DE102007023995A1 - Protective layer for elastomeric elements - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzschicht (7, 8) für Oberflächen von elastomeren Elementen (1), insbesondere für die Balgwand (1) eines Luftfederbalges. Die Oberflächen der elastomeren Elemente sind beispielsweise in Luftfedern von Schienen- oder Straßenfahrzeugen, insbesondere in Lastkraftwagen, starken Umwelteinflüssen wie Wärme, Strahlung und Abrieb ausgesetzt. Aufgabe der Erfindung ist es, die Oberflächen gegenüber dem Stand der Technik besser gegen Wärme und sonstige Strahlenbelastung zu schützen. Dazu ist die Schutzschicht (7, 8) aus fest mit der Oberfläche der elastomeren Elemente (1) verbundenem Fluorkautschuk mit eingebetteten Mikroteilchen (9) ausgebildet, wobei die Mikroteilchen (9) gegen elektromagnetische Strahlungen, insbesondere Wärmestrahlen, eine hohe Reflexionsfähigkeit aufweisen.The invention relates to a protective layer (7, 8) for surfaces of elastomeric elements (1), in particular for the bellows wall (1) of an air spring bellows. The surfaces of the elastomeric elements are exposed, for example in air springs of rail or road vehicles, especially in trucks, strong environmental influences such as heat, radiation and abrasion. The object of the invention is to protect the surfaces from the prior art better against heat and other radiation exposure. For this purpose, the protective layer (7, 8) is formed of fluororubber with embedded microparticles (9) firmly bonded to the surface of the elastomeric elements (1), the microparticles (9) having high reflectivity against electromagnetic radiation, in particular heat rays.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschicht für Oberflächen von elastomeren Elementen, insbesondere für die Balgwand eines Luftfederbalges.The The invention relates to a protective layer for surfaces of elastomeric elements, in particular for the bellows wall a bellows.

Derartige elastomere Oberflächen sind beispielsweise in Luftfedern von Schienen- oder Straßenfahrzeugen, insbesondere in Lastkraftwagen starken Umwelteinflüssen wie Wärme, Strahlung und Abrieb ausgesetzt.such elastomeric surfaces are for example in air springs of rail or road vehicles, especially in heavy trucks Environmental influences such as heat, radiation and abrasion exposed.

Besonders aufgrund der hohen Qualität der zum Einsatz kommenden Werkstoffe, insbesondere von Festigkeitsträgern in den elastomeren Elementen wird die Lebensdauer der elastomeren Elemente häufig nicht durch den Bruch eines Festigkeitsträgers, sondern durch das Versagen der elastomeren Elemente bestimmt.Especially due to the high quality of the materials used, in particular of reinforcements in the elastomeric Elements, the life of the elastomeric elements is often not by breaking a strength member, but determined by the failure of the elastomeric elements.

Vor allem thermische Belastungen, aber auch die chemischen und physikalischen Umwelteinflüsse wie Oxidation und UV-Strahlung können zu einem besonders schnellen Schaden am Elastomer führen, da durch hohe Temperaturen der Weichmacher aus den Elastomeren austritt und erst die Oberfläche und dann die tiefer liegenden Schichten der elastomeren Elemente verhärtet und versprödet.In front all thermal stress, but also the chemical and physical Environmental influences such as oxidation and UV radiation can lead to a particularly rapid damage to the elastomer, because of high temperatures, the plasticizer emerges from the elastomers and first the surface and then the deeper layers the elastomeric elements hardens and embrittles.

Es ist daher bekannt, die Oberflächen der elastomeren Elemente mit verschiedenen Stoffen zu beschichten, die Beständigkeit der Oberfläche gegen äußere Einflüsse und die Gleitfähigkeit verbessern.It is therefore known, the surfaces of the elastomeric elements with different materials to coat the resistance the surface against external influences and improve the lubricity.

In der DE 10 2004 007 332 A1 ist eine Luftfeder offenbart, bei der der Luftfederbalg mit einem Gleitmittel aus Polyurethan und Polytetrafluorethylen beschichtet ist, das die Haftfähigkeit von Schmutz auf der Balgaußenwand herabsetzen soll. Das Gleitmittel kann dabei bereits bei der Vulkanisation, aber auch nach Fertigstellung des Balges aufgebracht werden.In the DE 10 2004 007 332 A1 an air spring is disclosed in which the air bag is coated with a lubricant of polyurethane and polytetrafluoroethylene, which is to reduce the adhesion of dirt on the bellows outer wall. The lubricant can be applied during vulcanization, but also after completion of the bellows.

Von dieser Beschichtung ist jedoch eine dauerhaft verschleißmindernde Wirkung nicht zu erwarten, da hier zwar die Reibung herabgesetzt wird, ein weitergehender Schutz der Balgwand aber nicht gegeben ist. Außerdem reicht die Haftung zwischen diesen Materialien und dem Elastomer der Balgwand nicht aus. Insbesondere ist diese Art der Beschichtung nur unzureichend in der Lage, hohen Temperaturen stand zu halten, die beispielsweise in der Nähe von Auspuffanlagen von Kraftzeugen auftreten, da das Polyurethan nicht temperaturstabil ist.From However, this coating is a permanent wear-reducing Impact not expected, since here reduced friction However, a further protection of the bellows wall is not given is. In addition, the adhesion between these materials is sufficient and the elastomer of the bellows wall is not enough. In particular, this is Type of coating insufficiently capable of high temperatures to withstand, for example, near exhausts of power tools occur because the polyurethane is not thermally stable is.

PTFE weist zwar eine gute Temperaturstabilität auf, lässt sich jedoch nur schlecht mit den üblichen Gummimischungen beispielsweise von Luftfederbälgen verbinden. Durch die schlechte Haftfähigkeit kommt es dementsprechend bei hohen Belastungen zu Ablösungen der Beschichtung.PTFE Although has a good temperature stability leaves However, only badly with the usual rubber compounds For example, connect from bellows. By the bad adhesion occurs accordingly at high Strains to delamination of the coating.

Eine alternative Schutzmöglichkeit ist in der US 3 982 559 dargestellt, in der eine elastomere Druckmembran für ein Regelventil für heiße Gase vorgeschlagen ist. Zum Schutz vor hohen Temperaturen ist die Membran mit Schutzlagen aus PTFE abgedeckt, die jedoch nicht fest mit dem Elastomer verbunden sind. Für die Belastungen eines Rollbalges ist ein derartiger Aufbau aus getrennten Lagen, wie er ähnlich auch in der JP 5 909 353 6 AA gezeigt ist, nicht geeignet.An alternative protection option is in the US 3,982,559 illustrated in which an elastomeric pressure membrane is proposed for a control valve for hot gases. To protect against high temperatures, the membrane is covered with protective layers of PTFE, which are not firmly connected to the elastomer. For the loads of a rolling bellows, such a structure of separate layers, as it is similar in the JP 5 909 353 6 AA shown is not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschicht der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die die Oberflächen der elastomeren Elemente gegenüber dem Stand der Technik besser gegen Wärme und sonstige Strahlenbelastung schützt und außerdem eine gute Haftfähigkeit auf den elastomeren Oberflächen aufweist.Of the Invention is based on the object, a protective layer of the above described way of creating the surfaces of the elastomeric elements over the prior art better protects against heat and other radiation exposure and also a good adhesion to the elastomeric Has surfaces.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schutzschicht aus fest mit der Oberfläche der elastomeren Elemente verbundenem Fluorkautschuk mit eingebetteten Mikroteilchen ausgebildet ist, wobei die Mikroteilchen gegen elektromagnetische Strahlungen, insbesondere Wärmestrahlen, eine hohe Reflexionsfähigkeit aufweisen.These Task is solved in that the protective layer of firmly connected to the surface of the elastomeric elements Fluororubber is formed with embedded microparticles, wherein the microparticles are resistant to electromagnetic radiation, in particular Heat rays, have a high reflectivity.

Eine derartige Schutzschicht lässt sich nach der Vulkanisation des elastomeren Elementes beispielsweise durch Aufsprühen einfach erzeugen und ist mittels eines geeigneten Haftsystems dauerhaft mit der elastomeren Oberfläche verbunden.A Such protective layer can be after vulcanization the elastomeric element, for example by spraying Easy to create and is permanently using a suitable adhesive system connected to the elastomeric surface.

Die Schutzschicht aus Fluorkautschuk ist transparent, hochtemperaturstabil und undurchlässig für Weichmacher, Sauerstoff und Ozon und reagiert auch nicht mit diesen Stoffen.The Protective layer of fluororubber is transparent, high temperature stable and impermeable to plasticizers, oxygen and ozone and also does not react with these substances.

Die Schutzschicht umschließt die Oberfläche des elastomeren Elementes vollständig und Fluorkautschuk ist undurchlässig für Weichmacher. Dadurch verbleibt dieser in dem Elastomer, wodurch eine Versprödung verhindert wird.The Protective layer encloses the surface of the elastomeric Element completely and fluororubber is impermeable for plasticizers. This leaves it in the elastomer, whereby embrittlement is prevented.

Die in der Schicht enthaltenden reflektierenden Mikroteilchen reflektieren elektromagnetische Strahlen von Infrarot bis Ultraviolett und vermindern dadurch beispielsweise auch den Wärmeeintrag von außen in das elastomere Element. Auch das Risiko von anderen Strahlenschäden ist deutlich reduziert.The reflect in the layer containing reflective microparticles electromagnetic rays from infrared to ultraviolet and thereby reduce for example, the heat input from the outside in the elastomeric element. Also the risk of other radiation damage is significantly reduced.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mikroteilchen Metallpartikel.In In a further development of the invention, the microparticles are metal particles.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mikroteilchen Graphitpartikel.In In a further development of the invention, the microparticles are graphite particles.

Mit den genannten Mikroteilchen lässt sich eine gute Reflexionsfähigkeit gegen elektromagnetische Strahlung erzielen und die Beständigkeit elastomerer Elemente vor allem gegen Wärme und sonstige elektromagnetische Strahlung deutlich verbessern.With the mentioned microparticles, a good reflectivity against electromagnetic radiation can be achieved and the resistance elasto merer elements especially against heat and other electromagnetic radiation significantly improve.

Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann für den Schutz der Wand eines Abrollbalges einer Luftfeder verwendet werden.The The protective layer according to the invention can be used for used the protection of the wall of a rebound of an air spring become.

Besonders unter erschwerten Einsatzbedingungen, beispielsweise in der Nähe einer Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs, kann die erfindungsgemäße Schutzschicht die Balgwand gut gegen die Temperatureinflüsse schützen.Especially under difficult conditions, for example in the vicinity an exhaust system of a motor vehicle, the inventive Protective layer the bellows wall well against the temperature influences protect.

Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann für Membrane in Druckspeichern oder Pumpen verwendet werden.The The protective layer according to the invention can be used for Diaphragm used in accumulators or pumps.

Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann für elastomerbeschichtete Gewebe an Rettungsinseln verwendet werden.The The protective layer according to the invention can be used for Elastomer-coated fabrics can be used on liferafts.

Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann an Kraftstofftanks aus elastomerem Material verwendet werden.The Protective layer according to the invention can be applied to fuel tanks be used from elastomeric material.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert.Based The drawing will be closer to an example of the invention explained.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Balgwand 1 eines elastomeren Luftfederbalges.The single figure shows a longitudinal section through a portion of a bellows wall 1 an elastomeric bellows.

Der Luftfederbalg ist aus einer Innengummischicht 2, einer transparenten Außengummischicht 3, einer Festigkeitsträgerlage 4 aus 2 sich kreuzenden Geweben 5 und 6, einer äußeren Schutzschicht 7 und einer inneren Schutzschicht 8 aufgebaut. Innere Schutzschicht 7 und äußere Schutzschicht 8 sind jeweils über eine Haftvermittlerschicht 10 und 11 mit dem Innengummi 2 bzw. mit dem Außengummi 3 fest verbunden. Die äußere Schutzschicht 7 weist in ihrem Inneren fein verteilte Reflektorteilchen 9 auf. Dadurch, dass die äußere Schutzschicht 7 transparent ist, können die Reflektionsteilchen 9 eventuell einwirkende elektromagnetische Strahlung im Bereich von Infrarot bis ultraviolett reflektieren. Die innere Schutzschicht weist keine Reflektorteilchen auf.The air bag is made of an inner rubber layer 2 , a transparent outer rubber layer 3 , a reinforcement layer 4 out 2 intersecting tissues 5 and 6 , an outer protective layer 7 and an inner protective layer 8th built up. Inner protective layer 7 and outer protective layer 8th are each about a primer layer 10 and 11 with the inner rubber 2 or with the outer rubber 3 firmly connected. The outer protective layer 7 has finely distributed reflector particles in its interior 9 on. By doing that, the outer protective layer 7 is transparent, the reflection particles can 9 possibly acting electromagnetic radiation in the range of infrared to ultraviolet reflect. The inner protective layer has no reflector particles.

Beide Schutzschichten 7 und 8 sind aus einem Fluorkautschuk ausgebildet und verhindern eine Diffusion von Weichmacher aus dem Innengummi 2 oder dem Außengummi 3. Ebenfalls verhindert wird ein Sauerstoffeintrag in die Gummischichten 2 und 3, da der Fluorkautschuk der Schutzschichten 7 und 8 sauerstoffundurchlässig ist.Both protective layers 7 and 8th are formed of a fluororubber and prevent diffusion of plasticizer from the inner rubber 2 or the outer rubber 3 , Also prevented is an oxygen input into the rubber layers 2 and 3 , as the fluororubber of the protective layers 7 and 8th is oxygen impermeable.

Die Reflexionsfähigkeit der äußeren Schutzschicht 8 sorgt außerdem dafür, dass der Wärmeeintrag in die Gummischichten 2 und 3 sowie die Festigkeitsträgerlage 4 stark reduziert ist.The reflectivity of the outer protective layer 8th also ensures that the heat input into the rubber layers 2 and 3 as well as the reinforcement layer 4 is greatly reduced.

Damit ist eine deutliche Lebensdauerverlängerung der Balgwand 1 erreichbar.This is a significant lifetime extension of the bellows wall 1 reachable.

11
Balgwand eines Luftfederbalgesbellows wall a bellows
22
Innengummischicht der Balgwand 1 Inner rubber layer of the bellows wall 1
33
Außengummischicht der Balgwand 1 Outer rubber layer of the bellows wall 1
44
FestigkeitsträgerlageReinforcement layer
5, 65, 6
Gewebe der Festigkeitsträgerlage 4 Woven reinforcement fabric 4
77
äußere Schutzschichtouter protective layer
88th
innere Schutzschichtinner protective layer
99
Reflexionsteilchenreflecting particles
10, 1110 11
HaftvermittlerschichtBonding layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (7)

Schutzschicht (7, 8) für Oberflächen von elastomeren Elementen (1), insbesondere für die Balgwand (1) eines Luftfederbalges, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (7, 8) aus fest mit der Oberfläche der elastomeren Elemente (1) verbundenem Fluorkautschuk mit eingebetteten Mikroteilchen (9) ausgebildet ist, wobei die Mikroteilchen (9) gegen elektromagnetische Strahlungen, insbesondere Wärmestrahlen, eine hohe Reflexionsfähigkeit aufweisen.Protective layer ( 7 . 8th ) for surfaces of elastomeric elements ( 1 ), in particular for the bellows wall ( 1 ) of an air spring bellows, characterized in that the protective layer ( 7 . 8th ) made solid with the surface of the elastomeric elements ( 1 ) bonded fluororubber with embedded microparticles ( 9 ), wherein the microparticles ( 9 ) against electromagnetic radiation, in particular heat rays, have a high reflectivity. Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroteilchen (9) Metallpartikel sind.Protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1, characterized in that the microparticles ( 9 ) Metal particles are. Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroteilchen (9) Graphitpartikel sind.Protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1, characterized in that the microparticles ( 9 ) Are graphite particles. Verwendung der Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1 für den Schutz der Wand eines Abrollbalges einer Luftfeder.Use of the protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1 for the protection of the wall of a rolling bellows of an air spring. Verwendung der Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1 für Membrane in Druckspeichern oder Pumpen.Use of the protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1 for membranes in accumulators or pumps. Verwendung der Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1 für elastomerbeschichtete Gewebe an Rettungsinseln.Use of the protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1 for elastomer-coated fabric on life rafts. Verwendung der Schutzschicht (7, 8) nach Anspruch 1 an Kraftstofftanks aus elastomerem Material.Use of the protective layer ( 7 . 8th ) according to claim 1 to fuel tanks made of elastomeric material.
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