DE10057583B4 - A process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like - Google Patents

A process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff, wonach A process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like, of elastic material, after which
– eine treibmittelhaltige, vernetzungsfähige Kautschukmischung oder Polymermischung mit zwei unterschiedlichen Vernetzungssystemen verwendet wird, - a blowing agent-containing, cross-linkable rubber mixture or polymer mixture is used with two different cross-linking systems,
– die Mischung in ein Formwerkzeug eingegeben und zum Reagieren des ersten Vernetzungssystems einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels unter Bildung eines formstabilen Formkörpers unterworfen wird, - the mixture is charged in a mold and subjected to reacting the first crosslinking system at a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent to form a dimensionally stable shaped body,
– dann der Formkörper dem Formwerkzeug entnommen und zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des zweiten Vernetzungssystems unterworfen, ausgeschäumt und vulkanisiert wird. - then the molded article is removed from the mold and subjected to react the second crosslinking system at a temperature above the decomposition temperature of the second cross-linking system, foamed and cured.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff. The invention relates to a process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like, of elastic material.
  • Zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und Verbesserung des Fahrkomforts ist bei Kraftfahrzeugen deren Karosserie regelmäßig auf Federbeinstoßdämpfern gelagert. For damping road irregularities and improve comfort in motor vehicles whose body is supported regularly strut shock absorbers. Federbeinstoßdämpfer weisen Spiralfedern aus Metall mit einer linearen Federcharakteristik auf. Shock absorber strut comprise helical springs made of metal on a linear spring characteristic. Um eine progressive Federkennlinie mit weichem Anlauf bei größeren Radfederwegen zu erzielen, werden häufig Zusatzfedern eingesetzt, die auch als Anschlagpuffer oder Rubber Stop bekannt sind. To achieve a progressive spring characteristic with soft start for larger Radfederwegen, helper springs are often used which are also known as bumpers or Rubber stop. Ferner kennt man die Kombination von Metall-Blattfedern und Elastomer-Zusatzfedern bei größeren Fahrzeugen wie Schienenfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen oder dergleichen. Furthermore, one knows the combination of metal leaf springs and elastomer auxiliary springs for larger vehicles such as rail vehicles, trucks, buses or the like. Die Zusatzfedern bestehen aus einem elastischen Werkstoff wie beispielsweise Naturkautschuk oder Polyurethan. The auxiliary springs consist of an elastic material such as natural rubber or polyurethane. Bei solchen Federn handelt es sich regelmäßig um im Press- oder Spritzgussverfahren hergestellte Formteile mit einer Dichte von 1,0 bis 1,3 g/cm 3 . With such springs, it is regularly prepared in order to press or injection molding molded parts having a density of 1.0 to 1.3 g / cm 3. Solche Zusatzfedern sind relativ hart und lassen keine hinreichend große Verformungen zu. Such additional springs are relatively hard and do not sufficiently large deformations. Außerdem ist die Körperschalldämmung verhältnismäßig gering. In addition, the structure-borne noise is relatively low. – Unabhängig davon kennt man geschäumte Polyurethan-Puffer mit teilweise offener Porenstruktur und einer Dichte von 0,4 bis 0,7 g/cm 3 , die ebenfalls nicht befriedigen. - Regardless one knows foamed polyurethane buffer with partially open pore structure and a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3, which is also not satisfactory.
  • Im Übrigen kennt man zur Herstellung von geschäumten Gummi- oder Kunststoffartikeln verschiedene Verfahren wie beispielsweise das Treibverfahren und das Expansionsverfahren. Moreover, known for the production of foamed rubber or plastic articles, various methods such as the blowing process and the expansion process.
  • Beim Treibverfahren wird eine treibmittelhaltige, vernetzungsfähige Mischung so in ein Formwerkzeug eingebracht, dass die Form nur teilweise gefüllt ist. When blowing method, a blowing agent-containing, crosslinkable mixture is then introduced into a mold, that the mold is only partly filled. Üblicherweise wird in einem vorgeschalteten Arbeitsschritt ein Rohling vorgeformt, der dem Endartikel ähnlich ist, jedoch um einen vorgegebenen Faktor kleiner ist. Typically, in an upstream process step, a blank is pre-formed, which is similar to the final article, but is smaller by a predetermined factor. In dem beheizten Formwerkzeug beginnt das Treibmittel sich zu zersetzen. In the heated mold, the blowing agent begins to decompose. Es werden gasförmige Spaltprodukte frei, die zum Aufblähen der Mischung führen. It will be released gaseous fission products, leading to the inflation of the mixture. Gleichzeitig beginnt die Vulkanisation. Simultaneously, the vulcanization begins. Gasabspaltung und Vulkanisation laufen nahezu parallel ab. Gas elimination and vulcanization run from almost parallel. Das Aufblähen ist begrenzt durch die Innenkontur des Formwerkzeuges. The inflation is limited by the inner contour of the shaping tool. Derart hergestellte Formteile haben eine teilweise offene, teilweise geschlossene Porenstruktur. Moldings produced in this way have a partially open, partially closed pore structure. Ihre Außenhaut ist verhältnismäßig dünn und ihre Oberfläche of fehlerhaft mit Falten, Fließfehlern und Talkumresten behaftet. Your skin is relatively thin and the surface of faulty fraught with wrinkles, flow errors and Talkumresten. Nach dem Treibverfahren werden bevorzugt Formkörper hergestellt, die bei möglichst niedriger Dichte möglichst weich sein sollen und deren Shore-Härte regelmäßig unter 20 liegt. According to the driving method moldings are produced preferably that should be as soft as possible at the lowest possible density and its Shore hardness is regularly 20th Solche Formteile lassen sich mit geringem Kraftaufwand leicht komprimieren. Such moldings are easy to compress with little effort.
  • Beim Expansionsverfahren wird das Formwerkzeug komplett (teils mit Überschuss) mit der Mischung gefüllt. When expansion process, the mold is completely filled (some with excess) with the mixture. Beim Vulkanisationsprozess in einer Presse zersetzt sich das Treibmittel, das entstehende Gas löst sich unter hohem Pressendruck. When vulcanization in a press the blowing agent decomposes, the resulting gas dissolves under high press pressure. In noch nicht ausvulkanisiertem Zustand der Mischung wird die Presse geöffnet. the press opens in not ausvulkanisiertem state of the mixture. Die anvulkanisierte Mischung expandiert in Folge des hohen Gasinnendruckes, so dass man ein Material mit geschlossenen Zellen erhält, welches unmittelbar danach in einem zweiten Heizungsvorgang in einem größeren Formwerkzeug oder in einem Heizofen fertig ausvulkanisiert wird. The precure mixture expands due to the high internal gas pressure, so as to obtain a material having closed cells, which is then vulcanized immediately finished in a second heating operation in a larger mold, or in a heating furnace. Dieses bekannte Verfahren ist auf die Herstellung von einfachsten Formkörpern ohne Hinterschneidungen beschränkt und dient vorzugsweise zur Plattenfertigung. This known method is limited to the production of the simplest moldings without undercuts and is preferably used for board manufacture. Auch in diesem Fall verlaufen Gasabspaltung und Vulkanisation parallel. Also in this case run gas capture and vulcanization parallel. Dieses bekannte Verfahren wird zum Herstellen von harten Formkörpern mit einer Härte von 60 bis 80 Shore und bei einer Dichte von 0,4 bis 0,7 g/cm 3 angewendet. This known method is used for producing hard moldings having a hardness of 60 to 80 Shore and at a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3.
  • Im Rahmen der As part of the US 6 124 370 A US 6,124,370 A wird die Herstellung von Schaumstoffprodukten im Wege eines Zweifach-Vernetzungsprozesses beschrieben. the manufacture of foam products is described by way of two-way cross-linking process. Dabei wird die Ausgangsmischung zunächst in eine Form eingebracht und ein erster Vernetzungsprozess unter Einwirkung von Wärme oder Strahlung ausgelöst. The starting mixture is first introduced into a mold and a first crosslinking process triggered by the action of heat or radiation. Während oder nach diesem ersten Vernetzungsprozess erfolgt ein Ausschäumen, so dass ein geformter, aufgeschäumter und teilweise vernetzter Körper entsteht. During or after this process, a first cross-linking foaming is effected, so that a molded, foamed and partially crosslinked body. Anschließend erfolgt ein zweiter Vernetzungsprozess, welcher durch Feuchtigkeit ausgelöst wird. Subsequently, a second cross-linking process, which is triggered by moisture occurs.
  • Folglich erfolgt das Aufschäumen entweder während des ersten Vernetzungsprozesses, zumindest jedoch vor dem zweiten Vernetzungsprozess. Consequently, the foaming takes place either during the first crosslinking process, but at least before the second cross-linking process. Dadurch lässt sich zwar ein Formkörper mit mikroporöser Struktur erhalten, der jedoch nicht über geschlossene Zellen verfügt und folglich keine kompakte und geschlossene Oberfläche besitzt. Thereby, a molded article having a microporous structure can indeed be obtained, which, however, does not have closed cells and thus has no compact and closed surface.
  • Nichts anderes gilt für die Lehre nach der The same applies for the teaching of JP 11 348 064 A JP 11348064 A . , Denn hier wird die Herstellung von vernetzten offenporigen Schaumstoffen beschrieben. For here the production of crosslinked open-cell foams is described. Dazu wird eine Ausgangsmischung geformt, welche ein Treibmittel sowie zwei verschiedenartige organische Peroxyde enthält, und zwar zunächst in unvernetztem Zustand. For this purpose, a starting mixture is formed containing a foaming agent as well as two different types of organic peroxides, initially in the uncrosslinked state. Anschließend wird die Mischung auf eine Temperatur gebracht, bei welcher im Wesentlichen eines der beiden organischen Peroxyde reagiert. Subsequently, the mixture is brought to a temperature at which substantially one of the two organic peroxides responding. Außerdem erfolgt eine Zersetzung, dh ein Aufschäumen der Mischung. In addition, decomposition takes place, that is, a foaming of the mixture. Anschließend wird die Mischung dann auf eine Temperatur gebracht, bei welcher das andere organische Peroxyd reagiert. The mixture is then brought to a temperature at which reacts other organic peroxide.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff anzugeben, wonach sich Formkörper und insbesondere Anschlag puffer von Federbeinstoßdämpfern mit niedriger Dichte aus Naturkautschuk oder anderen vulkanisierbaren Polymerwerkstoffen herstellen lassen, die sich durch hohe Elastizität, optimierte Dämpfung und verhältnismäßig niedrige dynamische Verhärtung auszeichnen. The invention is based on the technical problem, to provide a process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like of elastic material, followed by molding and in particular stop Buffer Prepare by strut shock absorbers with low density of natural rubber or other vulcanizable polymer materials blank, which are characterized by high elasticity, optimized damping and relatively low dynamic hardening.
  • Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff, wonach eine treibmittelhaltige vernetzungsfähige Kautschukmischung oder Polymermischung mit zwei unterschiedlichen Vernetzungssystemen verwendet wird, die Mischung in ein Formwerkzeug eingegeben und zum Reagieren des ersten Vernetzungssystems einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels unter Bildung eines formstabilen Formkörpers unterworfen wird und wonach dann der Formkörper dem Formwerkzeug entnommen und zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des zweiten Vernetzungssystems unterworfen, ausgeschäumt und vulkanisiert wird. To achieve this object the subject of the invention is a method for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like, of elastic material, after which a blowing agent-containing cross-linkable rubber mixture or polymer mixture is used with two different crosslinking systems, the mixture fed into a mold is and subjected to reacting the first crosslinking system at a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent to form a dimensionally stable shaped body, and is whereafter the moldings removed from the mold and subjected to react the second crosslinking system at a temperature above the decomposition temperature of the second cross-linking system, foamed and cured.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht ein Formkörper mit einer mikroporösen Struktur mit geschlossenen Zellen. According to the inventive method, a formed body having a microporous structure with closed cells. Die gewünschte Dichte und Shorehärte des Formkörpers lassen sich unschwer durch den Treibmittelgehalt einstellen. The desired density and Shore A hardness of the molded body can be easily adjusted by the blowing agent content. Die äußere Oberfläche des Formkörpers ist kompakt und ohne Fließfehler, seine Außenhaut ist dicker als die Wandungen der Zellen und dadurch unempfindlich gegen Verletzungen. The outer surface of the shaped body is compact and without flow error, its outer skin is thicker than the walls of the cells and thereby resistant to injury. Für die Herstellung von Anschlagpuffern empfiehlt sich eine Dichte von 0,4 bis 0,6 g/cm 3 bei einer Härte von 40 bis 60 Shore. For the production of stop buffers have a density of 0.4 to 0.6 g / cm 3 at a hardness of 40 to 60 Shore is recommended. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper und insbesondere Anschlagpuffer bzw. Zusatzfedern haben aufgrund der hohen Elastizität von Kautschuk oder entsprechenden Polymerwerkstoffen eine sehr niedrige dynamische Steifigkeit und gute Körperschallisolation. The shape of the body and prepared by the novel process, in particular stop buffers or additional springs are due to the high elasticity of rubber or equivalent polymeric materials and a very low dynamic stiffness and good impact sound insulation. Auch die Wasseraufnahme ist verhältnismäßig niedrig. The water absorption is relatively low.
  • Das gilt insbesondere für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formkörper aus Naturkautschuk, die weniger als 0,5% Wasser aufnehmen. This is particularly true for products manufactured by the present process moldings consisting of natural rubber, which absorb less than 0.5% water. Die Wasseraufnahme von Formkörpern aus Polyurethanwerkstoffen liegt dagegen höher. In contrast, the water absorption of moldings of polyurethane materials is higher.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kautschuk- oder Polymermischung im Wege eines Spritzpress- oder Spritzgussverfahrens in das Formwerkzeug gegeben. According to the inventive method, the rubber or polymer blend is given by way of transfer molding or injection molding process in the mold. Erfindungsgemäß wird der Formkörper zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems bei entsprechend hoher Temperatur in einem Wärmeübertragungsmedium, z. According to the invention the shaped body is for reacting the second crosslinking system at an appropriately high temperature in a heat transfer medium, eg. B. Heißluft, Dampf, Ölbad, Salzschmelze, Wirbelbett oder mittels UHF, ausgeschäumt und vulkanisiert. As hot air, steam, oil bath, molten salt, fluidized bed or by means of UHF, foamed and cured.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können außer NR (Isopren-Kautschuk bzw. Naturkautschuk) auch andere Elastomere wie beispielsweise CR (Polychloropren-Kautschuk), NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymere), Silikon und andere verarbeitet werden. According to the inventive method can except NR (isoprene rubber or natural rubber), other elastomers such as CR (polychloroprene rubber), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), EPDM (ethylene / propylene diene terpolymers), silicone and other are processed. Die Herstellung von Formkörpern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht auf lediglich Anschlagpuffer für Federbeinstoßdämpfer beschränkt, sondern umfasst ganz allgemein elastische Federelemente und Abkopplungen. The production of moldings by the inventive method is not limited to only stop buffer for suspension strut shock absorber, but in general comprises elastic spring elements and uncoupling. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind in Fahrzeugen beispielsweise Federunterlagen und Dämpferlager. Other possible uses include in vehicles as spring and damper bearing documents. In anderen Industriebereichen können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper beispielsweise im Bereich Schienenlagerung (Schalldämmung und elastische Schienenlagerung), Bauindustrie (z. B. Treppenlager zur Schwingungsisolierung mit Trittschalldämmung) oder Schuhindustrie (beispielsweise für Schuhsohlen) eingesetzt werden. In other industrial areas, the moldings produced by the inventive method for example in the range rail support (sound insulation and elastic rail support) may, construction (z. B. staircase bearing for vibration isolation with sound insulation) or footwear are used (for example, for shoe soles).

Claims (4)

  1. Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff, wonach – eine treibmittelhaltige, vernetzungsfähige Kautschukmischung oder Polymermischung mit zwei unterschiedlichen Vernetzungssystemen verwendet wird, – die Mischung in ein Formwerkzeug eingegeben und zum Reagieren des ersten Vernetzungssystems einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels unter Bildung eines formstabilen Formkörpers unterworfen wird, – dann der Formkörper dem Formwerkzeug entnommen und zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des zweiten Vernetzungssystems unterworfen, ausgeschäumt und vulkanisiert wird. A process for producing elastic moldings, in particular of stop buffers for suspension strut shock absorber, spring elements or the like, of elastic material, according to which - a blowing agent-containing, cross-linkable rubber mixture or polymer mixture is used with two different cross-linking systems, - the mixture is inputted into a mold and reacting the first cross-linking system then the shaped body removed from the mold and subjected to react the second crosslinking system at a temperature above the decomposition temperature of the second cross-linking system, foamed and cured - a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent is subjected to formation of a dimensionally stable shaped body.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuk- oder Polymermischung im Wege eines Spritzpress- oder Spritzgussverfahrens in das Formwerkzeug eingegeben wird. A method according to claim 1, characterized in that the rubber or polymer blend is inputted by way of transfer molding or injection molding process in the mold.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems bei entsprechend hoher Temperatur in einem Wärmeübertragungsmedium, z. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the shaped body for reacting the second crosslinking system at an appropriately high temperature in a heat transfer medium, eg. B. Heißluft, Dampf, Ölbad, Salzschmelze, Wirbelbett oder mittels UHF ausgeschäumt und vulkanisiert wird. As hot air, steam, oil bath, molten salt, fluidized bed, or is foamed by means of UHF and vulcanized.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte und Shorehärte des Formkörpers durch den Treibmittelgehalt eingestellt wird. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the density and Shore hardness of the molded body is adjusted by the blowing agent content.
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