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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), der bevorzugt
einen bevorzugt mittigen Hohlraum (x) aufweist und der von dem Dämpfungselement
(i) in axialer und äußerer radialer Richtung
umfasst wird, wobei das Dämpfungselement
(i) auf seiner oberen und unteren Stirnfläche Erhebungen (iii) und Senken
(iv) aufweist und die Erhebungen in radialer Richtung nach außen, d.h.
in Richtung des äußeren Randes
des Dämpferlagers,
und innen, d.h. in Richtung des bevorzugten Hohlraums des Einlegers,
abgeschrägt
sind. Außerdem
betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Dämpferlager,
besonders bevorzugt Luftfederbeine 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. 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. 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, ein Dämpferlager bevorzugt für ein Luftfederbein
zu entwickeln, das eine geringe Anlaufsteifigkeit aufweist. 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 gerade
unter hohen Lasten, hohen Temperaturen und hohem Umgebungsdruck gewährleistet.
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Diese
Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Dämpferlager
erfüllt.
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Durch
die Erhebungen (iii) und Senken (iv) auf der oberen und unteren
Stirnfläche
des Dämpfungselementes
(i) (d.h. das Dämpfungselement
(i) weist in axialer Richtung eine unterschiedliche, d.h. variable
Ausdehnung auf, durch die das wellenförmige Erscheinungsbild des
Randes geprägt
wird) wird erreicht, dass bei der Einfederung am Anfang nur ein kleinerer
Teil des Randes, d.h. die Erhebungen dämpfend wirken, während die
Senken (Wellentäler) erst
dann zum Einsatz kommen, wenn das Dämpfungselement (i) soweit gestaucht
ist, dass auch diese in Kontakt mit dem abzufedernden Werkzeug kommen.
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Zusätzlich zu
dem Wellendesign besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dämpferlager
darin, dass diese zusätzlich
zu den umlaufenden Vertiefungen noch einen Außen- und Innenradius auf der
Anlaufkontur aufweist. Dies dient dazu, dass sich das Material des
Anlaufprofils nicht nach außen
an die Gehäusewand
anlegt. Durch die reduzierte Wandreibung konnte die dargestellte
Problemlösung weiter
unterstützt
werden. Gleichzeitig wird dadurch auch die Anlaufsteifigkeit weiter
reduziert.
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Ein
erfindungsgemäßes beispielhaftes
und besonders bevorzugtes Dämpferlager
ist im Detail in den 1, 2 und 3 dargestellt,
wobei in der 2 auch der Einleger (ii) dargestellt
ist. In den 1 und 2 ist der
Einleger (ii) auch mit „1" gekennzeichnet und
das Dämpfungselement
(i) mit „2".
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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
weist das Dämpfungselement
(i) auf seiner oberen und unteren Stirnfläche jeweils zwischen 4 und
8, besonders bevorzugt 6 Erhebungen (iii) und Senken (iv) auf.
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Bevorzugt
sind die Erhebungen (iii) bis zu einer Höhe (v) zwischen 3 mm und 8
mm, besonders bevorzugt 5 mm und 7 mm, insbesondere 6,2 mm abgeschrägt.
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Bevorzugt
beträgt
der Höhenunterschied
(v) zwischen den Erhebungen (iii) und den Senken (iv) zwischen 3
mm und 8 mm, besonders bevorzugt 5 mm und 7 mm, insbesondere 6,2
mm.
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Die
Erhebungen (iii) sind bevorzugt nach innen und außen in einem
Winkel α zwischen
30° und 60°, besonders
bevorzugt zwischen 40° und
50°, insbesondere
45° abgeschrägt.
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Der
obere Rand und der untere Rand des Dämpfungselementes sind bevorzugt
wellenförmig ausgestaltet.
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Das
Dämpferlager
weist bevorzugt einen äußeren Durchmesser
(x) zwischen 40 mm und 80 mm, besonders bevorzugt zwischen 50 mm
und 65 mm, insbesondere 58 mm und eine Höhe (xi) zwischen 15 mm und
50 mm, besonders bevorzugt zwischen 20 mm und 35 mm, insbesondere
26 mm auf.
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Der
Einleger (ii) weist bevorzugt einen äußeren Durchmesser (xii) zwischen
35 mm und 70 mm, besonders bevorzugt zwischen 48 mm und 60 mm, insbesondere
52 mm und eine Höhe
(xiii) seines äußeren Randes
zwischen 4 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 8
mm, insbesondere 6 mm auf.
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Der
Einleger (ii) liegt bevorzugt ohne Haftvermittler eingeklemmt in
dem Dämpfungselement
(i) vor.
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Der
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 ent halten können, besonders
bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren, bevorzugt
mit einer Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 200 und 800 kg/m3, bevorzugt zwischen 300 und 600 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 1798
von ≥ 2,0
N/mm2, bevorzugt ≥ 2,5 N/mm2,
besonders bevorzugt zwischen 2,5 bis 8 N/mm2,
einer Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1798 von ≥ 200 %, bevorzugt ≥ 350 % und
einer Weiterreißfestigkeit
nach DIN ISO 34-1 B, b von ≥ 8
N/mm, bevorzugt 8 bis 25 N/mm.
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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.