DE20218890U1

DE20218890U1 - Federkonstruktion

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Publication number: DE20218890U1
Application number: DE20218890U
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2012-12-06

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft Federkonstruktion, bevorzugt mit einer Gesamthöhe (x), bevorzugt im unbelasteten Zustand, von 200 mm bis 230 mm, besonders bevorzugt 209,5 mm bis 217,5 mm, besondere bevorzugt 213,5 mm, enthaltend ein hohles zylindrisches Dämpfungselement (i) 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/m^, 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) von 65 mm bis 75 mm, bevorzugt 69 mm bis 71 mm, besonders bevorzugt 70 mm, und einem äußeren Durchmesser (iii) von 50 mm bis 60 mm, bevorzugt 54 mm bis 56 mm, besonders bevorzugt 55 mm, das eine auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) umlaufende Kante (iv) aufweist, an der ein Faltenbalg (v) befestigt ist. Außerdem betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäße Federkonstruktion.

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. Federkonstruktionen enthaltend eine Zusatzfeder und einen Faltenbalg sind beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 020205986 bekannt.

* Aufgrund der sehr unterschiedlichen Charakteristika und Eigenschaften einzelner Automobilmodelle müssen die Federelemente individuell an die verschiedenen Automobilmodelle angepasst wer-

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den, 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.

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.

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 in den Figuren 1 bis 6 dargestellt. Die Figur 1 zeigt die Federkonstruktion mit dem Faltenbalg (v), der mittels der Kante (iv) auf dem Federelement befestigt ist. Die Figur 3 beschreibt den Faltenbalg, die Figuren 4 bis 6 das Dämpfungselement (i). 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.

Bevorzugt weist das Dämpfungselement (i) in Höhe der Kante (iv) einen äußeren Durchmesser (vi) von 61 mm bis 65 mm, besonders bevorzugt 62,5 mm bis 64 mm, insbesondere 63 mm auf, d.h. der Durchmesser (vi) ist entsprechend größer als der Durchmesser

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(iii). Der Hohlraum des zylindrischen Dämpfungselementes (i) weist bevorzugt einen Durchmesser (vii) von 19 mm bis 21 mm, besonders bevorzugt 19,5 mm bis 20,5 mm auf. Dieser Durchmesser ist bevorzugt auch der kleinste Durchmesser des Hohlraums des Dämpfungselementes (i). Bevorzugt weist das Dämpfungselement (i) eine umlaufende Einschnürung (viii) auf der äußeren Oberfläche auf.

Der Faltenbalg besitzt bevorzugt eine Höhe (ix) von 180 mm bis 210 mm, besonders bevorzugt 190 mm bis 200 mm, insbesondere 195 mm. Der Faltenbalg (v) kann beispielsweise auf bekannten elastischen Materialien, bevorzugt elastischen Kunststoffen, besonders bevorzugt auf thermoplastischem Polyurethan basieren.

Die besonders bevorzugten Abmessungen des Dämpfungselementes (i), des Faltenbalges (v) und der gesamten Federkonstruktion sind in den Figuren 1 bis 6 dargestellt.

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.

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:

(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 95°C, 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. Federkonstruktion enthaltend ein hohles zylindrisches Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 65 mm bis 75 mm und einem äußeren Durchmesser (iii) von 50 mm bis 60 mm, das eine auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) umlaufende Kante (iv) aufweist, an der ein Faltenbalg (v) befestigt ist.

2. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) in Höhe der Kante (iv) einen äußeren Durchmesser (vi) von 61 mm bis 65 mm aufweist.

3. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des zylindrischen Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (vii) von 19 mm bis 21 mm aufweist.

4. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) eine umlaufende Einschnürung (viii) auf der äußeren Oberfläche aufweist.

5. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg eine Höhe (ix) von 180 mm bis 210 mm aufweist.

6. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamthöhe (x) der Federkonstruktion enthaltend das Dämpfungselement (i) und den Faltenbalg (v) 200 mm bis 230 mm beträgt.

7. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (v) auf thermoplastischem Polyurethan basiert.

8. Federkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hohle zylindrische Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren basiert.

9. Federkonstruktion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hohle zylindrische Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100, 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.

10. Automobile enthaltend Federkonstruktion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.