DE20215943U1

DE20215943U1 - Zusatzfeder

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Publication number: DE20215943U1
Application number: DE20215943U
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2012-10-17

Description

BASF Aktiengesellschaft 20020707 PF 53986 DE

Zusatzfeder

Beschreibung
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Die Erfindung betrifft Federelemente basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von PoIyisocyanat-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 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/m³, einer Zugfestigkeit nach DIN 53 571 von > 2, bevorzugt 2 bis 8 N/mm², einer Dehnung nach DIN 53 571 von > 3 00, bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 515 von > 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (ii) von 80 mm bis 83 mm, bevorzugt 81 mm bis 82 mm, besonders bevorzugt 81,5 mm, und einem äußeren Durchmesser (iii) von 56 mm bis 60 mm, bevorzugt 57 mm bis 59 mm, besonders bevorzugt 58 mm, dessen eine Ende in Form einer umlaufenden Lippe (iv) ausgestaltet ist und wobei der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (v) von 18 mm bis 27 mm, bevorzugt 20 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt 22,5 mm aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.

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 Wankabstutzung 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.

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

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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.

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. Dabei sind als Anforderungen insbesondere zu nennen:

· Weicher Einsatz

• Definierter Kraft-/Wegverlauf

• Definierte Wegbegrenzung

• Nutzung des begrenzten Bauraums

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.

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.

Diese Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Federelemente erfüllt. Die erfindungsgemäßen Federelemente sind im Detail beispielhaft in den Figuren 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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Bevorzugt befinden sich drei umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i). Dabei befinden sich zwei der Einschnürungen (vi) bevorzugt in einer Höhe (vii) von 40 mm bis 48 mm, besonders bevorzugt 43 mm bis 45 mm, insbesondere 44 mm, und einer Höhe (viii) von 55 mm bis 66 mm, besonders bevorzugt 58 mm bis 63 mm, insbesondere 60,5 mm, jeweils gemessen von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes. Bevorzugt weist das Federelement zwischen den Einschnürungen (vi) einen äußeren Durchmesser (ix) von 45 mm bis 51 mm, besonders bevorzugt 47 mm bis 49 mm, insbesondere 48 mm auf. Der äußere Durchmesser (x) in den Einschnürungen (vi) des Federelementes beträgt bevorzugt 37 mm bis 44 mm, besonders bevorzugt 39 mm bis 42 mm, wobei der Durchmesser in den verschiedenen Einschnürungen variieren kann. Der Durchmesser (xi) des Hohlraums zwischen der Kante der Lippe (iv) beträgt bevorzugt 22 mm bis 28 mm, besonders bevorzugt 24 mm bis 26 mm, insbesondere 25 mm.

Die erfindungsgemäßen Körper (i) 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. Derartige 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 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 Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane und/oder Fettsäuresulfonate.

Die Oberflächentemperatur der Forminnenwand beträgt üblicherweise 40 bis 95⁰C, bevorzugt 50 bis 90⁰C. 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 120⁰C, 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.

Claims

1. Federelement basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 80 mm bis 83 mm und einem äußeren Durchmesser (iii) von 56 mm bis 60 mm, dessen eine Ende in Form einer umlaufenden Lippe (iv) ausgestaltet ist und wobei der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (v) von 18 mm bis 27 mm aufweist.

2. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich drei umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) befinden.

3. Federelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei der Einschnürungen (vi) in einer Höhe (vii) von 40 mm bis 48 mm und einer Höhe (viii) von 55 mm bis 66 mm, gemessen von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes.

4. Federelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement zwischen den Einschnürungen (vi) einen äußeren Durchmesser (ix) von 45 mm bis 51 aufweist.

5. Federelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement in den Einschnürungen (vi) einen äußeren Durchmesser (x) von 37 mm bis 44 mm aufweist.

6. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (xi) des Hohlraums zwischen der Kante der Lippe (iv) 22 mm bis 28 mm beträgt.

7. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren basiert.

8. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf 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 basiert.

9. Automobile enthaltend Federelemente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.