EP4077517A1 - Artikel mit einem ein- oder mehrschichtigen grundkörper mit elastischen eigenschaften, verfahren zur herstellung eines artikels und verwendung von aluminiumhydroxid als verstärkenden füllstoff in einer kautschukmischung - Google Patents

Artikel mit einem ein- oder mehrschichtigen grundkörper mit elastischen eigenschaften, verfahren zur herstellung eines artikels und verwendung von aluminiumhydroxid als verstärkenden füllstoff in einer kautschukmischung

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Publication number
EP4077517A1
EP4077517A1 EP20842698.1A EP20842698A EP4077517A1 EP 4077517 A1 EP4077517 A1 EP 4077517A1 EP 20842698 A EP20842698 A EP 20842698A EP 4077517 A1 EP4077517 A1 EP 4077517A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phr
rubber mixture
air spring
spring bellows
carbon black
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20842698.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heiko Müller
Marcus Pickard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GMT Gummi Metall Technik GmbH
Original Assignee
GMT Gummi Metall Technik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by GMT Gummi Metall Technik GmbH filed Critical GMT Gummi Metall Technik GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • Article with a single-layer or multi-layer base body with elastic properties a process for the production of an article and the use of aluminum hydroxide as a reinforcing filler in a rubber mixture
  • the invention relates to an article with a single-layer or multilayer base body with elastic properties.
  • Articles of this type can be designed, for example, as a vibration damper and / or as a metal-rubber element.
  • the article can preferably be an air spring bellows membrane and / or an air spring bellows and / or a damping element of a bearing and / or a conical spring and / or a layered spring.
  • the article with elastic properties disclosed in DE 102017 223 538 A1 which is currently used for suspension or vibration damping in vehicles, especially rail vehicles, has a base body with elastic properties, which has at least one layer D made up of a rubber mixture which contains at least one carbon black with a BET surface area according to DIN-ISO 9277 between 35 m 2 / g to 140 m 2 / g and an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 between 70 ml / 100 g to 140 ml / 100 g .
  • Carbon blacks with the specified physical properties function as a reinforcing filler in elastomer mixtures.
  • halogen-free flame retardants in particular have been increasingly used in Combination with carbon blacks of the aforementioned type added to rubber mixtures in order to be able to make the elastomers produced from them more flame-retardant.
  • the object is therefore to create an article of the type mentioned at the outset which, compared to the technical solution from DE 10 2017 223 538 A1, has improved performance properties.
  • an article of the type mentioned at the outset can be provided, which is characterized in that at least one layer of the base body is made up of a rubber mixture, with a carbon black content of at least one carbon black in the rubber mixture being less than 5 phr.
  • the proportion of carbon black preferably relates to a total proportion of all carbon blacks in the rubber mixture.
  • the rubber mixture can have no carbon black, one carbon black or more than one carbon black.
  • the reduction of the soot content below 5 phr has the advantage that the combustibility of the base body is improved compared to a base body which was produced based on the technical teaching of DE 10 2017 223 538 A1.
  • a reduced flammability of the at least one layer can thus be achieved, since the proportion of soot, as a combustible proportion of the rubber mixture, is reduced compared to previously known compositions.
  • the reduction in the proportion of soot surprisingly leads to higher elongation at break, ie the material is more extensible. This has the advantage, especially in the case of air springs, that is to say air spring bellows, that improved vibration-damping properties and an increased service life can be achieved.
  • Both DE 102017 223 538 A1 and the present invention aim to ensure the best possible fire protection for metal-rubber elements. However, both go in opposite directions. While DE 102017 223 538 seeks the solution to stick to carbon black as a filler with a carbon black content of at least 5 phr and to find those that have special fire protection properties, the present invention takes the path of reducing the carbon black content to less than 5 phr To consider carbon black as a filler as dispensable and to replace the filler property with aluminum hydroxide. In the rubber-chemical industry, parts per hundred rubber (phr) is used to describe the mass proportions of the individual mixture components in a recipe for an elastomer mixture. This information is based on 100 parts (by mass) of the base polymer or base polymers (in the case of polymer blends).
  • the at least one layer covers at least one functional area or completely covers a layer underneath.
  • the at least one layer can thus be formed continuously and / or without gaps.
  • the aluminum hydroxide can have a proportion of 50 phr to 150 phr, in particular from 50 phr to 100 phr, in particular from 100 phr to 150 phr, preferably from 75 phr to 125 phr, in the rubber mixture.
  • the total carbon black content can be more than 0 phr or also 0 phr.
  • the main difference between these two configurations is that the carbon black can only produce a coloring effect in the former case, since in the latter case the rubber mixture does not contain any carbon black at all. Due to the very low carbon black content of less than 5 phr, apart from the color, this has no influence on the technical properties of the rubber mixture anyway. These are therefore the same in both configurations.
  • the rubber mixture at least one dye is added.
  • the dye can be, for example, carbon black, iron oxide or titanium dioxide. While soot turns black, iron oxide such as Bayferrox 920 often turns yellow. Titanium dioxide can be used to lighten the color. For example, Colortherm red 520 can be used for red coloring and Oppasin blue 6900 for blue coloring. Alternatively, it can be provided that the rubber mixture is free of dye. In this case, no dye is added to the rubber mixture.
  • the at least one carbon black preferably all carbon blacks used, in particular the carbon black added to the rubber mixture, has a BET surface area according to DIN-ISO 9277 that is outside the range from 35 m 2 / g to 140 m 2 / g lies.
  • Carbon blacks with a BET surface area according to DIN-ISO 9277 with a value of 35 m 2 / g to 140 m 2 / g are added as functional fillers for reinforcement in rubber mixtures.
  • the at least one carbon black preferably all carbon blacks used, in particular the carbon black added to the rubber mixture, has an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 that is outside the range from 70 ml / 100 g to 140 ml / 100g lies.
  • OAN oil absorption number
  • carbon blacks with an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 of 70 ml / 100 g to 140 ml / 100 g are reinforcing carbon blacks.
  • the rubber mixture of the at least one layer contains carbon blacks with an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 of 70 ml / 100 g to 140 ml / 100g only in small amounts of less than 5 phr or no such carbon blacks at all.
  • OAN oil absorption number
  • the rubber mixture of the at least one layer or of all layers of the base body can have only one type of carbon black or at least two or more types of carbon black.
  • a total soot content can be less than 5 phr or a soot content of a type of soot with at least one of the properties described above BET surface area according to DIN-ISO 9277 of 35 m 2 / g to 140 m 2 / g and / or oil absorption number (OAN) from 70 ml / 100g to 140 ml / 100g can be less than 5 phr.
  • a structure of an article as described and claimed herein can be such that the base body has an inner elastomer layer, a middle functional layer and an outer elastomer layer.
  • the articles often have an air chamber in which an overpressure is generated in the position of use.
  • the is Inner elastomer layer facing the air chamber is designed to be particularly gas-tight, in particular airtight.
  • the middle functional layer is used for power transmission and, for example, influences the vibration-damping properties of the article through its structure.
  • the outer layer serves to protect the article against external influences such as weather, oil resistance, temperature resistance, fire protection.
  • At least the outer elastomer layer and / or the inner elastomer layer have a carbon black fraction in an amount of less than five phr, preferably that all layers of the base body each have a carbon black fraction in an amount of less than 5 phr.
  • the middle functional layer is designed as a carcass, in particular wherein the carcass comprises a cord fabric that is embedded in at least one layer of an elastomer matrix.
  • the aforementioned at least one layer can also be understood as the aforementioned layer.
  • the at least one layer of the base body or the rubber mixture has a carbon black content with a maximum amount of 4 phr, in particular a maximum of 3 phr, in particular a maximum of 2 phr.
  • the carbon black fraction can also relate to a total carbon black fraction of all the carbon blacks contained in the rubber mixture of the at least one layer. Such small amounts of carbon black do not affect the elastic or mechanical properties of the base body, but are well suited to the base body of the Color the article black.
  • the total carbon black fraction in the rubber mixture is so small that the elastic and / or mechanical properties of the base body are not influenced or only negligibly influenced. Influence is negligible in particular when the technical properties in question are influenced so slightly that the person skilled in the art considers them to be irrelevant, since these properties are predetermined by the choice of the main components of the rubber mixture.
  • the at least one layer of the base body is made of chloroprene rubber or a blend of chloroprene rubber and another rubber or comprises chloroprene rubber or a blend of chloroprene rubber .
  • the chloroprene rubber or the aforementioned blend can form the base polymer of the rubber mixture.
  • the at least one layer can be at least the outer elastomer layer.
  • all layers of the base body can be made from the same rubber mixture. Chloroprene rubber has particularly good fire properties in order to be able to form an article that meets the requirements placed on fire protection.
  • the at least one layer of the base body in particular the rubber mixture, aluminum hydroxide (also referred to as "aluminum trihydrate” and abbreviated as ATH ; Molecular formula: Al (OH) 3 ) as reinforcing filler and / or as Includes flame retardants.
  • Aluminum hydroxide thus has a double function, so that, surprisingly, it is not necessary to use carbon blacks as reinforcing fillers in addition to ATH. The carbon blacks previously used as reinforcing fillers could thus preferably be completely substituted by ATH.
  • ATH as a flame retardant and carbon black as a reinforcing filler
  • a higher rubber content can be achieved compared to compositions in which it was not recognized that ATH, in addition to its flame retardant effect, can also take on the function of a reinforcing filler.
  • the stated proportions are always based on 100 parts of the base polymer or base polymers.
  • a proportion of ATH in the rubber mixture of the at least one layer can be from 50 phr to 150 phr, in particular from 50 phr to 100 phr, in particular from 100 phr to 150 phr, preferably from 75 phr to 125 phr.
  • the at least one layer can exclusively have aluminum hydroxide as a reinforcing filler.
  • the at least one layer can be the outer elastomer layer or all layers of the base body.
  • the article is a vibration damper and / or a metal-rubber element, preferably selected from the group of air bellows membrane, air bellows, damping element of a bearing, cone spring and / or layer spring.
  • the article is particularly preferably an air spring bellows and / or an air spring bellows membrane.
  • an article of the type mentioned at the beginning can therefore be provided, the article being designed as an air spring with a multilayer base body with elastic properties, the base body having an inner elastomer layer, a middle functional layer and an outer elastomer layer.
  • the inner elastomer layer, the functional layer and the outer elastomer layer are made up of the same rubber mixture, that the rubber mixture comprises aluminum hydroxide as a reinforcing filler and that a total carbon black content of all carbon blacks in the rubber mixture is less than 5 phr.
  • the rubber mixture preferably comprises chloroprene rubber or a blend with such.
  • the outer elastomer layer is used as a fire protection cover layer, while the rubber matrix of the functional layer contains special rubber compounds that do not guarantee fire protection.
  • the special feature of the solution described above is that all three layers of the air suspension bellows are made using the same mixture containing aluminum trihydroxide, so that a consistently homogeneous rubber matrix is created. It was recognized that the resulting air spring surprisingly meets fire protection requirements of the highest degree.
  • the use of a homogeneous rubber matrix is advantageous for several reasons. In addition to the economic advantages resulting from the simplification of the production of the bellows, there are technical advantages, since, for example, the layers can be optimally networked with one another.
  • the air suspension bellows usually has two beads. These enable the connection to connection components.
  • the ridges can each be reinforced with a bead core.
  • the beads can be connected by an air bellows membrane.
  • This usually consists of the inner elastomer layer to ensure air tightness, the outer elastomer layer to protect against environmental influences and the functional layer.
  • the functional layer regularly comprises a cord fabric as a reinforcement and an elastomer matrix for embedding the cord fabric and for networking the functional layer with the inner and outer layers.
  • the function of the air suspension is essentially implemented by an air chamber that is operated under positive pressure and hermetically sealed.
  • a method can be provided for the production of an article with a single or multilayer base body with elastic properties, in particular as described and / or claimed herein, from a rubber mixture, with aluminum hydroxide as reinforcing filler and at least one carbon black as Dye are added to the rubber mixture. It is thus possible to design an article with improved mechanical properties compared to the article from DE 10 2017 223 538 Al, which also fulfills the fire protection requirements according to the fire protection standard EN 45545.
  • a method can also be provided for producing an air spring with a multilayer base body with elastic properties, the base body having an inner elastomer layer, a middle functional layer and an outer elastomer layer. It can be provided here that the inner elastomer layer, the functional layer and the outer Elastomer layer is made from the same rubber compound as the rubber compound
  • Aluminum hydroxide is added as a reinforcing filler and that a total carbon black content of all carbon blacks in the
  • Rubber compound is less than 5 phr.
  • the air spring bellows is here preferably designed as described above and / or according to one of the claims directed to such.
  • the total carbon black content can be 0 phr or more than 0 phr.
  • the rubber mixture is preferably mixed with chloroprene rubber or a blend of chloroprene rubber, in particular as the base polymer.
  • At least one dye is added to the rubber mixture.
  • This can for example be designed as described above.
  • exactly one dye, several dyes and / or a mixture of dyes can be added.
  • the rubber mixture is free of dye. In this case, no dye is added to the rubber mixture.
  • the use of aluminum hydroxide as a reinforcing filler in a rubber mixture can be proposed, in particular for forming at least one layer of a base body, preferably a base body of an article as described and / or claimed herein.
  • ATH instead of carbon black as a filler
  • the rubber content required to develop the elastic property can be higher than in the solution from DE 102017 223 538 A1.
  • the use of aluminum hydroxide as a reinforcing filler in a rubber mixture for forming a base body of an air spring bellows can also be provided, in particular wherein the air spring bellows is designed as described above or in accordance with one of the claims directed to such.
  • Embodiments limited. Further exemplary embodiments result from the combination of the features of individual or multiple claims with one another and / or with individual or multiple features of the exemplary embodiments.
  • Fig.l a longitudinal section through a possible
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a possible variant embodiment of an article which is designed as an air spring bellows membrane.
  • FIGS. 1 and 2 an article designated as a whole as 100 is shown, the exemplary embodiments shown showing an air spring bellows 11 and an air spring bellows membrane 10.
  • the article 100 has at least one main body 8, which is at least partially elastic and therefore is deform.
  • An air chamber 12 is at least partially delimited by the base body 8.
  • the article 100 can further include at least two
  • the reinforcement elements can be designed to be able to connect the article to further components, in particular to screw and / or clamp and / or fit in.
  • the article 100 has two beads 2, each of which is reinforced by a bead core 1.
  • the air spring bellows membrane 10 extends between the two beads 2 and forms an air chamber 12 on the inside.
  • the base body 8 is made up of several layers 3, 4, 5, 6, 9, which can be at least partially or completely networked to form a composite element. In particular, a relative movement between the individual layers 3, 4, 5, 6, 9 can thus be prevented.
  • At least one layer 3, 4, 5, 6, 9 of the base body 8 is formed from a rubber mixture whose carbon black content, in particular the total carbon black content, is less than 5 phr. It can be provided that all layers are formed from the rubber mixture. As a result of the fact that they are formed from the same rubber mixture, the layers form a homogeneous rubber matrix.
  • This can be, for example, a carbon black content of any type of carbon black or a carbon black with a BET surface area according to DIN-ISO 9277 of 35 m 2 / g to 140 m 2 / g and / or an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 from 70 ml / 100g to 140 ml / 100g act.
  • a carbon black content of any type of carbon black or a carbon black with a BET surface area according to DIN-ISO 9277 of 35 m 2 / g to 140 m 2 / g and / or an oil absorption number (OAN) according to ISO 4656 from 70 ml / 100g to 140 ml / 100g act.
  • OAN oil absorption number
  • carbon black only serves the purpose of mixing in the carbon black as a dye in order to color the base body 8 black. If the article 100 is to be given a different color, the carbon black can be replaced by a different dye.
  • the carbon black or the dye can be omitted. This does not change the elastic and mechanical properties of the rubber mixture.
  • the base body 8 has an inner elastomer layer 3, a middle functional layer 4 and an outer elastomer layer 6.
  • at least the outer elastomer layer 6 and / or the inner elastomer layer 3 can have a carbon black content in an amount of less than 5 phr.
  • All layers 3, 4, 5, 6, 9 of the base body 8 preferably each have a carbon black content in an amount of less than 5 phr.
  • the middle functional layer 4 can be designed as a carcass 13.
  • the middle functional layer 4 comprises at least one cord fabric 7, which is embedded in several layers 5 of an elastomer matrix 9.
  • the elastomer matrix 9 can be formed from several layers 5 of the rubber mixture described above and below.
  • the at least one layer 3, 4, 5, 6, 9 can have chloroprene rubber or a blend of chloroprene rubber and another rubber as the rubber component.
  • the rubber component preferably consists exclusively of chloroprene rubber.
  • the rubber mixture of the at least one layer 3, 4, 5, 6, 9 further comprises aluminum hydroxide as a reinforcing filler, with aluminum hydroxide also acting as a flame retardant.
  • aluminum hydroxide can replace carbon black as a reinforcing filler.
  • Aluminum hydroxide thus has a double function as a flame retardant and as a reinforcing filler.
  • the rubber mixture can contain an amount of ATH from 50 phr to 150 phr, in particular from 60 phr to 140 phr, in particular from 70 phr to 130 phr.
  • the at least one layer 3, 4, 5, 6, 9 is preferably at least the outer elastomer layer 6.
  • the article 100 can be configured.
  • the article 100 can preferably be designed as a damping element of a bearing and / or a conical spring and / or a layer spring.
  • a reinforcing filler can be used to produce a particle-filled polymer, with an increase in the modulus of elasticity being achieved as a function of a filler volume fraction. It is therefore necessary that a certain proportion of such fillers is used in the production of elastomers in order to adjust the hardness, abrasion resistance and crack resistance behavior.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Artikel (100), insbesondere einen Luftfederbalg (100), mit einem ein- oder mehrschichtigen Grundkörper (8) mit elastischen Eigenschaften, wobei wenigstens eine Schicht (3, 4, 5, 6, 9) des Grundkörpers (8) aus einer Kautschukmischung aufgebaut ist, wobei ein Rußanteil wenigstens eines Rußes, insbesondere ein Gesamtrußanteil aller Ruße, an der Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt. Vorzugsweise umfasst die Kautschukmischung Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff. Die Kautschukmischung kann als Grundpolymer Chloropren-Kautschuk aufweisen.

Description

Artikel mit einem ein- oder mehrschichtigen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften, Verfahren zur Herstellung eines Artikels und Verwendung von Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff in einer Kautschukmischung
Die Erfindung betrifft einen Artikel mit einem ein- oder mehrschichtigen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften.
Artikel dieser Art können beispielsweise als ein Schwingungsdämpfer und/oder als ein Metall-Gummi-Element ausgebildet sein. Vorzugsweise kann es sich bei dem Artikel um eine Luftfederbalgmembran und/oder einen Luftfederbalg und/oder ein Dämpfungselement eines Lagers und/oder eine Konusfeder und/oder eine Schichtfeder handeln.
Man kennt bereits Artikel dieser Art. Ein solcher Artikel ist beispielsweise aus DE 102017 223 538 Al bekannt.
Der in DE 102017 223 538 Al offenbarte Artikel mit elastischen Eigenschaften, der gerade zur Federung bzw. Schwingungsdämpfung bei Fahrzeugen, insbesondere bei Schienenfahrzeugen, eingesetzt wird, weist einen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften auf, der wenigstens eine Schicht D aufweist, die aus einer Kautschukmischung aufgebaut ist, die wenigstens ein Ruß mit einer BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 zwischen 35 m2/g bis 140 m2/g und einer Öl-Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 zwischen 70 ml/100g bis 140 ml/100g enthält. Ruße mit den angegebenen physikalischen Eigenschaften weisen in Elastomermischungen die Funktion als verstärkender Füllstoff auf.
Aufgrund der in den letzten Jahren immer weiter angehobenen Anforderungen an Artikel eingangs genannter Art hinsichtlich der zu erfüllenden Brandschutzeigenschaften, die sich zum Beispiel aus der Brandschutznorm EN 45545 ergeben, wurden verstärkt vor allem halogenfreie Flammschutzmittel in Kombination mit Rußen der zuvor genannten Art zu Kautschukmischungen beigemischt, um die daraus hergestellten Elastomere schwer entflammbarer ausbilden zu können.
So wurde bereits durch die DE 102017 223 538 Al erkannt, dass man das Brandverhalten von Kautschukmischungen durch das direkte Einmischen von zum Teil vergleichsweise großen Mengen brandhemmender Substanzen verbessern kann. Allerdings führt diese Maßnahme bei den betroffenen Mischungen in der Regel dazu, dass sich die Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Elastizität, Setzungsverhalten und Dauerfestigkeit, die für den Einsatz in dynamischen Anwendungen relevant sind, verschlechtern. An den betroffenen Artikeln zeigt sich das insbesondere daran, dass sich die Federungs-, Setz- bzw. Schwingungseigenschaften signifikant verschlechtern. Zudem weisen derartige Artikel eine schlechtere Haltbarkeit unter hohen mechanischen Belastungen auf, so dass deren maximale Einsatzdauer vergleichsweise kürzer ist.
Es hat sich nun jedoch gezeigt, dass auch die in der DE 10 2017 223 538 Al beschriebene technische Umsetzung eines Artikels eingangs genannter Art, noch immer nachteilige physikalische Eigenschaften aufweist, die zu einem relativ hohen Verschleiß und daher ab einer gewissen Einsatzdauer auch zu unzureichenden Federungs-, Setz- bzw.
Schwingungseigenschaften führen, insbesondere um derartige Artikel im Fahrzeugbau einzusetzen.
Es besteht daher die Aufgabe, einen Artikel eingangs genannter Art zu schaffen, der gegenüber der technischen Lösung aus DE 10 2017 223 538 Al verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist .
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch einen Artikel mit den Merkmalen gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 bereitgestellt. Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe kann ein Artikel eingangs genannter Art vorgesehen sein, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine Schicht des Grundkörpers aus einer Kautschukmischung aufgebaut ist, wobei ein Rußanteil wenigstens eines Rußes an der Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt. Vorzugsweise bezieht sich der Rußanteil auf einen Gesamtrußanteil aller Ruße der Kautschukmischung. Die Kautschukmischung kann hierbei keinen Ruß, einen Ruß oder mehr als einen Ruß aufweisen. Die Reduktion des Rußanteils unterhalb von 5 phr hat den Vorteil, dass die Brennbarkeit des Grundkörpers gegenüber einem Grundkörper, der basierend auf der technischen Lehre der DE 10 2017 223 538 Al hergestellt wurde, verbessert ist. Somit kann eine reduzierte Entflammbarkeit der wenigstens einen Schicht erreicht werden, da der Rußanteil als brennbarer Anteil der Kautschukmischung gegenüber vorbekannten Zusammensetzungen reduziert ist. Zudem führt die Verringerung des Rußanteils neben der geringeren Brennbarkeit überraschenderweise zu höheren Bruchdehnungen, d.h. das Material ist stärker dehnbar. Dies hat gerade bei Luftfedern, also Luftfederbälgen den Vorteil, dass verbesserte schwingungsdämpfende Eigenschaften und eine erhöhte Lebensdauer erreicht werden konnten.
Sowohl die DE 102017 223 538 Al wie auch die vorliegende Erfindung haben das Ziel, für Metall-Gummi-Elemente möglichst guten Brandschutz zu gewährleisten. Allerdings gehen beide entgegengesetzte Wege. Während die DE 102017 223 538 die Lösung darin sucht, an Rußen als Füllstoff mit einem Rußanteil von mindestens 5 phr festzuhalten und solche zu finden, die besondere brandschutzhemmende Eigenschaften aufweisen, geht die vorliegende Erfindung den Weg, durch Reduktion des Rußanteils auf weniger als 5 phr Ruße als Füllstoff als entbehrlich zu erachten und die Füllstoffeigenschaft durch Aluminiumhydroxid zu ersetzen. Mit parts per hundred rubber (phr) werden in der gummi- chemischen Industrie die Massenanteile der einzelnen Mischungsbestandteile in einem Rezept einer Elastomermischung bezeichnet. Dabei werden diese Angaben jeweils auf 100 (Massen-)Teile des Grundpolymers oder der Grundpolymere (bei Polymerblends) bezogen.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen optional zusammen mit den Merkmalen aus Anspruch 1 kombiniert werden können.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die wenigstens eine Schicht zumindest über einen Funktionsbereich oder vollständig eine darunterliegende Schicht abdeckt. Insbesondere kann die wenigstens eine Schicht somit durchgängig und/oder lückenlos ausgebildet sein.
Das Aluminiumhydroxid kann an der Kautschukmischung einen Anteil von 50 phr bis 150 phr, insbesondere von 50 phr bis 100 phr, insbesondere von 100 phr bis 150 phr, vorzugsweise von 75 phr bis 125 phr, haben.
Der Gesamtrußanteil kann mehr als 0 phr oder auch 0 phr betragen. Der Hauptunterschied dieser beiden Ausgestaltungen besteht darin, dass nur im ersteren Fall der Ruß einen Färbeeffekt bewirken kann, da im letzteren Fall die Kautschukmischung überhaupt keinen Ruß aufweist. Aufgrund des sehr geringen Rußanteils von weniger als 5 phr hat dieser bis auf die Färbung ohnehin keinen Einfluss auf die technischen Eigenschaften der Kautschukmischung. Diese sind daher bei beiden Ausgestaltungen gleich.
Es kann vorgesehen sein, dass der der Kautschukmischung mindestens ein Farbstoff beigemischt ist. Bei dem Farbstoff kann es sich beispielsweise um Ruß, um Eisenoxid oder um ein Titandioxid handeln. Während Ruß schwarz färbt, färbt Eisenoxid wie etwa Bayferrox 920 häufig gelb. Titandioxid kann zur Farbaufhellung Verwendung finden. Zur Rotfärbung kann beispielsweise Colortherm red 520 und zur Blaufärbung Oppasin blau 6900 verwendet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kautschukmischung farbstofffrei ist. In diesem Fall ist der Kautschukmischung gerade kein Farbstoff beigemischt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Ruß, vorzugsweise alle verwendeten Ruße, insbesondere der der Kautschukmischung beigemischte Ruß eine BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 aufweist, die außerhalb des Bereichs von 35 m2/g bis 140 m2/g liegt. Ruße mit einer BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 mit einem Wert von 35 m2/g bis 140 m2/g werden als funktionale Füllstoffe zur Verstärkung in Kautschukmischungen zugemischt. Hier soll ein neuer, alternativer Lösungsweg beschritten werden, um einen Artikel eingangs genannter Art bereitzustellen, wobei gerade der Einsatz solcher verstärkenden Ruß-Füllstoffe reduziert oder sogar gänzlich auf die Verwendung von Rußen mit einer BET-Oberfläche gemäß DIN- ISO 9277 mit einem Wert von 35 m2/g bis 140 m2/g verzichtet werden kann. In der DE 102017 223 538 Al wird die Zugabe solcher Ruße als ein wesentliches Merkmal der darin beschriebenen technischen Lehre angesehen. Es ist jedoch möglich, Ruße anderer Art, also mit einer BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 außerhalb des Bereichs von 35 m2/g bis 140 m2/g, in geringen Mengen von weniger als 5 phr als Farbstoff beizumischen. Ruße die außerhalb des genannten Bereichs liegen weisen ohnehin keine Funktion als verstärkender Füllstoff auf, allerdings weisen sie besonders gute Färbeeigenschafen zur Schwarzfärbung der Kautschukmischung auf. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Ruß, vorzugsweise alle verwendeten Ruße, insbesondere der der Kautschukmischung beigemischte Ruß, eine Öl-Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 aufweist, die außerhalb des Bereichs von 70 ml/100g bis 140 ml/100g liegt. Ähnlich wie bereits im vorhergehenden Absatz bezüglich der BET-Oberfläche beschrieben wurde, handelt es sich auch bei Rußen mit einer Öl-Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 von 70 ml/100g bis 140 ml/100g um verstärkende Ruße. Da bei der Zusammensetzung der Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht ein Anteil solcher verstärkenden Ruße reduziert oder darauf sogar gänzlich verzichtet werden kann, beinhaltet die Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht Ruße mit einer Öl-Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 von 70 ml/100g bis 140 ml/100g nur in geringen Mengen von weniger als 5 phr oder überhaupt keine solchen Ruße. Somit kann der Gesamtrußanteil besonders geringgehalten werden, um die mechanischen Eigenschaften des Artikels zu verbessern.
Die Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht oder aller Schichten des Grundkörpers kann nur einen Rußtyp oder wenigstens zwei oder mehrere Rußtypen aufweisen. Ein Gesamtrußanteil kann hierbei weniger als 5 phr betragen oder ein Rußanteil eines Rußtyps mit wenigstens einer der zuvor beschriebenen Eigenschaften BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 von 35 m2/g bis 140 m2/g und/oder Öl-Absorptionszahl (OAN) von 70 ml/100g bis 140 ml/100g kann weniger als 5 phr betragen.
Ein Aufbau eines Artikels, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, kann derart aussehen, dass der Grundkörper eine innere Elastomerschicht, eine mittlere Funktionsschicht und eine äußere Elastomerschicht aufweist. Häufig weisen die Artikel eine Luftkammer auf, in welcher in Gebrauchsstellung ein Überdruck erzeugt ist. Um den Überdruck innerhalb der Luftkammer dauerhaft ausbilden zu können, ist die der Luftkammer zugewandte innere Elastomerschicht besonders gasdicht, insbesondere luftdicht, ausgebildet. Die mittlere Funktionsschicht dient zur Kraftübertragung und beeinflusst beispielsweise durch ihren Aufbau die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Artikels. Die äußere Schicht dient dem Schutz des Artikels gegenüber äußeren Einflüssen, wie Witterung, Ölbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit, Feuerschutz. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass wenigstens die äußere Elastomerschicht und/oder die innere Elastomerschicht einen Rußanteil in einer Menge von weniger als fünf phr aufweist, vorzugsweise dass alle Schichten des Grundkörpers jeweils einen Rußanteil in einer Menge von weniger als 5 phr aufweisen. Durch den beschriebenen Aufbau ist eine besonders hohe mechanische Belastbarkeit und eine besonders gute Schwingungsdämpfung möglich.
Um die mechanische Belastbarkeit weiter verbessern zu können, kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die mittlere Funktionsschicht als eine Karkasse ausgebildet ist, insbesondere wobei die Karkasse ein Cordgewebe umfasst, das in wenigstens einer Lage einer Elastomermatrix eingebettet ist. Die zuvor genannte wenigstens eine Schicht kann auch als die zuvor genannte Lage verstanden werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schicht des Grundkörpers oder die Kautschukmischung einen Rußanteil mit einer Menge von maximal 4 phr, insbesondere maximal 3 phr, insbesondere maximal 2 phr, aufweist. Der Rußanteil kann sich auch hierbei auf einen Gesamtrußanteil aller in der Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht enthaltenen Ruße beziehen. Derart geringe Mengen an Ruß beeinflussen die elastischen bzw. mechanischen Eigenschaften des Grundkörpers nicht, sind jedoch gut dazu geeignet, um den Grundkörper des Artikels schwarz einzufärben.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Gesamtrußanteil an der Kautschukmischung so gering ist, dass die elastischen und/oder mechanischen Eigenschaften des Grundkörpers nicht oder nur vernachlässigbar beeinflusst werden. Vernachlässigbar ist eine Beeinflussung insbesondere dann, wenn die betreffenden technischen Eigenschaften derart geringfügig beeinflusst werden, dass der Fachmann diese als irrelevant erachtet, da diese Eigenschaften durch Wahl der Hauptkomponenten der Kautschukmischung vorgegeben werden.
Um eine Schicht mit besonders geringer Brennbarkeit auszubilden, kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schicht des Grundkörpers aus Chloropren-Kautschuk oder einem Verschnitt aus Chloropren-Kautschuk und einem anderen Kautschuk ausgebildet ist oder Chloropren-Kautschuk oder einem Verschnitt aus Chloropren-Kautschuk umfasst. Insbesondere kann der Chloropren-Kautschuk oder der zuvor genannte Verschnitt das Grundpolymer der Kautschukmischung bilden. Insbesondere kann die wenigstens eine Schicht zumindest die äußere Elastomerschicht sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung können sämtliche Schichten des Grundkörpers aus derselben Kautschukmischung hergestellt sein. Chloropren- Kautschuk weist besonders gute Brandeigenschaften auf, um einen Artikel ausbilden zu können, der den gestellten Anforderungen an den Brandschutz gerecht wird.
Um die Rauchgastoxizität im Brandfall und gleichzeitig auch die mechanischen Eigenschaften des Artikels verbessern zu können, hat es sich überraschender Weise als vorteilhaft erwiesen, dass die wenigstens eine Schicht des Grundkörpers, insbesondere die Kautschukmischung, Aluminiumhydroxid (auch als „Aluminiumtrihydrat" und abgekürzt als ATH bezeichnet; Summenformel: Al(OH)3) als verstärkenden Füllstoff und/oder als Flammschutzmittel umfasst. Aluminiumhydroxid übernimmt somit eine Doppelfunktion, so dass es überraschender Weise nicht erforderlich ist, neben ATH auch Ruße als verstärkende Füllstoffe einzusetzen. Die bislang als verstärkende Füllstoffe verwendeten Ruße konnten somit vorzugsweise komplett durch ATH substituiert werden. Somit ist es nicht erforderlich, dass einer Kautschukmischung ATH als Flammschutzmittel und Ruß als verstärkender Füllstoff beigefügt werden, was die elastischen Eigenschaften der wenigstens einen Schicht des Grundkörpers verbessert. Anders ausgedrückt, kann ein höherer Kautschukanteil gegenüber Zusammensetzungen erreicht werden, bei welchen nicht erkannt wurde, dass ATH neben seiner Flammschutzwirkung auch die Funktion eines verstärkenden Füllstoffes übernehmen kann. Bei den angegebenen Mengenverhältnissen wird stets von 100 Teilen des Grundpolymers oder der Grundpolymere ausgegangen. Bezogen darauf kann ein Anteil von ATH an der Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht von 50 phr bis 150 phr, insbesondere von 50 phr bis 100 phr, insbesondere von 100 phr bis 150 phr, vorzugsweise von 75 phr bis 125 phr, betragen.
Vorzugsweise kann die wenigstens eine Schicht ausschließlich Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff aufweisen. Insbesondere kann es sich bei der wenigstens einen Schicht um die äußere Elastomerschicht oder alle Schichten des Grundkörpers handeln.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sei, dass der Artikel ein Schwingungsdämpfer und/oder ein Metall-Gummi-Element ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe aus Luftfederbalgmembran, Luftfederbalg, Dämpfungselement eines Lagers, Konusfeder und/oder Schichtfeder . Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Artikel um einen Luftfederbalg und/oder eine Luftfederbalgmembran . Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe kann daher insbesondere ein Artikel der eingangs genannten Art vorgesehen sein, wobei der Artikel als Luftfederbalg mit einem mehrschichtigen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften ausgebildet ist, wobei der Grundkörper eine innere Elastomerschicht, eine mittlere Funktionsschicht und eine äußere Elastomerschicht aufweist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die innere Elastomerschicht, die Funktionsschicht und die äußere Elastomerschicht aus einer gleichen Kautschukmischung aufgebaut sind, dass die Kautschukmischung Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff umfasst und dass ein Gesamtrußanteil aller Ruße an der Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt. Die Kautschukmischung umfasst bevorzugt Chloropren-Kautschuk oder einen Verschnitt mit einem solchen.
Bei Luftfederbälgen wird, wenn überhaupt, dann allenfalls die äußere Elastomerschicht als Brandschutzdecklage verwendet, in der Gummimatrix der Funktionsschicht sind hingegen spezielle Gummimischungen enthalten, die den Brandschutz nicht gewährleisten. Das Besondere an der zuvor beschriebenen Lösung ist, dass alle drei Schichten des Luftfederbalgs mittels einer gleichen, Aluminiumtrihydroxid enthaltenen Mischung ausgeführt werden, sodass eine durchgehend homogene Gummimatrix geschaffen wird. Es wurde erkannt, dass der resultierende Luftfederbalg überraschenderweise Brandschutzanforderungen höchsten Grades erfüllt. Die Verwendung einer homogenen Gummimatrix ist aus mehreren Gründen vorteilhaft. Neben wirtschaftlichen Vorteilen, die aus der Vereinfachung der Herstellung des Balgs resultieren, treten technische Vorteile, da beispielsweise die Schichten optimal miteinander vernetzt werden können.
Der Luftfederbalg weist üblicherweise zwei Wülste auf. Diese ermöglichen die Verbindung zu Anschlussbauteilen. Die Wülste können jeweils mit einem Wulstkern verstärkt sein. Die Wülste können durch eine Luftfederbalgmembran verbunden sein. Diese besteht üblicherweise aus der inneren Elastomerschicht zur Sicherstellung der Luftdichtheit, aus der äußeren Elastomer schicht zum Schutz vor Umwelteinflüssen und aus der Funktionsschicht. Die Funktionsschicht umfasst regelmäßig ein Cordgewebe als Festigkeitsträger und eine Elastomermatrix zur Einbettung des Cordgewebes und zur Vernetzung der Funktionsschicht mit der inneren und äußeren Schicht. Die Funktion der Luftfederung wird im Wesentlichen durch eine unter Überdruck betriebene, luftdicht abgeschlossene Luftkammer realisiert.
Die oben genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst.
Zur Lösung der Aufgabe kann ein Verfahren vorgesehen sein zur Herstellung eines Artikels mit einem ein- oder mehrschichtigen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften, insbesondere wie er hierin beschrieben und/oder beansprucht ist, aus einer Kautschukmischung vorgeschlagen, wobei Aluminiumhydroxid als verstärkender Füllstoff und wenigstens ein Ruß als Farbstoff der Kautschukmischung beigemischt werden. Somit ist es möglich, einen Artikel mit gegenüber dem Artikel aus DE 10 2017 223 538 Al verbesserten mechanischen Eigenschaften auszubilden, der ebenfalls die Anforderungen an den Brandschutz gemäß der Brandschutznorm EN 45545 erfüllt.
Zur Lösung der genannten Aufgabe kann ferner ein Verfahren vorgesehen sein zur Herstellung eines Luftfederbalgs mit einem mehrschichtigen Grundkörper mit elastischen Eigenschaften, wobei der Grundkörper eine innere Elastomerschicht, eine mittlere Funktionsschicht und eine äußere Elastomerschicht aufweist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die innere Elastomerschicht, die Funktionsschicht und die äußere Elastomerschicht aus einer gleichen Kautschukmischung hergestellt werden, dass der Kautschukmischung
Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff beigemischt wird und dass ein Gesamtrußanteil aller Ruße an der
Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt. Der Luftfederbalg ist hierbei bevorzugt wie zuvor beschrieben und/oder gemäß eines der auf einen solchen gerichteten Ansprüche ausgebildet. Wie zuvor beschrieben kann hierbei der Gesamtrußanteil 0 phr oder mehr als 0 phr betragen.
Bevorzugt wird der Kautschukmischung Chloropren-Kautschuk oder ein Verschnitt aus Chloropren-Kautschuk, insbesondere als Grundpolymer, beigemischt.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Kautschukmischung wenigstens ein Farbstoff beigemischt wird. Dieser kann beispielsweise wie zuvor beschrieben ausgebildet sein. Insbesondere kann genau ein Farbstoff, mehrere Farbstoffe und/oder eine Mischung von Farbstoffen beigemischt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kautschukmischung farbstofffrei ist. In diesem Fall wird der Kautschukmischung gerade kein Farbstoff beigemischt.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch die Verwendung gemäß des nebengeordneten Verwendungsanspruchs gelöst.
Zur Lösung der Aufgabe kann die Verwendung von Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff in einer Kautschukmischung vorgeschlagen werden, insbesondere zur Ausbildung wenigstens einer Schicht eines Grundkörpers, vorzugsweise eines Grundkörpers eines Artikels, wie er hierin beschrieben und/oder beansprucht ist. Durch die Verwendung von ATH anstelle von Ruß als Füllstoff, kann der zur Ausbildung der elastischen Eigenschaft erforderliche Kautschukanteil höher sein, als bei der Lösung aus DE 102017 223 538 Al. Es kann auch eine Verwendung von Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff in einer Kautschukmischung zur Ausbildung eines Grundkörpers eines Luftfederbalgs vorgesehen sein, insbesondere wobei der Luftfederbalg wie zuvor beschrieben oder gemäß eines der auf einen solchen gerichteten Ansprüche ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese
Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Fig.l einen Längsschnitt durch eine mögliche
Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Artikels, der hier als Luftfederbalg ausgestaltet ist, wobei der Pfeil auf eine Detailansicht eines Schnitts durch die Schichten des Grundkörpers der Luftfederbalgmembran verweist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer möglichen Ausführungsvariante eines Artikels der als Luftfederbalgmembran ausgebildet ist.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils ein im Ganzen als 100 bezeichneter Artikel dargestellt, wobei die gezeigten Ausführungsbeispiele einen Luftfederbalg 11 und eine Luftfederbalgmembran 10 zeigen.
Der Artikel 100 weist zumindest einen Grundkörper 8 auf, der wenigstens teilweise elastisch ausgebildet ist und sich daher verformen lässt.
Durch den Grundkörper 8 ist eine Luftkammer 12 wenigstens teilweise begrenzt.
Der Artikel 100 kann weiter wenigstens zwei
Verstärkungselemente, insbesondere aus Metall aufweisen, die zum Beispiel als Metallkerne ausgebildet sein können. Die Verstärkungselemente können dazu eingerichtet sein, um den Artikel mit weiteren Bauteilen verbinden, insbesondere verschrauben und/oder verklemmen und/oder einpassen zu können.
Der Artikel 100 weist zwei Wülste 2 auf, die jeweils durch einen Wulstkern 1 verstärkt sind. Die Luftfederbalgmembran 10 erstreckt sich hierbei zwischen den beiden Wülsten 2 und bildet innenseitig eine Luftkammer 12 aus.
Der Grundkörper 8 ist aus mehreren Schichten 3, 4, 5, 6, 9 aufgebaut, die miteinander wenigstens teilweise oder vollständig zu einem Verbundelement vernetzt sein können. Insbesondere kann somit eine Relativbewegung zwischen den einzelnen Schichten 3, 4, 5, 6, 9 verhindert werden.
Wenigstens eine Schicht 3, 4, 5, 6, 9 des Grundkörpers 8 ist aus einer Kautschukmischung ausgebildet, deren Rußanteil, insbesondere der Gesamtrußanteil, weniger al 5 phr beträgt. Es kann vorgesehen sein, dass alle Schichten aus der Kautschukmischung ausgebildet sind. Die Schichten bilden infolge dessen, dass sie aus der gleichen Kautschukmischung ausgebildet sind, eine homogene Gummimatrix.
Dabei kann es sich zum Beispiel um einen Rußanteil irgendeines Rußes oder auch eines Rußes mit einer BET-Oberfläche gemäß DIN-ISO 9277 von 35 m2/g bis 140 m2/g und/oder einer Öl- Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 von 70 ml/100g bis 140 ml/100g handeln.
Eine Beigabe von Ruß erfüllt dabei lediglich den Zweck, den Ruß als Farbstoff beizumischen, um den Grundkörper 8 schwarz zu färben. Soll der Artikel 100 eine andere Färbung erhalten kann der Ruß durch einen anderen Farbstoff ersetzt werden.
Soll auf eine Färbung verzichtet werden, kann der Ruß bzw. der Farbstoff weggelassen werden. Die elastischen und die mechanischen Eigenschaften der Kautschukmischung werden hierdurch nicht geändert.
Der Grundkörper 8 weist eine innere Elastomerschicht 3, eine mittlere Funktionsschicht 4 und eine äußere Elastomerschicht 6 auf. Insbesondere kann/können wenigstens die äußere Elastomerschicht 6 und/oder die innere Elastomerschicht 3 einen Rußanteil in einer Menge von weniger als 5 phr aufweisen. Vorzugsweise weisen alle Schichten 3, 4, 5, 6, 9 des Grundkörpers 8 jeweils einen Rußanteil in einer Menge von weniger als 5 phr auf.
Die mittlere Funktionsschicht 4 kann als eine Karkasse 13 ausgebildet sein. Die mittlere Funktionsschicht 4 umfasst in der dargestellten Ausführungsvariante wenigstens ein Cordgewebe 7, das jeweils in mehreren Lagen 5 einer Elastomermatrix 9 eingebettet ist. Die Elastomermatrix 9 kann aus mehreren Lagen 5 der zuvor und nachfolgend weiter beschriebenen Kautschukmischung ausgebildet sein.
Die wenigstens eine Schicht 3, 4, 5, 6, 9 kann als Kautschukkomponente Chloropren-Kautschuk oder einen Verschnitt aus Chloropren-Kautschuk und einem anderen Kautschuk aufweisen. Vorzugsweise besteht die Kautschukkomponente ausschließlich aus Chloropren-Kautschuk.
Die Kautschukmischung der wenigstens einen Schicht 3, 4, 5, 6, 9 umfasst weiter Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff, wobei Aluminiumhydroxid ebenfalls als Flammschutzmittel wirkt. Neu dabei ist vor allem die überraschende Erkenntnis, dass Aluminiumhydroxid Ruß als verstärkenden Füllstoff ersetzen kann. Somit hat Aluminiumhydroxid eine Doppelfunktion als Flammschutzmittel und als verstärkender Füllstoff. Insbesondere kann die Kautschukmischung eine Menge ATH von 50 phr bis 150 phr, insbesondere von 60 phr bis 140 phr, insbesondere von 70 phr bis 130 phr, beinhalten.
Bei der wenigstens einen Schicht 3, 4, 5, 6, 9 handelt es sich vorzugsweise wenigstens um die äußere Elastomerschicht 6.
Der Artikel 100 kann neben der Ausgestaltung als eine Luftfederbalgmembran 10 und/oder ein Luftfederbalg 11 und/oder als ein Schwingungsdämpfer und/oder ein Metall-Gummi-Element ausgestaltet sein. Vorzugsweise kann der Artikel 100 als ein Dämpfungselement eines Lagers und/oder eine Konusfeder und/oder eine Schichtfeder ausgebildet sein.
Allgemein kann gesagt werden, dass durch einen verstärkenden Füllstoff ein partikelgefüllter Polymer herstellbar ist, wobei in Abhängigkeit von einem Füllstoffvolumenanteil eine Erhöhung des Elastizitätsmoduls erreicht wird. Somit ist es erforderlich, dass ein gewisser Anteil an solchen Füllstoffen bei der Herstellung von Elastomeren verwendet wird, um die Härte, Abriebfestigkeit und das Risswiderstandsverhalten einzustellen .
/ Bezugszeichenliste Bezugs zeichenliste
100 Artikel
1 Wulstkern
2 Wulst
3 Innere Elastomerschicht
4 FunktionsSchicht
5 Lage
6 Äußere Elastomerschicht
7 Cordgewebe
8 Grundkörper
9 Elastomermatrix
10 Luftfederbalgmembran
11 Luftfederbalg
12 Luftkammer
13 Karkasse
/ Ansprüche

Claims

Ansprüche
1. Luftfederbalg (100) mit einem mehrschichtigen Grundkörper (8) mit elastischen Eigenschaften, wobei der Grundkörper (8) eine innere Elastomerschicht (3), eine mittlere Funktionsschicht (4) und eine äußere Elastomerschicht (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Elastomerschicht (3), die Funktionsschicht (4) und die äußere Elastomerschicht (6) aus einer gleichen Kautschukmischung aufgebaut sind, dass die Kautschukmischung Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff umfasst und dass ein Gesamtrußanteil aller Ruße an der Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt.
2. Luftfederbalg (100) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydroxid an der Kautschukmischung einen Anteil von 50 phr bis 150 phr, insbesondere von 50 phr bis 100 phr, insbesondere von 100 phr bis 150 phr, vorzugsweise von 75 phr bis 125 phr, hat.
3. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtrußanteil 0 phr beträgt.
4. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtrußanteil mehr als 0 phr beträgt.
5. Luftfederbalg (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschukmischung mindestens ein Farbstoff beigemischt ist, insbesondere wobei der mindestens eine Farbstoff ein Ruß, ein Eisenoxid oder ein Titandioxid ist.
6. Luftfederrbalg (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der der Kautschukmischung beigemischte Ruß eine BET-Oberflache gemäß DIN-ISO 9277 aufweist, die außerhalb des Bereichs von 35 m2/g bis 140 m2/g liegt.
7. Luftfederbalg (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der der Kautschukmischung beigemischte Ruß eine Öl-Absorptionszahl (OAN) gemäß ISO 4656 aufweist, die außerhalb des Bereichs von 70 ml/100g bis 140 ml/100g liegt.
8. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (13) ein Cordgewebe (7) umfasst, das in wenigstens einer Lage (5) einer Elastomermatrix (9) eingebettet ist.
9. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtrußanteil aller Ruße an der Kautschukmischung maximal 4 phr, insbesondere maximal 3 phr, insbesondere maximal 2 phr, beträgt.
10. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukmischung Chloropren-Kautschuk oder einen Verschnitt aus Chloropren- Kautschuk, insbesondere als Grundpolymer, umfasst.
11. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kautschukmischung ausschließlich Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff aufweist.
12. Luftfederbalg (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (100) ein Schwingungsdämpfer und/oder ein Metall-Gummi-Element ist und/oder dass der Luftfederbalg (11) eine
Luftfederbalgmembran (10) umfasst.
13. Verfahren zur Herstellung eines Luftfederbalgs (100) mit einem mehrschichtigen Grundkörper (8) mit elastischen Eigenschaften, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (8) eine innere Elastomerschicht (3), eine mittlere Funktionsschicht (4) und eine äußere Elastomerschicht (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Elastomerschicht (3), die Funktionsschicht (4) und die äußere Elastomerschicht (6) aus einer gleichen Kautschukmischung hergestellt werden, dass der Kautschukmischung Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff beigemischt wird und dass ein Gesamtrußanteil aller Ruße an der Kautschukmischung weniger als 5 phr beträgt.
14. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschukmischung Chloropren- Kautschuk oder ein Verschnitt aus Chloropren-Kautschuk, insbesondere als Grundpolymer, beigemischt wird.
15. Verfahren nach einem der beiden voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Farbstoff der Kautschukmischung beigemischt wird, insbesondere wobei der wenigstens eine Farbstoff ein Ruß, ein Eisenoxid oder ein Titandioxid ist.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschukmischung kein Ruß beigemischt wird.
17. Verwendung von Aluminiumhydroxid als verstärkenden Füllstoff in einer Kautschukmischung zur Ausbildung eines Grundkörpers (8) eines Luftfederbalgs (8), insbesondere wobei der Luftfederbalg (8) nach einem der auf einen solchen gerichteten vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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