DE102012018883A1 - Zusatzfeder - Google Patents

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DE102012018883A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/087Units comprising several springs made of plastics or the like material
    • F16F3/093Units comprising several springs made of plastics or the like material the springs being of different materials, e.g. having different types of rubber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00Materials; Material properties
    • F16F2224/005Combined materials of same basic nature but differing characteristics

Abstract

Zusatzfeder 1, umfassend zumindest zwei elastische Teilfederkörper 2 und 3 mit voneinander abweichender Dichte, die mittels einer, jeweils an die Teilfederkörper 2 und 3 angegossenen, Zwischenschicht 4 aus einem Polyurethan-Duromer miteinander verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusatzfeder 1 und einer Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer solchen Zusatzfeder 1.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzfeder, umfassend zumindest zwei elastische Teilfederkörper mit voneinander abweichender Dichte, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusatzfeder und eine Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer solchen Zusatzfeder.
  • Derartige Zusatzfedern werden beispielsweise im Automobilbau dazu verwendet, um einen gedämpften Endanschlag für eine Radaufhängung auszubilden. Dazu wird die Zusatzfeder auf einer Schubstange eines Teleskopdämpfers angeordnet, wobei die Zusatzfeder im Bereich eines Dämpferlagers gehalten ist. Federt das Fahrzeug sehr stark ein, so wird die Zusatzfeder zwischen einem Dämpferrohr des Teleskopdämpfers und dem Dämpferlager komprimiert. Der zweischichtige Aufbau sorgt für ein weiches Anfedern und eine progressive Verhärtung der Feder bei weiter steigender Kompression.
  • Die gattungsbildende DE 10 2005 030 528 A1 offenbart eine derartige Zusatzfeder, bestehend aus einem Federkörper, der zumindest zwei Teilfederkörper aus elastischem Material mit voneinander abweichender Dichte umfasst. Als Material wird jeweils ein zelliges Polyurethan-Elastomer vorgeschlagen, wobei die beiden Teilfederkörper vorzugsweise mittels stoffschlüssiger Verbindung, insbesondere Verkleben, zu einem einstückigen Federkörper zusammengefügt werden. Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, dass die zur Verfügung stehenden Klebstoffe sich nur schwer mit den Teilfederkörpern verbinden können und somit keine genügende Dauerhaltbarkeit gewährleistet ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Zusatzfeder, die dauerhaft fest miteinander verbundene Teilfederkörper mit voneinander abweichender Dichte aufweist, bereitzustellen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusatzfeder und eine Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer solchen Zusatzfeder bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Zusatzfeder ist in Patentanspruch 5 beansprucht.
  • Eine Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Zusatzfeder ist in Patentanspruch 7 beansprucht.
  • Eine Zusatzfeder umfasst zumindest zwei elastische Teilfederkörper mit voneinander abweichender Dichte, die mittels einer, jeweils an die Teilfederkörper angegossenen, Zwischenschicht aus einem Polyurethan-Duromer miteinander verbunden sind.
  • Indem sich die Zwischenschicht aus einem Polyurethan-Duromer beim Gießvorgang mit den zu fügenden Teilfederkörpern verbindet, entsteht eine sehr haltbare Verbindung vergleichbar mit einer Vulkanisation. Als Polyurethan-Duromer eignet sich insbesondere eine Zusammensetzung aus MDI-Isocyanat und Polyetherpolyol, wie es beispielsweise von der Firma BASF unter dem Handelsnamen Elastolit vertrieben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführung bestehen die Teilfederkörper jeweils aus einem Polyurethan-Elastomer und in einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die Teilfederkörper eine Dichte in einem Bereich von 450 bis 600 kg/m3 auf. Der erste Teilfederkörper kann beispielsweise eine Dichte vom oberen Ende des Bereichs aufweisen, während der zweite Teilfederkörper eine Dichte vom unteren Ende des Bereichs besitzt. Das Polyurethan-Elastomer ist zellig aufgeschäumt, so dass es unter Belastung vollständig reversibel komprimierbar ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist die Zusatzfeder einen in ihrer Längsrichtung verlaufenden Durchgang auf. Der Durchgang dient zur Befestigung der Zusatzfeder, beispielsweise auf einer Schubstange.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Zusatzfeder umfasst die folgenden Schritte:
    • – Bereitstellen eines ersten elastischen Teilfederkörpers;
    • – Angießen einer Zwischenschicht aus einem Polyurethan-Duromer an den ersten Teilfederkörper;
    • – Bereitstellen eines zweiten elastischen Teilfederkörpers und verbinden des zweiten Teilfederkörpers mit der noch bindefähigen Zwischenschicht.
  • Indem der erste Teilfederkörper in Form gebracht und an einer Verbindungsseite mit der Zwischenschicht aus dem Polyurethan-Duromer versehen wird, kann durch Anfügen des zweiten Teilfederkörpers mit dessen Verbindungsseite auf die noch bindefähige Zwischenschicht in wenigen Verfahrensschritten eine erfindungsgemäße Zusatzfeder hergestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst das Bereitstellen des ersten und/oder des zweiten Teilfederkörpers ein Aufschäumen eines Polyurethan-Elastomers. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Aufschäumen jeweils in einer Negativform des Teilfederkörpers erfolgt.
  • Eine Radaufhängung für ein Fahrzeug hat mindestens eine erfindungsgemäße Zusatzfeder. Die Radaufhängung enthält in der Regel ein Feder-Dämpfer-System, wobei der Dämpfer häufig als Teleskopdämpfer mit einem Dämpferrohr und einer sich daraus relativ beweglich erstreckenden Schubstange, die aufbauseitig in einem Dämpferlager befestigt ist, ausgeführt ist. Die Zusatzfeder wird mittels des Durchgangs auf die Schubstange aufgeschoben und am Dämpferlager zumindest mittelbar befestigt. Der zweite Teilfederkörper weist dabei in Richtung Dämpferrohr, während der erste Teilfederkörper seitens des Dämpferlagers angeordnet ist. Der zweite Teilfederkörper hat eine geringere Dichte, als der erste Teilfederkörper, so dass sich beim Auftreffen des Dämpferrohrs auf die Zusatzfeder ein weiches Anfedern mit einer anschließend progressiv ansteigenden Kraft-Weg-Kennlinie ergibt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Darin zeigt die einzige Figur eine Schnittdarstellung einer Zusatzfeder.
  • Gemäß der Figur hat eine Zusatzfeder 1 einen ersten Teilfederkörper 2, bestehend aus einem Polyurethan-Elastomer, und einen zweiten Teilfederkörper 3, ebenso bestehend aus einem Polyurethan-Elastomer. Der erste Teilfederkörper 2 weist eine höhere Raumdichte, als der zweite Teilfederkörper 3 auf. Die Teilfederkörper 2 und 3 werden mittels einer angegossenen Zwischenschicht 4 aus einem Polyurethan-Duromer miteinander verbunden. Die Zusatzfeder 1 weist einen rotationssymmetrischen Aufbau mit einem kreisrunden Durchgang 5 entlang einer in Längserstreckung der Zusatzfeder 1 verlaufenden Rotationsachse A auf.
  • Bezugszeichenliste
  • A
    Rotationsachse
    1
    Zusatzfeder
    2
    erster Teilfederkörper
    3
    zweiter Teilfederkörper
    4
    Zwischenschicht
    5
    Durchgang
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005030528 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Zusatzfeder (1), umfassend zumindest zwei elastische Teilfederkörper (2, 3) mit voneinander abweichender Dichte, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfederkörper (2, 3) mittels einer, jeweils an die Teilfederkörper (2, 3) angegossenen, Zwischenschicht (4) aus einem Polyurethan-Duromer miteinander verbunden sind.
  2. Zusatzfeder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfederkörper (2, 3) jeweils aus einem Polyurethan-Elastomer bestehen.
  3. Zusatzfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfederkörper (2, 3) eine Dichte in einem Bereich von 450 bis 600 kg/m3 aufweisen.
  4. Zusatzfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (1) einen in ihrer Längsrichtung verlaufenden Durchgang (5) aufweist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Zusatzfeder (1), umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines ersten elastischen Teilfederkörpers (2); – Angießen einer Zwischenschicht (4) aus einem Polyurethan-Duromer an den ersten Teilfederkörper (2); – Bereitstellen eines zweiten elastischen Teilfederkörpers (3) und verbinden des zweiten Teilfederkörpers (3) mit der noch bindefähigen Zwischenschicht (4).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen des ersten (2) und/oder des zweiten Teilfederkörpers (3) ein Aufschäumen eines Polyurethan-Elastomers umfasst.
  7. Radaufhängung für ein Fahrzeug mit mindestens einer Zusatzfeder (1) nach Anspruch 1.
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