer oder mehreren Schichten aus eingefaßtem Stoff und/ oder Elastomer, z.B. nach den US-Patentschriften 3·5^3.803 und 3.780.208. Der Drahtleiter ist so spiralisiert, daß er sich bei normalem Gebrauch des Schlauchs biegt und nicht die Biegsamkeit des Schlauchs zu verschlechtern.

Ein Nachteil dieser Konstruktion liegt in der Tatsache, daß der Leiter durch seinen Querschnitt in der äußeren Schicht der Schlauchstruktur eine Kante bildet. Diese Kante wird verstärkt, wenn der Schlauch über ein kern-

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lose Technik hergestellt und ohne den Vorteil eines Bleimantels gehärtet wird. Das Verfahren des Bleipreßhärtens ist in der Industrie allgemein bekannt und enthält im allgemeinen innen unter Druck gebrachte Längen des Schlauchs, Führen dieses durch eine Bleipresse zum Anlegen eines äußeren Bleimantels und Härten des sich ergebenden Aufbaues in einem Autoklaven. Beim Beenden der Härtung wird der Bleimantel abgestreift und wiederverwendet. Das Bleipreßhärteverfahren erhöht die Herstellungskosten eines hoch-konkurrenzfähigen Erzeugnisses. Versuche beim Herstellen von Schläuchen mit eingebettetem Leiter unter Verwendung kernfreier Techniken und weglassen des Bleipreßhärteverfahrens für den Schutz des Leiterdrahtes. Dies hat jedoch zu einer Zunahme von Gewicht und Kosten des Erzeugnisses geführt, während die unsichtbare Kante auf der Oberfläche des Schlauchs nicht vollständig beseitig wird.

Andere Versuche zum Einbringen eines statischen Erdleiters in eine Schlauchstruktur enthalten verschiedene flache oder Bandleiter z.B. nach der US-Patentschrift 3.555.170, wobei Kupferfäden und elastisches Garn in ein Band verwoben sind, das schließlich entlang der Schlauchlänge parallel zur Schlauchachse liegt. Der Bandleiter wird somit gestreckt, um die Schlauchlängung beim normalen Gebrauch des Schlauchs aufzunehmen. Während diese Leiterart das kantige Aussehen und andere Nachteile spiralig geführter Leiter vermeidet, besitzt sie den Nachteil der schwierigen Handhabung im Laufe des Herstellverfahrens und es wird ein viel teurer Leiter hergestellt, der somit wiederum die Kosten eines hoch-konkurrenzfähigen Erzeugnisses erhöht.

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Eine Lösung der erwähnten Probleme kann durch Einbringen eines geflochtenen Mehrdrahtleiters in die Schlauchstruktur erbracht werden, wie er in der US-Patentschrift 3.042.737 beschrieben wird. In diesem Fall enthält der eingebettete Leiter ein Bündel geflochtener Drahtleiter kleinen Durchmessers in flacher Ausführung, so daß sie die kleinste Q^uerschnittsflache zeigt, wenn der Leiter an die Längsachse des Schlauchs gelegt ist. Die Erfindung gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer biegsamen Schlauchstruktur mit einem geflochtenen statischen Leiter an, der auf der Oberfläche des Schlauchs unsichtbar bleibt, während die ursprüngliche Biegsamkeit des Schlauchs erhalten bleibt. Die Erfindung benutzt den Vorteil von Techniken der kernlosen Konstruktion, bei denen auch das Bleipreßhärtverfahren entfällt. Dies geschieht in einer Vorrichtung mit mindestens zwei Reibrollen, die sich bei der Herstellung unmittelbar vorn am Flechtpunkt einer Flechtmaschine befinden. Die Rollen werden mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben, so daß die erste davon ein geflochtenes Drahtleiterbündel aus einer Vorratsspule zieht, während gleichzeitig das Bündel gegen die zweite Rolle gedrückt wird, die mit geringerer Umlaufgeschwindigkeit angetrieben wird. Das Drahtbündel wird somit in der Achsrichtung quer zur Bündelachse so verkürzt, daß flache Drahtbandleitern entstehen, die mit etwa derselben Geschwindigkeit als ungehärtetes elastomeres Schlauchrohr abgegeben werden, das sich relativ durch die Verflechtung zu den Rollen bewegt.

Es werden verschiedene Gegenstände und Vorteile der Erfindung mit Hilfe der Zeichnung beschrieben. In dieser ist:

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Figur 1 eine Seitenansicht einer Schlauchstruktur in Teilansicht, bei der die Ausrichtung des statischen Leiters gezeigt wird, wie er durch die Vorrichtung nach der Erfindung angelegt wird;

Figur 2 ein Querschnitt des Schlauchs nach Figur 1 ;

Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach der Erfindung mit dem aus der Seite herauskommenden S chiauehrohr; und

Figur 4 die Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur $ mit einer Länge eines Schlauchkernrohres, wenn es durch die Vorrichtung nach der Erfindung geführt wird.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Schlauch 10, wie er durch das Verfahren und mit der Vorrichtung nach der Erfindung hergestellt worden ist. Der Schlauch 10 wird gewöhnlich durch Extrudieren eines elastomeren Kernrohres 14 aufgebaut, das an seinen Enden verschlossen und leicht unter Druck behandelt worden ist, um seinen Querschnitt auszurunden. Das ungehärtete Kernrohr 14 wird von einer Textilverstarkung 18 und schließlich von einer elastomeren Beschichtung 20 umgeben. Beim Aufbringen der elastomeren Beschichtung 20 wird der Schlauch durch übliche Bleipreßhärtetechniken gehärtet, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Schließlich wird die Bleihülle entfernt und. ebenfalls wie bekannt, wiederverwendet.

Nach der Erfindung wird ein statischer Erdungsdraht 16 auf das Kernrohr 14 genau vor den Flechtpunkt gelegt, der durch die Linie 12-12 angezeigt wird, wenn das Kernrohr

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sich in Richtung des Pfeils 22 bewegt. Der statische Draht 16 enthält in seiner ursprünglichen Form ein Mehrfaserbündel aus feinen Leiterdrähten 16', die in axialer Richtung zusammengepreßt werden, so daß etwa viele verwebte Sinuslinien nach Figur 1 entstehen. Der kreisförmige Querschnitt des ursprünglichen Bündels wird somit aus der Achsrichtung gedehnt und so verflacht, daß es einen sehr kleinen Querschnitt zeigt.

Das Dehnen des Mehrfasernleitungsdrahtes erfolgt in einer Vorrichtung 30 nach den Figuren 3 und 4, die auf einer Deckplatte 24 einer üblichen Vertikalflechtmaschine angebracht ist, wie sie von der Firma "The Textile Machinery Division of Rockwell International Corporation", in Norristown, Pennsylvania, USA hergestellt und vertrieben wird.

Die Verflechtmaschine zieht ein ungehärtetes Kernrohr mit einem angetriebenen, überkopfmontierten Aufnahmerad großen Durchmessers (nicht dargestellt) durch die Maschine· in vertikaler Richtung. Auf das Kernrohr wird, wenn es sich vertikal durch die Maschine bewegt, ein Textilmaterial 18 aufgeflochten, worauf es vom Kopfrad zum Transport an einen Extruder zum Auftragen einer Deckschicht aus Elastomer aufgenommen wird.

Die Vorrichtung 30 ist an der Flechtdeckplatte 24 relativ zum Schlauchkernrohr angebracht, wenn dieses vertikal durch eine öffnung 26 in der Platte 24 nach oben geführt wird. Die Vorrichtung 30 enthält eine Vorratsquelle eines losen geflochtenen Bündels aus dünnen biegsamen Drähten 16, die über eine Spule 3^ in eine horizontale Zuführ-

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lage zur Deckplatte 24 angebracht ist. Die Vorrichtung 30 enthält ferner ein erstes Rollenpaar 36, das in der Deckplattenöffnung 26 so angebracht ist, daß es das Drahtbündel 16 zwischen sich aufnimmt, und ein zweites, dahinter relativ zum ersten Rollenpaar angebrachtes Rollenpaar 38, das ebenfalls den Draht zwischen sich aufnimmt. Das zweite Rollenpaar wird über ein Band 40 aus einer Rolle 42 angetrieben und ein Band 44 wird wiederum von einem Kettenrad 46 angetrieben, das sich auf der Antriebsachse 48 der Flechtmaschine befindet. Das erste Rollenpaar 36 wird von dem zweiten Rollenpaar 38 angetrieben, weil ein Bandantrieb 50 und die Anordnung des angetriebenen Rollenpaares so angeordnet ist, daß das Paar 36 sich schneller als das Paar 38 dreht.

Im Betrieb der Vorrichtung 30 wird das lose verwebte Drahtbündel 16 zwischen dem ersten Rollenpaar 36 aufgenommen und zum zweiten Rollenpaar 38 geleitet, wegen des Geschwindigkeitsunterschiedes der Rollenpaare 36 und 38 versucht das Drahtbündel 16 sich in axialer Richtung zusammenzudrücken und breitet sich quer zur Achse aus, wenn es sich zwischen den beiden Rollenpaaren 36 und 38 bewegt.

Beim Führen in das zweite Rollenpaar wird eine vertikale Druckkraft angelegt, um das Drahtbündel zu verbreitern und weiter zu verflachen. Dann wird es an das Schlauchkernrohr 14 an dessen Länge und parallel zur Schlauchachse angelegt, wenn es durch die Flechtmaschine vertikal aufsteigt. Am Flechtpunkt der Maschine wird der Textilstoff über den zusammengedrückten und verflachten Leitungsdraht gelegt und durch. Spannung der textlien Verflechtung

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am Schlauchkernrohr gehalten. Beim Abnehmen durch das Kopfabnahmerad wird der Schlauch zum Beschichtungsextruder geführt und gelangt danach an eine offene Dampfhärtkammer.

Die Verschiedenen Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Rollenpaare 36 und 38 zur Flechtdeckplatte 24- vertikal verlaufen. In diesem Fall können andere Montageeinrichtungen an die Flechtmaschine angebracht werden, ohne daß dessen Arbeitsweise ungünstig beeinflußt wird. Ferner kann ein Paar flacher Platten 52 und 5^- so zwischen die Rollenpaare 36 und 38 gebracht werden, daß die Ausrichtung in Achsrichtung des Drahtbündels zwischen den Rollen gehalten wird. Diese Platten sind in Figur 3 zu sehen, wobei die obere Platte 5^- teilweise abgebrochen dargestellt ist, um den gedehnten statischen Draht in seiner Lage zwischen den Rollen 36 und 38 zu zeigen. Die Platten erleichtern das Verbreitern der Drahtleiter in Quer- oder Außerachsrichtung und auch das ursprüngliche Verdrillen des Drahtes durch die Vorrichtung 30» während die Platten in der Achsrichtung des Drahtes gehalten werden.

Die Antriebsanordnungen der Rollen und des Aufnahmerades ist derart, daß der gedehnte und verflachte Leiterdraht aus dem zweiten Rollenpaar 38 mit derselben Geschwindigkeit heraustritt wie das Schlauchkernrohr durch die Verflechtmaschine gezogen wird. Somit wird der statische Drahtleiter fortlaufend an das Kernrohr in schneller, wirksamer, wirtschaftlicher und automatischer Weise angelegt.

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Es sind verschiedene Ausführungsbeispiele und Einzelheiten zur Erläuterung der Erfindung pezeigt worden, doch sind dem Fachmann verschiedene Abänderungen möglich, ohne den Sinn und Umfang der Erfindung zu verlassen.

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L ο G r s e i ί e

Claims

Patentanwälte 2 B 1886b 2 7. AFR. 378 76199 A-GE - The Goodyear Tire & Rubber Company Akron, Ohio 44-316, USA Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Schlauchstruktur mit einem eingebetteten statischen Erdleiter, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Extrudieren eines elastomeren Rohres (14), Druckbehandeln des Rohres (14), um es in einen runden Querschnitt zu bringen,

Kürzen eines lose verwebten Drahtbündelleiters (16) in seiner Achsrichtung, so daß die einzelnen Drähte des Bündels in eine Simsform quer zur Bündelachse gebracht werden,

Zusammendrücken des gekürzten Drahtbündels (16) quer zu seiner Achse und Verflachen und Ausbilden eines Bandleiters,

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ORIGINAL INSPECTED

Legen des Bandleiters auf das elastomere Rohr parallel und längs der Rohrachse, Umwickeln des Rohres mit einem Textilmaterial, um den Leiter auf dem Rohr zu halten, Extrudieren einer Deckschicht aus elastomerem Material über das umwickelte Rohr, was eine ganze Schlauchstruktur ergibt, und
Aushärten der Struktur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (14) mit dem, entlang seiner Achse liegendem Leiter mit einem geflüchteten Textilstoff umwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit dem an seiner Achse liegendem Leiter spiralig mit einem Textilstoff umwickelt wird.

4-, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bündelleiter durch zwei Rollenpaare (36,38) gekürzt wird, von denen das erste (36) sich schneller dreht als das andere (38), so daß das Drahtbündel (16) in axialer dichtung zwischen den Rollenpaaren (36,38) zusammengedrückt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das gekürzte Drahtbündel (16) durch Zusammendrükken zwischen dem zweiten Rollenpaar (38) abgeflacht wird.

6. Verfahren nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,

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daß der gekürzte und zusammengedrückte Bandleiter auf das Rohr (14) genau vor dem Flechtpunkt der Flechtmaschine (30) gelegt wird, so daß eine minimale Drahtlängung bewirkt wird, bevor er mit der Textilverflechtung überzogen wird.

7· Für das Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen benutzte Schlauchumwickelmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein umvulkanisiertes, extrudiertes, elastomeres Rohr (14) mit einem Textilstoff überzogen ist, und eine Vorrichtung an der Umwickelmaschine (30) relativ zum Rohr beim Durchgang durch die Maschine zum Herstellen eines Bandleiters (16) vorgesehen sind, der auf das Rohr entlang der Rohrachse und genau vor der Textilumwicklung angebracht ist, und so einen statischen Erdleiter der Schlauchstruktur ergibt, der folgende Teile enthält:

eine Antriebseinrichtung zum Abziehen des Bündels von einem Vorrat und einen zweiten Antrieb in unmittelbarer Nähe des ersten zum Führen der Rohr extrusion zum Abnehmen des Bündels vom ersten Antrieb, der schneller läuft als der zweite und so das Bündel in Achsrichtung zwischen den beiden Antrieben zusammendrückt und dadurch die axiale Länge des Bündels kürzt und der zweite Antrieb eine Kraft zum Zusammendrücken des axial gekürzten Bündels liefert, wodurch das Bündel quer zu seiner Achse zu einem bandförmigen Leiter abgeflacht wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebe (36,38) Rollenpaare enthalten, von denen das erste mit ausreichendem Druck zwischen

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ihnen die Bündelleiter (16) vom Vorrat abzieht, während es schneller als das zweite Rollenpaar (38) gedreht wird, so daß zum Bewirken einer sinusförmigen Ausbildung der einzelnen Drähte des Bündels diese dort in axialer Richtung zusammengepreßt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchumwicke!maschine (30) eine Vertikalflechtmaschine ist und die Rollenpaare an dieser relativ zum Flechtpunkt angebracht sind, wenn die Rohrextrusion vertikal durch die Flechtmaschine hindurchgeht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchumwickelmaschine spiralig arbeitet und die ^ollenpaare an der Maschine relativ zum Umwickelpunkt angebracht sind, wenn die Rohrextrusion durch den Umwickler hindurchgeht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei flache paralle Platten (52,54-) parallel und zwischen den Rollenpaaren (36,38) und in solchem Abstand angebracht sind, daß die Bündelleiter beim Zusammenpressen in ihrer Achsrichtung quer zur Bündelachse zwischen den beiden Platten geführt werden.

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