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WO2014102089A1 - Kupferlegierung zur herstellung von pferdegebissen oder pferdegebissteilen - Google Patents

Kupferlegierung zur herstellung von pferdegebissen oder pferdegebissteilen Download PDF

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WO2014102089A1
WO2014102089A1 PCT/EP2013/076886 EP2013076886W WO2014102089A1 WO 2014102089 A1 WO2014102089 A1 WO 2014102089A1 EP 2013076886 W EP2013076886 W EP 2013076886W WO 2014102089 A1 WO2014102089 A1 WO 2014102089A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
horse
copper
alloy
weight
copper alloy
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/076886
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English (en)
French (fr)
Inventor
Valentin Voellmecke
Heinz Baumann
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.)
Herm Sprenger GmbH and Co KG
Original Assignee
Herm Sprenger GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herm Sprenger GmbH and Co KG filed Critical Herm Sprenger GmbH and Co KG
Priority to EP13811447.5A priority Critical patent/EP2981500B1/de
Priority to US14/782,571 priority patent/US20160052774A1/en
Publication of WO2014102089A1 publication Critical patent/WO2014102089A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B68—SADDLERY; UPHOLSTERY
    • B68B—HARNESS; DEVICES USED IN CONNECTION THEREWITH; WHIPS OR THE LIKE
    • B68B1/00—Devices in connection with harness, for hitching, reining, training, breaking or quietening horses or other traction animals
    • B68B1/04—Bridles; Reins
    • B68B1/06—Bits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/05—Alloys based on copper with manganese as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/10—Alloys based on copper with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to the use of a copper alloy for the production of horse bits or parts thereof.
  • EP 0 638 655 B1 discloses an alloy containing 81 to 88% by weight of copper, less than 4% by weight of silicon and the remainder of zinc including impurities. From WO 2009/034387 a copper alloy with 65 to 99.95% by weight of copper is known; it may contain 25 to 36% by weight of zinc, 0.2 to 2.7% by weight of cobalt and further constituents whose proportion by weight in each case not more than -2% is to be added. The other possible constituents are tin, at least one element from group 15 of the periodic table, zirconium, AL 2 O 3, chromium and beryllium.
  • nickel silver alloys have been used for the production of horse bits, typically containing 50-60% by weight of copper, about 10 to 20% by weight of nickel, the remainder of zinc and unavoidable admixtures.
  • a successful copper alloy for the production of horse bits consists of about 85 wt .-% copper, 3-4 wt .-% silicon, the remainder of zinc and unavoidable admixtures. Horses accept this alloy very well. The horses are provably stimulated by them to chew. The top line of the horses relaxes and the performance is significantly increased compared to other copper alloys.
  • This successful copper alloy is used extensively and successfully. Their advantage lies on the one hand in the sufficient hardness of the alloy, on the other hand in the high copper content.
  • the new alloy of horses is at least as well received as the successful alloy of copper, silicon and zinc.
  • the chewing activity should be stimulated at least to the same extent as in the successful alloy, while the performance of the horse should be similarly promoted.
  • the new alloy should have the same strength values as before, in particular strength values as generally required for dentures.
  • the new alloy should have a lower solubility of copper and other alloying metals in the horse saliva. Overall, the new alloy should show less surface corrosion. It should show a much better appearance even when stored in air and prolonged use.
  • horse teeth is understood to mean, in particular, tarsal, curb, pelham and toe bits.
  • a horse bit of the type in question is a bit or a mouthpiece.
  • a horse's bit is considered part of the horse's bridle.
  • EP 1 140 693 B1 of the Applicant As an example of a horse bit, reference is made to EP 1 140 693 B1 of the Applicant. From the copper alloy should at least those parts of such a horse's teeth are made, which are in the horse's mouth. The copper alloy is used for those parts of the horse's teeth that come into contact with the horse's saliva.
  • the horse bit known from the cited patent shows external rings. They do not have to be made from the alloy, they lie outside the horse's mouth and do not come into contact with the saliva. In contrast, the parts of the said horse bit between the rings come into contact with horse saliva and are to be manufactured with the alloy.
  • EP 0 638 655 B1 discloses further development of a copper-based proportion of copper and / or the solubility of copper in equine saliva in the alloy, while retaining as far as possible the positive properties of the previously known copper alloy.
  • manganese is added to the horse. The horse takes manganese on the saliva. Therefore, apart from its actual function as part of the bridle, a bit made with the alloy also has the function of supplying the trace element manganese to the horse.
  • a use of manganese for horse bits is not found in the prior art.
  • the corrosion rate of this CuMnZn alloy is only about 65% of the corrosion rate of the successful alloy. From this it can be seen that less Cu goes into solution, according to which the horses also receive less Cu over the saliva.
  • the proportion by weight of manganese is preferably more than 2% by weight, in particular more than 5% by weight and preferably more than 9% by weight.
  • the proportion by weight of manganese is preferably between 5 and 25% by weight, in particular between 8 and 20% by weight, preferably 12 ⁇ 2% by weight.
  • the proportion by weight of zinc is preferably more than 2% by weight, in particular more than 5% by weight and preferably more than 9% by weight.
  • the proportion by weight of zinc is preferably between 5 and 25 wt .-%, in particular between 8 and 20 wt .-%, preferably it is 13 ⁇ 2 wt .-%.
  • the proportion of nickel is preferably less than 0.1% by weight, and is preferably less than 0.01% by weight.
  • the proportion by weight of copper is more than 50%, in particular more than 60%.
  • the proportion by weight of copper is preferably below 75%, in particular below 74%.
  • the proportion by weight of copper is between 65 and 75%, in particular between 72 and 74%.
  • a maximum of 1.5% by weight of aluminum and / or a maximum of 1.5% by weight of silicon may be contained in the alloy.
  • the proportion of at least one of the metals Fe, Al, Mg, Ti, Pb, Sn, in particular more than one of them in any selection, is less than 0.1% by weight.
  • the alloy according to the invention has a beautiful, substantially silver-colored luster. Their surface can be processed well and becomes smooth with appropriate processing. It can be polished. The shine also lasts longer than previous alloys. Due to the reduced corrosion, the gloss is more resistant than in prior art alloys.
  • CuMnZn alloys are known to have germicidal activity. For example, it is known to use such alloys for door handles, for example for door handles in hospitals. A germicidal effect can have positive and negative consequences for a bit. In the case of the present alloy and its use for horse teeth, the positive consequences predominate. Even if the horse's teeth are not cleaned after use and removal by the horse, only a few germs accumulate, this will benefit the horse's health if the denture is later reinserted.
  • the alloy is as free of nickel as possible, which is favorable from the point of view of the veterinarian. Nickel is known for its allergic effects.
  • the alloy has the strength and hardness required for bits of the type in question.
  • the hardness of Brinell is preferably in the range of 55 to 75 HB.
  • FR967018 discloses CuMnZn alloys for decorative articles. Its disclosure content also belongs to the disclosure of the present application.
  • the proportion by weight of manganese is preferably 12 ⁇ 1%.
  • the proportion by weight of zinc is preferably 13 ⁇ 1%.

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Abstract

Verwendung einer Kupferlegierung für die Herstellung von Pferdegebissen bzw. Teilen davon, bestehend aus 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% Mangan, 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% Zink, Rest Kupfer und andere Beimengungen, die anderen Beimengungen liegen total unter 6 Gew.-%, insbesondere unter 3 Gew.-%.

Description

Kupferlegierung zur Herstellung von Pferdegebissen oder Pferdegebiss- teilen Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Kupferlegierung zur Herstellung von Pferdegebissen oder Teilen davon.
Kupferlegierungen für die Herstellung von Pferdegebissen und insbesondere von Gebissstangen oder anderen Gebissteilen von Pferdegebissen sind vielfältig im Einsatz. Aus EP 0 638 655 Bl ist eine Legierung mit 81 bis 88 Gew.-% Kupfer, weniger als 4 Gew.-% Silizium und Rest Zink einschließlich Verunreinigungen bekannt. Aus WO 2009/034387 ist eine Kupferlegierung mit 65 bis 99,95 Gew.- % Kupfer bekannt, es können 25 bis 36 Gew.-% Zink, 0,2 bis 2,7 Gew.-% Kobalt und weitere Bestandteile, deren Gewichtsanteil jeweils maximal Gew. -2% ist, hinzugeben werden. Die weiteren, möglichen Bestandteile sind Zinn, mindestens ein Element aus der Gruppe 15 des Periodensystems, Zirkonium, AL203, Chrom und Beryllium.
Bereits seit längerer Zeit werden Neusilberlegierungen für die Herstellung von Pferdegebissen eingesetzt, sie enthalten typischerweise 50-60 Gew.-% Kupfer, etwa 10 bis 20 Gew.-% Nickel, Rest Zink und unvermeidbare Beimengungen.
Eine erfolgreiche Kupferlegierung für die Herstellung von Pferdegebissen besteht aus etwa 85 Gew.-% Kupfer, 3-4 Gew.-% Silizium, Rest Zink und unvermeidbare Beimengungen. Pferde nehmen diese Legierung sehr gut an. Die Pferde werden durch sie nachweisbar zum Kauen angeregt. Die Oberlinie der Pferde entspannt sich und die Leistungsfähigkeit wird gegenüber anderen Kupferlegierungen deutlich gesteigert. Diese erfolgreiche Kupferlegierung wird umfangreich und erfolgreich eingesetzt. Ihr Vorteil liegt einerseits in der ausreichenden Härte der Legie- rung, andererseits im hohen Kupferanteil.
Nun ist es jedoch immer wieder zu Diskussionen über angebliche„Kupferallergien" von Pferden gekommen. In der Tat ist der Kupferanteil der oben beschriebenen erfolgreichen Legierung relativ hoch, es kommt zu starker Korrosion im Pferdemaul. Wissenschaftliche Untersuchungen, die auch an einer tierärztlichen Hochschule durchgeführt wurden, ließen jedoch keine nachteiligen Wirkungen von Kupfer erkennen.
Es scheint aber angezeigt, einmal auszutesten, wie gering ein Kupfergehalt sein kann, um noch dieselbe Wirkung im Pferdemaul zu erreichen wie bei der erfolgreichen Legierung. Daher wurden Überlegungen angestellt und Untersuchungen durchgeführt, ob mit geringerem Anteil an Kupfer und/oder geringerer Löslichkeit von Kupfer in der Legierung Ergebnisse erzielt werden können, wie sie mit der genannten Legierung erreicht werden. Insbesondere liefen diese Untersuchungen darauf hinaus, eine untere Schwelle dafür zu finden, bei der Pferde eine Legierung noch genauso gut annehmen wie die erfolgreiche Legierung, wobei die neue Legierung aber einen geringeren Kupferanteil und/oder eine geringere Löslichkeit des Kupfers zeigt. Dabei stellte sich heraus, dass auch geringere Kupferanteile zu den Ergebnissen führen, wie sie mit der erfolgreichen, hohe Kupferanteile auf- weisenden Legierung erreicht wurden.
Dabei war es ein Ziel, dass die neue Legierung von Pferden mindestens genauso gut angenommen wird wie die erfolgreiche Legierung aus Kupfer, Silizium und Zink. Die Kautätigkeit sollte mindestens im gleichen Maße angeregt werden wie bei der erfolgreichen Legierung, dabei sollte die Leistungsbereitschaft des Pferdes ähnlich gut gefördert werden. Die neue Legierung sollte gleiche Festigkeitswerte wie zuvor, insbesondere Festigkeitswerte, wie sie für Gebisse allgemein gefordert werden, aufweisen. Vorzugsweise sollte die neue Legierung ein geringeres Lösungsverhalten von Kupfer und anderen Legierungsmetallen im Pferdespeichel aufweisen. Insgesamt sollte die neue Legierung eine geringere Korrosion der Oberfläche zeigen. Sie sollte eine deutlich bessere Optik auch bei Lagerung an Luft und längerer Nutzung zeigen.
Unter dem Begriff Pferdegebiss werden insbesondere Trensen-, Kandaren-, Pelham- und Knebelgebisse verstanden. Ein Pferdegebiss der hier in Rede stehenden Art ist ein Gebissstück bzw. ein Mundstück. Ein Pferdegebiss wird als ein Bestandteil der Zäumung des Pferdes angesehen.
Als Beispiel für ein Pferdegebiss wird auf die EP 1 140 693 Bl der Anmelderin Bezug genommen. Aus der Kupferlegierung sollen zumindest diejenigen Teile eines derartigen Pferdegebisses hergestellt werden, die im Pferdemaul liegen. Die Kupferlegierung wird für diejenigen Teile des Pferdegebisses eingesetzt, die mit dem Pferdespeichel in Kontakt kommen. So zeigt das aus dem genannten Patent bekannte Pferdegebiss außenliegende Ringe. Sie müssen nicht aus der Legierung hergestellt werden, sie liegen außerhalb des Pferdemauls und kommen auch nicht mit dem Speichel in Kontakt. Dagegen kommen die zwischen den Ringen befindlichen Teile des genannten Pferdegebisses mit Pferdespeichel in Kontakt und sind mit der Legierung herzustellen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die aus der o.g. EP 0 638 655 Bl bekannte Kupferlegierung für Pferdegebisse dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein gewichtsmäßiger Anteil von Kupfer und/oder die Löslichkeit des Kupfers im Pferdespeichel in der Legierung verringert wird, dabei aber die positiven Eigenschaften der vorbekannten Kupferlegierung soweit wie möglich beibehalten werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kupferlegierung mit den Merkmalen des Verwendungsanspruchs 1.
Bei Verwendung einer derartigen CuMnZn-Legierung für Pferdegebisse oder de- ren Teile wird der Speichelfluss bei Pferden besonders gut angeregt. Die gewünschte Zusammenarbeit zwischen Pferd und Reiter wird gefördert. Bei Versuchen konnte festgestellt werden, dass die Kupferabgabe in den Pferdespeichel deutlich reduziert wird, typischerweise um 60%. Eine Leistungsminderung oder Bevorzugung von Legierungen nach dem Stand der Technik konnte nicht festge- stellt werden.
Mangan ist ein wichtiges Spurenelement. Es ist Bestandteil und Aktivator einiger wichtiger Enzyme und ist insoweit unter anderem für den Aufbau des Bindegewebes von Bedeutung. Durch Verwendung von Mangan in der Legierung wird dem Pferd Mangan zugeführt. Das Pferd nimmt Mangan über den Speichel auf. Ein mit der Legierung hergestelltes Gebiss hat daher neben seiner eigentlichen Funktion als Teil des Zaumzeugs auch die Funktion, dem Pferd das Spurenelement Mangan zuzuführen. Eine Verwendung von Mangan für Pferdegebisse ist im Stand der Technik nicht aufzufinden. Die Korrosionsgeschwindigkeit dieser CuMnZn-Legierung beträgt etwa nur 65% der Korrosionsgeschwindigkeit der erfolgreichen Legierung. Daran ist zu erkennen, dass weniger Cu in Lösung geht, demgemäß die Pferde auch weniger Cu über den Speichel erhalten.
Der Gewichtsanteil an Mangan liegt vorzugsweise über 2 Gew.-%, insbesondere über 5 Gew.-% und vorzugsweise über 9 Gew.-%. Der Gewichtsanteil an Mangan liegt vorzugsweise zwischen 5 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 8 und 20 Gew.-%, vorzugsweise beträgt er 12 ± 2 Gew.-%.
Der Gewichtsanteil an Zink liegt vorzugsweise über 2 Gew.-%, insbesondere über 5 Gew.-% und vorzugsweise über 9 Gew.-%. Der Gewichtsanteil an Zink liegt vorzugsweise zwischen 5 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 8 und 20 Gew.-%, vorzugsweise beträgt er 13 ± 2 Gew.-%.
Vorzugsweise liegt der Anteil an Nickel unter 0, 1 Gew.-%, vorzugsweise liegt er unter 0,01 Gew.-%.
Vorzugsweise liegt der Gewichtsanteil an Kupfer über 50%, insbesondere über 60%. Der Gewichtsanteil an Kupfer liegt vorzugsweise unter 75 %, insbesondere unter 74 %. Vorzugsweise liegt der Gewichtsanteil an Kupfer zwischen 65 und 75 %, insbesondere zwischen 72 und 74 %.
In der Legierung kann maximal 1,5 Gew.-% an Aluminium und/oder maximal 1,5 Gew.-% an Silizium enthalten sein.
Vorzugsweise liegt der Anteil von mindestens einem der Metalle Fe, AI, Mg, Ti, Pb, Sn, insbesondere mehreren von ihnen in beliebiger Auswahl, unter 0, 1 Gew.- %.
Die erfindungsgemäße Legierung hat einen schönen, im Wesentlichen silberfarbenen Glanz. Ihre Oberfläche kann gut bearbeitet werden und wird bei entsprechender Bearbeitung glatt. Sie kann poliert werden. Der Glanz hält auch dauerhafter an als bei bisherigen Legierungen. Aufgrund der reduzierten Korrosion ist der Glanz beständiger als bei Legierungen nach dem Stand der Technik. Für CuMnZn-Legierungen ist es bekannt, dass sie keimtötende Wirkung haben. So ist es beispielsweise bekannt, derartige Legierungen für Türgriffe einzusetzen, beispielsweise für Türgriffe in Krankenhäusern. Eine keimtötende Wirkung kann für ein Gebissstück positive und negative Konsequenzen haben. Bei der vorlie- genden Legierung und ihrer Verwendung für Pferdegebisse überwiegen die positiven Konsequenzen. Auch wenn das Pferdegebiss nach einer Benutzung und Entnahme vom Pferd nicht gereinigt wird, sammeln sich nur wenige Keime an, dies kommt der Gesundheit des Pferdes zugute, wenn das Gebiss später wieder eingelegt wird .
Aus der EP 545 231 Bl sind Cu nZn- Legierungen für Brillengestelle bekannt. Auf die dortigen Angaben zu den einzelnen Legierungen und ihren jeweiligen Werten wird in vollem Umfang Bezüge genommen. Der Offenbarungsgehalt gehört zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung.
Es sind auch Versuche mit CuCaAg- Legierungen für Pferdegebisse durchgeführt worden. Diese Legierungen zeigten jedoch nicht die guten Eigenschaften, die die Legierung nach dem Patentanspruch 1 hat. Nachteilig ist auch der derzeitig hohe Silberpreis.
Die Legierung ist möglichst frei von Nickel, dies ist aus der Sicht des Tiermediziners günstig. Nickel ist für seine allergischen Wirkungen bekannt.
Die Legierung hat die für Gebisse der hier in Rede stehenden Art geforderten Festigkeiten und Härte. Die Härte nach Brinell liegt vorzugsweise im Bereich von 55 bis 75 HB.
Aus der FR967018 (A) sind CuMnZn- Legierungen für dekorative Gegenstände bekannt. Ihr Offenbarungsgehalt gehört ebenfalls zur Offenbarung der vorliegen- den Anmeldung.
Der Gewichtsanteil an Mangan liegt vorzugsweise bei 12 ± 1 %. Der Gewichtsanteil an Zink liegt vorzugsweise bei 13 ± 1 %.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung einer Kupferlegierung für die Herstellung von Pferdegebissen bzw. Teilen davon, bestehend aus
- 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% Mangan,
- 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% Zink,
- Rest Kupfer und andere Beimengungen, die anderen Beimengungen liegen total unter 6 Gew.-%, insbesondere unter 3 Gew.-%.
2. Verwendung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Beimengungen total unter 2 Gew.-% liegen.
3. Verwendung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil an Mangan zwischen 5 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 8 und 20 Gew.-% liegt, und vorzugsweise 12 ± 2 Gew.-% beträgt.
4. Verwendung einer Kupferlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil an Zink zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 8 und 20 und insbesondere bei 13 ± 2 Gew.-% liegt.
5. Verwendung einer Kupferlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil an Kupfer zwischen 65 und 75 Gew.-%, insbesondere zwischen 72 und 74 Gew.-% liegt.
6. Verwendung einer Kupferlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferlegierung maximal 1,5 Gew.-% Aluminium und/oder maximal 1,5 Gew.-% Silizium enthält.
7. Verwendung einer Kupferlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Nickel unter 0,1 Gew.-% liegt, vorzugsweise unter 0,01 Gew.-% liegt.
8. Verwendung einer Kupferlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von mindestens einem der Metaiie Fe, AI, Mg, Ti, Pb, Sn, insbesondere mehreren von ihnen in beliebiger Auswahl, unter 0, 1 Gew.-% liegt.
PCT/EP2013/076886 2013-04-05 2013-12-17 Kupferlegierung zur herstellung von pferdegebissen oder pferdegebissteilen Ceased WO2014102089A1 (de)

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