DE4340903C2 - Verwendung einer Kautschukmischung zur Herstellung einer Zughakenfeder - Google Patents

Verwendung einer Kautschukmischung zur Herstellung einer Zughakenfeder

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Description

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;
  • - 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.
Aus den Druckschriften EP 0 512 488 A1 und US 3 816 358 A sind Kautschukmischungen aus Naturkautschuk, Polyoctenamer mit einem trans/cis-Verhältnis größer 80 : 20 sowie üblichen Mischungsingredenzien bekannt, und zwar zur Herstellung von Tennisbällen (EP 0 512 488 A1) bzw. von Formartikeln, insbesondere von Reifen (US 3 816 358 A).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kautschukmischung aus 45 bis 65 Gew.-% Naturkautschuk, 3 bis 15 Gew.-% Polyoctenamer mit einem trans/cis-Verhältnis größer 80 : 20 sowie Füllstoffen, Weichmachern, Alterungsschutzmitteln, Vernetzungsmitteln, Zinkoxid und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen bereitzustellen, und zwar für die Herstellung einer Zughakenfeder mit hoher dynamischer Belastbarkeit bei geringer dynamischer Versteifung und gleichzeitig hoher Dämpfung sowie Tieftemperatureinsatzfähigkeit, wobei nun erfindungsgemäß die Zughakenfeder ein aus sieben bis neun Einzelfedern in Reihenanordnung bestehendes Federpaket ist.
Zweckmäßigerweise wird als Naturkautschuk ein viskositätsstabilisierter Naturkautschuk verwendet.
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
    empfohlender 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.
Tabelle 1

Claims (2)

1. Verwendung einer Kautschukmischung aus
  • 1. 45 bis 65 Gew.-% Naturkautschuk, 3 bis 15 Gew.-% Polyoctenamer mit einem trans/cis-Verhältnis größer 80 : 20 sowie Füllstoffen, Weichmachern, Alterungsschutzmitteln, Vernetzungsmitteln, Zinkoxid und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen
zur Herstellung einer
  • 1. Zughakenfeder mit hoher dynamischer Belastbarkeit bei geringer dynamischer Versteifung und gleichzeitig hoher Dämpfung sowie Tieftemperatureinsatzfähigkeit, wobei die Zughakenfeder ein aus sieben bis neun Einzelfedern in Reihenanordnung bestehendes Federpaket ist.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Naturkautschuk viskositätsstabilisierter Naturkautschuk ist.
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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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