DE2557279A1 - Schwimmende fender aus gummi - Google Patents
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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-
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Description
VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-ing. von Kreisler + 1973
Dr.-ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln
Dr.-ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln
Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln
Dipl.-Ing. G. Selting, Köln
AvK/Ax
5 KÖLN 1 18.Dez. 1975
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
International ß.F. Goodrich - Europe B.V., Den Haag
Schwimmende Fender aus Gummi
Die Erfindung betrifft einen aus Gummi oder elastischem
Kunststoff bestehenden schwimmenden Fender insbesondere für die Verwendung an Schiffen oder Bohrplattformen,
die auch in der offenen See bei hohen Windstärken zu versorgen, zu beladen und zu entladen
sind, oder für die Verwendung in Schleusen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich bei Tankern mit großem
Tiefgang, die einen Teil ihrer Ladung in kleinere Tanker überpumpen. Stabile schwimmende Fender, die die möglichen
Stöße dämpfen und beide Schiffe trennen, sind für dieses schwierige Schiffsmanöver unerlässlich.
Insbesondere bei Tankschiffen mit großen Abmessungen darf der von der Außenseite der Schiffswand ausgeübte Druck
etv/a 50 t/m nicht überschreiten. Dies führt zur Verwendung von Fendern von sehr großem Volumen, mit denen es
möglich ist, große auftretende Kräfte auf begrenzte
Drücke (pro m ) zu reduzieren. Ferner führt die Anwesenheit einer begrenzten Besatzung an Bord von großen
Schiffen zu Bestrebungen zu großen Einheiten mit einer möglichst geringen Gesamtzahl von erforderlichen Fendern.
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TVefcm: (3221) 23 45 41-4 - Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompafeni Kö!n
Angesichts der großen Abmessungen der für die vorstehend genannten Zwecke verwendeten Fender ergeben sich in
dieser Hinsicht große Probleme in der Praxis. Beispielsweise wird ein luftgefüllter, ballonförmiger Fender
bzw. Kabel verwendet, der durch ein oder mehrere Taue/mit dem
Schiff verbunden ist und auf der V/asseroberflache
schwimmt. Außer der leichten Verwundbarkeit (Möglichkeit einer Beschädigung), wodurch der Fender sinken oder verlorengehen
kann, hat diese Konstruktion den Nachteil, daß dieser Fender bei rauhem Wetter aus seinem schwimmenden
Zustand an Bord des Schiffes zurückgeworfen werden kann, was zu Beschädigung von Schiffsteilen und
Unfällen bei der Besatzung führen kann.
Bekannt sind ferner Fender aus Vollgummi, die eine Dichte von mehr als 1,0 haben und gewöhnlich an ihren Enden
mit Hilfe von Tauen am Schiff befestigt sind. Zu diesem Zweck kann ein Schaft oder ein Rahmen in das Gummimaterial
eingearbeitet sein. Diese Konstruktion hat u.a. den Vorteil, daß im Vergleich zum pneumatischen Fender,
der genau jeder Wellenbewegung folgt, dieser massive Fender vollständig oder teilweise unter Wasser aufgehängt
v/erden kann, wodurch er besser in seiner Lage ι relativ zum Schiff bleibt. Ein Nachteil besteht jedoch
darin, daß bei entgegengesetzten Bewegungen des Schiffs der Fender nach unten gedrückt werden kann, die Leinen
brechen können und der Fender sinken und verlorengehen kann und daß ferner die Schiffe bei rollenden Bewegungen
über oder unter dem Fender in Berührung kommen können. j
Es wurde versucht, diesen letztgenannten Nachteil durch ! Herstellung von Fendern zu beseitigen, die teilweise aus .
Vollgummi und zum restlichen Teil aus Schwamm-oder j
Schaumgummi bestehen, wodurch die Gesamtdichte des '· Fenders geringer ist als 1,0 und eine schwimmende Kon- >
struktion erhalten v/ird. Fender dieser Art sind somit unsinkbar. Abgesehen von den Problemen, die sich bei der :
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Herstellung solcher großen Gunmlkörper von unterschiedlicher
Zusammensetzung, insbesondere bei ihrer Vulkanisation ergeben, ist darauf hinzuweisen, daß Fender
dieser Art für die strengen Einsatzbedingungen, denen sie ausgesetzt werden, weniger geeignet sind. So
führt die Verwendung von Schaumgummiteilen immer zu einer Verschlechterung der Steifigkeit und Reißfestigkeit
der Gummikörper. Diese Eigenschaften sind von großer Bedeutung für Fender. Es ist ferner bei dauerndem
Einsatz und durch die hierbei auftretenden ständigen Zusarrmendrückungen und Ausdehnungen des Fenders möglich,
daß Wasser eindringt, wodurch die Gasblasen ihre Funktion nicht erfüllen können und die Dichte wiederum den
Wert 1,0 überschreitet.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, daß diese Nachteile ausgeschaltet werden, wenn eine Gummiqualität
verwendet wird, die auch in massiver vulkanisierter Form (d.h. ohne die Anwesenheit von mit Gas oder Luft gefüllten
geschlossenen Poren im Gummikörper) eine Dichte von weniger als 1,0, vorzugsweise von höchstens 0,97
hat.
Es ist offensichtlich, daß mit technischem (vulkanisiertem)
Kautschuk mit einer solchen Dichte ein schwimmender Körper hergestellt werden kann, der auch in Süßwasser
noch teilweise über die Wasseroberfläche hinausragt, so daß es nicht notwendig ist, den Fender an Tauen
oder Seilen aufzuhängen. Ferner ist es in diesem Fall ausgeschlossen, daß der Fender sinkt oder verlorengeht.
Seit einiger Zeit sind gesättigte Synthesekautschuke im Handel erhältlich, die eine geringere Dichte als Naturkautschuk
haben (Naturkautschuk und der verwendete Synthesekautschuktyp haben in den meisten Fällen eine
Dichte von 0,92). Beispielsweise haben die sog. EPDM- ' Kautschuke (siehe "Elastomers Manual" 1974, Seite 7) :
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eine Dichte von etwa 0,86. Diesen Elastomeren müssen jedoch Verstärkerfüllstoffe zugesetzt werden, um den
daraus hergestellten Körpern die gewünschten Anwendungseigenschaften zu verleihen.
Um in der Praxis brauchbar zu sein, müssen Fender aus einer Kautschukmischung hergestellt werden, die bei
25% Dehnung eine Spannung oder einen E-Modul ("rigidity")
2
von wenigstens 3,5 kg/cm und zur Verhinderung des Ein-
von wenigstens 3,5 kg/cm und zur Verhinderung des Ein-
reißens eine Einreißfestigkeit von wenigstens 10 kg/cm haben (bestimmt nach der DeIft-Methode NEN 5603).
Um diese Mindestvoraussetzungen zu erfüllen, ist die Zugabe eines für diese Zwecke üblichen Rußes in einer '>
Menge von etwa 40 Teilen pro 100 Teile Polymerisat im allgemeinen für synthetische kautschukartige Polymerisate,
z.B. Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk, notwendig. Da je- :
doch aktiver Ruß immer eine Dichte von etwa 1,8 hat, ist es offensichtlich, daß ohne andere Zusätze, die die
Dichte verringern, der zugesetzte Rußanteil zu begrenzen1
ist, um zu verhindern, daß die Dichte über 0,97 steigt. ·
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bei Ver- j wendung eines aktiven Rußes, der sich durch geringe
Teilchengröße und hohe Struktur auszeichnet und für einen
völlig anderen Zweck, nämlich für die Herstellung elektrisch leitfähiger Kautschuke entwickelt wurde, auch bei ;
geringer zugesetzter Menge eine Verstärkung erzielt wird, die zu annehmbaren Eigenschaften führt, die oberhalb der '■
vorstehend als Mindestwert genannten Grenzen liegen. : Diese Ruße werden im allgemeinen als CF-Ruß bezeichnet,
auch siehe Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2.Auflage 1964, Band 4, Seite 265).
Wenn der im wesentlichen synthetische Kautschuk als solcher eine Dichte von höchstens 0,91 hat, erhält man
mit diesen aktiven Rußen in einer wirksamen Menge einen Gummikörper, der nach der Vulkanisation eine· Dichte von
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höchstens 0,97 hat.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein für Schiffe oder Bohrplattformen oder Schleusen usw. zu verwendender
schwimmender Gummifender, der aus einem Gummikörper besteht, der aus Vollgummi hergestellt und dadurch gekennzeichnet
ist, daß er aus einem im wesentlichen synthetischen Kautschuk mit einer Dichte von weniger als etwa
0,91 unter Verwendung eines als Verstärkerfüllstoff dienenden Rußes, der die elektrische Leitfähigkeit erhöht
und eine kleine Teilchengröße und hohe Struktur hat, in · einer Menge, bei der die Dichte des Kautschuks nach der
Vulkanisation höchstens 0,97 beträgt, hergestellt ist.
Unter einem "aus Vollgummi hergestellten Gummikörper" ist zu verstehen, daß im Gummi als solchem keine geschlossenen
Poren vorhanden sind. Der Gummikörper kann Hohlräume aufweisen und beispielsweise die Form eines
dickwandigen Hohlzylinders haben. Jeder Rußtyp, der die elektrische Leitfähigkeit steigert und geringe Teilchengröße
und hohe Struktur aufweist, z.B. der CF-Typ, kann für die Herstellung der Fender gemäß der Erfindung ver- '
wendet werden. Sehr gut geeignet sind die Ruße mit be— sonders hoher Leitfähigkeit, z.B. der Ruß, der unter
der Bezeichnung "Ketjenblack EC" (Hersteller AKZO N.V.)
im Handel erhältlich ist.
Der CF-Ruß wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis ; 35 Gew.-Teilen, insbesondere von 5 bis 20 Gew.-Teilen
pro 100 Gew.-Teile Synthesekautschuk verv/endet. Außer ' einem.Ruß des CF-Typs werden die üblichen VJeichmacher
(Öle), Aktivatoren (Zinkoxyd), Harze und Beschleuniger der Kautschukmischung zugesetzt. \
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Bei den dort beschriebenen Versuchen wurden ι
die folgenden Grundrezepturen verwendet:
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EPDM-Kautschuk
Zinkoxyd (aktiv)
Leitfähiger Ruß
Stearinsäure
Harz
Weichmacher
Beschleunigersystem.
Die Kengen der verschiedenen Bestandteile in dieser Mischung werden so gewählt, daß den folgenden Bedingungen
entsprochen wird:
1) Dichte von höchstens 0,97
2) Einreißwiderstand von wenigstens 10 kg/cm
3) Spannung bei 25% Dehnung von wenigstens 3,5 kg/cm
1) EPDM-Kautschuk "Nordel 1070 E"
2) EPDM-Kautschuk "Nordel 2744" Aktives Zinkoxyd
6) Ruß Vulcan XXX
4) Harz "Escorez 5300"
7) Mineral-Kautschuk "Mexphalt" Stearinsäure
5) Weichmacheröl "BP 50" Zinkdibutyldithiocarbamat (ZDBC) Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD)
Tellurdiäthyldithiocarbamat (Tellurac)
Mercaptobenzodiazol (MBT) Schwefel
164,0 Gew.-Teile '
| 90 | Gew.-Teile | It |
| 40 | It | |
| 2 | It | |
| 10 | M | |
| 6 | Il | |
| 5 | M | |
| 1 | It | |
| 5 | It | |
| 2 | tt | |
| o, | 5 | II |
| o, | 4 | Il |
| 0 | It | |
| 2, | 0 |
609828/0205
8) EPDI-i-Kautschuk "Keltan 520 χ 50"
9) EPDM-Kautschuk "KeItan 578"
Zinkoxyd
3) Ruß "Ketjenblack EC"
4) Harz "Escorez 5300"
7) Mineral-Kautschuk "Mexphalt" Stearinsäure
5) Weichmacheröl "BP50"
ZDBC
T MTD
Tellurac KBT
Schwefel
Tellurac KBT
Schwefel
1) EPDK-Kautschuk "Nordel 1070E"
2) EPDM-Kautschuk "Nordel 2744" Aktives Zinkoxyd
3) Ruß "Ketjenblack EC" Stearinsäure
4) Kohlenwasserstoffharz "Escorez 5300"
5) Weichmacheröl "BP 50" ZDBC
TMTD
Tellurac MBT
Schwefel
Schwefel
| 90 | 5 | Gew.-Teile |
| 40 | 4 | 11 |
| 2 | O | Il |
| 10 | 0 | Il |
| 6 | It | |
| 5 | ft | |
| 1 | Gew.-Teil | |
| 5 | Gew.-Teile | |
| 2 | U | |
| o, | ti | |
| o, | Il | |
| Jl | ||
| 2, | ft | |
164,9
| 90 | Gew. | 1 | Gew. | -Teile |
| 40 | Gew. | ti | ||
| 2 | 5 | If | ||
| 14 | 4 | It | ||
| 1 | Gew. | -Teil | ||
| 6 | Gew. | -Teile | ||
| 10 | It | |||
| 2 | Il | |||
| ο, | Il | |||
| ο, | ti | |||
| 1 | -Teil | |||
| 2 | -Teile | |||
| Il |
168,9
1) Mit 50 Teilen naphthenxschem öl gestreckter EPDM-Kautschuk, wie von E.I. du Pont de Nemours geliefert
(siehe "The Elastomers Manual", Auflage 1974, Tabelle VIII, S. 34).
2) Gestreckter EPDM-Kautschuk, wie von E.I. du Pont
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geliefert ("The Elastomers Manual", 1974, S.34, ]
Tabelle VIII).
3) Hersteller AKZO Chemie Nederland
4) Kohlenwasserstoffharz, hergestellt durch Kracken von I
Olefinen und Diolefinen, mittleres Molekulargewicht : 800 (Hersteller Esso Chemical).
5) Niedrigviskoses Paraffinöl (Hersteller British Petroleum Company) ;
6) Hersteller Cabot Carbon Ltd. !
7) Mineral-Kautschuk, Erweichungspunkt 135°C '
(Hersteller Shell)
■ " " i
8) Mit 50 Teilen naphthenischem Gl gestreckter EPDM- ;
Kautschuk, v/ie von DSM (Dutch States Mines) geliefert ! ("The Elastomer Manual", Auflage 1974, S. 36, Tab.VIII)
9) Unverstreckter EPDM-Kautschuk, Hersteller DSM (Dutch j
States iMines) (The Elastomer Manual, Aufl. 19 74, S. 36, ,
Tab. VIII).
Die mechanischen Eigenschaften von aus diesen Mischungen .
hergestellten vulkanisierten Kautschukplatten (vulkani- ; siert 20 Minuten bei 150°C) wurden bestimmt. Die folgen- j
den Ergebnisse wurden erhalten: ■
Dichte
Einreißfestigkeit ~ (Methode NEN 5603), kg/cnn
Steifigkeit bei 25% Dehnung,
kg/cm2
| 1 | 2 | 3 |
| 0,95 | 0,95 | 0,96 |
| 13 | 20 | 15 |
| 3,6 | 5,3 | 5,0 |
6 Ü b c .." . -. · 2 0 5
Claims (2)
- Patentansprüchel) Schwimmender Fender aus Gummi, der für Schiffe oder Bohrplattformen oder Schleusen usw. zu verwenden ist und aus einem aus massivem Gummi oder Vollgummi herge-· stellten Körper besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper aus einem im wesentlichen synthetischen Kautschuk mit einer Dichte von weniger als etwa 0,91 unter Verwendung eines als Verstärkerfüllstoff dienenden Rußes, der die elektrische Leitfähigkeit ' erhöht und eine geringe Teilchengröße und hohe Struktur hat, in einer solchen Menge, daß die Dichte des Kautschuks nach der Vulkanisation höchstens 0,97 beträgt, hergestellt worden ist. j
- 2. Schwimmender Gummifender nach Anspruch 1, dadurch ι gekennzeichnet, daß er 5 bis 35 Gew.-Teile Ruß pro 100 Gew.-Teile Synthesekautschuk enthält.609828/0205
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