WO2005030621A1

WO2005030621A1 - Leiterschleife

Info

Publication number: WO2005030621A1
Application number: PCT/DE2004/002064
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Schnell
Original assignee: Phoenix Ag
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2005-04-07
Also published as: CN1832893A; CN100593010C; EP1613544A1; US7178663B2; DE102004044793A1; US20060118394A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterschleife (5), die in einem polymeren, insbesondere elastomeren Werkstoff eingebettet ist und in einer Litzenkonstruktion, umfassend eine Einzellitze oder Mehrfachlitzen, vorliegt, wobei wiederum jede Litze aus wenigstens zwei Einzeldrähten besteht, insbesondere als Bauteil eines Fördergurtes (1), der eine Tragseite (2), eine Laufseite (3) und einen eingebetteten Festigkeitsträger (4) umfasst, wobei der Fördergurt mit wenigstens einer Leiterschleife versehen ist. Die erfindungsgemäße Leiterschleife (5) zeichnet sich dadurch aus, dass diese als offene Litzenhelix ausgebildet ist, wobei jeder Einzeldraht vom polymeren Werkstoff umflossen ist.

Description

Leiterschleife

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Leiterschleife, die in einem polymeren, insbesondere elastomeren Werkstoff eingebettet ist und in einer Litzenkonstruktion, umfassend eine Einzellitze oder Mehrfachlitzen, vorliegt, wobei wiederum jede Litze aus wenigstens zwei Einzeldrähten besteht, insbesondere als Bauteil eines Fördergurtes, der eine Tragseite, eine Laufseite und einen eingebetteten Festigkeitsträger umfasst, wobei der Fördergurt mit wenigstens einer Leiterschleife versehen ist. Diesbezüglich wird insbesondere auf folgenden Stand der Technik verwiesen: DE 196 07 867 A1 und EP 1 097 094 B1.

Es ist üblich, Fördergurte mit Leiterschleifen (Kurzschlussringen) auszurüsten, um das Auftreten von Längsschlitzen zu erkennen. Diese Kurzschlussringe 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 Schlitzvorgangs 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 üblicherweise 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 ca. 0,2 mm und einem Gesamtdurchmesser von ca.1 , 5 bis ca. 2 mm. Es gibt auch Varianten, die aus einem gemischten Aufbau von Kupferlitzen und Stahllitzen bestehen, wobei die Stahllitzen die Kupferlitze umhüllen. Auch eine Version, bestehend aus einem massiven, von Stahllitzen umhüllten Kupferdraht, ist bekannt.

Der mäanderförmige Einbau (DE 196 07 867 A1 , Fig. 1 ) ist erforderlich, 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 negativ auf die Lebensdauer der Schleife auswirkt. Werkstoffe mit höherer Elastizität verbessern zwar die Dauerfestigkeit des Einzelcordes erheblich, erschweren es aber, diesen in Mäander zu formen. Auch die Verwendung so genannter "High Elongation"- Corde (HE-Corde), die durch ihren Aufbau dehnungsfähiger sind als die normalen Corde, verbessert die Lebensdauer, erschwert aber ebenfalls das Ausformen der Mäander.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine hochflexible und hochdehnfähige Leiterschleife mit verbesserter Lebensdauer bereitzustellen, die das Ausformen der Mäander erleichtert oder bei der auf eine Mäandrierung verzichtet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß Kennzeichen des Patentanspruches 1 dadurch, dass die Leiterschleife als offene Litzenhelix ausgebildet ist, wobei jeder Einzeldraht vom polymeren Werkstoff umflossen ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Litzenhelix sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 genannt.

Eine Erhöhung der Lebensdauer und eine erhebliche Verbesserung des Dehnungsverhaltens der neuen Leiterschleife kann durch Verringerung des Einzeldrahtdurchmessers, der vorzugsweise 0,01 bis 0,2 mm beträgt, und einen veränderten Aufbau des Ausgangsmaterials für die Herstellung der Leiterschleifen erreicht werden. Bei Verwendung von zu einer Helix umgeformten Litzen anstatt der Corde wird eine so gute Dehnungsfähigkeit erreicht, dass auf eine Mäandrierung verzichtet werden kann. Diese Formgebung bzw. Auflockerung der Schleifenkonstruktion kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Stahlcord, vorzugsweise in HE-Konstruktion, in seine einzelnen Litzenbestandteile zerlegt wird. Die umgeformten Litzen können sowohl einzeln eingesetzt werden als auch als Zweifach- oder Dreifachlitzen. Dabei entsteht eine in sich offene, dehnungsfähige Leiterschleife, bei welcher der polymere Werkstoff (z.B. Gummi), in den die Leiterschleife eingebettet wird, jeden Einzeldraht umfließen kann und es dadurch in seiner Lage relativ zu den anderen Drähten der Litze räumlich fixiert, wobei die gute Dehnungsfähigkeit der gesamten Litze erhalten bleibt. Die Anzahl sich kreuzender und berührender Einzeldrähte wird aber drastisch reduziert. Dadurch werden die Relativbewegungen der Einzeldrähte und Einzellitzen gegeneinander, die bei der Praxisbeanspruchung durch Biegung, Verdrehung (Muldung, Trommelumlauf) oder Beaufschlagung entstehen und die ursächlich für die Ermüdung und den Bruch der Schleifen an den Kreuzungspunkten bzw. Berührungspunkten der Drähte sind, weitestgehend unterbunden. Diese Relativbewegungen sind es nämlich, die zu einer Ermüdung und zum Bruch der Drähte bei den bisher verwendeten Corden führen und die sich auch durch den mäanderförmigen Einbau nicht vermeiden lassen.

Um den elektrischen Widerstand der Schleifenanordnung möglichst klein zu halten, können auch mehrere Schleifen, die konzentrisch in einem relativ geringen Abstand zu einander angeordnet werden, zur Anwendung kommen. Die Abstände der so angeordneten Schleifen können zwischen einem und dem Fünfzigfachen des Durchmessers der einzelnen Litze betragen.

Vorteilhaft ist es, die konzentrisch zueinander angeordneten Schleifen partiell mit einander zu verbinden und somit ihre Lage relativ zu einander zu fixieren. Das erleichtert die Handhabung in der Fertigung und man erreicht dadurch, dass die Schleifen bei der Herstellung des Fördergurtes sich nicht gegeneinander verschieben oder über einander legen. Diese Verbindung kann auch dadurch erzeugt werden, dass die Schleifen auf einem Trägergewebe, insbesondere durch Aufnähen, Aufkleben, Aufvulkanisieren oder Aufklemmung fixiert, werden. Wenn die Verbindung aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, kann man erreichen, dass Einzeldrahtbrüche oder Litzenbrüche den elektrischen Widerstand der Gesamtschleife, die ja aus mehreren Einzelschleifen besteht, weniger stark verringern, als wenn eine gesamte Einzelschleife ausfällt. Auf jeden Fall sollte die Verbindung vorzugsweise aus einem dehnungsfähigen, flexiblen Material oder aus dünnen Fäden oder Garnen bestehen, welches in dünnen Schichten von wenigen Zehntel Millimeter bis zu einer Dicke von 1 ,5 mm zum Einsatz kommt.

An Stelle der in sich geschlossenen Einzelschleifen, die auch einzeln durch einen Spleiß endlos gemacht werden müssen, ist auch ein spiralförmiger Einbau der Litzenhelix möglich. Eine solche Form muss nicht durch Spleißen endlos gemacht werden, sondern die Verbindung von Anfang und Ende der Litzenhelix kann ebenfalls durch ein flexibles, dünnes und elektrisch leitfähiges Material erfolgen.

Für die Herstellung dieser Verbindung eignen sich neben der helixförmigen Litze, aus der die Schleife besteht, spezielle, elektrisch leitende Klebestreifen, aber auch aushärtende Klebstoffe, die auch einen elektrisch leitfähigen Film bilden können. Geeignete Werkstoffe sind beispielsweise modifizierte Polyester- oder Epoxydharze, aber auch Polyurethan-, Silicon-, thermoplastische Elastomer- oder Kautschukwerkstoffe (z.B. hochleitfähiger Gummi). Die Modifikation zum Erreichen einer ausreichenden elektrischen Leitfähigkeit kann durch Beimischung elektrisch leitfähiger Materialien wie Metallpulver, Ruß und/oder leitfähiger Polymere in ausreichender Konzentration erfolgen. Besonders geeignet für diesen Zweck sind so genannte nanoskalige metallische Füllstoffe aus Silber, Nickel, Aluminium oder auch versilbertem oder vergoldetem Nickel, welche schon in relativ geringen Konzentrationen gute Leitfähigkeiten ergeben. Auch der Einsatz so genannter organischer Metalle (leitfähige Polymere) ist sehr aussichtsreich. Auch eine Kombination verschiedener Füllstoffe bzw. Füllstofftypen zur Erreichung ausreichender elektrischer Leitfähigkeit ist möglich.

Auch eine Verbindung der Einzelschleifen oder Schleifensegmente durch die gleiche oder eine ähnliche Litze wie die, aus der die Schleife besteht und ihre Fixierung mit einem geeigneten Klebewerkstoff, ist neben den bekannten Verbindungstechniken wie Löten oder mittels Quetschhülsen möglich.

Das Endlosmachen der Leiterschleife (Spleißherstellung) und die Verbindung der Schleifensegmente und Teilschleifen können durch ein einfaches Ineinanderlegen der offenen Litzen in ähnlicher Weise wie bei der normalen Spleißherstellung bei Stahlcorden oder durch Löten oder Verwendung von Quetschhülsen erfolgen. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, diesen Spleiß zu fixieren; es genügt, wenn die Spleißlänge ausreichend lang genug ist. Eine Fixierung erfolgt durch den polymeren Werkstoff, in den die Leiterschleife eingebettet wird oder einen geeigneten, flexiblen Klebstoff. Optimal ist auch für diesen Zweck die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Materials.

Zur Erleichterung der Handhabung beim Aufbau der Schleifenanordnung und des späteren Einbaus in den Gurt ist es sinnvoll, dies auf einem geeigneten, relativ dünnen Gewebe vorzunehmen. Die Schleife kann dabei an mehreren Punkten (besonders an den Umlenkungen) auf diesem Gewebe durch Klebung oder durch Aufnähen mit einem Textilfaden fixiert werden. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Geometrie der Schleife bei der Weiterverarbeitung nicht unkontrolliert und unerwünscht verändert. Der Einbau des Gewebes mit der Leiterschleife in den Fördergurt erfolgt dann vorzugsweise so, dass die Seite des Gewebes, auf der sich die Schleife befindet, nach innen (zum Kern hin) gelegt wird. Diese Maßnahme dient ebenfalls der Verbesserung der Lebensdauer der Leiterschleife, da dadurch die Beanspruchung durch Beaufschlagung reduziert wird; denn das zur Deckplatte hin liegende Gewebe wird einen großen Teil Beaufschlagungsenergie des aufgegebenen Fördergutes absorbieren bzw. auf einen größeren Bereich verteilen und so die Schleife schützen. Selbstverständlich muss das Gewebe eine Präparation zur Erzielung einer guten Haftung zum Einbettpolymer besitzen.

Üblicherweise werden die Leiterschleifen in rechteckiger Form mit abgerundeten Ecken eingebaut, wobei meistens zwei Schleifen konzentrisch zu einander angeordnet werden. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, von der rechteckigen Form abzuweichen und die Schleifen beispielsweise als Oval oder kreisförmig auszubilden, wobei auch hier eine konzentrische Anordnung zweier oder mehrerer Schleifen möglich ist. Eine Sonderform stellt die vorher schon beschriebene spiralförmige Anordnung dar, die ebenfalls elliptisch oder quasi zirkulär ausgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen kurz erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Stahlseilfördergurt mit Leiterschleife auf Trägergewebe;

Fig. 2 eine Litzenhelix;

Fig. 3 eine Spiralschleife mit Querverbindungen;

Fig. 4 eine Mehrfachschleife mit Querverbindungen;

Fig. 5 eine Leiterschleife auf Trägergewebe mit Eckenfixierung.

In Verbindung mit diesen Figuren wird auf die Bezugszeichenliste verwiesen. Bezugszeichenliste

Fördergurt

Tragseite

Lauf seite

Festigkeitsträger (Stahlseile)

Leiterschleife

Trägergewebe

Litzenhelix

Einzeldraht (Drahtfilament)

Leiterschleife (Spiralschleife)

Querverbindungen

Leiterschleife (Mehrfachschleife)

Querverbindungen

Trägergewebe

Leiterschleife (Mehrfachschleife)

Querverbindungen

Eckenfixierung (Ecknaht)

Claims

Patentansprüche

1. Leiterschleife (5, 9, 11 , 14), die in einem polymeren, insbesondere elastomeren Werkstoff eingebettet ist und in einer Litzenkonstruktion, umfassend eine Einzellitze oder Mehrfachlitzen, vorliegt, wobei wiederum jede Litze aus wenigstens zwei Einzeldrähten (8) besteht, insbesondere als Bauteil eines Fördergurtes (1 ), der eine Tragseite (2), eine Laufseite (3) und einen eingebetteten Festigkeitsträger (4) umfasst, wobei der Fördergurt mit wenigstens einer Leiterschleife versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife (5, 9, 11 , 14) als offene Litzenhelix (7) ausgebildet ist, wobei jeder Einzeldraht (8) vom polymeren Werkstoff umflossen ist.

2. Leiterschleife nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Litzenhelix (7) aus 1 bis 3 Litzen gebildet ist.

3. Leiterschleife nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Litze aus 2 bis 15, insbesondere 5 bis 9, Einzeldrähten (8) gebildet ist.

4. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzeldrahtdurchmesser der Litzenhelix (7) 0,01 bis 0,2 mm, insbesondere ≤ 0,1 mm, beträgt.

5. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Spiralschleife (9) ausgebildet ist.

6. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Mehrfachschleife (11 , 14) ausgebildet ist.

7. Leiterschleife nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Querverbindungen (10, 12, 15) aufweist.

8. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Trägergewebe (6, 13) verbunden ist.

9. Leiterschleife nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Leiterschleife (5, 9 ,11 , 14) mit dem Trägergewebe (6, 13) durch Aufnähen, Aufkleben, Aufvulkanisieren oder Aufklemmen erfolgt.

10. Leiterschleife nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eckenfixierung (16) erfolgt.

11. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergewebe bei einem Fördergurt mit textilem Festigkeitsträger der Festigkeitsträger selbst ist.

12. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife (5, 9, 11 , 14) mit einer Abdeckung versehen ist.

13. Leiterschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese innerhalb der Tragseite (2) des Fördergurtes (1 ) angeordnet ist.