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Die Erfindung betrifft Dämpferlager,
insbesondere Rundlager enthaltend mindestens einen bevorzugt flachen
bevorzugt zylindrischen bevorzugt mit einer mittigen Bohrung versehenen
Einleger (i), der in einem bevorzugt zylindrischen Gehäuse (ii) positioniert
ist, mindestens zwei bevorzugt zwei bevorzugt zylindrische bevorzugt
ringförmige
bevorzugt elastische Lagerelemente (iii), die oberhalb
und unterhalb des Einlegers (i) positioniert sind und bevorzugt
an dem Einleger anliegen, sowie zwischen Einleger (i) und
Gehäuse
(ii) bevorzugt in Kontakt mit dem Einleger (i)
und dem Gehäuse
(ii) mindestens ein bevorzugt ringförmiger Artikel (iv)
auf der Basis von Gummi. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf
Federkonstruktionen insbesondere zur Lagerung und Befestigung der
Kolbenstange eines Automobilstoßdämpfers enthaltend
eine Kolbenstange (x) an dessen Ende ein bevorzugt flacher
bevorzugt zylindrischer bevorzugt mit einer mittigen Bohrung versehener
Einleger (i) befestigt ist, bevorzugt mit einer Mutter
(v) verschraubt ist, der sich in einem bevorzugt zylindrischen
Gehäuse
(ii) befindet, das einen seitlichen Rand (vi)
und einen unteren Rand (vii) aufweist und dessen obere Öffnung teilweise
oder vollständig
bevorzugt von einem Deckel (viii) verschlossen ist, gegebenenfalls
mit einem Dichtring (xi) zwischen Deckel (viii)
und Gehäuse
(ii), sowie unterhalb des unteren Randes (vii)
des Gehäuses
eine hohle zylindrische Zusatzfeder (ix), die die Kolbenstange (x)
umschließt,
wobei oberhalb und unterhalb des Einlegers (i), bevorzugt
zwischen dem Einleger (i) und dem unteren Rand (vii)
des Gehäuses
(ii) sowie zwischen Einleger (i) und der teilweise
oder vollständig
verschlossenen Öffnung
des Gehäuses,
bevorzugt dem Deckel (viii), jeweils mindestens ein bevorzugt
zylindrisches bevorzugt ringförmiges
bevorzugt elastisches Lagerelement (iii) positioniert ist,
sowie zwischen dem Einleger (i) und dem seitlichen Rand (vi)
des Gehäuses
(ii), bevorzugt in Kontakt sowohl mit dem äußeren Rand
des Einlegers (i) als auch der inneren Oberfläche des
seitlichen Randes (vi) des Gehäuses (ii), mindestens
ein Artikel (iv) auf der Basis von Gummi vorliegt. Außerdem betrifft
die Erfindung Automobile oder Lastkraftwagen enthaltend die erfindungsgemäßen Dämpferlager,
insbesondere Rundlager.
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Dämpferlager
werden in Automobilen innerhalb des Fahrwerks z.B. zur Anbindung
der Kolbenstange des Stoßdämpfers an
die Karosserie des Automobils und bei der Lagerung von Aggregaten
verwendet und sind allgemein bekannt. Mit Hilfe von Dämpferlagern
werden im Automobil Aggregate, beispielsweise Motor, Getriebe, Luftpresser,
Kompressor, oder Fahrwerksbauteile, z.B. Hilfsrahmenlager, Blattfederlager,
Lenker, u.a. untereinander oder mit der Karosserie verbunden. Dabei
erfüllen
sie durch die Verwendung von Elastomerwerkstoffen die Funktion einer
elastischen Lagerung; andererseits sind sie auf Grund ihrer viskosen
Eigenschaften in der Lage, Energie zu dissipieren und damit Schwingungen
zu dämpfen.
Dabei wird ein hohes Maß an
Dämpfung besonders
für die
Bedämpfung
großer
Amplituden von niederfrequenten Schwingungen benötigt, die z.B. die Anbindung
der Stossdämpfers
an die Karosserie beeinflussen. Andererseits ist bei kleinen Amplituden
und höheren
Frequenzen eine hohe Dämpfung
aus Gründen
der Fahrzeugakustik unerwünscht. Das
Dämpfungsverhalten
derzeitiger, konventioneller Rundlager ist abhängig vom materialimmanenten Dämpfungsvermögen des
eingesetzten Elastomerwerkstoffes.
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Das Deutsche Gebrauchsmuster 020213260 beschreibt
Dämpferlager,
bei denen zwischen dem Einleger und der äußeren Hülse sowohl ein in radialer
Richtung wirkendes Dämpfungselement
als auch eine Gleithülse
vorliegen. Die Gleithülse
soll dabei die axiale Beweglichkeit des radial dämpfenden Elementes sicherstellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war es, Dämpferlager,
insbesondere Federkonstruktionen zur Anbindung der Kolbenstange
des Automobilstoßdämpfers an
die Automobilkarosserie zu entwickeln, bei denen in radialer und
axialer Richtung ein bestimmter Verformungsweg mit unterschiedlich
definierter Anlaufsteifigkeit realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe konnte durch die eingangs dargestellten
Dämpferlager
und Federkonstruktionen gelöst
werden. Ein beispielhaftes Dämpferlager,
allerdings ohne das an dem Artikel (iv) anliegende Gehäuse (ii),
das bevorzugt von außen
den gesamten Artikel (iv) umfasst, ist in der 1 dargestellt. Ein beispielhafter
Einleger (i) ist in der 2 abgebildet. 3 stellt den Artikel (iv),
in diesem bevorzugten Falle einen Ring, dar. Ein beispielhaftes
Lagerelement (iii) ist in 4 beschrieben. 5 stellt beispielhaft eine
erfindungsgemäße Federkonstruktion dar.
In allen Figur sind die Maße
in [mm] angegeben.
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Der bevorzugt zylindrische Einleger
(i) kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein und auf üblichen
Materialien basieren, beispielsweise Metallen, z.B. Stahl, Eisen
und/oder Aluminium oder harten Kunststoffen, z.B. thermoplastischem
Polyurethan (TPU), Polyoxymethylen und/oder Polyamid. Der Einleger
(i) verfügt
bevorzugt über
eine Innenbohrung üblicherweise
zur Aufnahme eines Befestigungsbolzen. Der Außendurchmesser ergibt sich
aus konstruktiven Gründen.
Bevorzugt weist der Einleger (i) wie in 2 dargestellt einen Durchmesser (xx) von
40 mm bis 60 mm, besonders bevorzugt 50 mm bis 55 mm auf. Die Höhe (xxi)
des Einlegers (i) beträgt
bevorzugt 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 15 mm. Der Durchmesser
(xxii) der Bohrung in dem Einleger (i) beträgt bevorzugt
8 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt 10 mm bis 11 mm. Die Höhe (xxiii)
der Kante des Einlegers (i) beträgt bevorzugt 5 mm bis 7 mm.
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Das Gehäuse (ii) kann ein-
oder mehrteilig, bevorzugt einteilig aufgebaut sein und auf üblichen Materialien
basieren, beispielsweise Metallen, z.B. Stahl, Eisen und/oder Aluminium
oder harten Kunststoffen, z.B. TPU, Polyoxymethylen und/oder Polyamid.
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Das Gehäuse (ii) verfügt über einen
Außendurchmesser
und einen Innendurchmesser, die in den Abmaßen und Ausführungen
variieren können. Die
Erfindung umfasst sowohl kalibrierte und unkalibrierte Gehäuse (ii).
Eine Fixierung der Einzelteile, d.h. Einleger (iii), Lagerelement
(iii), Artikel (iv) und Gehäuse (ii) kann beispielsweise
durch eine Kalibrierung erreicht werden.
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Die Lagerelemente (iii)
können
jeweils aus einem oder mehreren Einzelteilen, die elastische Eigenschaften
aufweisen, bestehen. Durch den Einsatz von Lagerelementen mit beispielsweise
unterschiedlicher Dichte kann auf speziellen Anforderungen eingegangen
werden. Die Lagerelemente (iii), die oberhalb und unterhalb
des Einlegers positioniert sind und den Einleger in axialer Richtung
dämpfen, d.h.
abfedern sollen, können
jeweils unter Spannung zwischen dem Einleger (i) und einer
oberen bzw. unteren Begrenzung vorliegen. Ein radiale Federung findet
durch die Lagerelemente (iii) erfindungsgemäß nicht
statt. Die Dämpfung
in radialer Richtung wird durch das Gummi des Artikels (iv)
wahrgenommen. Die Lagerelemente (iii) sind bevorzugt zylindrisch
oder ringförmig
ausgestaltet. Bevorzugt beträgt der äußere Durchmesser
(xxxv) des Lagerelementes (iii) 30 mm bis 70 mm,
besonders bevorzugt 40 mm bis 60 mm, insbesondere 52 mm. Bevorzugt
beträgt
der innere Durchmesser (xxxvi), d.h. der Durchmesser der
Bohrung in dem ringförmigen
Lagerelement (iii), 10 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt
20 mm bis 40 mm, insbesondere 32 mm. Die Höhe (xxxvii) des Lagerelementes
(iii) beträgt
bevorzugt 3 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 5 mm bis 15 mm, insbesondere
7 mm. Die erfindungsgemäßen Lagerelemente
(iii) und bevorzugt die Zusatzfeder (ix) basieren
bevorzugt auf zelligen 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, 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. 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. Elastomere 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, beispiels weise 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.
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Bevorzugt weisen die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
einen Druckverformungsrest kleiner 25 % nach DIN 53572, wobei als Prüfkörper Würfel der
Abmessung 40 mm x 40 mm x 30 mm ohne Silikonanstrich verwendet werden,
die Prüfung
bei konstanter Verformung erfolgt, wobei die Prüfkörper um 40 % zusammengedrückt und
22 Stunden bei 80°C
im Umluftschrank gehalten werden, die Prüfeinrichtung nach der Entnahe
aus dem Wärmeschrank
2 Stunden im zusammengedrückten Zustand
auf Raumtemperatur abgekühlt
wird, anschließend
der Prüfkörper aus
der Prüfeinrichtung entnommen
wird und 10 min ± 30
s nach der Entnahme der Prüfkörper aus
der Prüfeinrichtung
die Höhe der
Prüfkörper auf
0,1 mm genau gemessen wird.
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Der oder die Artikel (iv)
befinden sich erfindungsgemäß in dem
Raum zwischen dem äußeren Rand
des Einlegers (i) und dem den Einleger umfassenden Gehäuse (ii).
Die Aufgabe dieses Artikels (iv), bevorzugt des Ringes
(iv) besteht darin, Schwingungen und Stöße des Stoßdämpfers zur Karosserie zu dämpfen und
dadurch eine möglichst
gute Entkopplung zu erzielen. Sinn der Entkopplung ist es, eine
Geräuschübertragung
zu minimieren.
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Der Artikel (iv) ist erfindungsgmeäß aus Gummi
gefertigt. Gummi ist dem Fachmann allgemein bekannt und kommerziell
erhältlich.
Dabei können
allgemein übliche
Gummitypen eingesetzt werden. Die Herstellung geeigneter Ringe (iv)
kann beispielsweise nach bekannten Verfahren z.B. mittels Vulkanisation
erfolgen. Ein besonderer Vorteil liegt in dem geringen Abrieb des
Gummis und der damit verbundenen längeren Lebensdauer des Artikels
(iv). Der Artikel (iv) kann einen größeren Außendurchmesser
haben als der Innendurchmesser der Gehäuses (ii). Dadurch
wird eine Vorspannung des Elastomerbauteils, d.h. des Artikels (iv)
erzielt. Bei dieser Bauweise kann auf einen anschließenden Kalibrierprozess
verzichtet werden. Diese Vorteile gelten auch, wenn der Innendurchmesser
des Elastomerbauteile kleiner ist als der Außendurchmesser des Einlegers
(i). Bevorzugt weist der Artikel (iv) eine Höhe (xxv)
von 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 15 mm auf. Der äußere Durchmesser
(xxvi) des Artikels (iv) beträgt bevorzugt 50 mm bis 70 mm,
besonders bevorzugt 58 mm. Der innere Durchmesser (xxvii)
des Artikels (iv) beträgt
bevorzugt 45 mm bis 65 mm, besonders bevorzugt 52 mm.
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Eine bevorzugte Federkonstruktion
ist in der 5 skizziert.
An dem vom Stoßdämpfer angewandten
Ende der Kolbenstange ist bevorzugt mittels einer Mutter (v)
der Einleger befestigt, zwischen dessen äußerem Rand und der Innenwand
des Gehäuses
(ii) sich der Artikel (iv) befindet. Der Rand
des Einleger wird von den Lagerelementen (iii) oberhalb und
unterhalb des Einlegers zwischen Deckel und unterem Rand des Gehäuses federnd
gelagert. Die Zusatzfeder, die auf die Kolbenstange gesteckt ist,
ist bevorzugt zwischen Stoßdämpfer und
unterem Rand (vii) des Gehäuses (ii) positioniert
und bevorzugt zumindest teilweise von einem in axiale Richtung weiterführenden
Rand (xxx) des Gehäuses
umschlossen. In axialer Richtung, d.h. in Richtung der Kolbenstange,
trennt der untere Rand (vii) bevorzugt den Einleger (i),
die Lagerelemente (iii) und den Artikel (iv) von
der Zusatzfeder (ix), die bevorzugt an der von (i),
(iii) und (iv) abgewandten Seite an dem unteren
Rand (vii) anliegt. Der untere Rand (vii) weist
bevorzugt eine Bohrung für
die Kolbenstange (x) auf. Der seitliche Rand (vi)
des Gehäuses
(ii) umschließt den
Einleger (i) und den Artikel (iv), der bevorzugt sowohl
an den Rand (vi) als auch den Einleger (i) grenzt.
Der Raum in dem Gehäuse
(ii), in dem der Einleger (i) positioniert ist,
wird bevorzugt von dem unteren Rand (vii), dem seitlichen
Rand (vi) und dem Deckel (viii) begrenzt.