DE3039868C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, bestehend aus drei rotationssymmetrischen Teilen, die konzentrisch an geordnet sind und bei dem äußere ringförmige und das innere hülsenförmige Teil aus relativ hartem Werkstoff, und das mit dem inneren und äußeren Teil verbundene Mittelteil aus einem thermoplastischem, organischem Elastomermaterial besteht.The invention relates to a shock absorber of three rotationally symmetrical parts that are concentric are ordered and the outer annular and that inner sleeve-shaped part made of relatively hard material, and the middle part connected to the inner and outer part made of a thermoplastic, organic elastomer material consists.
Ein solcher Stoßdämpfer ist beispielsweise aus der DE-OS 26 07 341 bekannt. Hierbei sind die drei konzentrischen Teile getrennt hergestellt und miteinander verklebt. Diese Konstruk tion ermöglicht die Herstellung von Stoßdämpfern in unterschied lichen Größen für unterschiedliche Lastbereiche. Die Herstellung ist jedoch außerordentlich zeitaufwendig und damit kostspielig. Es ist auch bekannt, einen Stoßdämpfer aus äußeren Metallteilen und einem inneren elastomeren Teil herzustellen, was jedoch auch sehr aufwendig ist, weil der elastomere Bestandteil in einer Form unter Anwendung von Hitze und Druck anvulkanisiert werden muß.Such a shock absorber is for example from DE-OS 26 07 341 known. Here are the three concentric parts made separately and glued together. This construct tion enables the production of shock absorbers in different ways sizes for different load ranges. The production is extremely time consuming and therefore expensive. It is also known to make a shock absorber from outer metal parts and an inner elastomeric part, but what is also very expensive because the elastomeric component in vulcanized into a mold using heat and pressure must become.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungs gemäßen Stoßdämpfer billiger und einfacher herzustellen als dies bisher möglich war.The invention is therefore based on the object, a genus modern shock absorbers cheaper and easier to manufacture than this was previously possible.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. The task is solved by the in the labeling part of claim 1 specified features.
Der Erfindung liegt demgemäß die Erkenntnis zugrunde, daß auf eine nachträgliche Verklebung verzichtet werden kann, wenn die Werkstücke für die drei konzentrischen Teile so gewählt werden, daß das Material für das mittlere Teil im spritzfähigen Zustand soweit in das bereits gesetzte Material von äußerem und innerem Teil eindringen kann, daß eine dauerhafte Verbin dung erhalten bleibt.The invention is accordingly based on the finding that a subsequent gluing can be omitted if the Workpieces for the three concentric parts can be selected that the material for the middle part in the sprayable Condition so far in the material already placed from the outside and inner part can penetrate that permanent connection remains intact.
Verfahrensgemäß gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 4 bis 6.According to the method, the task is solved by Features specified in the characterizing part of claim 3. Appropriate configurations of the method result from claims 4 to 6.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stoßdämpfers gemäß Anspruch 1. Die Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe durch die Kennzeichnungs merkmale des Patentanspruchs 7.The invention also relates to a device for Production of a shock absorber according to claim 1. Die Device solves the task by labeling Features of claim 7.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe following are exemplary embodiments of the invention hand described in the drawing. In the drawing shows
Fig. 1 einen Axialschnitt eines plattenartigen Stoß- bzw. Schwingungs dämpfers gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung, Fig. 1 shows an axial section of a plate-like impact or vibration damper in accordance with a preferred exporting approximately of the invention,
Fig. 2A bis 2C Schnittansicht, die unterschiedliche Stellungen eines Spritzgußformaufbaus darstel len, der zur Herstellung des Stoßdämpfers gemäß Fig. 1 Anwendung findet, Figs. 2A to 2C are sectional view showing the different positions of len an injection mold assembly depicting that finds application 1 for the preparation of the shock absorber according to FIG.
Fig. 3 und 4 der Fig. 1 entsprechende Axialschnitte zweier weiterer Ausführungsbeispiele von erfin dungsgemäßen Schwingungsdämpfern. FIGS. 3 and 4 of Fig. 1 corresponding axial sections of two further embodiments of to the invention OF INVENTION vibration dampers.
Der in Fig. 1 dargestellte plattenartige Stoß dämpfer besteht aus einem Innenteil 2 und einem Außenteil 4 sowie einem Zwischenstück 6. Innen- und Außenteil sind aus relativ starrem thermoplastischem Material herge stellt, während das Zwischenstück aus einem thermoplasti schen Elastomer besteht. Der Ausdruck "im wesentlichen starres thermoplastisches Material" bedeutet, daß es sich um ein massives, im wesentlichen starres Material han delt, welches geschmolzen wird (d. h. es wird immer weicher, bis es flüssig wird), wenn es auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird, und es wird gehärtet und wird fest und im wesentlichen starr, wenn es auf Raumtempera tur von beispielsweise 21°C abgekühlt wird. Der Aus druck "thermoplastisches Elastomer" bezeichnet ein massi ves Material, welches die Eigenschaften besitzt, daß es schmilzt, wenn es auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird, und daß es aushärtet und fest und elastisch wird und das Verhalten eines Elastomers besitzt, wenn es auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Diese thermoplastischen Materialien können aus einer einzigen thermoplastischen Polymersubstanz oder einer Mischung solcher Substanzen bestehen, wobei Zusätze wie Färbemittel, Plastifizie rungsmittel, Antioxidationsmittel, Stabilisatoren und an dere Bestandteile zugesetzt werden können, die eine oder mehrere physikalische Eigenschaften der thermoplastischen Substanz modifizieren.The plate-like shock absorber shown in Fig. 1 consists of an inner part 2 and an outer part 4 and an intermediate piece 6th Inner and outer part are made of relatively rigid thermoplastic material, while the intermediate piece consists of a thermoplastic elastomer. The term "substantially rigid thermoplastic material" means that it is a solid, substantially rigid material which is melted (ie, becomes softer and softer until it becomes liquid) when heated to an appropriate temperature, and it is hardened and becomes solid and substantially rigid when cooled to room temperature of, for example, 21 ° C. The term "thermoplastic elastomer" refers to a solid material which has the properties that it melts when heated to an appropriate temperature, and that it hardens and becomes firm and elastic and has the behavior of an elastomer when it is on Room temperature is cooled. These thermoplastic materials can consist of a single thermoplastic polymer substance or a mixture of such substances, and additives such as colorants, plasticizers, antioxidants, stabilizers and other components can be added which modify one or more physical properties of the thermoplastic substance.
Ein weiteres Erfordernis der Erfindung besteht darin, daß die Teile 2, 4 und 6 im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Demgemäß müssen das im wesentlichen starre ther moplastische Material und das thermoplastische elastomere Material aus Spritzgußmaterialien bestehen, die im Spritzgußverfahren verarbeitet werden können. Die Mate rialien können in der Hauptsache aus einem oder mehreren Polymerisationsprodukten und/oder einen oder mehreren Mischpolymerisaten bestehen. Außerdem sollte das Material, welches zur Herstellung der Teile 2 und 4 benutzt wird, und das Material, welches zur Herstellung des zwischen Innenteil 2 und Außenteil 4 liegenden Mittelteils 6 bzw. Zwischen stücks 6 benutzt wird, kompatibel in dem Sinne sein, daß die Materialien miteinander durch Fusion verbunden werden können, d. h. durch Berührung der Materialien, während wenigstens eines der Materialien in einem flüssigen Zu tand befindlich ist, wonach dann eine Abkühlung des flüssigen Materials erfolgt, bis eine Verfestigung und eine Verbindung mit dem anderen Material vollendet ist. Die Teile 2 und 4 können aus unterschiedlichen kompatib len Materialien bestehen, die bei etwa den gleichen Tem peraturen schmelzen und sich verfestigen, jedoch ist es zweckmäßig, die beiden Teile aus dem gleichen Material zu fertigen. Vorzugsweise besitzen die Teile 2 und 4 einen Biegemodul von über 27 600 bar (400 000 psi), während das Zwischenstück 6 aus einem weichen thermoplastischen Ela stomer mit niedrigem Modul besteht, welches einen Härte wert zwischen 35 und 85 gemäß einem Härtemeter mit einer Shore A-Skala aufweist. Beispielsweise bestehen die Teile 2 und 4 aus Polystyrol mit einem Biegemodul von etwa 32 085 bar (465 000 psi) und das Zwischenstück besteht aus Butadienstyrolverbindungen mit einem Härtewert von 55, gemessen mit einem Härtemeter mit einer Shore A- Skala.Another requirement of the invention is that parts 2, 4 and 6 are made by injection molding. Accordingly, the substantially rigid ther moplastic material and the thermoplastic elastomeric material must consist of injection molding materials that can be processed by injection molding. The materials can mainly consist of one or more polymerization products and / or one or more copolymers. In addition, the material used for the production of parts 2 and 4 and the material used for producing the middle part 6 and intermediate part 6 or intermediate piece 6 lying between inner part 2 and outer part 4 should be compatible in the sense that the materials can be joined together by fusion, ie by touching the materials while at least one of the materials is in a liquid state, after which the liquid material is cooled until solidification and connection to the other material is complete. The parts 2 and 4 can consist of different compatible len materials that melt and solidify at about the same tem peratures, but it is advisable to manufacture the two parts from the same material. Preferably, the parts 2 and 4 have a flexural modulus of over 27,600 bar (400,000 psi), while the intermediate piece 6 consists of a soft thermoplastic ela stomer with a low modulus, which has a hardness value between 35 and 85 according to a hardness meter with a Shore A. Scale. For example, parts 2 and 4 are made of polystyrene with a flexural modulus of about 32 085 bar (465,000 psi) and the intermediate piece consists of butadiene styrene compounds with a hardness value of 55, measured with a hardness meter with a Shore A scale.
Die Teile 2, 4 und 6 sind in der Zeichnung so darge stellt, als ob sie scharfe Begrenzungen aufweisen, jedoch sind, wie im einzelnen weiter unten erwähnt, Übergangsbe reiche zwischen jenen Teilen vorgesehen, in denen Vermischungen oder Diffusionserscheinungen des thermopla stischen Materials vorhanden sind.The parts 2, 4 and 6 are Darge in the drawing as if they have sharp boundaries, but, as mentioned in detail below, transition areas are provided between those parts in which mixtures or diffusion phenomena of the thermoplastic material are present .
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzt das innere Teil 2 eine flache ringförmige obere Oberfläche 8 und eine unte re ringförmige Oberfläche 10, eine innere zylindrische Oberfläche 12, die eine Axialbohrung 17 definiert, und eine äußere Begrenzung, die als Drehkörperoberfläche ausgebildet ist, und zylindrische Endabschnitte 16 und 18 sowie einen doppelt gekrümmten Zwischenabschnitt 20 auf weist. Das äußere Teil 4 dient als Flansch für den Schwingungsdämpferaufbau und besitzt eine zylindrische äußere Oberfläche 22 und eine innere Begrenzung 24, die als zylindrische Oberfläche ausgebildet ist, sowie eine obere Ringoberfläche 26 und eine parallel hierzu verlau fende Oberfläche 28, und diese Oberflächen liegen pa rallel zu den entsprechenden Oberflächen des inneren Rings 2 und erstrecken sich rechtwinklig zur Achse des inneren Teils. Das äußere Teil 4 besitzt mehrere Lagerungslöcher 5. Das Zwischenstück 6 besitzt einen inneren Abschnitt 30 und einen äußeren Abschnitt 32, die jeweils am Innenteil 2 am Übergangsabschnitt 18 und am Teil 4 am inneren Über gangsteil 24 befestigt sind, und außerdem weist das Zwi schenstück einen gekrümmten Übergangsabschnitt 34 auf, der zwischen dem inneren Teil 2 und dem äußeren Teil 4 verläuft. Der Übergangsabschnitt 34 ist an dem inneren Teil 2 im Übergangsabschnitt 20 festgelegt. Der Über gangsabschnitt 34 wirkt als Feder, um elastisch das In nenteil 2 gegenüber dem äußeren Teil 4 abzustützen.As seen from Fig. 1, the inner part 2 has a flat annular upper surface 8 and a unte re annular surface 10, an inner cylindrical surface 12 defining an axial bore 17 and an outer boundary, which is designed as a rotary body surface, and cylindrical end portions 16 and 18 and a double-curved intermediate portion 20 has. The outer part 4 serves as a flange for the vibration damper structure and has a cylindrical outer surface 22 and an inner boundary 24 , which is formed as a cylindrical surface, as well as an upper ring surface 26 and a surface 28 running parallel thereto, and these surfaces are parallel to the corresponding surfaces of the inner ring 2 and extend perpendicular to the axis of the inner part. The outer part 4 has a plurality of mounting holes 5 . The intermediate piece 6 has an inner portion 30 and an outer portion 32 , which are each attached to the inner part 2 at the transition section 18 and part 4 on the inner transition part 24 , and also the inter mediate piece has a curved transition portion 34 which is between the inner Part 2 and the outer part 4 runs. The transition section 34 is fixed to the inner part 2 in the transition section 20 . The transition section 34 acts as a spring to elastically support the inner part 2 with respect to the outer part 4 .
Wenn der in Fig. 1 dargestellte Stoßdämper durch das weiter unten beschriebene Formverfahren hergestellt wird, dann findet nur eine geringe Diffusion oder Vermi schung des einen Materials mit dem anderen an den Grenz flächen statt. Außerdem erfolgt nur eine geringfügige Verzerrung des einen Materials durch das andere längs der Grenzbereiche. Durch Überprüfung der Querschnitte des Stoßdämpfers gemäß Fig. 1, die gemäß der Erfindung herge stellt wurden, hat sich gezeigt, daß bei Betrachtung mit einem Elektrodenmikroskop mit einem Vergrößerungs stab von 1 : 20 000 die Grenzbereiche zwischen dem Butadienstyrol-Thermoplastikelastomer und den Polystyrol teilen einen Zwischenbereich aufweisen (der Diffusionsbe reich oder die Vermischung von einem Material mit dem an deren), der eine Dicke in der Größenordnung von nur 25,4 × 10-6 mm aufweist. Nichtsdestweniger ist die Ver bindung zwischen den elastomeren und den nicht-elastome ren Teilen genügend fest, um in zufriedenstellender Weise als Schwingungsdämpfer zu wirken.If the shock absorber shown in Fig. 1 is made by the molding process described below, then there is little diffusion or mixing of one material with the other at the interfaces instead. In addition, there is only a slight distortion of one material by the other along the border areas. Reviewing the cross sections of the shock absorber according to FIG. 1, which were provided in accordance with the invention, has shown that when viewed with an electrode microscope with a magnifying rod of 1: 20,000, the boundary regions between the butadiene styrene thermoplastic elastomer and the polystyrene share one Have intermediate area (the Diffusionsbe rich or the mixing of one material with the other) that has a thickness of the order of only 25.4 × 10 -6 mm. Nevertheless, the connection between the elastomeric and the non-elastomeric parts is sufficiently firm to act as a vibration damper in a satisfactory manner.
Im folgenden wird auf die Fig. 2A bis 2C Bezug genommen. Der Stoßdämpfer gemäß Fig. 1 wurde gemäß der Erfindung mit einem bevorzugten Herstellungsverfahren mittels einer Spritzgußform gefertigt, die aus drei relativ zueinander beweglichen Formteilen 36, 38 und 40 sowie einem Kern 42 besteht, der am Formteil 36 festgelegt ist. Wie aus Fig. 2A ersichtlich, besitzt der Formkörper 36 eine profilier te innere Stirnfläche mit vier diskreten Stufenabschnit ten 44, 46, 48 und 50, während der Formkörper 38 eine flache innere Stirnfläche 52 und eine zylindrische innere Oberfläche 54 aufweist. Der Formkörper 40 besitzt eine profilierte innere Stirnfläche mit Abschnitten 56 und 58 und eine zylindrische äußere Oberfläche 60, die in einem dichten Gleitsitz zu der Oberfläche 54 steht. Die Form körper sind so angeordnet, daß bei ein Schließstellung be findlichen Formkörpern die Oberflächen 50 und 52 aufein ander passen, während die Oberflächen 44 und 58 und der Zapfen 42 einen ersten Hohlraum 62 bilden, während die Oberflächen 48 und 52 und der obere Abschnitt der Ober fläche 60 einen zweiten Hohlraum 64 bilden. Der Formkör per 40 besitzt ein zentrales Loch 66, in dem der Mittel zapfen 42 mit festem Preßsitz einpaßt. Mehrere Stifte 68 des inneren Formkörpers 36 stehen im Gleitsitz in Löcher 70 des Formkörpers 38 ein. Die Stifte 68 dienen als Kerne zur Herstellung der Lagerungslöcher 5. Die Formkörper 36,38 und 40 sind so eingerichtet (durch herkömmliche Mittel, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, die jedoch für den Fachmann klar sind), daß sie sich relativ zuein ander längs der Achse des Zapfens 42 bewegen können, so daß die Formkörper 38 und 40 getrennt beweglich sind und in unterschiedliche Stellungen längs der Achse relativ zum Formkörper 36 festlegbar sind.In the following, reference is made to FIGS. 2A to 2C. The shock absorber according to FIG. 1 was produced according to the invention with a preferred method of manufacture by means of an injection mold, which consists of three relatively movable mold parts 36, 38 and 40 and a core 42 is comprised, which is fixed on the molding 36. As shown in FIG. 2A, has the shape of body 36 a contouring te inner end face with four discrete Stufenabschnit th 44, 46, 48 and 50 while the mold body 38 having a flat inner end surface 52 and a cylindrical inner surface 54. The molded body 40 has a profiled inner end face with sections 56 and 58 and a cylindrical outer surface 60 which is in a tight sliding fit to the surface 54 . The moldings are arranged so that, when the moldings are in a closed position, the surfaces 50 and 52 fit one another, while the surfaces 44 and 58 and the pin 42 form a first cavity 62 , while the surfaces 48 and 52 and the upper portion of the Surface 60 form a second cavity 64 . The Formkör by 40 has a central hole 66 in which the center pin 42 fits with a tight press fit. A plurality of pins 68 of the inner molded body 36 protrude into holes 70 of the molded body 38 in a sliding fit. The pins 68 serve as cores for producing the mounting holes 5 . The shaped bodies 36, 38 and 40 are arranged (by conventional means, which are not shown in the drawing, but which are clear to the person skilled in the art), that they can move relative to one another along the axis of the pin 42 , so that the Shaped bodies 38 and 40 are movable separately and can be fixed in different positions along the axis relative to the shaped body 36 .
Der Schwingungdämpfer gemäß Fig. 1 ist unter Bezugnahme eines Formenaufbaus gemäß Fig. 2A bis 2C nach dem folgen den Verfahren gefertigt. Zunächst werden die Formteile 36, 38 und 40 in die Schließstellung gemäß Fig. 2A über führt (dies ist die erste Spritzstellung) und es wird ein geeignetes flüssiges thermoplastisches Formspritzmaterial eingespritzt, welches in der Lage ist, zu einem starren massiven Körper verfestigt zu werden (beispielsweise Polystyrol), und dieses Material wird in die Formhohlräu me 62 und 64 über die Einspritzöffnungen 74 und 76 einge spritzt, so daß die Teile 2 und 4 auf diese Weise gefer tigt werden. Dann wird der Formkörper 40 zurückgezogen, bis der äußere Rand seiner Oberfläche 56 mit der Oberflä che 52 fluchtet, wodurch ein dritter Hohlraum 78 gebildet wird, wie dies aus Fig. 2B ersichtlich ist (dies bildet die zweite Einspritzstellung). Danach wird ein geeignetes flüssiges thermoplastisches Spritzformmaterial einge spritzt, welches zu einem massiven Körper mit Eigenschaf ten eines Elastomers verfestigt wird, beispielsweise Butadienstyrol, und dieses Material wird in den Hohlraum 78 über eine oder mehrere Einspritzöffnungen 80 eingespritzt, so daß das Zwischenstück (Mittelteil) 6 gebildet wird. Diese Einspritzstufe wird durchgeführt, nachdem das in die Hohlräume 62 und 64 eingespritze Material verfestigt ist oder wenigstens so viskose geworden ist, daß es nicht mehr versetzt oder verzerrt wird, wenn das Material über die Öffnung 80 eingespritzt wird. Es muß jedoch weich ge nug sein, um eine Verbindung mit dem elastomeren Material zu gewährleisten. Demgemäß wird die zweite Einspritzstufe durchgeführt, während das Material in den Hohlräumen 62 und 64 noch heiß ist, jedoch nachdem es bereits erstarrt ist. Durch geeignete Wahl der Materialien ist es möglich, daß der Hohlraum 78 in einer Zeit von nur 3 s ausgefüllt wird, nachdem die Hohlräume 62 und 64 ausgefüllt sind, und es kann dennoch eine zufriedenstellende Verbindung zwischen den elastomeren und den nicht-elastomeren Teilen gewährleistet werden. Nachdem das Zwischenstück 6 sich im Hohlraum 78 gesetzt hat und einen massiven Körper bildet, werden schließlich die Formteile 38 und 40 von dem Form teil 36 getrennt, wie dies aus Fig. 2C ersichtlich ist, worauf die fertige Schwingungsdämpfer aus der Form ent nommen und zum Abkühlen beiseite gesetzt werden kann. Da nach werden die Formteile in die Stellung gemäß Fig. 2A zurückgeführt, damit der nächste Formvorgang eingeleitet werden kann.The vibration damper according to FIG. 1, with reference of a mold assembly shown in FIG. 2A to 2C according to the following the procedures made. First, the molded parts 36, 38 and 40 are moved into the closed position according to FIG. 2A (this is the first injection position) and a suitable liquid thermoplastic injection molding material is injected, which is capable of being solidified into a rigid, solid body ( for example polystyrene), and this material is injected into the hollow cavities 62 and 64 through the injection openings 74 and 76 , so that the parts 2 and 4 are made in this way. The molded body 40 is then retracted until the outer edge of its surface 56 is flush with the surface 52 , thereby forming a third cavity 78 as shown in FIG. 2B (this forms the second injection position). A suitable liquid thermoplastic injection molding material is then injected, which is solidified into a solid body with properties of an elastomer, for example butadiene styrene, and this material is injected into the cavity 78 via one or more injection openings 80 , so that the intermediate piece (middle part) 6 is formed. This injection step is carried out after the material injected into the cavities 62 and 64 has solidified or at least become so viscous that it will no longer be displaced or distorted when the material is injected through the opening 80 . However, it must be soft enough to ensure a connection with the elastomeric material. Accordingly, the second injection stage is performed while the material in cavities 62 and 64 is still hot, but after it has solidified. By properly selecting the materials, it is possible for the cavity 78 to be filled in as little as 3 seconds after the cavities 62 and 64 are filled, and still a satisfactory bond can be ensured between the elastomeric and the non-elastomeric parts . After the intermediate piece 6 has settled in the cavity 78 and forms a solid body, the molded parts 38 and 40 are finally separated from the molded part 36 , as can be seen in FIG. 2C, whereupon the finished vibration damper is removed from the mold and for Cooling can be set aside. Since after the molded parts are returned to the position shown in FIG. 2A, so that the next molding process can be initiated.
Gemäß dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung werden die Teile 2 und 4 des Schwingungsdämpfers aus Polystyrol geformt, welches derart erstarrt, daß ein Biegemodul von ungefähr 32 085 bar (465 000 psi) erhalten wird, und das Schwingungsdämpferzwischenstück 6 besteht aus einem Butadienstyrol-Mischpolymerisat, welches so erstarrt, daß eine Härte erhalten wird, die auf die Shore A-Skala zwischen 35 und 85 liegt (je nach der erforderlichen Fe derrate), wobei das Polystyrol vorzugsweise das Material ist, welches von der Firma Shell unter der Handelsbe zeichnung Shell DP-203 in den Handel gebracht wird, und das Butadienstyrol ein Material ist, welches von der Fir ma Shell unter der Bezeichnung Kraton 3000 Series thermo plastic rubber vertrieben wird. Zweckmäßige Temperaturen und Drücke werden duch die Eigenschaften des benutzten Materials bestimmt, d. h. das erwähnte Polystyrol material wird unter einem Druck von etwa 345 bar (5000 psi) bei einer Temperatur von etwa 200°C (390°F) ein gespritzt und das Butadienstyrolmaterial wird in den Hohlraum 78 unter einem Druck von etwa 414 bar (6000 psi) und einer Temperatur von etwa 200°C (390°F) einge spritzt. Die zuletzt genannte Einspritzung soll zweck mäßigerweise 1 bis 3 s nach Beendigung der Einspritzung des Polystyrolformmaterials in die Hohlräume 62 und 64 erfolgen. Die Spritzmaterialien werden auf einer Tempera tur von ungefähr 200°C (390°F) während der beiden Ein spritzvorgänge gehalten, jedoch soll die Form auf einer Temperatur zwischen etwa 38°C und 66°C während des Aus formvorganges gehalten werden. Dann wird die Form geöff net und das fertige Teil wird etwa 1 min nach Vollendung des zweiten Einspritzvorgangs entnommen. Dann wird das so geformte Teil wieder beiseite gesetzt und man läßt es auf Raumtemperatur abkühlen, bevor es beschriftet, geprüft und verpackt wird. Die fertigen Produkte zeigen eine Scherverbindungsfestigkeit zwischen den Teilen 6 und 2 bzw. 6 und 4 von wenigstens 27,6 bis 34,5 bar und gewöhn lich zwischen 41,4 und 55,2 bar. Als Vergleich hierzu be steht bei herkömmlichen Schwingmetallverbindungen eine Verbindungsfestigkeit von etwa 34,5 bar zwischen Metall und Elastomer.According to the preferred method according to the invention, parts 2 and 4 of the vibration damper are molded from polystyrene, which solidifies in such a way that a flexural modulus of approximately 32 085 bar (465,000 psi) is obtained, and the vibration damper intermediate piece 6 consists of a butadiene styrene copolymer, which solidifies in such a way that a hardness is obtained which lies on the Shore A scale between 35 and 85 (depending on the required spring rate), the polystyrene preferably being the material which Shell company sells under the trade name Shell DP -203, and butadiene styrene is a material sold by Shell under the name Kraton 3000 Series thermo plastic rubber. Appropriate temperatures and pressures are determined by the properties of the material used, ie the polystyrene material mentioned is injected under a pressure of about 345 bar (5000 psi) at a temperature of about 200 ° C (390 ° F) and the butadiene styrene material is injected into the cavity 78 is injected under a pressure of about 414 bar (6000 psi) and a temperature of about 200 ° C (390 ° F). The last-mentioned injection should expediently take place 1 to 3 s after the injection of the polystyrene molding material into the cavities 62 and 64 . The spray materials are kept at a temperature of approximately 200 ° C (390 ° F) during the two injection processes, but the mold should be kept at a temperature between approximately 38 ° C and 66 ° C during the molding process. Then the mold is opened and the finished part is removed about 1 min after the completion of the second injection process. Then the molded part is set aside and allowed to cool to room temperature before being labeled, checked and packaged. The finished products show a shear bond strength between parts 6 and 2 or 6 and 4 of at least 27.6 to 34.5 bar and usually between 41.4 and 55.2 bar. As a comparison, there is a connection strength of about 34.5 bar between metal and elastomer in conventional vibrating metal connections.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß das Ein spritzen des elastomeren Materials nach erfolgtem Ein spritzen des starren Materials kritisch ist. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn das Elastomer gleichzeitig oder vor dem starren Material eingespritzt wird, ein zufrie denstellendes Enderzeugnis nicht erhalten werden kann, da das Elastomer nicht in der Lage ist, der Deformation im Hohlraum 78 unter den erforderlichen und angewandten Drücken beim Einspritzen des Plastikmaterials in die Hohlräume 62 und 64 zu widerstehen. Dies trifft zu, selbst wenn das elastomere Material voll ausgehärtet ist, bevor das nicht-elastomere Material eingespritzt wird. Nur wenn die Einspritzung des elastomeren Materials verzögert wird, bis das starre Plastikmaterial sich genügend ge setzt hat, um einer Deformation unter gegebenem Druck zu widerstehen, der erforderlich ist, das elastomere Mate rial einzuspritzen, wird es möglich, eine Verbindung zwi schen dem elastomeren Material und dem nicht-elastomeren Material zu schaffen, die fest genug ist, und es wird außerdem ein Schwingungsdämpfer geschaffen, der genau der Gestalt der drei Formhohlräume entspricht.In this context it should be noted that the injection of the elastomeric material after the injection of the rigid material is critical. It has been found that if the elastomer is injected simultaneously or in front of the rigid material, a satisfactory end product cannot be obtained because the elastomer is unable to deform in cavity 78 under the required and applied pressures Resist injection of the plastic material into the cavities 62 and 64 . This is true even if the elastomeric material is fully cured before the non-elastomeric material is injected. Only when the injection of the elastomeric material is delayed until the rigid plastic material has settled sufficiently to withstand a deformation under a given pressure required to inject the elastomeric material will it be possible to establish a connection between the elastomeric material and to create the non-elastomeric material that is strong enough, and also to create a vibration damper that exactly matches the shape of the three mold cavities.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht dar in, daß die Federrate des Schwingungsdämpfers dadurch ge ändert werden kann, daß die Zusammensetzung geändert wird, und hierdurch wird die Härte des Materials geän dert, das für das Zwischenstück 6 verwendet wird. So steht von der Firma Shell beispielsweise ein Kraton-Form material zur Verfügung, welches unter der Bezeichnung Kraton 3226 eine Härte von 35 nach der A-Skala hat, während ein Material Kraton 3202 eine Härte von 55 der A-Skala besitzt. Ein Material Kraton 3204 hat eine Härte von 85 nach der A-Skala. Andere Härtewerte können dadurch erreicht werden, daß man in geeigneter Weise die drei Ma terialien vermischt oder andere thermoplastische Elasto mere hinzufügt. Die Steifheit der Teile 2 und 4 kann da durch geändert werden, daß man etwas elastomeres Form material mit dem Polystyrolformmaterial vermischt. Die Teile 2 und 4 brauchen nicht absolut starr zu sein und bei gewissen Anwendungen des Schwingungsdämpfers kann es genügen oder sogar erwünscht sein, diese Teile nur steif, d. h. halbhart, zu gestalten.Another important advantage of the invention is that the spring rate of the vibration damper can be changed by changing the composition, and thereby the hardness of the material used for the intermediate piece 6 is changed. For example, Shell offers a Kraton molding material which, under the name Kraton 3226, has a hardness of 35 on the A scale, while a Kraton 3202 material has a hardness of 55 on the A scale. A Kraton 3204 material has a hardness of 85 on the A scale. Other hardness values can be achieved by appropriately mixing the three materials or adding other thermoplastic elastomers. The rigidity of parts 2 and 4 can be changed by mixing some elastomeric molding material with the polystyrene molding material. Parts 2 and 4 do not have to be absolutely rigid and in certain applications of the vibration damper it may be sufficient or even desirable to make these parts only stiff, ie semi-hard.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Formmaterialien koaxial einge spritzt werden können, anstatt ein biaxiales Verfahren zu benutzen, wie dies in der US-PS 39 50 483 beschrieben ist. Es hat sich gezeigt, daß die Formung durch koaxiales Einspritzen einfacher durchzuführen ist und zu einem be triebssicheren Produkt führt.Another advantage of the method according to the invention is that the molding materials are inserted coaxially can be injected instead of using a biaxial process use as described in US Pat. No. 3,950,483 is. It has been shown that the formation by coaxial Injection is easier to do and to be failsafe product leads.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Schwingungsdämpfer verschiedener Gestalt, Größe und Vibrationsdämpfungscharakteristik hergestellt werden kön nen. So kann beispielsweise die Gestalt und/oder Größe des Zwischenstücks 6 nur dadurch geändert werden, daß die verschiedenen Formteile abgewandelt werden. Außerdem ist durch entsprechende Ausbildung des Formaufbaus die Mög lichkeit geschaffen, einen flachen Isolator 90 (Fig. 3) zu schaffen, der aus einem zylindrischen Innenteil 2 A, einem zylindrischen Außenteil 4 A mit einem flachen Ring flansch 92 und einem zylindrischen Zwischenstück 6 A besteht, das flache Endflächen besitzt. Außerdem ist es möglich, einen axial gestreckten Schwingungsdämpfer 96 (Fig. 4) zu schaffen, bei dem die drei Teile 2 B, 4 B und 6 B alle zylindrisch sind und die Länge des Teils 6 B den Innenradius und den äußeren Radius beträchtlich über schreitet. Die beiden alternativen Formen von Schwingungs dämpfern besitzen Vibrationsisolationscharakteristiken, die anders sind als jene des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, selbst wenn die gleichen Materialien wie bei die sem Ausführungsbeispiel benutzt würden.Another advantage of the invention is that vibration dampers of various shapes, sizes and vibration damping characteristics can be produced. For example, the shape and / or size of the intermediate piece 6 can only be changed by modifying the various molded parts. In addition, the mold assembly is by appropriate design created Mög friendliness, a flat insulator 90 (Fig. 3) to create the group consisting of a cylindrical inner part 2 A, a cylindrical outer part 4 A with a flat annular flange 92 and a cylindrical intermediate piece 6 A is that has flat end faces. It is also possible to provide an axially elongated vibration damper 96 ( Fig. 4) in which the three parts 2 B , 4 B and 6 B are all cylindrical and the length of the part 6 B significantly exceeds the inner radius and the outer radius . The two alternative forms of vibration dampers have vibration isolation characteristics that are different from that of the embodiment of FIG. 1, even if the same materials as in this embodiment were used.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie in Verbindung mit den unterschiedlichsten thermoplasti schen Spritzgußmaterialien verwirklicht werden kann. So kann das thermoplastische Elastomermaterial, welches das Zwischenstück 6 bildet, auch aus anderen Materialien als als Butadienstyrol bestehen. Der Ausdruck "thermoplasti sches Elastomer" ist ein Ausdruck, der für den Fachmann eindeutig ist und der beispielsweise in dem Buch von Tobolsky et al "Polymer Science and Materials", S. 277 (Wiley-Interscience) (1971), beschrieben ist. Wie in dem "Handbook of Thermoplastic Elastomers" (1979) von A. A. Walker beschrieben, gibt es eine Vielzahl solcher Materi alien.Another advantage of the invention is that it can be realized in connection with a wide variety of thermoplastic injection molding materials. The thermoplastic elastomer material which forms the intermediate piece 6 can also consist of materials other than butadiene styrene. The term "thermoplastic elastomer" is a term that is unique to those skilled in the art and is described, for example, in the book by Tobolsky et al "Polymer Science and Materials", p. 277 (Wiley-Interscience) (1971). As described in AA Walker's "Handbook of Thermoplastic Elastomers" (1979), there are a large number of such materials.
Außerdem könnten beispielsweise die "starren" thermoplasti schen Teile 2 und 4 aus Acrylonitrilbutadienstyrol (ABS), Polymethylmethacrylat (Plexiglas) oder einem Polypropy lenpolymerisationsprodukt oder anderen Produkten beste hen, wie sie beispielsweise in den US-PS 39 41 859, 39 62 154 und 40 06 116 beschrieben sind. Die genaue Wahl der benutzten Materialien hängt von der gewünschten Charakteristik und der Kompatibilität des elastomeren Ma terials mit den nicht-elastomeren Materialien im Hinblick auf eine gegenseitige Verbindung ab.In addition, for example, the "rigid" thermoplastic parts 2 and 4 made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polymethyl methacrylate (plexiglass) or a polypropylene polymerisation product or other products such as those described in US Pat. Nos. 39 41 859, 39 62 154 and 40 06 116 are described. The exact choice of the materials used depends on the desired characteristic and the compatibility of the elastomeric material with the non-elastomeric materials with regard to a mutual connection.
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