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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen in einem Förderband, das die Beständigkeit einer Schleifenspule zum Erfassen eines vertikalen Risses eines Förderbandes ohne Testen einer großen Anzahl von Proben verbessern kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Förderbandes, in das die Schleifenspule eingebettet ist.
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Stand der Technik
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Um einen vertikalen Riss eines Förderbandes (in Band-Längsrichtung durchgehende Risse) zu erfassen, ist ein Förderband bekannt, in dem Schleifenspulen eingebettet sind (siehe Patentdokumente 1, 2). Bei einem solchen Förderband erfasst ein an das Förderband angrenzend angeordneter Sensor den Induktionsstrom, der in Schleifenspulen auftritt, die in der Nähe des Sensors vorbeilaufen. Wenn ein zu befördernder scharfer Gegenstand oder dergleichen das Förderband durchbohrt und ein vertikaler Riss erzeugt wird, werden die Schleifenspulen beschädigt, so dass kein Induktionsstrom in den Schleifenspulen erzeugt wird. In diesem Fall erfasst der Sensor den Induktionsstrom nicht, obwohl die Schleifenspulen in der Nähe vorbeigelaufen sind. Somit kann abhängig davon, ob der Induktionsstrom durch den Sensor erfasst wird oder nicht, bestimmt werden, ob ein vertikaler Riss im Förderband aufgetreten ist oder nicht. Wenn basierend auf der Erfassung des Sensors bestimmt wird, dass ein vertikaler Riss aufgetreten ist, wird der Betrieb des Förderbandes gestoppt, um eine Ausdehnung des vertikalen Risses zu verhindern. Patentdokument 3 offenbart einen Fördergurt mit eingebetteten Leiterschleifen und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Durch elektrisch leitfähige, in sich geschlossene Leiterschleifen wird die induktive Überwachung des Fördergurtes auf Längsrisse ermöglicht. Patentdokument 4 beschreibt einen Fördergurt bestehend aus einem Kern, einer oberen Abdeckschicht und einer Deckschicht unterhalb des Kerns, wobei die untere Deckschicht mindestens eine Schicht mit hohem Elastizitätsmodul enthält. Patentdokument 5 offenbart ein Gerät und ein System zur Detektion von vertikalen Rissen in Stahlkord-Förderbändern, basierend auf einem Transmitter, der ein Hochfrequenzmagnetfeld erzeugt, das wiederum Induktionsströme generiert und einem Empfänger, der die genannten Ströme erfasst. Patentdokument 6 beschreibt ein Verfahren, dass die Längsbewegung eines Förderbandes über mehrere Rollen simuliert und so eine Stress- und Belastungsanalyse durchführt. Patentdokument 7 offenbart ein dreidimensionales Modell zur Verhaltensanalyse. Dabei werden gefördertes Material, Förderband und Zuführband simuliert und ein Schritt der Belastungsanalyse durchgeführt.
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Durch zu ladende, zu befördernde Gegenstände oder dergleichen werden auf Förderbänder lokale Stoßkräfte und externe Kräfte ausgeübt. Selbst wenn kein vertikaler Riss im Förderband aufgrund der Stoßkraft oder der externen Kraft auftritt, können die Schleifenspulen beschädigt werden. Wenn Schleifenspulen auf diese Weise beschädigt werden, erfassen die Sensoren den Induktionsstrom selbst dann nicht, wenn die Schleifenspulen in der Nähe vorbeilaufen. Somit wird, wenn basierend auf der Erfassung des Sensors beurteilt wird, irrtümlicherweise erkannt, dass vertikale Risse im Förderband auftreten.
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Als Ergebnis der Analysen und Tests der Erfinder der vorliegenden Anmeldung wurde festgestellt, dass es eine hohe Korrelation zwischen der Position der Einbettungstiefe von Schleifenspulen im unteren Abdeckgummi und dem Beschädigungszustand der Schleifenspulen gibt. Zum Herstellen vieler Proben, in denen die Position der Einbettungstiefe der Schleifenspulen im unteren Abdeckgummi unterschiedlich gestaltet ist, und zum Anwenden einer Stoßkraft auf diese Proben, um die Beschädigungsbedingungen der Schleifenspulen zu bestätigen, sind jedoch sehr viele Arbeitsstunden (Zeit und Kosten) erforderlich.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: JP 2014-31241 A
- Patentdokument 2: JP 2015-71493 A
- Patentdokument 3: DE 3347570 A1
- Patentdokument 4: US 2013/0081929 A1
- Patentdokument 5: JP 2016-185879 A
- Patentdokument 6: JP 2005-075617 A
- Patentdokument 7: JP 2002-28525 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Verfahrens zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen in einem Förderband, das die Beständigkeit der Schleifenspulen zum Erfassen eines vertikalen Risses des Förderbandes ohne Testen mit zahlreichen Proben verbessern kann, sowie eines Verfahrens zum Herstellen eines Förderbandes, in das die Schleifenspulen eingebettet sind.
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Lösung des Problems
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen in einem Förderband ein Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen in einem Förderband. Das Förderband ist mit einer Kernschicht, die durch Anordnen einer Mehrzahl von Metallkorden gebildet ist, die sich in der Band-Längsrichtung parallel zueinander in der Band-Breitenrichtung erstrecken, einem oberen Abdeckgummi und einem unteren Abdeckgummi, die über und unter der Kernschicht angeordnet sind, und einer Mehrzahl von Schleifenspulen versehen, die im unteren Abdeckgummi in Abständen in der Längsrichtung des Bandes eingebettet sind. Das Verfahren umfasst die Schritte des Vorbereitens eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen FEM-Analysemodells des Förderbandes und des Festlegens der Einbettungstiefe der Schleifenspulen im Förderband basierend auf zumindest einem von einer Hauptspannung oder einem Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen in diesem Analysemodell auftreten, wenn ein fallender Gegenstand mit vorher festgelegten Spezifikationen von oberhalb des oberen Abdeckgummis im Analysemodell auf den oberen Abdeckgummi fallengelassen wird.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Förderbandes wird ein unvulkanisierter Formkörper des Förderbandes geformt, in dem die Schleifenspulen in einer Einbettungstiefenposition eingebettet sind, die durch das Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe der Schleifenspulen festgelegt wird, und das Förderband wird durch Vulkanisieren des Formkörpers hergestellt.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen ist es unter Verwendung eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen FEM-Analysemodells eines vorliegenden Förderbandes möglich, die Bedingungen bei einer auf die Schleifenspulen eines vorliegenden Förderbandes einwirkenden lokalen Stoßkraft oder externen Kraft aufgrund eines von oberhalb des oberen Abdeckgummis in Richtung des oberen Abdeckgummis geladenen, zu befördernden Gegenstands nachzuahmen. Basierend auf zumindest einem von der Hauptspannung oder dem Verformungsbetrag, die bzw. der in der Schleifenspule in diesem Analysemodell auftritt, kann die geeignete Einbettungsposition von Schleifenspulen erfasst werden, bei der die Hauptspannung oder der Verformungsbetrag, die bzw. der in den Schleifenspulen im vorliegenden Förderband auftritt, klein wird. Somit kann eine geeignete Einbettungstiefe in einem vorliegenden Förderband festgelegt werden, bei der die Beständigkeit einer Schleifenspule verbessert werden kann, ohne dass eine Prüfung unter Verwendung einer großen Anzahl von Proben durchgeführt wird.
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Ferner ist es gemäß dem Verfahren zum Herstellen eines Förderbandes der vorliegenden Erfindung möglich, ein Förderband mit Schleifenspulen herzustellen, die in einer geeigneten Einbettungsposition eingebettet sind, welche durch das vorstehende Festlegungsverfahren festgelegt wird. Folglich können Beschädigungen der Schleifenspulen aufgrund von Stoßkräften oder externen Kräften durch auf das obere Abdeckgummi geladene, zu befördernde Gegenstände einfach verhindert werden. Entsprechend ist es, selbst wenn kein vertikaler Riss im Förderband auftritt, vorteilhaft zum Vermeiden einer Fehlidentifikation, dass die Schleifenspulen beschädigt sind.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestelltes Förderband darstellt.
- 2 ist eine erläuterndes Diagramm, das die innere Struktur des Förderbandes von 1 in einer Draufsicht zeigt.
- 3 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Bandfördersystem in einer Seitenansicht zeigt, bei dem das Förderband von 1 installiert ist.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A von 3.
- 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Analysemodell eines Förderbandes in einer Querschnittsansicht veranschaulicht, das für das erfindungsgemäße Verfahren zum Festlegen der Einbettungstiefe von Schleifenspulen verwendet wird.
- 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zustand schematisch darstellt, in dem das Analysemodell von 5 eine Stoßkraft von der Seite des oberen Abdeckgummis aufnimmt.
- 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Analysemodell von 6 in einer Draufsicht, von der Seite des oberen Abdeckgummis gesehen, schematisch darstellt.
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Analysemodell darstellt.
- 9 ist ein erläuterndes Diagramm, das die innere Struktur des Analysemodells von 8 in einer Draufsicht zeigt.
- 10 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zustand in einer Querschnittsansicht schematisch darstellt, in dem das Analysemodell von 8 eine Stoßkraft von der Seite des oberen Abdeckgummis aufnimmt.
- 11 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Analysemodell von 10 in einer Draufsicht, von der Seite des oberen Abdeckgummis gesehen, schematisch darstellt.
- 12 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zustand, in dem ein Formkörper vulkanisiert ist, in einer Querschnittsansicht darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein Festlegungsverfahren für die Einbettungstiefe von Schleifenspulen in einem Förderband (nachstehend als ein Festlegungsverfahren bezeichnet) und ein Herstellungsverfahren für ein Förderband gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für ein Förderband hergestelltes Förderband 1 ist in 1 und 2 mit einer Kernschicht 2 und einem oberhalb und unterhalb der Kernschicht 2 angeordneten oberen Abdeckgummi 3 und unteren Abdeckgummi 4 versehen, die über ein Vulkanisationsverfahren ineinander integriert sind. Das Förderband 1 kann auch Kantengummi, der an jedem Endabschnitt in der Band-Breitenrichtung angeordnet ist, oder ggf. andere Bestandteile aufweisen.
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In der Kernschicht 2 ist eine Mehrzahl von Metallkorden 2a (zum Beispiel Stahlkorde), die sich in der Band-Längsrichtung erstrecken, parallel zueinander in der Band-Breitenrichtung angeordnet. Insbesondere ist die Kernschicht 2 mit einem Puffergummi bedeckt, und der Puffergummi ist mit dem oberen Abdeckgummi 3 und dem unteren Abdeckgummi 4 durch Vulkanisationsverbindung verbunden. Um das Verständnis der inneren Struktur des Förderbandes 1 zu erleichtern, sind die Metallkorde 2a in 2 ferner durch strichpunktierte Linien an ihrer Mittelposition gekennzeichnet.
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Für den oberen Abdeckgummi 3 und den unteren Abdeckgummi 4 kann eine Gummizusammensetzung verwendet werden, die mindestens einen Dienkautschuk einschließlich Naturkautschuk und Ruß enthält, um eine gute Verschleißfestigkeit zu erreichen. Die Schichtdicken des oberen Abdeckgummis 3 und des unteren Abdeckgummis 4 werden entsprechend der erforderlichen Leistung des Förderbandes 1 in einem Bereich von beispielsweise 5 mm bis 30 mm nach Bedarf bestimmt. Der Puffergummi ist ein Gummi mit ausgezeichneter Haftungsfähigkeit.
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Eine Mehrzahl von Schleifenspulen 5 ist im unteren Abdeckgummi 4 in Abständen in der Band-Längsrichtung eingebettet. Die Schleifenspulen 5 sind beispielsweise ein leitfähiger Draht 5a, der in einer ringförmigen Form ausgebildet ist, und ein bekannter Draht kann verwendet werden. Der leitfähige Draht 5a kann in einer welligen Form oder einer nicht welligen Form ausgebildet sein. Die Schleifenspulen 5 sind nicht auf eine doppelte Viereckform beschränkt, und verschiedene Formen, wie beispielsweise eine kreisförmige Form und eine elliptische Form, können verwendet werden. Die in einer Ebene eingebettete Position der Schleifenspule 5 befindet sich innerhalb eines Bereichs, der den mittleren Abschnitt in der Band-Breitenrichtung einschließt.
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Das in 3 dargestellte Bandfördersystem 7 ist mit dem Förderband 1, einer Magnetfelderzeugungseinheit 10 und einem Sensor 11 versehen. Das Förderband 1 wird zwischen Riemenscheiben 8,8 gedehnt und zu befördernde Gegenstände C werden durch einen Schachtteil 13 auf den oberen Abdeckgummi 3 geladen. Wie in 4 dargestellt, ist das Förderband 1 auf der Trägerseite in einer nach unten ragenden Muldenform durch Stützrollen 9 abgestützt, sodass die geladenen, zu befördernden Gegenstände C hauptsächlich in der Mitte in der Band-Breitenrichtung angeordnet sind.
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Die Magnetfelderzeugungseinheit 10 ist angrenzend an den unteren Abdeckgummi 4 angeordnet. Die Magnetfelderzeugungseinheit 10 überträgt beispielsweise eine elektromagnetische Welle an jede der Schleifenspulen 5, die in der Nähe der Magnetfelderzeugungseinheit 10 vorbeilaufen. Ein Induktionsstrom wird in jeder der Schleifenspulen 5 aufgrund dieser elektromagnetischen Welle induziert. Wenn die Schleifenspulen 5 getrennt sind, wird kein Induktionsstrom induziert.
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Der Sensor 11 ist angrenzend an den unteren Abdeckgummi 4 angeordnet. Der Sensor 11 ist in der Vorwärtsrichtung des Förderbandes 1 der Magnetfelderzeugungseinheit 10 geringfügig nachgelagert angeordnet. Der Sensor 11 erfasst, ob Induktionsstrom für jede der Schleifenspulen 5, die in der Nähe des Sensors 11 vorbeilaufen, erzeugt wird oder nicht. Erfassungsdaten vom Sensor 11 werden an eine Steuereinheit 12 übertragen. Basierend auf den Erfassungsdaten vom Sensor 11 bestimmt die Steuereinheit 12, dass kein vertikaler Riss im Förderband 1 aufgetreten ist, wenn Induktionsstrom erzeugt wird, und wenn kein Induktionsstrom erzeugt wird, bestimmt sie, dass ein vertikaler Riss im Förderband 1 aufgetreten ist. Wenn bestimmt wird, dass ein vertikaler Riss im Förderband 1 auftritt, wird der Betrieb des Förderbandes 1 gestoppt, und eine Warnung oder dergleichen wird ausgegeben.
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Eine Stoßkraft oder eine externe Kraft durch zu befördernde Gegenstände C, die auf den oberen Abdeckgummi 3 geladen werden, wirkt auf das Förderband 1, was zur Beschädigung der Schleifenspulen 5 führen kann. Daher wird gemäß dem erfindungsgemäßen Festlegungsverfahren eine geeignete Einbettungsposition derart festgelegt, dass die Schleifenspulen 5 selbst dann nicht leicht beschädigt werden, wenn eine derartige Stoßkraft oder eine externe Kraft einwirkt. Spezifisch wird ein geeigneter vertikaler Abstand (Gummidicke t) zwischen der Kernschicht 2 und den Schleifenspulen 5, die in 1 dargestellt sind, festgelegt. Diese Gummidicke t ist der vertikale Abstand zwischen der unteren Oberfläche der Kernschicht 2 und der oberen Oberfläche der Schleifenspulen 5.
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Wie in 5 dargestellt, wird beim Festlegungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein zweidimensionales oder dreidimensionales FEM-Analysemodell 1A eines vorliegenden Förderbandes 1 verwendet. Dieses Analysemodell 1A ist mit den gleichen Bestandteilen wie das vorliegende Förderband 1 versehen. In den Zeichnungen ist jeder der Bestandteile des Analysemodells 1A mit den gleichen Bezugszeichen wie die Bestandteile des vorliegenden Förderbandes 1 gekennzeichnet. Im Analysemodell 1A werden für die FEM-Analyse erforderliche Materialeigenschaftswerte (Elastizitätsmodul, Poissonzahl usw.) für jeden Bestandteil bestimmt und dann in eine Recheneinheit eingegeben, die eine Analyse durchführt.
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Im vorbereiteten Analysemodell 1A berechnet die Rechenvorrichtung zumindest einen von der Hauptspannung oder dem Verformungsbetrag oder einen Änderungsbetrag entsprechend zumindest einem von der Hauptspannung oder dem Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, wenn ein fallender Gegenstand W mit vorher festgelegten Spezifikationen von oberhalb des oberen Abdeckgummis 3 auf den oberen Abdeckgummi 3 fallengelassen wird. Beispielsweise werden Vertikalrichtungsspannung und Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, mittels FEM-Analyse berechnet. Die Spezifikationen und Fallhöhe des fallenden Gegenstands W werden ggf. basierend auf den Verwendungsbedingungen (Form und Gewicht des zu befördernden Gegenstands C) des vorliegenden Förderbandes 1 bestimmt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Analysemodell 1A horizontal auf einem flachen starren Körper 14, wie beispielsweise einem Stahlblech, angeordnet. Obwohl das Analysemodell 1A in Abständen durch Stützrollen 9 in der Band-Längsrichtung, wie im vorliegenden Bandfördersystem 7, abgestützt werden kann, entsteht durch Platzieren des gesamten Analysemodells 1A auf einem starren Körper 14 ein schwieriger Zustand für die Schleifenspulen 5, der voraussichtlich zu einer Beschädigung führt, sodass eine besser geeignete Einbettungstiefenposition festgelegt werden kann.
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Wenn im Analysemodell 1A bewirkt wird, dass der fallende Gegenstand W frei fällt, wie in 6 dargestellt ist, werden der obere Abdeckgummi 3 und die Schleifenspulen 5 lokal nach unten verzerrt und sie verformen sich innerhalb des Bereichs, der dem Fallpunkt von fallendem Gegenstand W entspricht, und die Metallkorde 2a werden in der Band-Breitenrichtung verschoben. Die maximale Spannung und der maximale Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 zu diesem Zeitpunkt auftreten, werden berechnet. Diese Analyse wird durch Ändern der Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 (Gummidicke t) durchgeführt. Als ein Ergebnis werden die Beziehungen zwischen den jeweiligen Einbettungstiefenpositionen und der maximalen Spannung oder dem maximalen Verformungsbetrag ermittelt sowie der Bereich, in dem die maximale Spannung oder der maximale Verformungsbetrag minimiert wird, und dieser Bereich wird als die angemessene Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 im vorliegenden Förderband 1 festgelegt.
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Wenn, wie in 6 und 7 veranschaulicht wird, eine Stoßkraft oder eine externe Kraft auf das Analysemodell 1A einwirkt, werden die parallel angeordneten Metallkorde 2a durch Puffergummi verbunden, der in gegenseitigem Abstand angeordnet ist, wobei der Puffergummi sich jedoch elastisch verformt. Da die Kraft, die die Verschiebung der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung einschränkt, schwach ist, werden die Metallkorde 2a lokal in der Band-Breitenrichtung verschoben, und der Abstand zwischen den Metallkorden 2a in der Band-Breitenrichtung nimmt zu. Der Verschiebungsbetrag der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung korreliert mit der maximalen Spannung und dem maximalen Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten. Daher ist es durch Sammeln von Korrelationsdaten zwischen dem Verschiebungsbetrag der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung und der maximalen Spannung oder dem maximalen Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, möglich, die geeignete Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 basierend auf dem Verschiebungsbetrag der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung festzulegen. Das bedeutet, dass in der vorliegenden Erfindung als der Änderungsbetrag, der mindestens einem der Hauptspannung oder des Verformungsbetrags entspricht, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, wie oben beschrieben, eine geeignete Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 unter Verwendung des Verschiebungsbetrags der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung festgelegt werden kann.
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Somit kann gemäß dem erfindungsgemäßen Festlegungsverfahren eine geeignete Einbettungstiefe festgelegt werden, bei der die Beständigkeit der Schleifenspulen 5 im vorliegenden Förderband 1 verbessert werden kann, ohne eine große Anzahl von Proben herzustellen und zu testen. Da die geeignete Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 im Förderband 1 gemäß seinen Spezifikationen (Art des Gummis, Art der Metallkorde usw.) in der Entwicklungsphase des Förderbandes 1 ermittelt werden kann, ist es äußerst vorteilhaft.
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Das Analysemodell 1A kann dreidimensional oder zweidimensional sein, aber das Erstellen des zweidimensionalen Modells verkürzt die für die Modellvorbereitung erforderliche Zeit wesentlich. Wenn die Korrelation zwischen dem Verschiebungsbetrag der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung und der maximalen Spannung oder dem maximalen Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, ausreichend ermittelt werden kann, dann kann die geeignete Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 mit dem zweidimensionalen Analysemodell 1 mit hoher Genauigkeit festgelegt werden.
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Ein anderes Analysemodell 1B, das in 8 und 9 dargestellt ist, kann verwendet werden. In diesem Analysemodell 1B sind im oben beschriebenen Analysemodell 1A Schutzschichten 6 im unteren Abdeckgummi 4 in einer vorher festgelegten vertikalen Tiefe zwischen der Kernschicht 2 und den Schleifenspulen 5 eingebettet. Das bedeutet, die Schutzschichten 6 sind im unteren Abdeckgummi 4 in Abständen in der Band-Längsrichtung eingebettet. Die Schutzschichten 6 haben unter den gleichen Bedingungen eine geringere Verlängerung (höheren Modul) als der Gummi, der für das Förderband 1 verwendet wird. Im vorliegenden Förderband 1 werden die Schutzschichten 6 mit einer Dicke von beispielsweise 0,2 Millimeter bis 3,0 Millimeter verwendet.
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Die Schutzschichten 6 sind angeordnet, um den gesamten Bereich der entsprechenden Schleifenspulen 5 (die Schleifenspulen 5, die der Schutzschicht 6 am nächsten angeordnet sind) in einer Draufsicht, von der Seite des oberen Abdeckgummis 3 gesehen, abzudecken. Um das Verständnis der inneren Struktur des Analysemodells 1B zu erleichtern, werden die Metallkorde 2a in 9 durch strichpunktierte Linien an ihrer Mittelposition gekennzeichnet und in den Bereichen, die den Schutzschichten 6 entsprechen, weggelassen. Außerdem ist die untere Schutzschicht 6 in 9 teilweise weggeschnitten.
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Im vorliegenden Förderband 1 können die Schutzschichten 6 aus verschiedenen Materialien wie Naturkautschuk, Harzen, Metallen und dergleichen gebildet sein. Verschiedene Strukturen wie eine gewebte Struktur und eine Belagform können für die Schutzschichten 6 verwendet werden. Als gewebte Struktur können eine einfache Webstruktur, eine Kordgewebestruktur, eine Köperbindungsstruktur, eine Satinwebstruktur oder dergleichen als Beispiele dienen.
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In diesem Analysemodell 1B werden die Schutzschichten 6 durch eine Mehrzahl von Drähten 6a gebildet. Als die Drähte 6a können beliebige Drähte 6a wie etwa Naturfasern, Harzfasern, Metallfasern oder dergleichen verwendet werden. Die Schutzschichten 6 haben eine einfache Webstruktur, und somit ist eine Mehrzahl von Drähten 6a, die sich in der Band-Breitenrichtung erstrecken, parallel in der Band-Längsrichtung angeordnet. Folglich schneiden sich die Drähte 6a, die sich in der Band-Breitenrichtung erstrecken, mit den Metallkorden 2a, die parallel in der Band-Breitenrichtung angeordnet sind.
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Wenn bewirkt wird, dass der fallende Gegenstand W frei fällt, wie in 10 dargestellt ist, werden der obere Abdeckgummi 3 und Schleifenspulen 5 lokal etwas nach unten verzerrt und sie verformen sich innerhalb des Bereichs, der dem Fallpunkt des fallenden Gegenstands W entspricht, aber die Metallkorde 2a werden in der Band-Breitenrichtung kaum verschoben. Die maximale Spannung und der maximale Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 zu diesem Zeitpunkt auftreten, werden berechnet. Diese Analyse wird durch Ändern der Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 (Gummidicke t) durchgeführt. Als ein Ergebnis werden die Beziehungen zwischen den jeweiligen Einbettungstiefenpositionen und der maximalen Spannung oder dem maximalen Verformungsbetrag ermittelt sowie der Bereich, in dem die maximale Spannung oder der maximale Verformungsbetrag minimiert wird, und dieser Bereich wird als die angemessene Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 im vorliegenden Förderband 1 festgelegt.
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Da die Schutzschichten 6 in diesem Analysemodell 1B derart angeordnet sind, dass sie die parallel angeordneten Metallkorde 2a bedecken, üben die Schutzschichten 6 eine Funktion des Bündelns von Metallkorden 2a aus, die in der Band-Breitenrichtung angrenzend zueinander angeordnet sind. Wenn eine Stoßkraft oder eine externe Kraft auf das Analysemodell 1B einwirkt, wie in 10 und 11 dargestellt ist, wird die Verschiebung der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung somit im Vergleich zum Analysemodell 1A unterdrückt.
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Auch in diesem Analysemodell 1B können verschiedene Bedingungen und Modifikationen, die auf das vorige Analysemodell 1A angewendet wurden, durchgeführt werden.
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Gemäß dem Verfahren zum Herstellen eines Förderbandes der vorliegenden Erfindung, wie in 12 veranschaulicht wird, wird ein Formkörper 1C eines unvulkanisierten Förderbandes geformt, in dem die Schleifenspulen 5 in einer geeigneten Einbettungstiefenposition eingebettet sind, die unter Verwendung des obigen Analysemodells 1A festgelegt wird. Anschließend wird der Formkörper 1C in die Formen 15 und 15 platziert und vulkanisiert, um das Förderband 1 herzustellen.
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Gemäß einem anderen Verfahren zum Herstellen eines Förderbandes der vorliegenden Erfindung werden die Schleifenspulen 5 in einer geeigneten Einbettungsposition eingebettet, die unter Verwendung des obigen Analysemodells 1B festgelegt wird, und dann wird ein Formkörper 1C eines unvulkanisierten Förderbandes, in dem eine Schutzschicht 6 im unteren Abdeckgummi 4 in einer vorher festgelegten vertikalen Tiefe zwischen der Kernschicht 2 und den Schleifenspulen 5 eingebettet ist, geformt. Anschließend wird der Formkörper 1C in die Formen 15 und 15 platziert und vulkanisiert, um das Förderband 1 herzustellen.
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In dem auf diese Weise hergestellten Förderband 1 sind die Schleifenspulen 5 in einer geeigneten Einbettungsposition eingebettet, die unter Verwendung der Analysemodelle 1A und 1B festgelegt wird. Folglich ist es einfach, Beschädigungen an den Schleifenspulen 5 zu verhindern, die durch Stoßkräfte und externe Kräfte verursacht werden, die durch die auf den Abdeckgummi 3 geladenen, zu befördernden Gegenstände C verursacht werden. Dementsprechend ist es, selbst wenn kein vertikaler Riss am Förderband 1 auftritt, vorteilhaft zum Vermeiden einer fälschlichen Erkennung, dass die Schleifenspulen 5 beschädigt sind.
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Insbesondere wenn die Spezifikationen derart sind, dass die Schutzschichten 6 wie im Analysemodell 1B auf dem vorliegenden Förderband 1 vorgesehen sind, wird auch dann, wenn aufgrund der zu befördernden Gegenstände C oder dergleichen eine lokale Stoßkraft oder eine externe Kraft einwirkt, die Verschiebung der Metallkorde 2a in der Band-Breitenrichtung unterdrückt. Dadurch werden die Stoßkraft und die externe Kraft, die einwirken, unter den Metallkorden 2a weit verteilt. Zusätzlich werden die Stoßkraft und die externe Kraft durch die Schutzschichten 6 absorbiert oder vermindert. Selbst wenn eine große Stoßkraft oder eine externe Kraft lokal auf das Förderband 1 einwirkt, werden die Schleifenspulen 5 nicht einfach beschädigt, und ihre Beständigkeit wird weiter verbessert. Daher ist es vorteilhafter, die Situationen zu vermeiden, in denen die Schleifenspulen 5 beschädigt werden, selbst wenn kein vertikaler Riss im Förderband 1 auftritt, und es ist möglich, einen vertikalen Riss im Förderband 1 genauer zu erfassen.
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Da die jeweiligen Schutzschichten 6 im unteren Abdeckgummi 4 in Abständen in der Band-Längsrichtung eingebettet sind, kann die Gewichtszunahme des Förderbandes 1 aufgrund der Bereitstellung der Schutzschichten 6 ferner unterdrückt werden, und es ist auch möglich, eine Verschlechterung der Flexibilität zu vermeiden. Diese Tatsachen wirken sich maßgebend auf das Verringern der Energie aus, die für den Betrieb des Förderbandes 1 erforderlich ist, was zur Energieeinsparung beiträgt.
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Um die Spezifikation, in der die Schutzschichten 6 im unteren Abdeckgummi 4 in Abständen in der Band-Längsrichtung eingebettet sind, zu erfüllen, können die jeweiligen Schleifenspulen 5 gemeinsam mit den jeweiligen Schutzschichten 6 im unteren Abdeckgummi 4 im Formverfahren für das Förderband 1 angeordnet werden. Somit ist es nicht notwendig, die Anzahl der Schritte beim Herstellen gemäß dieser Spezifikation im Vergleich zum Fall der Spezifikation, bei der die Schutzschichten 6 nicht eingebettet werden, wesentlich zu erhöhen.
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Beispiele
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Es wurde festgestellt, dass, wenn die entsprechende Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5 unter Verwendung des in 5 dargestellten Analysemodells 1A berechnet wird, die Schleifenspulen 5 in die Position zwischen 30 % und 80 % der Gummidicke T des unteren Abdeckgummis 4 von der Unterseite der Kernschicht 2 (zwischen 30 % und 80 % der Gummidicke t = T), und besonders bevorzugt zwischen 50 % und 60 % bewegt werden. Außerdem wurde herausgefunden, dass der vertikale Abstand zwischen der Kernschicht 2 und den Schleifenspulen 5 (Gummidicke t) 5 Millimeter oder mehr betragen kann.
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Ferner war die geeignete Einbettungstiefenposition der Schleifenspulen 5, die unter den gleichen Bedingungen wie das Analysemodell 1A und unter Verwendung des Analysemodells 1B berechnet wurde, ungefähr die gleiche wie jene von Analysemodell 1A. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine einfache Webstruktur aus Nylonfasern für die Schutzschichten verwendet. Jedoch wurde herausgefunden, dass die Hauptspannung und der Verformungsbetrag, die in den Schleifenspulen 5 auftreten, im Analysemodell 1B etwa 60 % von jenen im Analysemodell 1A betrugen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Förderband
- 1A,
- 1B Analysemodell
- 1C
- Formkörper
- 2
- Kernschicht
- 2a
- Metallkord
- 3
- Oberer Abdeckgummi
- 4
- Unterer Abdeckgummi
- 5
- Schleifenspule
- 5a
- Leitfähiger Draht
- 6
- Schutzschicht
- 6a
- Draht
- 7
- Bandfördersystem
- 8
- Riemenscheibe
- 9
- Stützrolle
- 10
- Magnetfelderzeugungseinheit
- 11
- Sensor
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Schachtteil
- 14
- Starrer Körper
- 15
- Form
- C
- Zu befördernder Gegenstand
- W
- Fallender Gegenstand
