WO2005030621A1 - Leiterschleife - Google Patents

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WO2005030621A1 PCT/DE2004/002064 DE2004002064W WO2005030621A1 WO 2005030621 A1 WO2005030621 A1 WO 2005030621A1 DE 2004002064 W DE2004002064 W DE 2004002064W WO 2005030621 A1 WO2005030621 A1 WO 2005030621A1
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conductor
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Wolfgang Schnell
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Phoenix Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/02—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting detecting dangerous physical condition of load carriers, e.g. for interrupting the drive in the event of overheating

Definitions

  • the invention relates to a conductor loop which is embedded in a polymeric, in particular elastomeric material and is present in a strand construction comprising a single strand or multiple strands, with each strand again consisting of at least two individual wires, in particular as a component of a conveyor belt which has a supporting side, one Includes running side and an embedded strength member, wherein the conveyor belt is provided with at least one conductor loop.
  • a conductor loop which is embedded in a polymeric, in particular elastomeric material and is present in a strand construction comprising a single strand or multiple strands, with each strand again consisting of at least two individual wires, in particular as a component of a conveyor belt which has a supporting side, one Includes running side and an embedded strength member, wherein the conveyor belt is provided with at least one conductor loop.
  • the conductor loops usually consist of meandering metal cords, in particular steel cords.
  • the cords usually consist of at least five strands.
  • a 7X7 cord construction with a single wire diameter of approximately 0.2 mm and a total diameter of approximately 1.5 to approximately 2 mm is preferred.
  • a version consisting of a solid copper wire covered with steel strands is also known.
  • the meandering installation (DE 196 07 867 A1, Fig. 1) is necessary in order to increase the elasticity of the loops, otherwise they are due to the mechanical Stress in the conveyor belt, namely bending stress and loading stress, would be destroyed after a relatively short time.
  • Manufacturing the meanders requires the use of a relatively ductile material, which has a negative effect on the life of the loop. Materials with higher elasticity improve the fatigue strength of the single cord considerably, but make it difficult to shape it in meanders.
  • the object of the invention is to provide a highly flexible and highly stretchable conductor loop with an improved service life, which facilitates the shaping of the meanders or in which meandering can be dispensed with.
  • An increase in the service life and a considerable improvement in the elongation behavior of the new conductor loop can be achieved by reducing the individual wire diameter, which is preferably 0.01 to 0.2 mm, and by changing the structure of the starting material for the production of the conductor loops.
  • the elasticity is so good that meandering is not necessary.
  • This shaping or loosening of the loop construction can be achieved, for example, in that a steel cord, preferably in a HE construction, is broken down into its individual strand components.
  • the formed strands can be used individually as well as double or triple strands. This creates an open, stretchable conductor loop, in which the polymeric material (e.g.
  • loops which are concentrically arranged at a relatively short distance from one another can also be used.
  • the spacing of the loops thus arranged can be between one and fifty times the diameter of the individual strand.
  • connection can also be produced in that the loops are fixed on a carrier fabric, in particular by sewing on, gluing on, vulcanizing on or clamping on. If the connection consists of an electrically conductive material, it can be achieved that single wire breaks or strand breaks reduce the electrical resistance of the overall loop, which consists of several individual loops, less than if an entire single loop fails. In any case, the connection should preferably consist of an expandable, flexible material or of thin threads or yarns, which is used in thin layers from a few tenths of a millimeter to a thickness of 1.5 mm.
  • a spiral installation of the strand helix is also possible.
  • Such a shape does not have to be made endless by splicing, but the connection between the beginning and end of the strand helix can also be made using a flexible, thin and electrically conductive material.
  • connection curing adhesives that can also form an electrically conductive film.
  • Suitable materials are, for example, modified polyester or epoxy resins, but also polyurethane, silicone, thermoplastic elastomer or rubber materials (for example highly conductive rubber).
  • the modification to achieve sufficient electrical conductivity can be carried out by admixing electrically conductive materials such as metal powder, carbon black and / or conductive polymers in sufficient concentration.
  • electrically conductive materials such as metal powder, carbon black and / or conductive polymers in sufficient concentration.
  • nanoscale metallic fillers made of silver, nickel, aluminum or also silver-plated or gold-plated nickel, which give good conductivities even in relatively low concentrations, are particularly suitable for this purpose.
  • organic metals conductive polymers
  • a combination of different fillers or filler types is also possible to achieve sufficient electrical conductivity.
  • connection of the individual loops or loop segments by means of the same or a similar strand as that from which the loop is made and their fixing with a suitable adhesive material is possible in addition to the known connection techniques such as soldering or by means of crimp sleeves.
  • the endless loop of the conductor loop (splice production) and the connection of the loop segments and partial loops can be carried out by simply interlacing the open strands in a manner similar to normal splice production for steel cords or by soldering or using ferrules. It is not absolutely necessary to fix this splice; it is sufficient if the splice length is long enough.
  • the polymeric material in which the conductor loop is embedded or a suitable, flexible adhesive fixes it. The use of an electrically conductive material is also optimal for this purpose.
  • the loop can be fixed at several points (especially at the deflections) on this fabric by gluing or sewing on with a textile thread. This ensures that the geometry of the loop does not change uncontrollably and undesirably during further processing.
  • the fabric with the conductor loop is then preferably installed in the conveyor belt in such a way that the side of the fabric on which the loop is located is placed inwards (towards the core).
  • This measure also serves to improve the service life of the conductor loop, since it reduces the stress caused by exposure; because the fabric lying towards the cover plate will absorb a large part of the applied energy of the conveyed material or spread it over a larger area and thus protect the loop.
  • the tissue must have a preparation to achieve good adhesion to the embedding polymer.
  • the conductor loops are usually installed in a rectangular shape with rounded corners, usually two loops being arranged concentrically to one another. Under certain circumstances, it may be advantageous to deviate from the rectangular shape and to form the loops, for example, as an oval or circular, wherein a concentric arrangement of two or more loops is also possible here.
  • a special form is the previously described spiral arrangement, which can also be made elliptical or quasi circular.
  • Figure 1 shows a steel cable conveyor belt with a conductor loop on the carrier fabric.
  • Fig. 5 is a conductor loop on carrier fabric with corner fixation.

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  • Belt Conveyors (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

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.
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