DE2701181A1

DE2701181A1 - Resilient filling material for suspension unit - comprising suspension of fluid and hollow polymer particles with closed elastic casings (NL 17.7.78)

Info

Publication number: DE2701181A1
Application number: DE19772701181
Authority: DE
Inventors: Carsten Picker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-13
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1978-07-20

Abstract

Resilient material (I) for filling the chamber of a suspension unit, has elastic characteristics both under tension and compression loads. (I) comprises a suspension consisting of a fluid and polymer particles, the latter having thin elastic closed casings, and being hollow internally, with one or more chambers. (I) behaves like a mixture of air and fluid, but does not escape completely in the event of a defect in the chamber, so that some springing action still remains. The need for complex mechanical parts is avoided.

Description

Fülimeterial für federungFülimeterial for suspension

Die Erfindung betrifft ein fliessendes Material mit zug-und druckelastischen Eigenschaften zum rillen einer an sich bekannten Kammer, die ihr Volumen unter Druck verklehert und durch Zug vergrößert, und die Bestandteil einer kompletten Pederung ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Füllmaterial fiir Federbeine und Stoßdämpfer für Fahrzeuge aller Art.The invention relates to a flowing material with tensile and compressive elasticity Properties for grooving a known chamber that increases its volume under pressure made smaller and enlarged by tension, and which are part of a complete pedering is. In particular, the invention relates to a filling material for suspension struts and shock absorbers for vehicles of all kinds.

Es ist bekannt, die druckelastischen Eigenschaften von komprimierter Luft fUr Federungszwecke auszunutzen (pneumatische Federung). Es ist auch bekannt, Flüssigkeiten in Verbindung mit Luft zu verwenden. Ferner ist bekannt, PlUssigkeiten allein als fließfähiges Material in Pederungen einzusetzen. Die bekannten Anordnungen besitzen den Nachteil, daß bei einem defekten System die Luft und/oder die flüssigkeiten entweichen und die Federung dadurch ihre Punktion verliert.It is known the compressive elastic properties of compressed To use air for suspension purposes (pneumatic suspension). It is also known Use liquids in conjunction with air. It is also known to have fluids to be used solely as a flowable material in pederings. The known arrangements have the disadvantage that in a defective system the air and / or the liquids escape and the suspension loses its puncture.

Außerdem besitzt Flüssigkeit den Nachteil nicht komprimierbar zu sein. Die Federungseigenschaften müssen durch aufwendige Konstruktionen, wie miteinander verbundene Wehrkammersysteme erreicht werden.In addition, liquid has the disadvantage of being incompressible. The suspension properties have to be due to complex constructions, such as with each other connected defense chamber systems can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Millmaterial fUr eine Federkammer zu schaffen, daf3 zug- und druckelastisch ist, sich also ähnlich wie Luft und eine Flüssigkeiten zemeinsau verhält und fließfähig ist, und das bei einem nerekt der Füllkammer nicht wie Luft und/oder eine Flüssigkeit total entweicht. Vielmehr oll auch in einem solchen Fall die Feder-Punktion mindestens teilweise erhalten bleiben. Ferner sollen durch das Fullmaterial aufwendige mechanische Konstruktionen am metallischen Teil der Federung entfallen.The invention is based on the object of providing a milling material for a To create a spring chamber that is elastic in tension and compression, thus similar to Air and fluids behave in a messy way and are flowable, and that for one Does not nerect the filling chamber as air and / or a liquid totally escapes. Rather, the feather puncture should at least partially also in such a case remain. Furthermore, complex mechanical constructions should be due to the filler material omitted on the metallic part of the suspension.

Die Aufrabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch eelöat, daß das Füllmaterial eine Suspension ist, die aus einer Flüssigkeit und aus Polymerteilchen besteht, und daß die Polymerteilchen eine dünne elastische geschlossene Hülle besitzen und in ihrem Inneren ein- oder mehrkammerig hohl sind, Die elastische geschlossene JWlle muß verhindern, daß die Flüssigkeit in das hohle Innern der Polymerteilchen einwandert. Die Hülle kann sowohl aus thermoplastischen, als auch aus vernetzen Polymeren bestehen. Die Polymerteilchen sollen vorzugsweise eine runde Form und eine glatte Oberfläche besitzen und in untrschiedlicher Größe. daß heißt mit unterschiedlichen Durchmessern zur Anwendung kommen, und zwar in der Weise, daß die kleinen Polymerteilchen die Hohlräume zwischen den großen Polymerteilchen ausfüllen.The task is eeloat according to claim 1 in that the filler material is a suspension consisting of a liquid and polymer particles, and that the polymer particles have a thin, elastic, closed envelope and are hollow in their interior with one or more chambers, the elastic closed JWlle must prevent the liquid from migrating into the hollow interior of the polymer particles. The shell can consist of both thermoplastic and crosslinked polymers. The polymer particles should preferably have a round shape and a smooth surface own and in different sizes. that means with different diameters are used, in such a way that the small polymer particles Fill voids between the large polymer particles.

Es sind alle Polymerteilchen geeignet, die aus Polymeren gebildet sind, deren Bruchdehnung bei Normaltemperatur größer als EoX ist, gemessen an einem 5 cm breiten, 1mm starken und io cm langen flichigem Stück. Die Teilchen selbst müssen mehr als 6-mal leichter als Wasser sein und Durchmesser von o,o2 bis 7,8 inm, vorzugsweise von 0,05 bis 2,o men besitzen. Im Innern können diese Teilchen einen mit Gas oder Luft gefüllten hohlen Kern enthalten, also Hohlkugeln sein, oder eine Schaumstruktur besitzen, also mehrzellig sein.All polymer particles formed from polymers are suitable whose elongation at break is greater than EoX at normal temperature, measured on a 5 cm wide, 1 mm thick and 10 cm long flichigem piece. The particles themselves must be more than 6 times lighter than water and a diameter of 0.02 to 7.8 in, preferably from 0.05 to 2, o men. Inside can these particles contain a hollow core filled with gas or air, i.e. be hollow spheres, or have a foam structure, i.e. be multicellular.

Beschreibungen über Hohlkugeln und Mikrohohlkugeln finden sich in der Us-Patentschrift ?r. 2.797.201 und in der Dos 1.495.485. Die Polymerteilchen können aber auch sogenannte @ikrokapseln sein. nabei muß die äußere Hülle (kapsel) materialmäßig nicht übereinstimmen mit dem Material,aus welchem z.B. der Schaumkern besteht. Beschreibungen über Mikrokapseln finden sich in der Zeitschrift Verfahrenstechnik', Jahrgang 72, Heft 12 (verlag krauskopf) auf Seite 3 bis 8.Descriptions of hollow spheres and hollow microspheres can be found in the US patent? r. 2,797,201 and in the Dos 1.495.485. The polymer particles but can also be so-called microcapsules. the outer shell (capsule) materially do not match the material from which, for example, the foam core consists. Descriptions of microcapsules can be found in the journal 'Verfahrenstechnik', Year 72, issue 12 (publisher krauskopf) on pages 3 to 8.

Im Ideal fall besteht die tülle aus einem Polyurethanelastomeren.Ideally, the grommet is made from a polyurethane elastomer.

Solche Polymerteilchen kennen nach dem Verfahren wie in US-Patentschrift 2.797.2o1, als auch nach dem Verkapeelungsverfahren hergestellt werden. Beim Verkapselungeverfahren ist es auch denkbar z.B. ein Schaumstoffkügeichen aus Polysterol mit einer hülle aus Polyurethan zu versehen und anschließend durch ein Lösungsmittel, wie z,B. Aceton die Schaumstruktur scu zerstören.Such polymer particles are known by the method as in US patent 2.797.2o1, as well as by the encapsulation process. In the encapsulation process It is also conceivable, for example, a foam ball made of polystyrene with a cover to be provided from polyurethane and then by a solvent, such as, B. acetone destroy the foam structure scu.

Das Lösungsmittel emigriert in Spuren durch die geschlessene tülle und zerstört nach dem Eindringen die zchaumstruktur des Polysterol. Geeignet sind alle Lösungsmittel.The solvent emigrates in traces through the closed spout and after penetration destroys the foam structure of the polystyrene. Are suitable all solvents.

welche die Elastomerhülle nicht oder nicht nennenswert anlösen, aber Lösungsmittel für den Schaumkern darstellen.which do not dissolve the elastomer shell or do not dissolve it to any significant extent, but Represent a solvent for the foam core.

Das kontinuierliche Medium muß eine Flüssigkeit sein, dt.The continuous medium must be a liquid, dt.

auch Luft enthalten kann, welche die jeweiligen Polymerteilchen nicht zerstört und nicht durch ihre Hüllen in sie hineinwandert. Außerdem muß das flüssige Medium, welches die Trägerflüssigkeit für die Polymerteilchen bildet, eine Gleitfähigkeit besitzen und bei Normaltemperatur flüssig bis pastös ein. Das flüssige Medium bildet gewisseiinaßen eine kontinuierliche Phase, während die Polymerteilchen die diskontinuierliche Phase darstellen Erfindungsgemäß können die zug- und druckelastischen Eigenschaften nicht nur durch die Größe und Beschaffenheit der Polymerteilchen, sondern auch durch das Verhältnis von Polymerteilchen zur Flüssigkeit bestimmt werden. Je gröber der Anteil an Riymerteilchen mit sehr elastischen Hüllen (Elastomere), um so mehr verhält sich das Füllmaterial wie Luft. Eine Verschiebung zur Flüssigkeit hin verändert die Eigenschaften in Richtung Hydraulik Als Flüssigkeiten kommen vorzugsweise solche in Frage, welche bei Hydraulikfedern bereits bekannt sind, wie Glyzerin, Silikonöl, Chlorparafin, Mineralöl und dergl.can also contain air, which the respective polymer particles do not destroyed and does not migrate into them through their shells. In addition, the liquid must Medium which forms the carrier liquid for the polymer particles, a lubricity and liquid to pasty at normal temperature. The liquid medium forms Certainly a continuous phase, while the polymer particles are discontinuous Represent phase According to the invention, the tensile and compressive elastic properties not only through the size and nature of the polymer particles, but also through the ratio of polymer particles to liquid can be determined. The coarser the Proportion of belt particles with very elastic shells (elastomers), the more it behaves the filling material is like air. A shift towards the liquid changed the properties in the direction of hydraulics The preferred fluids are fluids in question, which are already known for hydraulic springs, such as glycerine, silicone oil, Chlorinated paraffin, mineral oil and the like.

Das Füllmaterial selbst befindet sich in Jedem Fall in einem gas- und oder flëssigkeitsdichten Raum, der bei Druck sein Volumen verkleinern und bei Zug sein Volumen vergrößern kann.The filling material itself is in any case in a gas and or liquid-tight space, which reduce its volume under pressure and at Train can increase its volume.

Dieser Raum kann ein- oder mehrkammerig sein, aus Metall oder aus einem Polymeren bestehen. Überraschend wIrde gefunden, das selbst Mikrohohlperlen mit einer Felle von weniger als o,5 Mikron und einem Durchmesser von o,l. mm einen Druck von mehr als 40 bar aushalten wenn sie von einem flisßfähigen Medium umgeben sind, welches den Dick von allen Seiten gleichmäßig auf ihre Oberflächen verteilt.This space can be single or multi-chamber, made of metal or made of consist of a polymer. Surprisingly, it was found that even hollow microbeads With a skin less than 0.5 microns and a diameter of 0.1. mm a Withstand pressures of more than 40 bar when surrounded by a fluid medium which distributes the thickness evenly on their surfaces from all sides.

Gemäß der Erfindung kann die Flüssigkeit auch eine Emulsion sein welche Luft enthält. Dem Begriff Flüssigkeit haben sic4 alle Medien su unterordnen, die bei geringem Druck fließen, und somit bei einer Druckeaufsxhlagung von außen den Druck gleichmäßig auf die Vielzahl der einzelnen Polymerteilchen übertragen.According to the invention, the liquid can also be an emulsion Contains air. All media have to be subordinated to the term liquid, which at low pressure flow, and thus when pressure is applied from the outside, the pressure is evenly transferred to the large number of individual polymer particles.

Durch die Hohle Zelle bzw. Zellen in den Polymerteilchen, die ein Gas enthalten können, welches auch Lift sein kann, wird erreicht, daß das Füllmaterial sich bei Druckbeaufschlagung reversibel komprimiert. Bei Druckentlastung geht das Fillmaterial in seine Ausgangsgröße zurück. Bei Zugbeanspruchung verhält sich das Füllmaterial in etwa proportional umgek.hrt. Die Polymerteilchen können bis zu 85 Volumenprozent des fertigen Fttllmaterials ausmachen, vorzugsweise Jedoch besteht das Füllmaterial zu etwa 50 % aus einer kontinuterlichen Phase und wi etwa 5o: aus Polymerteilchen.Through the hollow cell or cells in the polymer particles that form a Can contain gas, which can also be lift, is achieved that the filling material compresses reversibly when pressure is applied. This is possible when the pressure is relieved Fill material back to its original size. This behaves under tensile stress Filling material reversed roughly proportionally. The polymer particles can be up to 85 Make up percent by volume of the finished filler material, but preferably consists about 50% of the filler material is from a continental phase and wi about 50% Polymer particles.

mittels des erfindungsgemäßen Füllmaterials lassen sich nicht nur Stöße abfangen und unerwünschte Bewegungen in kontrollierte Bewegungen umwandeln (komfortfederung), vielmehr können auch die gewissermaßen träge zug- und druckelastischen Eigenschaften dazu dienen, Nachschwina ngen und Vibrationen zu unterdrücken.by means of the filler material according to the invention can not only Catch shocks and convert unwanted movements into controlled movements (comfort suspension), rather the somewhat sluggish tensile and compressive elastic Properties serve to suppress ringing and vibrations.

Perner kann erfindllngseemäU das kontinuierliche Medium gleichzeitig das nleit- und Dichtungsmaterial ftir die inneren Oberflächen der beweglichen Teile der Kammer sein, z.B. Zylinder und Kolben. Beim erfindungsgemäßen Füllmaterial entweicht beim Defektweerden lediglich das flüssige kontinuierliche Medium.Perner can invent the continuous medium at the same time the guiding and sealing material for the inner surfaces of the moving parts the chamber, e.g. cylinder and piston. With the filling material according to the invention escapes in the case of defects, only the liquid continuous medium will be used.

Die Polymerteilohen werden zurückgehalten und sorgen für ausreichende Notlaufeigenscheften.The polymer parts are retained and ensure sufficient Emergency running properties.

)ie Erfindung wird anhand einer Skizze erläutert (Schnitt durch Teil einer mit Füllmaterial gafülllten Kammer 1 . Kammerwand 2. kontinuierliches Medium 1. Polymerteilchen 4. elastische flülle 5. hohler Kern L e e r s e i t e) he invention is explained using a sketch (section through part a chamber filled with filling material 1. Chamber wall 2nd continuous medium 1. polymer particles 4. elastic filler 5. hollow core L e r s e i t e

Claims

A n 5 p r u c h e 1 Non-woven fabric with tension and compression elastic Properties for filling a chamber that reduces its volume under pressure and Enlarged under tension, there is no indication that the filler material is used is a suspension consisting of a liquid and polymer particles, and that the polymer particles have a thin, elastic, closed envelope and are hollow in their interior with one or more chambers.