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Die
Erfindung betrifft Federelemente (i) bevorzugt auf der Basis von
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren, die
ggf. Polyharnstoffstrukturen 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, besonders bevorzugt 600 bis 700 kg/m3, insbesondere 650 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 (ii) zwischen 89 mm und
91 mm, bevorzugt 90 mm, einem äußeren Durchmesser (iii)
zwischen 44 mm und 46 mm, bevorzugt 45 mm, drei umlaufenden Einschnürungen (iv)
auf der äußeren Oberfläche des
Federelementes (i) in einer Höhe (v)
zwischen 30 mm und 32 mm, bevorzugt 31 mm, in einer Höhe (vi)
zwischen 50 mm und 52 mm, bevorzugt 51 mm, und in einer Höhe (vii)
zwischen 70 mm und 72 mm, bevorzugt 71 mm, einem Durchmesser (viii)
des Hohlraums zwischen 9 mm und 10 mm, bevorzugt 9,5 mm, wobei der
Hohlraum zwei Ausbuchtungen (ix) in einer Höhe (xiii) zwischen 40 mm und
42 mm, bevorzugt 41 mm und in einer Höhe (xiv) zwischen 60 mm und
62 mm, bevorzugt 61 mm, aufweist, die den Hohlraum auf einen Durchmesser
(x) zwischen 13 mm und 16 mm, bevorzugt 14,6 mm erweitern und bevorzugt
einer umlaufenden Biegelippe (xi) an dem einen axialen Ende des
Federelementes. Außerdem
betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.
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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 Wankabstützung
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 müssen
die Federelemente individuell an die verschiedenen Automobilmodelle
angepasst werden, um eine ideale Fahrwerksabstimmung 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 aufgrund des zur Verfügung
stehenden Bauraums individuelle, auf die Baukonstruktion abgestimmte
Einzellösungen
erfunden werden müssen.
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Aus
den vorstehend genannten Gründen können die
bekannten Lösungen
für die
Ausgestaltung einzelner Federelemente nicht generell auf neue Automobilmodelle 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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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 entwickelt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es somit, für ein spezielles, neues Automobilmodell
eine geeignete Zusatzfeder 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 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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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.
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.
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.