DE20107604U1

DE20107604U1 - Schwingungsdämpfer

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Publication number: DE20107604U1
Application number: DE20107604U
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2011-05-05

Description

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Schwingungsdämpfer

Beschreibung
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Die Erfindung betrifft Federelemente basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von PoIyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 45 bis 47 mm, bevorzugt 46 mm, und einem Durchmesser (iii) von 54 mm bis 56 mm, bevorzugt 55 mm, wobei der Hohlraum in (i) einen Durchmesser (iv) von 15 mm bis 35 mm, bevorzugt 20 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt 25 mm, aufweist. Dabei basiert (i) bevorzugt auf zelligen Polyurethanelastomeren, die ggf. Polyharnstoffstrukturen enthalten können, besonders bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/m³, einer Zugfestigkeit nach DIN 53571 von > 2, bevorzugt 4 bis 5,8 N/mm², einer Dehnung nach DIN 53571 von > 300, bevorzugt 410 bis 500 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von > 8, bevorzugt 13 bis 19 N/mm. Die erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer sind detailliert in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt.

Die aus Polyurethanelastomeren hergestellten Federungselemente werden in Automobilen beispielsweise innerhalb der Schwingungsdämpfer, beispielsweise auf der Basis von elastischen Kunststoffen, beispielsweise Gummi oder Elastomeren auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, verwendet und sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Kraftfahrzeugen als Stoßdämpfer oder Pralldämpfer eingesetzt. Die Aufgabe der Schwingungsdämpfer besteht allgemein darin, Schwingungen durch Umwandlung von Schwingungsenergie in Wärme zum Abklingen zu bringen.

Federelemente sind u.a. im LKW-Bereich zur Federung und Schwingungsdämpfung der Personenkabine bekannt. Die Kabine ist üblicherweise auf dem Fahrzeugrahmen an mehreren Stellen elastisch gelagert. Die Lagerstellen dienen direkt oder indirekt als Verbindungsstellen zwischen Rahmen und Kabine.

Somit wird die Kabine gegen die Schwingungen, die über das Fahrwerk eingetragen werden, entkoppelt. Das führt zu einer wesentlichen Verbesserung des Fahrkomfort.

Aufgrund der sehr unterschiedlichen Charakteristika und Eigenschaften einzelner Automobilmodelle müssen die Schwingungsdämpfer individuell an die verschiedenen Automobilmodelle ange-

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passt werden, -um eine ideale Dämpfung zu erreichen. Beispielsweise können bei der Entwicklung der Schwingungsdämpfer das Gewicht des Fahrzeugs, das Fahrwerk des speziellen Modells, die vorgesehenen Stoßdämpfer, die Abmessungen des Automobils und seine Motorleistung sowie die gewünschte Dämpfungscharakteristik je nach gewünschtem Komfort bei der Fahrt berücksichtigt werden. Hinzu kommt, dass durch die Konstruktion der Automobile schon aufgrund des zur Verfügung stehende Platzes individuelle auf die jeweilige Automobilkonstruktion abgestimmte Einzellösungen erfunden werden müssen.

Aus den vorstehend genannten Gründen können die bekannten Lösungen für die Ausgestaltung einzelner Schwingungsdämpfer nicht generell auf neue Automobilmodelle übertragen werden. Bei jeder neuen Entwicklung eines Automobilmodells muss eine neue Form des Schwingungsdämpfers entwickelt werden, der den spezifischen Anforderungen des Modells gerecht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, für ein bestehendes Konzept einen neuen, platzsparenden und kostengünstigen Schwingungsdämpfer zu entwickeln, der den spezifischen Anforderungen gerade dieses Modells gerecht wird und einen möglichst guten Fahrkomfort mit hohen Dämpfungseigenschaften gewährleisten soll.

Gerade die räumliche Ausgestaltung der Schwingungsdämpfer, d.h. ihre dreidimensionale Form, hat neben ihrem Material eine entscheidenden Einfluss auf ihre Funktion. Über die Form der Schwingungsdämpfer wird nicht nur ein genaues Einpassen in die Automobilkonstruktion gewährleistet, sondern auch die Dämpfungscharakteristik gezielt gesteuert. Dabei haben nicht nur Länge und Dicke des Schwingungsdämpfers Einfluss auf die Funktion, sondern auch weitere Ausgestaltungen in der Form wie z.B. Einfräsungen, Abrundungen, Einbuchtungen oder ähnliches. Diese dreidimensionale Form der Schwingungsdämpfer müsste somit individuell für jedes Automobilmodell entwickelt werden.

Diese Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Schwingungsdämpfer erfüllt.

Zusätzlich weisen die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dämpfungselementes weitere Vorteile auf. Im Hinblick auf den Einsatz der Federelemente war es bevorzugt, die Anbindung (z.B. Verschraubung) des Dämpfers unverändert zu lassen. Dabei wird üblicherweise eine eingeclipste Schraube mit dem Träger (z.B. dem LKW) kraftschlüssig verbunden. Diese Schraubenverclipsung erfordert erhebliche Hinterschneidungen im

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Schwingungsdämpfer, die durch die Werkzeugkontur im Schäumprozess dargestellt werden muss. Dieses Verfahren bedingt aber, dass der Dämpfer nur als Einzelteil geschäumt werden kann. Um in einem Arbeitsschritt gleichzeitig zwei Teile herstellen zu können, was insbesondere bei Formteilen mit geringem Volumen deutliche Vorteile aufweisen würde, musste die Geometrie des Dämpfers so geändert werden, dass sich seine statischen und dynamischen Eigenschaften nicht wesentlich zum bestehenden Seriendämpfer verändern. Ein wesentlicher Vorteil dieser Geometrie liegt im Einsatz von Entformungskerben im Dämpfer durch das Anbringen von Stegen im Schäumwerkzeug. Durch diese Kerben ist es möglich, den Schwingungsdämpfer als Doppelteil aus dem Werkzeug zu entformen. Durch diese Kerben kann sich der Dämpfer trotz Hinterschneidung beim Entformen über den Kern ziehen. Dabei ist es unerheblich, wie die Kerben geometrisch ausgeführt sind oder wie hoch deren Anzahl ist.

Die entwickelte Geometrie wird weiterhin charakterisiert durch: · Geringe dynamische Versteifung bei der Schwingungsentkopplung

• Größtmögliche Dämpfung bei hohen eingetragenen Schwingungsenergien

· Wegbegrenzung der Einfederung bei hohen Lasten (Kippen der Kabine)

Durch die Verknüpfung der Dämpfungscharakteristika in Anbetracht der räumlichen Limitierung ist die Entwicklung insbesondere wegen der platzsparenden und kostengünstigen Befestigung für diese Anwendung Grundlage für die Entwicklung gewesen.

Die Erfindung kann weitere wichtige Funktionen in sich vereinen: In Automobilen im Schwerlastbereich, lassen sich die Personenkabinen in der Regel kippen. Dabei wird die entriegelte Kabine über eine Achse, üblicherweise drehbare Lagerstellen am vorderen Fahrzeugrahmen in Fahrtrichtung im Ganzen gekippt. Dabei treten insbesondere hohe Seitenlasten durch Kreisbogenbeanspruchungen auf. Wird die Kabine wieder in die Ausgangsstellung zurück geführt, kann der Schwingungsdämpfer die Energie der beschleunigten Kabinenmasse durch Umwandlung in Wärme vernichten, so dass eine Beschädigung der Kabine oder des Rahmens ausbleibt.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Schwingungsdämpfer sind im Detail in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt, wobei die erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer bevorzugt auf die in den Figuren dargestellten Abmessungen begrenzt sind. In der Figur 2

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ist eine Ansicht des Dämpfungselementes dargestellt. 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 durch die Konstruktion des Fahrwerks, d.h. den Platz im Fahrwerk, der durch den Schwingungsdämpfer eingenommen werden kann.

Wie anhand der Figur 1 ersichtlich, läuft der Hohlraum in (i) bevorzugt konisch zu, d.h. der Durchmesser (iv) des Hohlraums beträgt an dem einen Ende von (i) bevorzugt 25 mm, während an dem anderen gegenüberliegenden Ende von (i) der Durchmesser (x) des Hohlraums bevorzugt 22 mm beträgt.

Bevorzugt ist der Hohlraum in (i) an mindestens einem Ende von (i) durch einen Rand (v) verengt, besonders bevorzugt befindet sich der Rand (v) an dem Ende des Hohlraums, das einen geringeren Durchmesser des Hohlraums aufweist. Der Rand (v) verengt den Durchmesser (xi) des Hohlraums bevorzugt auf 12 mm bis 16 mm, bevorzugt 14 mm. Dieser durch den Rand (v) verengte Durchmesser (xi) des Hohlraums ist insbesondere anhand der Figur 3 ersichtlich.

Bevorzugt weist der Rand von (v) mindestens einen, bevorzugt 2 bis 8, besonders bevorzugt 3 bis 5 Einschnitt(e) (vi) auf.

Diese Einschnitte, die bevorzugt über die ganze Tiefe des Randes reichen, sind insbesondere in der Figur 3 dargestellt. Die angegebene Tiefe der Einschnitte (vi) von bevorzugt 4 mm ergibt bei einem Durchmesser (xi) von 14 mm bei zwei gegenüberliegenden Einschnitten (vi) den angegebenen, bevorzugten Durchmesser (x) von 22 mm. Wie bereits dargestellt sind diese Einschnitte von besonderem Vorteil, wenn man das Dämpfungselement nach seiner Herstellung über dem Kern ziehen möchte, der bei der Fertigung den Hohlraum in (i) ausspart.

Bevorzugt weist (i) in einer Höhe (vii) von 29 mm bis 31 mm, bevorzugt 33 mm, eine Einschnürung (viii) in der äußeren Oberfläche auf. Die Einschnürung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt .

Besonderes bevorzugt sind Federelemente, die Befestigungselemente, z.B. Stifte oder bevorzugt Schrauben, zur Fixierung an dem zu dämpfenden Objekt, z.B. der Fahrerkabine, dem Chassis oder dem Fahrwerk aufweisen. Diese Befestigungselemente stellen bevorzugt Schrauben dar, deren Basis in (i) fixiert wird und deren Schraubengewinde derart aus (i) positioniert wird, das eine externe Befestigung des Dämpfungselements möglich wird.

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Bevorzugt sind entsprechend Federelemente, bei denen in dem Hohlraum von (i) ein Befestigungselement (ix) fixiert ist, das eine Schraube aufweist, wobei besonders bevorzugt das Schraubengewinde nicht in den Hohlraum von (i) ragt, sondern an dem Ende von (i), an dem (ix) fixiert wird, hervorsteht. Das Befestigungselement (ix) weist bevorzugt einen Durchmesser (xii) von 23 mm bis 25 mm, bevorzugt 24 mm, auf und ist bevorzugt hinter dem Rand (v) in einer Hinterschneidung in dem elastischen Material von (i) fixiert. Die Hinterschneidung, in die (ix) aufgrund des elastischen Materials von (i) bevorzugt eingeclipst werden kann, weist bevorzugt eine Tiefe von 0,5 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt 1 mm bis 2 mm, insbesondere 1 mm auf. Diese Hinterschneidung ist beispielsweise in der Figur 1 anhand der Differenz zwischen den Durchmessern (x) und (xii) ersichtlich.

Erfindungsgegenstand sind entsprechend auch Automobile oder insbesondere Lastkraftwagen enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.

Die erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer basieren bevorzugt auf Elastomeren auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, beispielsweise Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Harnstoff Strukturen 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.

Die Herstellung erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.

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 Schwingungsdämpfers 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:
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(a) Isocyanat,

(b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, (c) Wasser und gegebenenfalls

(d) Katalysatoren,

(e) Treibmittel und/oder
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(f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane und/oder Fettsäuresulfonate.

Die Oberflächentemperatur der Forminnenwand beträgt üblicherweise 60 bis 95⁰C, bevorzugt 75 bis 9O⁰C.

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 10 bis 40 Minuten ausgehärtet und damit entformbar.
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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 12 0⁰C, vorzugsweise von 30 bis 110⁰C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.

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-

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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.
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Bei Verwendung einer Mischkammer mit mehreren Zulaufdüsen können die Ausgangskomponenten einzeln zugeführt und in der Mischkammer intensiv vermischt werden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, nach dem Zweikomponenten-Verfahren zu arbeiten.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird in einem zwei-stufigen Prozess zunächst ein NCO-gruppenhaltiges Prepolymeres hergestellt. Dazu wird die Komponente (b) mit (a) im Überschuss üblicherweise bei Temperaturen von 80⁰C bis 160⁰C, vorzugsweise von 110⁰C bis 150⁰C, zur Reaktion gebracht. Die Reaktionszeit ist auf das Erreichen des theoretischen NCO-Gehaltes bemessen.

Bevorzugt erfolgt demnach die erfindungsgemäße Herstellung der Formkörper in einem zweistufigen Verfahren, indem man in der ersten Stufe durch Umsetzung von (a) mit (b) ein Isocyanatgruppen aufweisendes Prepolymer herstellt und dieses Prepolymer in der zweiten Stufe in einer Form mit einer Vernetzerkomponente enthaltend gegebenenfalls die weiteren eingangs dargestellten Komponenten umsetzt.

Zur Verbesserung der Entformung der Schwingungsdämpfer hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Formwerkzeuginnenflächen zumindest zu Beginn einer Produktionsreihe mit üblichen äußeren Formtrennmitteln, beispielsweise auf Wachs- oder Silikonbasis oder insbesondere mit wässrigen Seifenlösungen, zu beschichten.

Die Formstandzeiten betragen in Abhängigkeit von der Größe und Geometrie des Formteils durchschnittlich 10 bis 40 Minuten. 35

Nach der Herstellung der Formteile in der Form können die Formteile bevorzugt für eine Dauer von 1 bis 48 Stunden bei Temperaturen von üblicherweise von 7 0 bis 120⁰C getempert werden.

Zu den Ausgangskomponenten zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann folgendes ausgeführt werden:

Als Isocyanate (a) können allgemein bekannte (cyclo)aliphatische und/oder aromatische Polyisocyanate eingesetzt werden. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundelemente eignen sich besonders aromatische Diisocyanate, vorzugsweise 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1,5-Naphthylen-

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diisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 3 , 3 ^x-Dimethyl-diphenyl-diisocyanat, 1,2-Diphenylethandiisocyanat, Phenylendiisocyanat und/oder (cyclo)aliphatische Isocyanate wie z.B. 1,6-Hexamethylendiisocyanat, l-Isocyanato-3,3,5-triinethyl-S-isocyanatomethylcyclohexan und/oder Polyisocyanate wie z.B. Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate. Die Isocyanate können in Form der reinen Verbindung, in Mischungen und/oder in modifizierter Form, beispielsweise in Form von Uretdionen, Isocyanuraten, Allophanaten oder Biureten, vorzugsweise in Form von Urethan- und Isocyanatgruppen enthaltenden Umsetzungsprodukten, sogenannten Isocyanat-Prepolymeren, eingesetzt werden. Bevorzugt werden gegebenenfalls modifiziertes 2,2^X-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI) und/oder Mischungen dieser Isocyanate eingesetzt.

Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b) können allgemein bekannte Polyhydroxylverbindungen eingesetzt werden, bevorzugt solche mit einer Funktionalität von 2 bis 3 und bevorzugt einem Molekulargewicht von 60 bis 6000, besonders bevorzugt 500 bis 6000, insbesondere 800 bis 3500. Bevorzugt werden als (b) Polyetherpolyole, Polyesterpolyalkohole und/oder hydroxylgruppenhaltige Polycarbonate eingesetzt.

Bevorzugt werden als (b) Polyesterpolyalkohole, im Folgenden auch als Polyesterpolyole bezeichnet, eingesetzt. Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und zweiwertigen Alkoholen hergestellt werden. Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht:

aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können einzeln oder als Gemische verwendet werden. Zur Herstellung der Polyesterpolyole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Carbonsäure die entsprechenden Carbonsäurederivate, wie Carbonsäureester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Beispiele für zweiwertige Alkohole sind Glykole mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome, wie z.B. Ethylenglykol, Diethylenglykol, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6, Decandiol-1,10, 2-Methylpropan-l,3-diol, 2,2-Dimethylpropandiol-1,3, Propandiol-1,3 und Dipropylenglykol. Je nach den gewünschten Eigenschaften können die zweiwertigen Alkohole allein oder gegebenenfalls in Mischungen untereinander verwendet werden.

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Als Polyesterpolyole vorzugsweise verwendet werden Ethandiolpolyadipate, 1,4-Butandiol-polyadipate, Ethandiol-butandiol-polyadipate, 1,6-Hexandiol-neopentylglykol-polyadipate, 1,6-Hexandiol-1,4-Butandiol-polyadipate, 2-Methyl-l,3-propandiol-l,4-butandiol-polyadipate und/oder Polycaprolactone.

Geeignete estergruppenhaltige Polyoxyalkylenglykole, im wesentlichen Polyoxytetramethylenglykole, sind Polykondensate aus organischen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren, insbesondere Adipinsäure mit Polyoxymethylenglykolen des zahlenmittleren Molekulargewichtes von 162 bis 600 und gegebenenfalls aliphatischen Diolen, insbesondere Butandiol-1,4. Ebenfalls geeignete estergruppenhaltige Polyoxytetramethylenglykole sind solche aus der Polykondensation mit e-Caprolacton gebildete PoIykondensate.

Geeignete carbonatgruppenhaltige Polyoxyalkylenglykole, im wesentlichen Polyoxytetramethylenglykole, sind Polykondensate aus diesen mit Alkyl- bzw. Arylcarbonaten oder Phosgen. 20

Beispielhafte Ausführungen zu der Komponente (b) sind in DE-A 195 48 771, Seite 6, Zeilen 26 bis 59 gegeben.

Zusätzlich zu den bereits beschriebenen gegenüber Isocyanaten reaktiven Komponenten können des weiteren niedermolekulare Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln (bl) mit einem Molekulargewicht von kleiner 500, bevorzugt 60 bis 499 eingesetzt werden, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe der di- und/oder trifunktionellen Alkohole, di- bis tetrafunktionellen PoIyoxyalkylen-polyole und der alkylsubstituierten aromatischen Diamine oder von Mischungen aus mindestens zwei der genannten Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel.

Als (bl) können beispielsweise Alkandiole mit 2 bis 12, bevorzugt 2, 4, oder 6 Kohlenstoffatomen verwendet werden, z.B. Ethan-, 1,3-Propan-, 1,5-Pentan-, 1,6-Hexan-, 1,7-Heptan-, 1,8-Octan-, 1,9-Nonan-, 1,10-Decandiol und vorzugsweise 1,4-Butandiol, Dialkylenglykole mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Diethylenglykol und Dipropylenglykol und/oder di- bis tetrafunktionelle Polyoxyalkylen-polyole.

Geeignet sind jedoch auch verzweigtkettige und/oder ungesättigte Alkandiole mit üblicherweise nicht mehr als 12 Kohlenstoffatomen, wie z.B. 1,2-Propandiol, 2-Methyl-, 2,2-Dimethyl-propandiol-l,3, 2-Butyl-2-ethylpropandiol-l,3, Buten-2-diol-l,4 und Butin-2-diol-1,4, Diester der Terephthalsäure mit Glykolen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Terephthalsäure-bis-ethylenglykol-

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oder -butandiol-1,4, Hydroxyalkylenether des Hydrochinons oder Resorcins, wie z.B. 1,4-Di-(b-hydroxyethyl)-hydrochinon oder 1,3-Di(b-hydroxyethyl)-resorcin, Alkanolamine mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Ethanolamin, 2-Aminopropanol und 3-Amino-2,2-dimethylpropanol, N-Alkyldialkanolamine, wie z.B. N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin.

Als höherfunktionelle Vernetzungsmittel (bl) seien beispielsweise tri- und höherfunktionelle Alkohole, wie z.B. Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Trihydroxycyclohexane sowie Trialkanolamine, wie z.B. Triethanolamin genannt.

Als KettenVerlängerungsmittel können verwendet werden; alkylsubstituierte aromatische Polyamine mit Molekulargewichten vorzugsweise von 122 bis 400, insbesondere primäre aromatische Diamine, die in ortho-Stellung zu den Aminogruppen mindestens einen Alkylsubstituenten besitzen, welcher die Reaktivität der Aminogruppe durch sterische Hinderung vermindert, die bei Raumtemperatur flüssig und mit den höhermolekularen, bevorzugt mindestens difunktioneilen Verbindungen (b) unter den Verarbeitungsbedingungen zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig mischbar sind.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper können die technisch gut zugänglichen 1,3,5-Triethyl-2,4-phenylendiamin, l-Methyl-3,5-diethyl-2,4-phenylendiamin, Mischungen aus l-Methyl-3,5-diethyl-2,4- und -2,6-phenylendiaminen, sogenanntes DETDA, Isomerengemische aus 3,3'-di- oder 3 , 3',5,5'-tetraalkylsubstxtuierten 4,4'-Diaminodiphenylmethanen mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest, insbesondere Methyl-, Ethyl- und Isopropylreste gebunden enthaltende 3,3',5,5'-tetraalkylsubstituierte 4,4'-Diamino-diphenylmethane sowie Gemische aus den genannten tetraalkylsubstituierten 4, 4'-Diamino-diphenylmethanen und DETDA verwendet werden.

Zur Erzielung spezieller mechanischer Eigenschaften kann es auch zweckmäßig sein, die alkylsubstituierten aromatischen Polyamine im Gemisch mit den vorgenannten niedermolekularen mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise zwei- und/oder dreiwertigen Alkoholen oder Dialkylenglykolen zu verwenden.

Bevorzugt werden jedoch keine aromatischen Diamine eingesetzt. Bevorzugt erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte somit in Abwesenheit von aromatischen Diaminen. 45

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Die Herstellung der zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann bevorzugt in Gegenwart von Wasser (c) durchgeführt werden. Das Wasser wirkt sowohl als Vernetzer unter Bildung von Harnstoffgruppen als auch aufgrund der Reaktion mit Isocyanatgruppen unter Bildung von Kohlendioxid als Treibmittel. Aufgrund dieser doppelten Funktion wird es in dieser Schrift getrennt von (e) und (b) aufgeführt. Per Definition enthalten die Komponenten (b) und (e) somit kein Wasser, das per Definition ausschließlich als (e) aufgeführt wird.

Die Wassermengen, die zweckmäßigerweise verwendet werden können, betragen 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente (b). Das Wasser kann vollständig oder teilweise in Form der wässrigen Lösungen der sulfonierten Fettsäuren eingesetzt werden.

Zur Beschleunigung der Reaktion können dem Reaktionsansatz sowohl bei der Herstellung eines Prepolymeren als auch gegebenenfalls bei der Umsetzung eines Prepolymeren mit einer Vernetzerkomponente allgemein bekannte Katalysatoren (d) zugefügt werden. Die Katalysatoren (d) können einzeln wie auch in Abmischung miteinander zugegeben werden. Vorzugsweise sind dies metallorganische Verbindungen, wie Zinn-(II)-Salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Zinn-(II)-dioctoat, Zinn-(II)-dilaurat, Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndilaurat und tertiäre Amine wie Tetramethylethylendiamin, N-Methylmorpholin, Diethylbenzylamin, Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, Diazabicyclooctan, N,N'-Dirnethylpiperazin, N-Methyl,N'-(4-N-Dimethylamino-)Butylpiperazin, N,N,N' ,N" ,&Ngr;''-Pentamethyldiethylendiamin oder ähnliche.

Weiterhin kommen als Katalysatoren in Betracht: Amidine, wie z.B. 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, Tris-(dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, insbesondere Tris-(N,N-dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin, Tetraalkylammoniumhydroxide, wie z.B.

Tetramethylammoniumhydroxid, Alkalihydroxide, wie z.B. Natriumhydroxid, und Alkalialkoholate, wie z.B. Natriummethylat und Kaliumisopropylat, sowie Alkalisalze von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenenfalls seitenständigen OH-Gruppen.

Je nach einzustellender Reaktivität gelangen die Katalysatoren (d) in Mengen von 0,001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Prepolymere, zur Anwendung.

Gegebenenfalls können in der Polyurethanherstellung übliche Treibmittel (e) verwendet werden. Geeignet sind beispielsweise niedrig siedende Flüssigkeiten, die unter dem Einfluss der

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exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Geeignet sind Flüssigkeiten, welche gegenüber dem organischen Polyisocyanat inert sind und Siedepunkte unter 100⁰C aufweisen. Beispiele derartiger, vorzugsweise verwendeter Flüssigkeiten sind halogenierte, vorzugsweise fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid und Dichlormonofluormethan, per- oder partiell fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Trifluormethan, Difluormethan, Difluorethan, Tetrafluorethan und Heptafluorpropan, Kohlenwasserstoffe, wie z.B. n- und iso-Butan, n- und iso-Pentan sowie die technischen Gemische dieser Kohlenwasserstoffe, Propan, Propylen, Hexan, Heptan, Cyclobutan, Cyclopentan und Cyclohexan, Dialkylether, wie z.B. Dimethylether, Diethylether und Furan, Carbonsäureester, wie z.B. Methyl- und Ethylformiat, Ketone, wie z.B. Aceton, und/oder fluorierte und/oder perfluorierte, tertiäre Alkylamine, wie z.B. Perfluor-dimethyliso-propylamin. Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden.

Die zweckmäßigste Menge an niedrigsiedender Flüssigkeit zur Herstellung derartiger zellhaltiger elastischer Formkörper aus Harnstoffgruppen gebunden enthaltenden Elastomeren hängt ab von der Dichte, die man erreichen will, sowie von der Menge des bevorzugt mit verwendeten Wassers. Im allgemeinen liefern Mengen von 1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 11 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente (b), zufriedenstellende Ergebnisse. Besonders bevorzugt wird ausschließlich Wasser (c) als Treibmittel eingesetzt.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Formteile können Hilfsund Zusatzstoffe (f) eingesetzt werden. Dazu zählen beispielsweise allgemein bekannte oberflächenaktive Substanzen, Hydrolyseschutzmittel, Füllstoffe, Antioxidantien, Zellregler, Flammschutzmittel sowie Farbstoffe. Als oberflächenaktive Substanzen kommen Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur zu regulieren. Genannt seien beispielsweise zu den erfindungsgemäßen Emulgatoren zusätzliche Verbindungen mit emulgierender Wirkung, wie die Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethandisulfonsäure. Des weiteren kommen Schaumstabilisatoren in Frage, wie z.B. oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnussöl und Zellregler, wie Paraffine und Fettalkohole. Außerdem können als (f) Polysiloxane

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und/oder Fettsäuresulfonate eingesetzt werden. Als Polysiloxane können allgemein bekannte Verbindungen verwendet werden, beispielsweise Polymethylsiloxane, Polydimethylsiloxane und/oder Polyoxyalkylen-Silikon-Copolymere. Bevorzugt weisen die Polysiloxane eine Viskosität bei 25⁰C von 20 bis 2000 MPas auf.

Als Fettsäuresulfonate können allgemein bekannte sulfonierte Fettsäuren, die auch kommerziell erhältlich sind, eingesetzt werden. Bevorzugt wird als Fettsäuresulfonat sulfoniertes Rizinusöl eingesetzt.

Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponenten (b) angewandt.

Claims

1. Federelement basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 45 bis 47 mm und einem Durchmesser (iii) von 54 mm bis 56 mm, wobei der Hohlraum in (i) einen Durchmesser (iv) von 15 mm bis 35 mm aufweist.

2. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in (i) konisch zuläuft.

3. Federelement gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in (i) an mindestens einem Ende von (i) von durch einen Rand (v) verengt wird.

4. Federelement gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand von (v) mindestens einen Einschnitt (vi) aufweist.

5. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (i) in einer Höhe (vii) von 29 mm bis 31 mm eine Einschnürung (viii) in der äußeren Oberfläche aufweist.

6. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum von (i) ein Befestigungselement (ix) fixiert ist, das eine Schraube aufweist.

7. Federelement gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (ix) einen Durchmesser (xii) von 23 mm bis 25 mm aufweist und hinter dem Rand (v) in einer Hinterschneidung in dem elastischen Material von (i) fixiert wird.

8. Federelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren basiert.

9. Federelement gemäß Anspruch 8 auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100 kg/m³, einer Zugfestigkeit nach DIN 53571 von ≥ 2 N/mm², einer Dehnung nach DIN 53571 von ≥ 300% und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von ≥ 8 N/mm.

10. Automobile oder Lastkraftwagen enthaltend Federelemente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.