DE2509748B2 - Verfahren zur herstellung von mit einer leitfaehigen auflage versehenen wasserbehaeltern und gegebenenfalls ihres zubehoers, z.b. ihrer deckel und klemmleisten fuer explosionssperren unter tage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einer leitfähigen Auflage versehenen Wasserbehältern und gegebenenfalls ihres Zubehörs, z.B. ihrer Deckel und Klemmleisten für Explosionssperren unter Tage durch Aufbringen einer einen leitfähigen Überzug bildenden Flüssigkeit auf eine durch Warmverformen, ^₅ z.B. Tiefziehen in die Form des Wasserbehälters bzw. des Zubehörs gebrachten Platte aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff.

Solche Kunststoffbehälter vermeiden die Möglichkeit gefährlicher elektrostatischer Aufladung, welche bei Füllung der Behälter mit Wasser unter Tage Sprengschüsse auslösen oder unter den übrigen Voraussetzungen Schlagwettergemische zünden können.

Zwar sind Wasserbehälter für Explosionssperren unter Tage aus elektrostatisch nicht aufiadbaren Werkstoffen, wie z.B. Metallen oder Holz bekannt. Diese Behälter sind jedoch von den Kunststoffbehältern vollständig ersetzt worden, weil sich mit Kunststoff diejenigen Eigenschaften besonders leicht verwirklichen lassen, welche die Funktionstüchtigkeit der Sperren bestimmen. Dazu gehört u.a. eine gewisse Sprödigkeit, welche die Zerbrechlichkeit des Behälters bewirkt, die ihrerseits für die rechtzeitige Abgabe des Wassers in die Explosionsflamme und für die feine Verteilung des Wassers im Grubenraum entscheidend ist. Ferner gehört dazu eine hinreichende Transportfestigkeit, die die Verluste an Wasserbehältern auf dem Wege von der Fabrik bis zum Einbau in die Explosionssperren herabsetzt. Auch andere vorteilhafte Eigenschuften der Wasserbehälter lassen sich nur mit Kunststoffen erzielen.

Bekannt sind insbesondere aus Kunststoffschaum hergestellte Wasserbehälter für Explosionssperren unter Tage (DT-OS 21 24 561). Diese Behälter sollen auf ihren Außen- und/oder Innenseiten elektrisch leitfähige Auflagen erhalten, die mit dem Wasserinhalt in Verbindung stehen. Kunststoffschaum läßt sich nur in Formen verarbeiten. Die Auflage besteht aus einem Lack, welcher nach der Herstellung des Behälters durch Spritzen, Tauchen oder Ziehen aufgebracht und ausgehärtet wird. Insbesondere soll nach dem vorbekannten Vorschlag der Lack in die Form eingebracht werden, so daß er bei der Herstellung des Wasserbehälters als Trennmittel wirkt.

Solche Behälter haben demnach einen abgesehen von den Ungenauigkeiten, die durch die jeweilige Aufbringung des Lacks bedingt sind, Überzug von gleichmäßiger Dicke, sind jedoch verhältnismäßig teuer und bruchempfindlich. Sie haben sich u.a. wegen der unter Tage auftretenden Verluste an Behältern nicht durchsetzen können. Die Haftung des Überzuges auf dem Kunststoff isi jedenfalls dann unzureichend, wenn der Überzug als Schmiermittel in die Form eingebracht und von dieser auf das Kunststoffmaterial übertragen werden soll. Jedenfalls können auf diese Weise keine festen Verankerungen des Überzuges und nicht die geforderten Stärken der Auflagen erreicht werden.

Bekannt sind andererseits Wasserbehälter aus thermoplastischer Folie (DBGM 73 24 157). Der Behälter wird dadurch hergestellt, daß eine aus dem thermoplastischen Material durch Tiefziehen in die Form des Wasserbehälters bzw. seines zum Behälter zugehörenden Deckels gebracht wird. Als Thermoplast kommt u.a. PVC oder Polystyrol in Betracht. Die aus dem gleichen Material wie die Behälter bestehenden Deckel können mit Metallklammern oder Kunststoffleisten auf den Behälter geklemmt werden. Weiteres Zubehör wird häufig von Wasserstandsanzeigern gebildet.

Das Tiefziehen solcher Wasserbehälter für Explosionssperren unter Tage erfolgt insbesondere nach dem bekannten Vakuum-Streckverfahren. Im allgemeinen wird die Kunststoffolie in einem Halterahmen aber der positiven Form erwärmt. Nach Entfernen der Heizquelle fährt man den Halterahmen über die Form und streckt dabei die Folie. Das vorgestreckte Folienmaterial wird nach Auslösen des Vakuums beim Positivverfahren auf die Form aufgesaugt.

Derartige Behälter haben sich in großem Umfange durchgesetzt, konnten aber bislang nach dem bekannten Verfahren nicht mit elektrisch leitfähigen Auflagen versehen werden, die den Anforderungen genügen. Die Auflagen sind, insbesondere wenn sie einen nach Zehntelmillimetern zählende Schichtdicke aufweisen, wie sie für die Beschichtung aufladbarer Kunststoffe häufig verlangt wird, nicht fest genug verankert. Sie werden deshalb durch mechanische Einwirkungen zu leicht beschädigt, z.B. verkratzt. Außerdem erfordert die Aufbringung dieser Auflagen ein verhältnismäßig schwieriges Arbeitsverfahren, das die Produktion nicht unwesentlich verteuert.

Der Erfindung liegt ausgehend von dem eingangs bezeichneten Herstellungsverfahren die Aufgabe zugrunde, aus tiefgezogenen Folien, beispielsweise aus PVC-Folien bestehende Wasserbehälter für Explosionssperren unter Tage herzustellen, bei denen die Aufbringung der leitenden Auflage so in das Herstel-

lungsverfahren der Behälter eingebaut ist, daß sich eine wirtschaftliche Fertigung und eine hinreichend feste Verbindung der Auflage mit dem Kunststoffunlcrgrund <-^rgibt, die ein Abblättern, Abwischen, Abkratzen oder andere nachträgliche Abtragungen unmöglich macht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine aus einem mit den·. Plattenmaterial verträglichen Stoff bestehende, später als thermoplastische Auflage den leitfähigen Überzug bildende Flüssigkeit vor dem Warmverformen der Platte auf diese übertragen und darauf verankert wird.

Die Verwendung einer eine thermoplastische, elektrisch leitende Auflage bildenden Flüssigkeit hat zur Folge, daß die Auflage sich in der beim Tiefziehen entstehenden Wärme plastifizieren kann und der Überzug sich deswegen an die verformten Bereiche der Platte anpaßt, ohne seine Verankerung zu verlieren. Das Verbinden der Platte mit dem Flüssigkeitsauftrag und die Verankerung ermöglichen es, das Auftragen und Verankern nach bekannten und dahei einfach zu praktizierenden Verfahren mit jeder gewünschten Qualität durchzuführen, insbesondere geforderte Mindeststärken der Auflage einzuhalten und die erforderlichen Festigkeiten der Verankerung zu erreichen.

Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Behälter zeigen an den verformten Stellen eine Ausdünnung bzw. eine Verdickung des Überzuges, je nach dem, ob eine Stauchung oder eine Streckung vorliegt, wähend an den weniger oder gar nicht verformten Teilen des Behälters ein entsprechend stärkerer oder dünnerer Überzug etwa gleichmäßiger Dicke vorhanden ist. Diese örtlichen Unterschiede in der Dicke des Überzuges lassen sich jedoch so beherrschen, daß die für Beschichtungen aufladbarer Kunststoffe geforderten größten Schichtdicken eingehalten werden.

Es war zwar bekannt, ein flexibles Kunststoffband, das um Rollen herumführen und von einem Haspel abspulen läßt, mit einer elektrisch leitenden Kunststoffdispersion zu überziehen (DT-OS 21 00 666). Dazu ist jedoch eine bestimmte Saugfähigkeit des Bandmaterials Voraussetzung. Da die Platten, aus denen die erfindungsgemäßen Wasserbehälter hergestellt werden müssen, keine dieser Voraussetzungen mitbringen, ist das bekannte Verfahren nicht anwendbar.

Flüssige Beschichtungsstoffe waren ihrerseits bekannt (DT-AS 12 11791). Nach einem bekannten Verfahren wird sowohl die Unterlage wie der Überzug zunächst als wäßrige Dispersion verwendet. Nach diesem Verfahren können keine befriedigenden Überzüge und keine praktisch brauchbaren Behälter für Explosionssperren unter Tage hergestellt werden.

Demgegenüber hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es sich leicht in den bisherigen Herstellungsgang der Behälter einfügt Tatsächlich ist es nur erforderlich, die Platten mit der Flüssigkeit zu überziehen, was grundsätzlich auf einer, aber zweckmäßig auf beiden Seiten erfolgt und anschließend vorzugsweise einzubrennen. Dieses Überziehen kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Der Überzug läßt sich u.a. dadurch aufbringen, daß die Flüssigkeit auf die Platten zum Auflaufen gebracht und anschließend auf den Platten verankert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Flüssigkeit auf die Folie aufzuwalzen oder aufzudrucken; insbesondere eignet sich hierfür das Siebdruckverfahren.

Der die Basis der Flüssigkeit bildende Kunststoff kann ein PVC-Mischpolymerisat, ein Acrylharz, ein Polvurethan oder ein anderes Kunstharz sein.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigt

Fig. 1 einen Deckel für den nicht dargestellten Kunststoffbehälter für Explosionssperrcn unter Tage in Draufsicht,

Fig. 2 eine ebenfalls Zubehör für den Behälter bildende Klemmleiste im Querschnitt und

F i g. 3 in der F i g. 2 entsprechender Darstellung, die Teile in miteinander verbundenem Zustand.

Die öffnung des Wasserbehälters ist im wesentlichen rechteckig, was sich aus der Fig. 1, und zwar aus der Darstellung einer umlaufenden, etwa V-förmigeti Vertiefung 1 ergibt, die in F i g. 3 im Schnitt wiedergegeben ist. Die Vertiefung ist Teil eines Deckels 2, der aus einer tiefgezogenen Kunststoffolie besteht. An die Vertiefung schließt sich ein ebener Außenrand 3 an, der entsprechend den in F i g. 1 nicht gezeichneten, ebenen Behälterseiten zwei kürzere Abschnitte 4 bzw. 5 und zwei längere Abschnitte 6 bzw. 7 aufweist. Eine der ebenen Behälterseiten ist in der Darstellung nach F i g. 3 angedeutet und dort mit 9 bezeichnet.

Wie sich aus Fig.3 ergibt, gehen die Behälterseiten über eine Krümmung 10 in einen Flansch 11 über, der die öffnung 13 des Behälters umgibt und der eine ebene Oberseite 14 aufweist, auf der die flach ausgebildete Unterseite des Außenrandes 3 des Deckels aufliegt.

Zur Befestigung des Deckels 2 auf dem Behälter dienen vier Klemmleisten 15,16 bzw. 17,18. Wegen der Rechteckform des Deckels haben die Klemmleisten 15, 16 die gleiche Länge, sind aber etwas kurzer als die Klemmleisten 17, 18, die ebenfalls die gleiche Länge besitzen, im übrigen richtet sich die Anzahl und die Länge der Klemmleisten nach der gewünschten Verspannwirkung, mit der der Deckel 2 auf dem Behälter aufgespannt werden soll.

Die erwähnten Klemmleisten bestehen aus Kunststoff, z.B. aus Hart-PVC. Ihre Länge entspricht im wesentlichen der jeweiligen Behälterseite.

Statt der Klemmleisten können auch kurze Klammern aus Metal! verwendet werden.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Leisten zusätzlich durch Klammern 25, die in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise über den Klemmleisten angeordnet und angebracht werden, gehalten werden.

Es wird nun gefordert, daß ein antistatischer, d.h. leitender Überzug auf den Behälterwandungen und dem Deckel vorhanden sein muß, der mit dem Wasserinhalt des Behälters in Verbindung steht. Dieser Überzug ist in den F i g. 2 und 3 wiedergegeben.

Der Behälter trägt den Überzug sowohl auf seiner Außenseite 30 wie auf seiner Innenseite 31; diese Teile des Überzuges sind mit 32 bzw. 33 bezeichnet.

Der Deckel 2 trägt ebenfalls einen Überzug 34 gemäß dem Ausführungsbeispiel nur auf seiner Außenseite 35. Das ist eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Man könnte den Überzug auch auf de^r gegenüberliegenden Deckelseite bei 36 anbringen, spart aber lieber an Überzugsmaterial.

Um die leitende Verbindung zwischen dem Überzug 34 des Deckels und dem Überzug 32 des Behälters herzustellen, werden die Tröge bevorzugt so gefertigt, daß der Trogrand Aussparungen aufweist, die mit leitfähigem Überzug beschichtet bzw. ausgefüllt sind. Eine leitende Verbindung zwischen Trog und Deckel kann auch durch eine leitfähige Klemmleiste hergestellt werden. Die Metallklammer 22 benötigt keinen Überzug, weil sie selber leitend ist. Infolgedessen wird

eine leitende Brücke zwischen dem Überzug 34 und den Überzügen 32 bzw. 33 hergestellt.

Wie eingangs beschrieben, wird der Überzug aus einer ihn bildenden Flüssigkeit hergestellt. Die Basis dieser Flüssigkeit bildet ein Kunstharz, das mit dem S Werkstoff, aus dem der Trog, sein Deckel und die Klemmleiste bestehen, verträglich ist. Da der Überzug zunächst auf die Folien aufgebracht wird, bevor diese in die Form der verschiedenen Teile tiefgezogen werden, verformt sich auch der biegsame und knickfestc Überzug. An den beim Tiefziehen gestauchten Teilen. z.B. an der Innenkrümmung 30 (vgl. F i g. 3) ergibt sich eine Verdickung des Überzuges 32, während an den gestreckten Teilen, also beispielsweise bei 40, eine Ausdünnung des Überzuges 33 auftritt. Hieran lassen sich die erfindungsgemäßen Wasserbehälter von Behältern unterschieden, die auf andere Weise hergestellt werden.

Obwohl die beschriebenen Verdickungen bzw. Ausdünnungen der Überzüge an allen Stauchungen oder Streckungen des Folienmaterials auftreten, sind sie in der Zeichnung nicht im einzelnen wiedergegeben.

Der in der Flüssigkeit enthaltene leitfähige Stoff kann aus den verschiedensten Substanzen bestehen. Dafür kommen vor allem Metallpulver, z.B. Kupfer oder auch 2$

Kunstkohlc, Ruß, Graphit usw. in Betracht. Mit 41 ist ein Wasserstandsanzeigestab bezeichnet.

Da durch die Beschichtung der Wassertröge die Transluzenz derselben nicht mehr gegeben ist, kann der Trog so weiter gebildet werden, daß im Bereich eines oder mehrerer Zubehör bildender Wasserstandsanzeiger 41 auf den bzw. einer der äußeren Trogwände eine retroflckticrcnde Folie bzw. Beschichtung aufgebracht oder ein einen Teil des Anzeigers bildender Anzeigestab retroflekticrcnd ausgebildet ist.

Zur einfachen Kontrolle der Wasserfüllung der Tröge kann ihre leitfähige, undurchsichtige Beschichtung so unterbrochen werden, daß auf der Folie, aus der die Tröge gezogen werden, Meß-Fenster z.B. in Form von durchsichtigen Streifen ausgespart werden. Hierdurch wird im Trog eine integrierte Meßanzeige der Wasscrfüllung erreicht. Die Meß- bzw. Kontrollfenster werden dabei in der Mitte der Trogwände angeordnet.

Durch fluoreszierende Mittel, wie z.B. Uranin, Fluoreszein oder Resorzin, die dem Füllwasser in geringer Menge mittels einer im Wasser löslichen Patrone zugegeben werden, kann die Meßanzeige der Füllung der Wassertröge zusätzlich verdeutlicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zur Herstellung von mit einer leitfähigen Auflage versehenen Wasserbehältern und gegebenenfalls ihres Zubehörs, z.B. ihrer Deckel , und Klemmleisten für Explosionssperren unter Tage durch Aufbringen einer einen leitfähigen Überzug bildenden Flüssigkeit auf eine durch Warmverformen, z.B. Tiefziehen in die Form des Wasserbehälters bzw. des Zubehörs gebrachte Platte aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff, d a durch gekennzeichnet, daß eine aus einem mit dem Plattenmaterial verträglichen Stoff bestehende, später als thermoplastische Auflage den leitfähigen Überzug bildende Flüssigkeit vor dem ,₅ Warmverformen der Platte auf diese übertragen und darauf verankert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf beiden Seiten der Platte aufgebracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf die Platten zum Auflaufen gebracht und anschließend auf den Platten durch Wärme verankert wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf die Platten aufgewalzt oder aufgedruckt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit nach dem Siebdruckverfahren auf die Platten aufgebracht wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch die Verwendung von PVC-Mischpolymerisat, Acrylharz oder Polyurethan als Basis der den Überzug bildenden Flüssigkeit. _3J