DE2010021A1 - Rubber or plastic tube with fibre reinforce- - conductors - Google Patents

Abstract

The reinforcement layer embedded around the rubber or rubbery plastics tube core is made from textile fibres at least part of which comprise flexible electrical conductors. The reinforcement layer is surrounded by the tube's outer casing made from non-abrasive rubber compound. Typically the reinforcement consists of three textile fibres inter-twined with the conductor which has a rectangular cross-section and conducting metal surfaces surrounding a plastic tape.

Description

Schlauch Die Erfindung bezieht sich auf Schläuche aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit aus textilen Faserstoffen hergestellten, in die Schlauchwandung eingebetteten Verstärkungseinlagen, wobei wenigstens einem Teil der textilen Faserstoffe biegsame elektrifische Leiterelemente zugeordnet sind.Hose The invention relates to hoses made of rubber or rubber-like Plastics with made from textile fibers, in the hose wall embedded reinforcement inserts, at least part of the textile fibers flexible electrical conductor elements are assigned.

Für viele technische Zwecke wird von den zum Durchleiten von Flüssigkeiten oder auch Gasen verwendeten Schläuchen eine bestimmte elektrische Mindestleitfähigkeit verlangt, um die evtl. sich aufbauende statische Elektrizität unschädlich ableiten oder um in anderen Fällen Steuerimpulse zum Schalten elektrischer Geräte und Signaleinrichtungen durch den Schlauch übertragen zu können.For many technical purposes it is used for the passage of liquids or hoses used in gases have a certain minimum electrical conductivity required to safely discharge any static electricity that may build up or, in other cases, control impulses for switching electrical devices and signaling devices to be able to transmit through the hose.

Ein wichtiges Einsatzgebiet ist beispielsweise die Behandlung und Verteilung von Treibstoffen, die zur Verhütung von durch Funkenbildung entstehenden Bränden nur mit elektrisch leitfähigen Schläuchenvorgenommen werden darf. Nach der deutschen Patentschrift 1 088 295 ist es bekannt, die geforderte Leitfähigkeit der Schläuche unter Wahrung ihrer erwünschten Biegsamkeit durch Beizwirnen metallischer Leiterdrähte zu einzelnen Fäden der Textil Einlagen zu gewährleisten, wobei die gewählte Anordnung durch die Vielzahl der untereinander in Berührung stehenden Leiter gleichzeitig auch noch größtmögliche Sicherheit gegen Unterbrechungen-des.StNromdurchgangs bietet. Diese Schläuche haben sich in der Praxis ausgezeichnet bewährt. Nichtsdestoweniger blieben in dem mechanischen Verhalten und insbesondere hinsichtlich der Herstellung der bekannten Schläuche vorchiedene Wünsche offen.An important area of application is, for example, treatment and Distribution of fuels used to prevent sparking Fires may only be started with electrically conductive hoses. After German patent 1 088 295 it is known, the required conductivity of the Hoses while maintaining their desired flexibility by pickling metallic Conductor wires to ensure individual threads of the textile inserts, the Chosen arrangement due to the large number of conductors in contact with one another at the same time the greatest possible security against interruptions in the passage of electricity offers. These hoses have proven themselves excellently in practice. Nonetheless remained in the mechanical behavior and in particular with regard to the production the well-known hoses open to various wishes.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Fertigung elektrisch leitfähiger Schläuche zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten und die Schläuche qualitativ zu verbessern.It is the object of the invention to make the production more electrically conductive To simplify hoses and to make them cheaper and the hoses to be qualitative to improve.

Nach der Erfindung sind in Schläuchen der eingangs geschilderten Art die Leiterelemente aus auf chemisch-technischem Wege hergestellten und mit einem metallischen Belag versehenen flachen Bändchen gebildet. Die vorzugsweise aus Polyester oder anderen hochpolymeren Kunststoffen, aus synthetischen oder natürlichen Polymeren wie beispielsweise Zellulose, Latex und dgl. bestehenden Bändchen können sowohl als Profil fasern mit breitem Querschnitt ersponnen und anschließend mit einer Metalischicht belegt als auch aus vorher auf einer oder auf beiden Flachseiten mit einem Belag versehenen Folien geschnitten sein. Flir die Metallbeschichtung des polymeren Grundetoffes, die beispielsweise durch Bedampfer im Vakuum, durch Tauchen in Lösungßbidern, durch Aufstreichen oder Aufsprühen oder aber auch durch Belegen mit einer Metall folie vorgenommen werden kann, eignen sich grundsätzlich alle metallischen Werkstoffe, sofern sie den jeweils geltenden Anforderungen an die Leitfähigkeit genügen und sich in Form eines dauerhaften, gegen Knickbeanspruchungen unempfindlichen Uberzugs aufbringen lasse Im allgemeinen wird Kupfer oder - insbesondere mit Rücksicht auf niedrigeres Gewicht - Aluminium und den Legierungen dieser Metalle der Vorzug gegeben.According to the invention, in hoses of the type described above the conductor elements made by chemical-technical means and with a metallic coating provided with flat ribbons. The preferably made of polyester or other high-polymer plastics, made from synthetic or natural polymers such as cellulose, latex and the like. Existing tapes can both spun as profile fibers with a wide cross-section and then with a metal layer covered as well as previously on one or both flat sides with a covering provided foils be cut. For the metal coating of the polymer base material, which, for example, by steaming in a vacuum, by dipping in solution binders Brushing on or spraying on or by covering with a metal foil can be made, basically all metallic materials are suitable, provided they meet the applicable conductivity requirements and in the form of a permanent coating that is insensitive to buckling loads In general, copper or - especially with regard to lower weight - preference is given to aluminum and the alloys of these metals.

Die Erfindung führt anstelle der bisher ausschließlich in Betracht gezogenen rein metallischen Leiterdrähte nach der DIN 60 001 als "Chemie-Bändchen" bezeichnete praktisch ndloJefl-che Gebilde als Trägerelemente fUr einen der Elektrizitäts-Ableitung dienenden Belag von extrem dünner Schichtstärke in der Grbßenordnung einiger ein. Damit gelingen in mehrfacher Hinsicht wesentliche Verbesserungen, die keineswegs vorauszusehen und im Zusamenwirken der einzelnen Schlauchkomponenten auch nicht ohne weiteres zu erwarten waren. Gegenüber den bekannten massiven Metalldrähten zeichnen sich die neuartigen Bändchen durch ihr niedrigeres Gewicht aus.The invention leads instead of the hitherto exclusively into consideration Drawn, purely metallic conductor wires according to DIN 60 001 as "chemical tapes" referred to practically non-flat structures as support elements for one of the electricity conductors serving covering of extremely thin layer thickness in the order of magnitude of a few. This leads to significant improvements in several respects, which by no means to be foreseen and also not in the interaction of the individual hose components were to be expected without further ado. Compared to the well-known solid metal wires the new type of ribbon is characterized by its lower weight.

Während beispielsweise Kupferdrähte in der üblichen AusfUhrung und Querschnittsgestaltung ein Gewicht von etwa 23 g je 100 m Länge aufweisen, erlaubt die Erfindung eine Gewichtsermäßigung auf einen Bruchteil dieses Wertes - unter Zugrundelegung eines Pol yester-Hbndchen 5 mit Aluminium-Auflage in der Größenordnung von 7 g je 100 m Länge. Angesichts der Vielzahl der für' die Kontektionierung eines Schlauches verwendeten Leitereletriente wirkt Fich dieser Gewichtsvorteil auf den fertigen Schlauch vielfach iibersteigert aus, so daß die erfindungsgemäßen Schläuche im Gehrauch infolge ihres bedeutend verringerten Gesamtgewichts leichter zu transportieren und zu handhaben sind. Der auf den Schlauchquerschnitt bezogene verfügbare Metallquerschnitt ist dabei trotz.For example, while copper wires in the usual design and cross-sectional design have a weight of about 23 g per 100 m in length, the invention allows a weight reduction to a fraction of this value - based on a polyester handbag 5 with an aluminum layer in the order of magnitude of 7 g per 100 m length. In view of the large number of conductor elements used for the connection of a hose, this weight advantage is often exaggerated on the finished hose, so that the hoses according to the invention are easier to transport and handle due to their significantly reduced overall weight. The available metal cross-section related to the hose cross-section is in spite of this.

der geringen Schichtdicke für die praktischen Bedürfnisse mehr A16 ausreichend. Andererseits wirkt sich die geringe Metallmenge in einschneidenden möglichen Kostensenkungen für das Fertigerzeugnis aus.the small layer thickness for the practical needs more A16 sufficient. On the other hand, the small amount of metal has a drastic effect possible cost reductions for the finished product.

IJis Verhalten der Schläuche im Gebrauch unter Druck- und Bi-egebeanspruchung wird neben dem elastomeren Werkstoff in erster Linie durch die Art und Zusammensetzung der Verstärkungeeinlagen bestimmt. Da rein metallische Leiterdrähte in grund6ätzlicher Betrachtung weeen ihrer besonderen Festigkeits- und Elastizitäts-Eingenschaften einen Fremkörper innerhalb des Textil-Verbandes bilden, mußten die besherigen Schlauchkonstruktionen insbesondere in der Festlegung der Platzdruck-Festigkeit auf die Uneinheitlichkeit der Armierung Rücksicht nehmen. Gegenüber einer Bruchdehnung von etwa 2 % bei Kupferdrähten weisen jedoch die neuartigen Bändchen entsprechende Werte in der Größenordnung von 10 bis 15 auf. Sie unterscheiden sich darin nicht mehr wesentlich von den textilen Festigkeits-Trägern. Praktisch wird eine Unterbrechung des Stromdurchganges durch Reißen der leitenden Bändrhen unter Zugbeanspruchung vollständig ausgeschlossen; eher noch wird unter der Wirkung extrem hoher innendrücke die Armierung vorher versagen und der Schlauch durch Aufreißen zerstört. Aufgrund ihrer guten Elastizitätseigenschaften brauchendie Leiterbändden nicht unbedingt in enger Verkettung den Textilfasern zugeordnet zu werden, sondern können unter Umständen auch stattdessen unabhängig von diesen oder in losem Flecht- oder Wickelverband in Wendel form um den Schlauchumfang herum oder auf kürzestem Wege in J,ark richtung von einem Schlauchende zum anderen angeordnet werden. Der Verzicht auf das Zusammendrehen der Bändchen mit den Fasern in Form eines Zwirn- oder Verdrehvorgangs schlägt sich in weiteren möglichen Kostensenkungen nieder.IJis behavior of the hoses in use under pressure and bending stress In addition to the elastomeric material, it is primarily determined by its type and composition the reinforcement inserts determined. Since purely metallic conductor wires are more fundamental Consider their special strength and elasticity properties The hose constructions had to form a foreign body within the textile bandage especially in the determination of the burst pressure resistance on the non-uniformity take the reinforcement into consideration. Compared to an elongation at break of about 2% for copper wires however, the novel ribbons have corresponding values of the order of magnitude 10 to 15 on. In this respect, they no longer differ significantly from the textile ones Strength beams. In practice, an interruption in the passage of current becomes through Tearing of the conductive cords under tensile stress is completely excluded; Rather, the reinforcement will fail beforehand under the effect of extremely high internal pressures and the hose is destroyed by tearing it open. Because of their good elasticity properties the conductor tapes do not necessarily need to be closely linked to the textile fibers to but may instead also be independent of these or in a loose braided or wound bandage in spiral form around the circumference of the hose or Arranged on the shortest path in J, ark direction from one end of the hose to the other will. The waiver of twisting the ribbon with the fibers in shape a twisting or twisting process translates into further possible cost reductions low.

Wird nnte1)e einer an sich naheliegenden Außenbeschichtung der Chemiebändchen ein Metallbelag nur einseitig aufgebracht und dieser reinerseits durch eine zweite Polymer-Auflage abgedeckt, so ergibt sich ein Bändchen mit im Inneren verdeckt angeordneter Leiterschicht als Konstruktions-Elenient. In dieser Kombination sind freiliegende Metallflächen völlig vermieden, so daß sich aufgrund der gijnstigeren Werkstoffpaarungen verbesserte Voraussetzungen für die erzielung einwandfreier haftender Bindung mit dem umgebenden elastomeren Werkstoff der Schlauchwandung ergeben.Will nnte1) e an obvious outer coating of the chemical tapes a metal covering is only applied on one side and this on the purely side by a second Covered polymer layer, the result is a ribbon with a hidden inside Conductor layer as a construction element. In this combination are exposed Metal surfaces completely avoided, so that due to the more favorable material pairings improved prerequisites for achieving a perfect adhesive bond with the surrounding elastomeric material of the hose wall.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Teilstück eines Treibstoffschlauches in perspektivischer Ansicht; Fig. 2 das Aufbauschema eines für den Schlauch nach Fig. 1 verwendeten Faser-Bändchen-Verbandes in vergrößertem Maßstab und Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen der in Fig. 2 gezeichneten Chemie-Bandchen in wiederum vergrößertem Maßstab.The invention is based on the schematic representation of exemplary embodiments illustrated in the drawing. In the drawing: Fig. 1 is a section of a Fuel hose in perspective view; Fig. 2 shows the construction scheme of a for the tube of Fig. 1 used fiber-ribbon bandage in enlarged Scale and FIGS. 3 and 4 different embodiments of the one shown in FIG Chemistry bands on a larger scale again.

Der in Fig. 1 gezeichnete Schlauch ist aus einer Schlauchseele 5 aus treibstoffbeständigem Gummi, einer diese umgebenden drucktragenden Umflechtung 6 aus Textil-Fasern und einer Außenhülle -7 aus einer abriebfesten Gummimischung aufgebaut. Abweichungen Von diesem grundsätzlichen Anordnungsschema beispielsweise durch Einbau zusätzlicher Armierungseinlagen, Verzicht auf die Außenhülle oder in anderer Weise sind durchaus möglich, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Von Bedeutung ist allein die Zusammensetzung der die Umflechtung 6 bildenden Fasern. Diese bestehen in dem gewählten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) aua dr¢i fachen Zwirnen 16, denen zum Teil ein fadenförmiges Leiterlement 17 zugeordnet ist. Das Leiterelement 17 ist dabei mit' den einfachen Garnen 16a in einem Zwirnvorgang derart zusammengedreht, daß praktisch ein vierfacher Zwirn gebildet ist. Abweichend von dieser Herstellungsart wäre es aber auch denkbar, einen fertigen Mehrfach-Zwirn als Kern mit einem in gleicher oder- entg.genS,esetzter Drehungsrichtung aufgespulten Leiterelement zu umwickeln.The tube shown in FIG. 1 is made from a tube core 5 fuel-resistant rubber, a surrounding pressure-bearing braid 6 made of textile fibers and an outer cover -7 made of an abrasion-resistant rubber compound. Deviations from this basic arrangement scheme, for example through installation additional reinforcement inlays, dispensing with the outer shell or in some other way are entirely possible without departing from the scope of the invention. Significant is solely the composition of the fibers forming the braiding 6. These exist in the selected embodiment (FIG. 2) also three-fold twists 16, which partly a thread-like conductor element 17 is assigned. The conductor element 17 is twisted together with 'the simple yarns 16a in a twisting process in such a way that that practically a four-fold thread is formed. Deviating from this type of production but it would also be conceivable to use a finished multiple thread as a core with one in the same or - contrary to the opposite direction of rotation - to wrap the wound conductor element.

Das Leiterelement 17 ist gemäß der Darstellung in Fig. 3 in Form eines sogenannten Chemie-Bändchens 17a als Gebilde von flachrechteckigem Querschnitt aus einer besiderseits mit einem Metallbelag 17b versehenen Kunststoff-Folie geschnitten. Die leitfähige Außenschicht 17b bietet nach der Verzwirnung in dem Fadenverband 16 eine an der Oberfläche durchlaufende Kontaktfläche, die mit den Leiterelementen anderer Zwirne in haftende Berührung tritt und über die Länge des Schlauches eine Vielzahl von Kreuzungspunkten schafft. Es entsteht dadurch eine Art Faradayscher Käfig, der den gesamten Schlauch einhüllt und wirksam gegen elektrostatische Aufladungen abschirmt.The conductor element 17 is as shown in FIG. 3 in the form of a so-called chemical ribbon 17a as a structure with a flat rectangular cross-section a plastic film provided on both sides with a metal coating 17b. The conductive outer layer 17b provides after twisting in the thread structure 16 a continuous contact surface on the surface, which with the conductor elements other twine comes into adhesive contact and one over the length of the hose Creates a multitude of crossing points. This creates a kind of Faradayian Cage that envelops the entire hose and is effective against electrostatic charges shields.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 trägt die zur Herstellung der Chemie-Bändchan verwendete Kunststoff-Folie 17a nur auf einer Seite eine metallische Beschichtung 17b, die ihrerseits wiederum durch eine andere Kunststoff-Schicht 17c abgedeckt ist. Die zur Vereinigung mit dem Zwirn 16 verwendeten fertigen Leiterelemente 17 sind daher - von den Schmalseiten abgesehen - an ihrer Oberfläche nichtleitend und nur mit einem leitenden inneren Kern versehen. Die elastomeren Außenfläche dieser Bändchen begünstigen die Herstellung einer haftenden Bindung mit dem Gummi der umgebenden Schlauchseiten 5 bis 7.In the embodiment according to FIG. 4, the chemical tape is used to produce the chemical tape plastic film 17a used only has a metallic coating on one side 17b, which in turn are covered by another plastic layer 17c is. The finished conductor elements 17 used for the union with the thread 16 are therefore - apart from the narrow sides - non-conductive on their surface and only provided with a conductive inner core. The elastomeric outer surface of this Ribbons promote the creation of an adhesive bond with the rubber of the surrounding area Hose pages 5 to 7.

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: S Schlauch aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit aus textilen Faserstoffen hergestellten, in die Schlauchwandung eingebetteten Verstärkungseinlagen, wobei wenigstens einem Teil der textilen Faserstoffe biegsame elektrische Leiterelemente zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterelemente (17) aus auf chemisch-technischem Wege hergestellten und mit einem metallischen Belag (17b) versehenen flachen Bändchen (17a) gebildet sind.S Hose made of rubber or rubber-like plastics with textile Reinforcement inserts made of fibers and embedded in the hose wall, wherein at least some of the textile fibers have flexible electrical conductor elements are assigned, characterized in that the conductor elements (17) are based on chemical-technical Ways made and provided with a metallic coating (17b) flat ribbon (17a) are formed. ,. ,. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen durch Aufschneiden von mit einem metallischen Belag versehenen Kunststoff-Folien hergestellt sind.Hose according to claim 1, characterized in that the ribbons by cutting open plastic foils provided with a metallic coating are made. 5. Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die e Bändchen auf einer Flachseite mit einem metallischen Belag versehen sind.5. Hose according to claim 1 or 2, characterized in that the e ribbons are provided with a metallic coating on one flat side. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen auf beiden Flachseiten mit einem metallischen Belag versehen sind. Hose according to claim 1, characterized in that the ribbons are provided with a metallic coating on both flat sides. Schi auch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandchen durch Aufschneiden einer auf einer Seite mit einem durch eine Kunststoff-Folie (17c) abgedeckten metallischen Belag versehenen Kunststoff-Folie hergestellt sind.Ski also according to claim 1 or 2, characterized in that the Ribbon by cutting one on one side with one through a plastic film (17c) covered metallic covering provided plastic film are made. 6. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch geennzeichnet, dalt die Bändchen aus natürlichen oder auf synthetischem Wege gewonnenen Polymeren gebildet sind.6. Hose according to one of claims 1 to 5, characterized in that The ribbons are made from natural or synthetic polymers are formed. 7. Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen aus hochpolymeren Kunststoffen, z.B. Polyester gebildet rind.7. Hose according to claim 6, characterized in that the ribbon made of high polymer plastics, e.g. polyester beef. ii. Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dn die Bändchen den textilen Faserstoffen durch Verzwirnung oder Verdrehung zugeordnet sind.ii. Hose according to claims 1 to 7, characterized in that The ribbons are assigned to the textile fibers by twisting or twisting them are. 9. Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen mit den textilen Faserstoffen verflochten ind.9. Hose according to claims 1 to 7, characterized in that the ribbons intertwined with the textile fibers ind.