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Die
Erfindung betrifft Dämpferlager
enthaltend ein hohles zylindrisches Dämpfungselement (i) auf der
Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt zelligen
Polyurethanelastomeren sowie einen Einleger (ii) bevorzugt mit mittiger
Bohrung, der von dem Dämpfungselement
in axialer und äußerer radialer
Richtung umfasst wird, wobei der äußere Durchmesser des Dämpfungselementes
(i) in radialer Richtung über
die Länge
des Dämpfungselements
(i) variiert und das Dämpfungselement
auf seiner oberen und unteren Stirnfläche Erhebungen und Senken aufweist.
Unter dem Ausdruck, dass „der äußere Durchmesser
des Dämpfungselementes
(i) in radialer Richtung über
die Länge
des Dämpfungselements
(i) variiert" ist
zu verstehen, dass des Dämpfungselementes
(i) in radialer Richtung über
mindestens eine, bevorzugt zwei bevorzugt um den gesamten Umfang
umlaufende Erhebungen und/oder mindestens eine bevorzugt um den
gesamten Umfang umlaufende Einschnürung in radialer Richtung,
d.h. auf der Mantelfläche
des Dämpfungselementes
(i) befindlich, verfügt.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf Dämpferlager enthaltend ein hohles
zylindrisches Dämpfungselement
(i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt zelligen
Polyurethanelastomeren sowie einen Einleger (ii) bevorzugt mit mittiger
Bohrung, der von dem Dämpfungselement
in axialer und äußerer radialer Richtung
umfasst wird, wobei das Dämpfungselements
(i) auf seiner Mantelfläche
mindestens zwei, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt zwei bevorzugt
um den gesamten Umfang des Dämpfungselementes
umlaufende Erhebungen (iii) aufweist, die bevorzugt eine Dämpfung des
Einlegers (ii) in radiale Richtung bewirken, und das Dämpfungselement
auf seiner oberen und unteren Stirnfläche Erhebungen und Senken aufweist.
Außerdem
betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Dämpferlager.
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Aus
Polyurethanelastomeren hergestellte Dämpferlager sind allgemein bekannt,
z.B. aus
DE 102 29 287 und
DE 20 2004 000 774
U1 , und werden in Automobilen innerhalb des Fahrwerks verwendet und
sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Kraftfahrzeugen
als schwingungsdämpfende Federelemente
eingesetzt. Dabei übernehmen
die Federelemente die Anbindung des Stoßdämpfers an die Karosserie und/oder
an Fahrwerkskomponenten. Durch eine solche elastische Ankopplung
werden Schwingungen isoliert, die von der Fahrbahn hervorgerufen
und über
Rad und Stoßdämpfer weitergeleitet
werden und Schwingungen die vom Stoßdämpfer hervorgerufen werden.
Die Ankopplung wird so gestaltet, dass kardanische Bewegungen des
Stoßdämpfer ermöglicht werden
und die Anforderungen an Kraft-Weg-Kennungen in axialer, radialer
und kardanischer Richtung erfüllt
werden. Radiale Kennungen beeinflussen in Abhängigkeit von der Fahrwerkskonzeption
wesentlich das Fahrverhalten und müssen exakt abgestimmt werden.
Das Zusammenspiel aus Stoßdämpfer und
Dämpferlager
stellt die folgenden Funktionen sicher:
- – Fahrkomfort
- – Fahrsicherheit
- – Wank-/Nickabstützung
- – Reduktion
von Effekten des Radstuckerns und Karosseriezitterns.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es, das Problem des Polterns und
des Abrollverhaltens eines Automobils zu lösen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war es zudem, für
ein spezielles, neues Automobilmodell eine geeignetes Dämpferlager
mit den oben genannten Funktionen zu entwickeln, die den spezifischen
Anforderungen gerade dieses Modells gerecht wird und einen möglichst
guten Fahrkomfort und eine ausgezeichnete Fahrsicherheit gewährleistet.
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Diese
Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Dämpferlager
erfüllt.
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Durch
die Variation in des Dämpfungselementes
in radiale Richtung, insbesondere durch die Erhöhungen (iii) auf der Mantelfläche wird,
wird, je nach Ausbildung der Erhöhungen,
eine harmonische und „weiche" radiale Anlaufkennung
erzielt. Das Polter- und
das Abrollverhalten wurde optimiert. Durch die konturierte Mantelfläche wird
erreicht, dass Teile der Mantelfläche früher mit der Oberfläche des äußeren Einbaus,
z.B. der Fahrzeugkarosserie in Kontakt tritt, wodurch eine weichere
Einfederung in radiale Richtung erzielt wird. Die Erhebungen können eine eckige
oder runde, z.B. wellenförmige
Kontur aufweisen.
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Ein
erfindungsgemäßes beispielhaftes
und besonders bevorzugtes Dämpferlager
ist im Detail in den 1 und 2 dargestellt.
In den Figuren sind die angegebenen Maße in [mm] angegeben. Gerade diese
dreidimensionale Form erwies sich als besonders geeignet, den spezifischen
Anforderungen durch das spezielle Automobilmodell gerecht zu werden,
insbesondere auch im Hinblick auf die spezifischen räumlichen
Anforderungen und die geforderte Charakteristik.
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Bevorzugt
sind Dämpferlager,
bei denen sich zwei Erhebungen in einem axialen Abstand (xiii),
gemessen von oberen Ende der oberen Erhebung bis zum unteren Ende
der unteren Erhebung, von zwischen 5 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen
7 mm und 9 mm, besonders bevorzugt 7,9 mm und 8,1 mm, insbesondere
8,0 mm auf der Mantelfläche
des Dämpfungselementes
(i) angeordnet sind.
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Bevorzugt
sind ferner Dämpferlager,
bei denen die zwei Erhebungen eine Höhe über der Mantelfläche des
Dämpfungselementes
(i), d.h. eine Höhe in
radialer Richtung, zwischen 0,5 mm und 8 mm, bevorzugt zwischen
0,5 mm und 5 mm, besonders bevor zugt zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere zwischen
0,9 mm und 2,1 mm aufweisen.
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Bevorzugt
sind der obere Rand und der untere Rand, d.h. die obere und untere
Stirnfläche,
des Dämpfungselementes
wellenförmig
ausgestaltet.
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Bevorzugt
weisen der obere Rand und der untere Rand jeweils zwischen 10 und
14, bevorzugt 12 Erhebungen auf und beide Ränder bilden bevorzugt jeweils
eine sinusförmige
Wellenform.
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Der äußere Durchmesser
(vi) des Dämpfungselementes
(i), d.h. ohne die Erhebungen (iii), beträgt bevorzugt zwischen 50 mm
und 60 mm, bevorzugt zwischen 54 mm und 57 mm, besonders bevorzugt
55,5 mm.
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Die
maximale Höhe
(vii) des Dämpfungselementes
beträgt
bevorzugt zwischen 20 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 23 mm und
25 mm, besonders bevorzugt 24 mm.
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Der
bevorzugt minimale Durchmesser (viii) des Hohlraumes des Dämpfungselementes
beträgt bevorzugt
zwischen 35 mm und 45 mm, bevorzugt zwischen 38 mm und 42 mm, besonders
bevorzugt 40 mm.
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Der
maximale Durchmesser (ix) des Hohlraumes des Dämpfungselementes beträgt bevorzugt zwischen
45 mm und 55 mm, bevorzugt zwischen 48 mm und 52 mm, besonders bevorzugt
50 mm.
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Bevorzugt
weist der Einleger (ii) einen äußeren Durchmesser
(ix) zwischen 45 mm und 55 mm, bevorzugt zwischen 48 mm und 52 mm,
besonders bevorzugt 50 mm, einen Durchmesser (xi) der bevorzugt
mittigen Bohrung zwischen 8 mm und 15 mm, bevorzugt 9 mm bis 11
mm, besonders bevorzugt 10 mm und 10,2 mm, insbesondere 10,1 mm
und eine maximale Höhe
(xii) zwischen 10 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 12 mm und 16
mm, besonders bevorzugt zwischen 13,5 mm und 14,5 mm, insbesondere
14 mm auf.
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Bevorzugt
weist der äußere Rand
des Einlegers (ii) eine Höhe
(xv) zwischen 5 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 7 mm und 9 mm,
besonders bevorzugt 7,9 mm und 8,1 mm, insbesondere 8,0 mm auf.
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Bevorzugt
wird der äußere Rand
des Einlegers (ii) in äußerer radialer
Richtung sowie oberhalb und unterhalb von dem Dämpfungselement (i) umfasst.
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Bevorzugt
liegt der Einleger (ii) ohne Haftvermittler, insbesondere ohne chemischen
Haftvermittler in dem Dämpfungselement
(i) eingeklemmt vor.
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Einleger
(ii) kann aus allgemein bekannten bevorzugt harten bevorzugt kompakten
Materialien, besonders bevorzugt Kunststoffen oder Metallen, z.B.
Aluminium bestehen. Dabei kann das Dämpfungselement in Gegenwart
von Einleger (ii) hergestellt werden. Bevorzugt sind (i) und (ii)
allerdings nicht haftend verbunden. Besonders bevorzugt wird somit
der Einleger (ii) in das Dämpfungselement
(i) eingeklemmt, beispielsweise geclipst, wobei besonders bevorzugt
kein Haftvermittler, insbesondere kein Klebstoff verwendet wird.
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Die
erfindungsgemäßen Dämpfungselemente
(i) basieren bevorzugt auf Elastomeren auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, beispielsweise
Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Harnstoffstrukturen enthalten
können. Bevorzugt
handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozellige Elastomere auf
der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt mit
Zellen mit einem Durchmesser von 0,01 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt
0,01 bis 0,15 mm. Besonders bevorzugt besitzen die Elastomere die
eingangs dargestellten physikalischen Eigenschaften. Elastomere auf
der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten und ihre Herstellung
sind allgemein bekannt und vielfältig
beschreiben, beispielsweise in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250
969, DE-A 195 48 770 und DE-A 195 48 771
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Besonders
bevorzugt sind Dämpfungselemente
(i) auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren die gegebenenfalls
Isocyanurat- und/oder Harnstoffstrukturen enthalten können mit
einer Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 300 und 900 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 1798
von ≥ 2,0
N/mm2, einer Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1798
von ≥ 200
% und einer Weiterreißfestigkeit
nach DIN ISO 34-1 B (b) von ≥ 8
N/mm.
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Besonders
bevorzugt basiert das Dämpfungselement
(i) auf zelligen Polyurethanelastomeren mit einem Druckverformungsrest
(bei 70°C,
40 % Verformung, 22 Stunden) in Anlehnung an DIN EN ISO 1856 von
kleiner 20 %.
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Die
Herstellung erfolgt üblicherweise
durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.
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Die
Elastomere auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte
werden üblicherweise
in einer Form hergestellt, in der man die reaktiven Ausgangskomponenten
miteinander umsetzt. Als Formen kommen hierbei allgemein übliche Formen
in Frage, beispielsweise Metallformen, die aufgrund ihrer Form die
erfindungsgemäße dreidimensionale
Form des Federelements gewährleisten.
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Die
Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann nach allgemein
bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise indem man in einem ein-
oder zweistufigen Prozess die folgenden Ausgangsstoffe einsetzt:
- (a) Isocyanat,
- (b) gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
- (c) Wasser und gegebenenfalls
- (d) Katalysatoren,
- (e) Treibmittel und/oder
- (f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane
und/oder Fettsäuresulfonate.
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Die
Oberflächentemperatur
der Forminnenwand beträgt üblicherweise
40 bis 95°C,
bevorzugt 50 bis 90°C.
Die Herstellung der Formteile wird vorteilhafterweise bei einem
NCO/OH-Verhältnis
von 0,85 bis 1,20 durchgeführt,
wobei die erwärmten
Ausgangskomponenten gemischt und in einer der gewünschten
Formteildichte entsprechenden Menge in ein beheiztes, bevorzugt
dichtschließendes
Formwerkzeug gebracht werden. Die Formteile sind nach 5 bis 60 Minuten
ausgehärtet
und damit entformbar. Die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsgemisches
wird üblicherweise
so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper die bereits dargestellte
Dichte aufweisen. Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise
mit einer Temperatur von 15 bis 120°C, vorzugsweise von 30 bis 110°C, in das Formwerkzeug
eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen
zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.
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Die
zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden zweckmäßigerweise
nach dem one shot-Verfahren mit Hilfe der Niederdruck-Technik oder
insbesondere der Reaktionsspritzguss-Technik (RIM) in offenen oder
vorzugsweise geschlossenen Formwerkzeugen, hergestellt. Die Reaktion
wird insbesondere unter Verdichtung in einem geschlossenen Formwerkzeug
durchgeführt.
Die Reaktionsspritzguss-Technik wird beispielsweise beschrieben von
H. Piechota und H. Röhr
in "Integralschaumstoffe", Carl Hanser-Verlag,
München,
Wien 1975; D.J. Prepelka und J.L. Wharton in Journal of Cellular
Plastics, März/April
1975, Seiten 87 bis 98 und U. Knipp in Journal of Cellular Plastics,
März/April
1973, Seiten 76-84.