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Die Erfindung betrifft hohle zylindrische Druckanschlagpuffer
auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten auf der Basis
von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt auf der Basis
von zelligen Polyurethanelastomeren, die ggf. Polyhamstoffstrukturen
enthalten können,
besonders bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren
bevorzugt mit einer Dichte nach DIN 53 420 von 200 bis 1100, bevorzugt
300 bis 800 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach
DIN 53571 von ≥ 2,
bevorzugt 2 bis 8 N/mm2, einer Dehnung nach
DIN 53571 von ≥ 300,
bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515
von ≥ 8,
bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (i) zwischen 25 mm und 35
mm, bevorzugt zwischen 25 mm und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen
27 mm und 29 mm, insbesondere 28 mm, einem äußeren Durchmesser (ii) zwischen
40 mm und 55 mm, bevorzugt zwischen 45 mm und 50 mm, besonders bevorzugt
47 mm, einem maximalen Durchmesser (iii) des Hohlraums zwischen
20 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 25 mm und 28 mm, besonders bevorzugt
26,6 mm, der sich durch drei bis acht, bevorzugt vier bis sieben,
besonders bevorzugt fünf
oder sechs, insbesondere sechs parallel zur Längsachse des Hohlraums ausgerichtete
Erhebungen (v) auf einen Durchmesser (iv) zwischen 16 mm und 21
mm, bevorzugt 17 mm bis 20 mm, insbesondere 18,8 mm verengt. Außerdem betrifft
die Erfindung Automobile und insbesondere Lastkraftwagen enthaltend
die erfindungsgemäßen Federelemente,
insbesondere Lastkraftwagen mit luftgefederter Fahrerkabine, wobei
die Luftfederung der Fahrerkabine die erfindungsgemäßen Distanzpuffer
aufweist.
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Aus Polyurethanelastomeren hergestellte Federungselemente
werden in Automobilen beispielsweise innerhalb des Fahrwerks verwendet
und sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Kraftfahrzeugen
als schwingungsdämpfende
Federelemente eingesetzt. Dabei übernehmen
die Federelemente eine Endanschlagfunktion, beeinflussen die Kraft-Weg-Kennung
des Rades durch das Ausbilden oder Verstärken einer progressiven Charakteristik der
Fahrzeugfederung. Die Nickeffekte des Fahrzeuges können reduziert
werden und die Wankabstütrung
wird verstärkt.
Insbesondere durch die geometrische Gestaltung wird die Anlaufsteifigkeit
optimiert, dies hat maßgeblichen
Einfluss auf den Federungskomfort des Fahrzeuges. Durch die gezielte Auslegung
der Geometrie ergeben sich über
der Lebensdauer nahezu konstante Bauteileigenschaften. Durch diese
Funktion wird der Fahrkomfort erhöht und ein Höchstmaß an Fahrsicherheit
gewährleistet.
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Aufgrund der sehr unterschiedlichen
Charakteristika und Eigenschaften einzelner Automobilmodelle oder
Nutzfahrzeuge müssen
die Federelemente individuell an die verschiedenen Automobilmodelle angepasst
werden, um eine ideale Fahrwerksabstim mung zu erreichen. Beispielsweise
können
bei der Entwicklung der Federelemente das Gewicht des Fahrzeugs,
das Fahrwerk des speziellen Modells, die vorgesehenen Stoßdämpfer sowie
die gewünschte Federcharakteristik
berücksichtigt
werden. Hinzu kommt, dass für
verschiedene Automobile oder Nutzfahrzeuge aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraums
individuelle, auf die Baukonstruktion abgestimmte Einzellösungen erfunden
werden müssen.
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Bei Nutzfahrzeugen verwendet man
häufig Luftfederungen
um beispielsweise das Fahrerhaus zu federn und oder zu dämpfen.
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Dies gilt für herkömmliche Luftferderungen als
auch für
regelbare Luftfedern. Es können
dabei mindestens eine, meist aber drei oder vier und mehr Luftfedern
verwendet werden.
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Die Luftfeder besitzt nach Auslegung
bereits oft eine progressive Kraft-/Weg Kennung. Trotzdem wird aus
Gründen
des Federungskomforts ein Anschlagpuffer als progressiver Wegbegrenzer
eingesetzt. Zusätzlich
kann der Anschlagpuffer im Falle des Versagens der Luftfederung
die wesentliche Eigenschaften der Federung zum Teil ersetzen.
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Beim Abkippen des Fahrerhaus übernimmt die
Erfindung die Funktion eines Endanschlag und somit sehr hohe Kräfte auf.
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Aus den vorstehend genannten Gründen können die
bekannten Lösungen
für die
Ausgestaltung einzelner Federelemente nicht generell auf neue Nutzfahrzeugmodelle übertragen
werden. Bei jeder neuen Entwicklung eines Automobilmodells muss
eine neue Form des Federelements entwickelt werden, das den spezifischen
Anforderungen des Modells gerecht wird.
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Im vorliegenden Fall konnten bekannte
Federelemente nicht eingesetzt werden, da:
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- a) höhere
Druckspannungen vorliegen
- b) verringerter Bauraum zur Verfügung stand
- c) bei dem bekannten Federelement Montageprobleme bestehen
- d) ein symmetrisches Bauteil verlangt wurde, welches lageunabhängig eingebaut
werden kann.
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Besondere Vorgabe bestanden in den
folgenden Punkten:
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- 1) Federung mit bekannter Kraft-/Wegdiagramm
- 2) Beheben der Montageprobleme
- 3) Endanschlag beim Kippen der Kabine
- 4) Bestimmter Bauraum
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war es somit, für
eine spezielle Anwendung eine geeignete Zusatzfeder mit den oben
genannten Funktionen/Anforderungen zu entwi ckeln, die den spezifischen
Anforderungen gerade dieses Modells gerecht wird und einen möglichst
guten Federungskomfort gewährleistet.
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Gerade die räumliche Ausgestaltung der Federelemente,
d.h. ihre dreidimensionale Form, hat neben ihrem Material eine entscheidenden
Einfluss auf ihre Funktion. Über
die Form der Federelemente werden die oben genannten Funktionen
gezielt gesteuert. Diese dreidimensionale Form des Federelements
muss somit individuell für
jedes Automobilmodell/Nutzfahrzeug entwickelt werden.
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Diese Anforderungen werden durch
die eingangs dargestellten Federelemente erfüllt. Die erfindungsgemäßen Federelemente
sind im Detail in den 1 und 2 dargestellt. In allen 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 Federcharakteristik.
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Der erfindungsgemäße Druckanschlagspuffer weist
auf seiner äußeren Oberfläche bevorzugt eine
umlaufende Einschnürung
(vii) auf, die den äußeren Durchmesser
des Druckanschlagspuffer auf eine Länge (vi) zwischen 35 mm bis
45 mm, besonders bevorzugt 40 mm bis 44 mm, insbesondere 42 mm verengt.
Dabei kann die Einschnürung
(vii) bevorzugt eine Höhe
(viii) zwischen 4 mm und 8 mm, besonders bevorzugt 6 mm aufweisen.
Die Einschnürung
(vii) und die Erhebungen (v) befinden sich bevorzugt auf gleicher
Höhe, besonders
bevorzugt auf halber Höhe
des Druckanschlagspuffers.
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Die Erhebungen (v) weisen bevorzugt
die Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes auf. Der Abstand
(ix) zwischen den Erhebungen (v) in dem Hohlraum beträgt bevorzugt
zwischen 3 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 4 mm und 8 mm,
insbesondere 5 mm beträgt.
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Die erfindungsgemäßen Körper (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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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:
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- (a) Isocyanat,
- (b) gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
- (c) Wasser und gegebenenfalls
- (d) Katalysatoren,
- (e) Treibmittel und/oder
- (f) Hilfs- und/oder Zusatrstoffe, 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.