DE4340903A1 - Kautschukmischung - Google Patents

Kautschukmischung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kautschukmischung zur Herstellung von Gummierzeugnissen mit hoher dynamischer Belastbarkeit bei geringer dynamischer Versteifung und gleichzeitig hoher Dämpfung und ferner mit Tieftemperatur­ einsatzfähigkeit auf der Basis von Naturkautschuk, insbesondere viskositätsstabilisiertem Naturkautschuk, sowie üblichen Mischungsingredenzien, wie Füllstoffe, Weichmacher, Alterungsschutzmittel, Vernetzungsmittel, Zinkoxid sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe.
Zughakenfedern dienen der Kopplung aller Personen- bzw. Güterwagen eines Zuges und der Kopplung dieses Wagenverbundes mit dem jeweiligen Traktionsmittel (z. B. E-Lok). Die Zughakenfedern müssen federnd angeordnet sein, wobei bei einer "starren" Ankopplung folgende Probleme auftreten:
  • - die erforderliche Anfahrleistung für den Zug durch die Lokomotive wird kaum bzw. nicht erbracht - der gesamte Zugverband muß auf einmal beschleunigt werden -;
  • - alle Beschleunigungsabschnitte sind mehr oder weniger stark stoß- und druckbehaftet und ziehen damit für die Fahrgäste, Zugpersonal und empfindliche Transportgüter unzulässige Transportbedingungen nach sich;
  • - hohe Materialbeanspruchungen treten an zahlreichen Bauteilen auf.
Für die federnde und dämpfende Ankopplung von Zughaken kommen Federelemente auf metallischer Basis (Stahl) und auf Elastomerbasis (Gummiwerkstoff) zur Anwendung. Dabei überwiegen bei weitem Gummifedern, wobei sie - im Vergleich zu Stahlfedern - bei übereinstimmender Energieaufnahme leichter sind, Stoßdämpfung besitzen sowie verschleiß- und wartungsfrei sind.
Durch die Nutzung der Einzelfaktoren
  • - Gummiwerkstoff;
  • - Geometrie;
  • - Geometrie;
  • - Abmessungen;
  • - Bindung an Metallteilen;
  • - Federanzahl
kann auf den Verlauf der Federkennlinie ein wesentlicher Einfluß genommen werden. Insbesondere kann eine kontinuierlich versteifende Federkennlinie - bei Stahlfedern versteift die Federkennlinie in der Regel sprunghaft und zeigt somit ein ungünstiges Verhalten - mit "weichem" Anlauf und hoher Progressivität zum Ende des zulässigen Federweges erzielt werden.
Die vorliegende Zughakenfeder, aus sieben bis neun Einzelfedern in Reihenanordnung bestehendes Federpaket, zeichnet sich durch einen besonders geeigneten Verlauf ihrer Federkennlinie sowie durch eine hohe Endkraft, hoher Arbeitsaufnahme und einem hohen Arbeitsverzehr (Dämpfung) aus.
Erreicht werden diese Eigenschaften in erster Linie durch eine Kautschukmischung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1.
Durch eine optimale Abstimmung konstruktiver Einfluß­ faktoren auf die Federkennlinie können die geforderten Eigenschaften noch verbessert werden.
Die Vulkanisateigenschaften infolge des Einbaues des erfindungsgemäßen trans-Polyoctenamer in das Polymernetzwerk des Naturkautschukes zeigen folgende Verbesserungen:
  • - im dynamischen Verhalten;
  • - im Dämpfungsverhalten;
  • - in der bleibenden Vorspannung nach dynamischer Zug- und Druckbeanspruchung;
  • - ausgezeichnetes Kälteverhalten.
Hinsichtlich der Kautschukmischung kommen unter Berück­ sichtigung der thermodynamischen Verträglichkeit folgende Parameter zur Anwendung:
Naturkautschuk: Menge: 45-65 Gew.-%
trans-Polyoctenamer (TOR): Menge: 3-15 Gew.-%
Trans-/cis-Verhältnis von größer 80 : 20.
Innerhalb des nun folgenden experimentellen Teils werden Rezepturen (Tabelle 1) und Prüfergebnisse an der Zughaken­ feder (Tabelle 2) festgehalten.
Hinsichtlich der Prüfergebnisse an der Zughakenfeder (Tabelle 2) bleibt folgendes festzuhalten:
Für die Federanordnungen - Reihenanordnung - sind die Testbedingungen nach UJC-Merkblatt Nr. 520 und 827-1 bezüglich
  • - Endkraft nach einem Hub von 50 bzw. 60 mm;
  • - Vorspannung;
  • - Arbeitsaufnahme;
  • - Arbeitsverzehr
einzuhalten. Diese Testbedingungen sind im einzelnen
  • - Endkraft nach einem Hub von 50 bzw. 60 mm:
    verbindlicher Mindestwert 400 kN
    empfohlender Mindestwert 550 kN
Vorspannung:
verbindlicher Mindestwert 10 kN
empfohlener Mindestwert 20 kN
Arbeitsaufnahme: @ verbindlicher Mindestwert 8 kJ
empfohlener Mindestwert 10 kJ
Arbeitsverzehr (Dämpfung): @ verbindlicher Mindestwert 30%
allgemein empfohlener Mindestwert 40%
Aus der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß mit acht Einzel­ federn mit der Mischungsvariante B die empfohlenen Mindestwerte aller Forderungen zu erfüllen sind.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Polyoctenamers im Rahmen des beanspruchten Mengenbereiches (3 bis 15 Gew.-%), insbesondere in Verbindung mit einem trans/cis-Verhältnis gemäß Anspruch 2, können auch bei anderen Federanordnungen hinsichtlich der empfohlenen Mindestwerte alle Forderungen erfüllt werden, insbesondere in Verbindung mit einem Federpaket, das aus sieben bis neun Einzelfedern besteht.
Tabelle 1

Claims (6)

1. Kautschukmischung zur Herstellung von Gummierzeugnissen mit
  • - hoher dynamischer Belastbarkeit bei geringer dynamischer Versteifung und gleichzeitig hoher Dämpfung und
  • - Tieftemperatureinsatzfähigkeit
auf der Basis von Naturkautschuk, insbesondere viskositätsstabilisiertem Naturkautschuk, sowie üblichen Mischungsingredenzien, wie Füllstoffe, Weichmacher, Alterungsschutzmittel, Vernetzungsmittel, Zinkoxid sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukmischung zusätzlich
  • - 3 bis 15 Gew.-% Polyoctenamer mit einem hohen trans-Anteil enthält.
2. Kautschukmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoctenamer ein trans/cis-Verhältnis von größer 80 : 20 aufweist.
3. Verwendung einer Kautschukmischung nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von Formartikeln aus Gummi oder von Verbundartikeln aus Gummi und Metall und/oder Kunststoff, insbesondere von Federpaketen (Schichtfedern), für den Schienenfahrzeugbereich (z. B. Zughakenfeder).
4. Verwendung einer Kautschukmischung nach Anspruch 3 zur Herstellung von Federpaketen, wobei bei vorgegebener Nennhöhe des Gesamtfederpaketes die Anzahl der Einzelfedern variabel ist.
5. Verwendung einer Kautschukmischung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtfederpaket aus sieben bis neuen Einzelfedern besteht.
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Derwent Abstract: Ref.93-392804/48 der JP 05295169-A *
Vol.112, 1990, Ref.71507v der JP 01 113 233 *

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