WO2019238959A1

WO2019238959A1 - Schraubenfeder einer kraftfahrzeugfederung, verfahren zu deren herstellung sowie kraftfahrzeugfederung

Info

Publication number: WO2019238959A1
Application number: PCT/EP2019/065769
Authority: WO
Inventors: Waldemar Meier; Thomas Burlage
Original assignee: Basf Polyurethanes Gmbh
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2019-12-19
Also published as: EP3807554A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubenfeder (1) einer Kraftfahrzeugfederung (100), wobei die Schraubenfeder (1,1') in Richtung einer Längsachse (L) zwischen einem Zustand minimaler Stauchung und einem Zustand maximaler Stauchung längenveränderlich ausgebildet ist, und eine Endwindung (7) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass ein Grundkörper (3) eines Schraubenfederisolators (5) an die Schraubenfeder (1,1') im Bereich der Endwindung (7) angeformt ist, wobei der Grundkörper (3) aus einem elastisch verformbaren Material ausgebildet und zur Auflage auf einem Federteller (50) der Kraftfahrzeugfederung (100) eingerichtet ist. Ferner schlägt die Erfindung eine Kraftfahrzeugfederung und ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfeder vor.

Description

Schraubenfeder einer Kraftfahrzeugfederung, Verfahren zu deren

Herstellung sowie Kraftfahrzeugfederung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenfeder einer Kraftfahrzeugfederung, wobei die Schraubenfeder in Richtung einer Längsachse zwischen einem Zustand minimaler Stauchung und einem Zustand maximaler Stauchung längenveränderlich ausgebildet ist, und eine Endwindung aufweist.

Schraubenfedern der eingangs bezeichneten Art sind allgemein im Stand der Technik bekannt und werden in Kraftfahrzeugfederungen verwendet, um das Fahrwerk der Fahrzeuge zu federn. Die Schraubenfedern liegen in installiertem Zustand auf Federtellern auf, welche üblicherweise in Aufnahmen montiert sind, die ihrerseits mit der Karosserie beziehungsweise der Radaufhängung verbunden sind. Die zuverlässige Funktion und Standfestigkeit der Schraubenfeder einer Kraftfahrzeugfederung ist für die Fahrzeugsicherheit von herausragender Wichtigkeit. Um die Standfestigkeit von Schraubenfedern zu erhöhen, sind diese üblicherweise mit einer Beschichtung versehen, die Korrosion sowie das Eindringen von Feuchtigkeit, Säure etc. verhindert. Im Fährbetrieb von Kraftfahrzeugen werden unweigerlich Partikel sowie Feuchtigkeit aufgewirbelt, welche an die Schraubenfeder der Fahrzeugfederung gelangen. Während des Fahrzeugbetriebs wird die Schraubenfeder gelängt und gestaucht, was dazu führt, dass bei herkömmlichen Kraftfahrzeugfederungen ein variabler Spalt zwischen der Endwindung und dem Federteller entsteht. Partikel und Feuchtigkeit, die in diesen variablen Spalt eindringen, greifen durch Reibung die Beschichtung der Schraubenfeder an. Langfristig führt dies zum Versagen der Beschichtung, und mithin zu Korrosion, Rissbildung und im schlimmsten Fall zu Federbruch. Dies gilt es nach Möglichkeit zu vermeiden.

Um den schädigenden Einfluss von Schmutz zu minimieren und die Feder- und Dämpfeigenschaften der Kraftfahrzeugfederung zu verbessern, werden im Stand der Technik sogenannte Schraubenfederisolatoren verwendet (coil spring isolators). Diese liegen zwischen dem Federteller und der Feder und dienen als Puffer, insbesondere bei starker Kompression der Feder. Es hat sich aber gezeigt, dass sich Schmutz und Feuchtigkeit zwischen den Isolator und die Schraubenfeder setzen können, was die Lebensdauer der Schraubenfeder nachteilig beeinflusst.

Demzufolge lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenfeder der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, dass die Standfestigkeit der Schraubenfeder weiter erhöht wird. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Eindringens von Schmutz und Feuchtigkeit weiter zu vermindern.

Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe, indem ein Grundkörper eines Schraubenfederisolators an die Schraubenfeder im Bereich der Endwindung angeformt ist, wobei der Grundkörper aus einem elastisch verformbaren Material ausgebildet und zur Auflage auf einem Federteller angepasst der Kraftfahrzeugfederung eingerichtet ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch das Anformen des Schraubenfederisolators an die Schraubenfeder sehr einfach und langfristig zuverlässig verhindert werden kann, dass sich ungewünschtes Material an der Schraubenfeder ansammelt und zu Aversionsschäden führt. Dadurch, dass im angeformten Zustand der Schraubenfederisolator fest formschlüssig mit der Schraubenfeder im Bereich ihrer Entbindung verbunden ist, wird jeglicher Spalt zwischen Schraubenfederisolator und Schraubenfeder vermieden. Die Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet, indem der Grundkörper die Windungen der Schraubenfeder im Bereich der Endwindung zumindest teilweise umschließt. Jedenfalls wird bevorzugt, dass der Schraubenfederisolator mit seinem Grundkörper einen Bereich der Endwindung zumindest um mehr als die Hälfte des Windungsdurchmessers umschließt, so dass ein Lösen der Windung aus dem Grundkörper und damit einhergehende Spaltbildung ausgeschlossen wird. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper stoffschlüssig mit der Schraubenfeder verbunden, insbesondere an die Schraubenfeder angegossen. Vorzugsweise ist der Grundkörper entlang wenigstens einer kompletten Windung der Schraubenfeder angeordnet und dazu angepasst, sowohl bei maximaler als auch bei minimaler Stauchung der Schraubenfeder mit der Schraubenfeder in Anlage zu stehen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper auf einer der Schraubenfeder abgewandten Stirnseite ein Positionierelement auf, das zur formschlüssigen Verbindung mit einem korrespondierenden Gegenelement an einem Federteller eingerichtet ist Das Positionierelement erstreckt sich vorzugsweise in Richtung der Längsachse der Schraubenfeder, wobei die Längsachse definiert ist als diejenige Achse, in die die Längenänderung infolge von Kompression und Entspannung der Schraubenfeder stattfindet. Das elastisch verformbare Material des Grundkörpers umfasst vorzugsweise oder besteht vorzugsweise aus ein(em) Kaltgießelastomer, besonders bevorzugt ein(em) Kaltgieß- Polyurethangießelastomer, welches bevorzugt erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten:

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.

Die Polyisocyanatzusammensetzung gemäß (iii) enthält vorzugsweise mindestens ein Polyisocyanat ausgewählt aus den Diisocyanaten, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2,2'- Diphenylmethandiisocyanat (2,2‘-MDI), 2,4'-

Diphenylmethandiisocyanat (2,4‘-MDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (4,4’-MDI), carbodiimid-modifiziertes 4,4‘-MDI, Hexamethylen-1 ,6-diisocyanat (HDI) und 4,4’-, 2,4’- und 2,2’-Methylendicyclo-hexyldiisocyanat (H12MDI) und höherkernigen Homologen des Methandiphenyldiisocyanats (Polymer-MDI), weiter bevorzugt 4,4’-MDI oder carbodiimid- modifiziertes 4,4‘-MDI oder eine Mischung aus 4,4’-MDI und carbodiimid-modifiziertem 4,4‘-MDI, Naphthylen-1-5-diisocyanat (1 ,5-NDI), O-tolidine Diisocyanat (TODI).

Die Polyolzusammensetzung gemäß (iv) umfasst vorzugsweise mindestens ein Polyester- Polyether-, und Polyesteretherpolyol, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der zwei bis sechsfunktionalen Polyesterpolyole, Polyesteretherpolyole und Polyetherpolyole, bevorzugt aus der Gruppe der zwei- und drei funktionalen Polyesterpolyole, Polyesteretherpolyole und Polyetherpolyole sowie deren Mischungen. Die Kettenverlängererzusammensetzung gemäß (iv) umfasst vorzugsweise mindestens eine Verbindung, welche mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppen, bevorzugt zwei gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppen, aufweist, wobei die gegenüber Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppen bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe von Hydroxylgruppe, Aminogruppe und Thiolgruppe, wobei die mindestens eine Verbindung, welche gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppen aufweist, weiter bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Monoethylenglycol, 1 ,4-Butandiol, Diethylengylcol, Glycerin, Trimethylolpropan und 2,4- Diamino-3,5-di(methylthio)toluol, und weiter bevorzugt mindestens 1 ,4-Butandiol umfasst.

Die Polyisocyanatzusammensetzung (iii) liegt vorzugsweise in Form eines isocyanatterminierten Prepopylmers (iii.a) vor, erhalten oder erhältlich aus der Umsetzung von Polyisocyanatzusammensetzung (iii) mit einem Teil der Polyolzusammensetzung (iv), vorliegt, und das Polyurethan erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung von mindestens den Komponenten (iii.a) isocyanatterminiertes Prepolymer; (iv.a) verbliebener Teil der Polyolzusammensetzung (iv); (v) optional Kettenverlängererzusammensetzung.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Grundkörper auf einer der Schraubenfeder abgewandten Seite ein Federelement angeordnet, und dazu eingerichtet, auf dem Federteller der Fahrzeugfederung aufzuliegen. Hierdurch wird es möglich, den Grundkörper aus einem etwas härteren Material auszubilden, weil etwa notwendige Federkräfte auch vom Federelement aufgebracht werden können. Dies führt, abhängig von der Vorspannung der Schraubenfeder, zu einem etwas sanfteren Ansprechverhalten der Kraftfahrzeugfederung.

Das Federelement ist vorzugsweise keilförmig ausgebildet und weist weiter vorzugsweise eine korrespondierend zum Grundkörper gewundene Form auf.

Das Federelement besteht vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einem volumenkompressiblen Werkstoff. Besonders bevorzugt ist der volumenkompressible Werkstoff als Elastomer auf der Basis von zelligen, insbesondere mikrozeiligen, Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, insbesondere auf der Basis von mikrozeiligen Polyurethanelastomeren und/oder thermoplastischem Polyurethan, vorzugsweise enthaltend Polyharnstoffstrukturen ausgebildet.

Volumenkompressible Werkstoffe wie die vorgenannten haben den besonderen Vorteil, dass sie im Vergleich zu anderen Materialien wie beispielsweise Gummi ein extrem hohes elastisches Formänderungsvermögen bei gleichzeitig hoher Standfestigkeit aufweisen. Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte sind bevorzugt auf der Basis von mikrozelligen Polyurethanelastomeren, auf der Basis von thermoplastischem Polyurethan oder aus Kombinationen aus diesen beiden Materialien aufgebaut, die ggf. Polyharnstoffstrukturen enthalten können.

Besonders bevorzugt sind mikrozeilige Polyurethanelastomere, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine Dichte nach DIN 53420 von 200 kg/m3 bis 1 100 kg/m3, bevorzugt 300 kg/m3 bis 800 kg/m3, eine Zugfestigkeit nach DIN 53571 von 2 N/mm2, bevorzugt 2 N/mm2 bis 8 N/mm2, eine Dehnung nach DIN 53571 von 300 %, bevorzugt 300 % bis 700 % und eine Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von bevorzugt 8 N/mm bis 25 N/mm haben.

Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozeilige 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.

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-Polyadditionsprodukten 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 Konturelemente werden in einer Ausführungsform mittels einer Schäumform erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform werden sie nachträglich in den konzentrischen Grundkörper eingearbeitet. Es sind auch aus Halbzeugen gefertigte Teile denkbar. Die Fertigung kann z.B. über Wasserstrahlschneiden erfolgen. 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°C bis 95°C, bevorzugt 50°C bis 90°C. 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 dicht schließendes Formwerkzeug gebracht werden. Die Formteile sind nach 5 Minuten 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°C bis 120°C, vorzugsweise von 30°C bis 1 10°C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1 , 1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6. Die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden zweckmäßigerweise nach dem "one shot"-Verfahren mit Hilfe der Hochdrucktechnik, der Niederdruck-Technik oder insbesondere der Reaktionsspritzguss-Technik (RIM) in offenen oder vorzugsweise geschlossenen Formwerkzeugen, hergestellt. Alternativ wird ein Pre- Polymer-Prozess zur Herstellung der zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte angewandt. Die Reaktion wird insbesondere unter Verdichtung in einem geschlossenen Formwerkzeug durchgeführt. Die Reaktionsspritzguss-Technik wird beispielsweise beschrieben von H. Piechota und H. Röhr in "Integralschaumstoffe", Carl Hanser-Verlag, München, Wien 1975; D.J. Prepelka und J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, März/April 1975, Seiten 87 bis 98 und U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, März/April 1973, Seiten 76-84. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Federelement eine durchgehende Ausnehmung zur Aufnahme eines inneren Stützabschnitts des Federtellers auf, wobei vorzugsweise in der Ausnehmung mehrere nach innen vorstehende Vorsprünge ausgebildet sind. Besonders bevorzugt weist die Aufnahme mit ihren Ausnehmungen einen polygonalen Öffnungsquerschnitt, besonders bevorzugt einen sternförmigen Öffnungsquerschnitt auf. Die nach innen in der Ausnehmung vorstehenden Vorsprünge sind dazu eingerichtet, sich in installiertem Zustand der Schraubenfeder gegen einen inneren Stützabschnitt des Federtellers anzuschmiegen und einen sicheren und gleichzeitig federnden Halt zu gewährleisten. Das Federelement und der Grundkörper des Schraubenfederisolators sind vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, besonders bevorzugt mittels eines Ein- oder Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper in dem Bereich, in dem die Schraubenfeder noch zumindest teilweise umschließt, in einem Endbereich einen Arm auf, der radial in äußerer Richtung vom Grundkörper ausgestellt ist. Hierdurch wird mit anderen Worten ein im radial äußeren Endbereich des Grundkörpers angeordneter, radial etwas abstehender und der Windungsrichtung der Schraubenfeder folgender Arm ausgebildet. Der durch den Grundkörper geschützte Bereich wird auf diese Art und Weise verlängert, und gleichzeitig wird die Biegsamkeit des Grundkörpers erhöht, was eine verbesserte Flexibilität des Systems bestehend aus Schraubenfeder und Schraubenfederisolator zur Folge hat. Es ist dann zwar möglich, dass sich zwischen dem Federteller und dem Schraubenfederisolator im Bereich des ausgestellten Endbereichs Schmutz und ähnliches ansammelt, was aber vor dem Hintergrund zu verschmerzen ist, dass die Schraubenfeder sicher mittels des Grundkörpers geschützt bleibt. Der Grundkörper ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, und der ausgestellte Arm erstreckt sich von der Ringform nach außen weg. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper sichelförmig ausgebildet. Anders als in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit einem ansonsten ringförmigen Grundkörper ist der Schraubenfederisolator hier also auf den Verlauf der Endwindung hin minimiert, was einen optimalen Materialeinsatz des Gussmaterials mit sich bringt. Der Grundkörper ist vorzugsweise dazu eingerichtet, auf einen Federteller aufgesetzt zu werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schraubenfeder zumindest in dem von dem Grundkörper nicht umschlossenen Bereich, und vorzugsweise entlang ihrer gesamten Länge eine Beschichtung auf.

Es ist erkannt worden, dass die Lebensdauer der Schraubenfeder doch deutlich profitiert, wenn jenseits des Endbereichs eine Schutzschicht aufgetragen wird. Vorzugsweise ist die Beschichtung ausgewählt aus der Liste bestehend aus: (iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.; oder

einer Kombination mehrerer oder sämtlicher der vorstehend genannten Schichten. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere eine Pulverbeschichtung, welche ein Calciumcarbidanteile enthaltendes Epoxidharz aufweist, ein besonders gutes Anhaftungsverhalten für das Material des Grundkörpers (insbesondere Kaltgießelastomer, siehe oben) aufweist. Vergleichbar gute Schutz- und Abwehrerfahrungen sind mit kathodischen Tauchlackbeschichtungen gemacht worden.

Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf die Schraubenfeder gemäß einem ersten Aspekt beschrieben worden. Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ferner eine Kraftfahrzeugfederung mit einer Schraubenfeder, einem Federteller, und mindestens einem zwischen dem Federteller und der Schraubenfeder angeordneten Schraubenfederisolator. Die Kraftfahrzeugfederung löst die ihr zugrundeliegende eingangs bezeichnete Aufgabe, indem die Schraubenfeder nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist. Die Kraftfahrzeugfederung macht sich die Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Schraubenfeder vollumfänglich zu eigen, weswegen zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Die bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile der Schraubenfeder sind zugleich die bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile der Kraftfahrzeugfederung.

Der Federteller ist vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einer Hartkomponente ausgebildet ist, vorzugsweise aus der Liste bestehend aus: Thermoplastisches Poleurethan (TPU); Polypropylen (PP); Polyoxymethylen (POM); Polycarbonat (PC); oder Polyamid (PA).

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfeder für eine Kraftfahrzeugfederung. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die Schritte: - Bereitstellen oder Herstellen einer Schraubenfeder mit einer Endwindung,

- Einführen der Schraubenfeder in eine Gussform, welche eine Negativform des Grundkörpers eines Schraubenfederisolators definiert,

- Umgießen der Schraubenfeder mit einem flüssigen Gussmaterial, insbesondere einem Kaltgießelastomer derart, dass der Grundkörper des Schraubenfederisolators an die Schraubenfeder im Bereich der Endwindung angeformt wird, und

- Aushärten des Gussmaterials, und Entformen der Schraubenfeder mit angeformtem Grundkörper. Auch das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäß den ersten beiden Aspekten zunutze.

Das Anformen des Grundkörpers des Schraubenfederisolators an die Schraubenfedern mittels Gießen ist eine besonders zeit- und kostenökonomische Vorgehensweise, die zudem zu sehr zuverlässigen und haltbaren Resultaten führt. Es können sowohl unbeschichtete als auch beschichtete Schraubenfedern vergossen werden. In dem Verfahren wird also, wie vorstehend erläutert, insbesondere eine Gussform derart ausgebildet, dass eine Schraubendruckfeder mit angeformtem Grundkörper nach einer der vorstehend beschrieben bevorzugten Ausführungsformen erhalten wird.

Vorzugsweise wird an den Grundkörper ein Federelement angeformt, vorzugsweise stoffschlüssig, wobei das Federelement weiter vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einem volumenkompressiblen Material ausgebildet ist, insbesondere ausgebildet als Elastomer auf der Basis von zelligen, insbesondere mikrozeiligen, Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten, insbesondere auf der Basis von mikrozeiligen Polyurethanelastomeren und/oder thermoplastischem Polyurethan, vorzugsweise enthaltend Polyharnstoffstru ktu ren . Als Gießmaterial wird vorzugsweise das vorstehend bereits erwähnte Kaltgießelastomer verwendet, welches vorzugsweise ein Polyurethangießelastomer ist, bevorzugt erhalten oder erhältlich durch Umsetzung mindestens der Komponenten

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.; oder

einer Kombination mehrerer oder sämtlicher der vorstehend genannten Schichten.

Das Verfahren wird vorzugsweise weitergebildet durch den Schritt:

Aufbringen einer Beschichtung zumindest in dem von dem Grundkörper nicht umschlossenen Bereich der Schraubenfeder, und vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Schraubenfeder, besonders bevorzugt vor dem Einführen der Schraubenfeder in die Gussform. Die Beschichtung ist vorzugsweise ausgewählt aus der Liste bestehend aus:

Eine Pulverbeschichtung, insbesondere auf Basis eines Calciumcarbidanteil enthaltenden Epoxidharzes, einer kathodischen Taucherschicht, einer Schicht aus einem Gießelastomer, weiter vorzugsweise einem Kaltgießelastomer, besonders bevorzugt einem Kaltgieß-Polyurethangießelastomer (siehe oben), oder einer Kombination mehrerer oder sämtlicher der vorstehend genannten Schichten.

Alternativ zum Aufbringen einer Beschichtung im Verfahren wird dem Verfahren eine Schraubenfeder zugeführt, welche bereits mit einer, mehrerer oder sämtlicher der vorstehend bezeichneten Schichten beschichtet worden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 : eine schematische räumliche Ansicht einer Kraftfahrzeugfederung mit

Schraubenfeder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2: eine weitere räumliche schematische Ansicht der Schraubenfeder aus

Figur 1 , Fig. 3: eine schematische räumliche Ansicht einer Schraubenfeder gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 4: eine weitere räumliche schematische Ansicht der Schraubenfeder gemäß

Figur 3,

Fig. 5: eine schematische räumliche Ansicht einer Schraubenfeder gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 6: eine weitere räumliche schematische Ansicht der Schraubenfeder gemäß

Figur 5,

Fig. 7: eine schematische räumliche Ansicht einer Schraubenfeder gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels, und Fig. 8: eine weitere räumliche schematische Ansicht der Schraubenfeder gemäß

Figur 7.

In Figur 1 ist eine Kraftfahrzeugfederung 100 gezeigt, die eine Schraubenfeder 1 aufweist. Die Schraubenfeder 1 ist in ihrer Längsrichtung L zwischen einem Zustand maximaler Kompression und einem Zustand maximaler Entspannung bewegbar und weist eine Endwindung 7 auf, die dazu eingerichtet ist, auf einem Federteller 50 der Kraftfahrzeugfederung 100 zumindest mittelbar aufzuliegen. An der der Schraubenfeder 1 abgewandten Seite weist die Schraubenfeder 1 im Bereich der Endwindung 7 einen Schraubenfederisolator 5 mit einem Grundkörper 3 auf, der dazu eingerichtet ist, unmittelbar mit dem Federteller 50 in Verbindung zu stehen.

Der Grundkörper 3 weist zu diesem Zweck eine im Wesentlichen ebene Stirnfläche 11 auf, von der in einem radial äußeren Endbereich 13 ein Arm 9 nach außen ausgestellt ausgebildet ist, und der Windung der Schraubenfeder 1 folgt.

Der Grundkörper 3 ist an die Schraubenfeder 1 im Bereich ihrer Endwindung 7 angeformt, und besonders bevorzugt stoffschlüssig mit ihr verbunden. Im Bereich der Stirnfläche 11 weist der Grundkörper 3 ein Positionierelement 15 auf, welches dazu eingerichtet ist, in eine korrespondierend ausgebildete Ausnehmung 51 des Federtellers 50 eingesetzt zu werden, um eine eindeutige Lagepositionierung der Schraubenfeder 1 auf dem Federteller 50 zu bewirken. Figur 2 zeigt die Schraubenfeder 1 schräg von oben. Hier ist insbesondere zu erkennen, dass die Schraubenfeder 1 von dem Grundkörper 3 im Bereich der Endwindung 7 zumindest teilweise umschlossen wird.

In Figur 3 ist eine alternative Gestaltung an der Schraubenfeder gezeigt. Die in Figur 3 und 4 gezeigte Schraubenfeder V weist wie in Figuren 1 und 2 einen Grundkörper 3 auf, der an die Schraubenfeder 1 in ihrem Endbereich angeformt ist und die Endwindung 7 der Schraubenfeder V zumindest teilweise umschließt. Vorzugsweise ist auch der Grundkörper 3 der Schraubenfeder V stoffschlüssig mit der Schraubenfeder V verbunden.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 weist der Schraubenfederisolator ein an dem Grundkörper 3 angeformtes Federelement 17 auf, welches vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Grundkörper 3 verbunden ist. Das Federelement 17 ist zur Anlage beziehungsweise Auflage auf dem Federteller 50 der Kraftfahrzeugfederung 100 eingerichtet.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 3 und 4 kein Positionierelement vorgesehen. Es wäre aber möglich, auch hier ein Positionierelement vorzusehen. Gleichermaßen ist in Figur 3 für den Grundkörper 3 kein radial ausgestellter Arm in einem Endbereich gezeigt. Es wäre aber auch bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 möglich, einen solchen ausgestellten Endbereich 13 vorzusehen. In gleicher weise wäre es denkbar, in den Figuren 1 und 2 ein Federelement wie Federelement 17 gemäß Figuren 3 und 4 einzubringen, vgl. Figuren 7, 8.

Das Federelement 17 weist eine Ausnehmung 19 auf, in der sich radial nach innen ausgerichtete Vorsprünge 21 erstrecken. Die Vorsprünge 21 bilden in der Ausnehmung 19 einen polygonalen, insbesondere im Wesentlichen sternförmigen Öffnungsquerschnitt aus. Dieser Öffnungsquerschnitt führt dazu, dass das Federelement 17 sich in installiertem Zustand an einen inneren Stützabschnitt 53 eines Federtellers 51 anschmiegen kann, in Figur 1 angedeutet. In Figur 5 ist eine Schraubenfeder 1“ gezeigt, bei welcher ebenfalls ein Schraubenfederisolator 5 an die Endwindung 7 angegossen ist. Im Unterschied zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen besteht der Grundkörper 3 gemäß Figuren 5 und 6 aber ausschließlich aus einem sichelförmigen Abschnitt, der sich entlang der Schraubenfeder 1“ windet. Die Stirnfläche 1 1 des Grundkörpers 3 gemäß Figuren 5 und 6 sind der Schraubenfeder 1“ abgewandt und dazu eingerichtet, den Endbereich 13 der Schraubenfeder 1“ auf einem Federteller anzubringen, der hier nicht dargestellt ist. Exemplarisch wird beispielsweise auf Figur 1 verwiesen.

In den Figuren 7 und 8 ist eine Schraubenfeder 1‘“ dargestellt, deren Grundkörper 3 seiner Struktur nach dem Grundkörper 3 gemäß Figuren 1 und 2 nahekommt, und zwar insofern, als er wie auch das dortige Ausführungsbeispiel einen radial nach außen ausgestellten Arm 9 im Endbereich 13 aufweist, der sich entlang der Schraubenfeder 1‘“ windet und eine höhere Flexibilität sicherstellt. Auf der der Schraubenfeder 1‘“ abgewandten Seite des Arms 9 ist, insoweit ähnlich wie das Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4, ein Federelement angeordnet, welches eine Keilform aufweist und beim Komprimieren der Schraubenfeder 1‘“ zusammengedrückt wird. Vorzugsweise ist das Federelement 17 aus einem relativ zum Grundkörper 3 weicheren Material ausgebildet und an den Grundkörper 3 angeformt. Es könnte aber auch lose unter den Arm 9 des Grundkörpers 3 untergeschoben werden. Das Federelement ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Anschmiegebewegung des Grundkörpers an die Schraubenfeder 1‘“ zu unterstützen, das Eindringen von Schmutz zu vermindern oder zu verhindern, und besonders bevorzugt auftretende Vibrationen zu dämpfen.

Vorzugsweise sind die Schraubenfedern 1 , V, 1“, 1‘“ gemäß Figuren 1 bis 8 mit einer oder mehreren Beschichtungen je nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschichtet. Bezugszeichenliste:

3 Grundkörper

5 Schraubenfederisolator

7 Endwindung

9 Arm

I I Stirnfläche

13 Endbereich

15 Positionierelement

17 Federelement

19 Ausnehmung

21 Vorsprünge

50 Federteller

51 Ausnehmung

53 Stützabschnitt

100 Kraftfahrzeugfederung

L Längsrichtung

Claims

Ansprüche:

1. Schraubenfeder (1 ) einer Kraftfahrzeugfederung (100), wobei die Schraubenfeder (1 ,1‘) in Richtung einer Längsachse (L) zwischen einem Zustand minimaler Stauchung und einem Zustand maximaler Stauchung längenveränderlich ausgebildet ist, und eine Endwindung (7) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (3) eines Schraubenfederisolators (5) an die Schraubenfeder (1 , 1‘) im Bereich der Endwindung (7) angeformt ist, wobei der Grundkörper (3) aus einem elastisch verformbaren Material ausgebildet und zur Auflage auf einem Federteller (50) der Kraftfahrzeugfederung (100) eingerichtet ist.

2. Schraubenfeder (1 , 1‘) nach Anspruch 1 , wobei der Grundkörper (3) die Windung der Schraubenfeder (1 , 1‘) im Bereich der Endwindung (7) zumindest teilweise umschließt.

3. Schraubenfeder (1 , 1‘) nach Anspruch 1 oder 2,

wobei der Grundkörper (3) entlang wenigstens einer kompletten Windung der Schraubenfeder (1 ) angeordnet und dazu angepasst ist, sowohl bei maximaler als auch bei minimaler Stauchung der Schraubenfeder (1 , 1‘) mit der Schraubenfeder (1 , 1‘) in Anlage zu stehen.

4. Schraubenfeder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

wobei der Grundkörper (3) auf einer der Schraubenfeder (1 ) abgewandten Stirnseite ein Positionierelement aufweist, das zur formschlüssigen Verbindung mit einem korrespondierenden Gegenelement an einem Federteller eingerichtet ist.

5. Schraubenfeder (1 ,1‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

wobei das elastisch verformbare Material des Grundkörpers (3) ein ein Kaltgieß- Polyurethangießelastomer umfasst oder daraus besteht.

6. Schraubenfeder nach Anspruch 5,

wobei das Kaltgießelastomer erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten:

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.

7. Schraubenfeder (1‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an dem Grundkörper (3) auf einer der Schraubenfeder abgewandten Seite ein Federelement (17) angeordnet ist, das dazu eingerichtet ist, auf dem Federteller (50) aufzuliegen, wobei das Federelement (17) vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einem volumenkompressiblen Material ausgebildet ist, vorzugsweise ausgebildet als Elastomer auf der Basis von zelligen, insbesondere mikrozeiligen, Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten, insbesondere auf der Basis von mikrozeiligen Polyurethanelastomeren und/oder thermoplastischem Polyurethan, vorzugsweise enthaltend Polyharnstoffstrukturen.

8. Schraubenfeder (1 ,1‘) nach Anspruch 7,

wobei das Federelement (17) eine durchgehende Ausnehmung (19) zur Aufnahme eines inneren Stützabschnitts (53) des Federtellers (50) aufweist, wobei vorzugsweise in der Ausnehmung (19) mehrere nach innen vorstehende Vorsprünge (21 ) ausgebildet sind.

9. Schraubenfeder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

wobei der Grundkörper (3) in dem Bereich, der die Schraubenfeder (1 ) noch zumindest teilweise umschließt, einen Endbereich (13) aufweist, der radial in äußerer Richtung vom Grundkörper (3) ausgestellt ist.

10. Schraubenfeder (1 ,1‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

wobei die Schraubenfeder zumindest in dem von dem Grundkörper (3) nicht umschlossenen Bereich, und vorzugsweise entlang ihrer gesamten Länge, eine Beschichtung aufweist.

11. Schraubenfeder (1 ,1‘) nach Anspruch 10,

wobei die Beschichtung ausgewählt ist aus der Liste bestehend aus:

einer Pulverbeschichtung, insbesondere auf Basis eines Calciumcarbidanteile enthaltenden Epoxidharzes aufweist,

einer kathodische Tauchlackschicht,

einer Schicht aus einem Gießelastomer, vorzugsweise einem Kaltgießelastomer, weiter vorzgusweise einem Kaltgieß-Polyurethangießelastomer, welches bevorzugt erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten:

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.; oder

einer Kombination mehrerer oder sämtlicher der vorstehend genannten Schichten.

12. Kraftfahrzeugfederung (100), mit einer Schraubenfeder (1 ,1‘) einem Federteller (50) und mindestens einem zwischen der Schraubenfeder (1 ) und dem Federteller (50) angeordneten Schraubenfederisolator (5),

dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (1 , 1‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfeder (1 , 1‘) für eine Kraftfahrzeugfederung (100), umfassend die Schritte:

- Bereitstellen oder Herstellen einer Schraubenfeder (1 , 1‘) mit einer Endwindung (7), - Einführen der Schraubenfeder (1 ,1‘) in eine Gussform, welche eine Negativform des

Grundkörpers (3) eines Schraubenfederisolators (5) definiert,

- Umgießen der Schraubenfeder (1 ,1‘) mit einem flüssigen Gussmaterial, insbesondere einem Gießelastomer, derart, dass der Grundkörper (3) des Schraubenfederisolators (5) an die Schraubenfeder (1 ,1‘) im Bereich der Endwindung (7) angeformt wird,

Aushärten des Gussmaterials zu einem elastisch verformbaren Material, und Entformen der Schraubenfeder (1 , 1‘) mit angeformtem Grundkörper (3).

14. Verfahren nach Anspruch 13,

wobei das Gießelastomer ein Kaltgießelastomer umfasst oder daraus besteht, wobei das Kaltgießelastomer vorzugsweise erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten:

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,

wobei die Gussform derart ausgebildet ist, dass eine Schraubenfeder (1 , 1‘) mit angeformtem Grundkörper (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche erhalten wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,

wobei an den Grundkörper (3) ein Federelement (17) angeformt wird, vorzugsweise stoffschlüssig, wobei das Federelement (17) weiter vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einem volumenkompressiblen Material ausgebildet ist, insbesondere ausgebildet als Elastomer auf der Basis von zelligen, insbesondere mikrozeiligen, Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten, insbesondere auf der Basis von mikrozeiligen Polyurethanelastomeren und/oder thermoplastischem Polyurethan, vorzugsweise enthaltend Polyharnstoffstrukturen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16,

umfassend den Schritt: Aufbringen einer Beschichtung zumindest in dem von dem Grundkörper (3) nicht umschlossenen Bereich der Schraubenfeder (1 ,1‘), und vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Schraubenfeder (1 ,1‘), besonders bevorzugt vor dem Einführen der Schraubenfeder (1 ,1‘) in die Gussform.

18. Verfahren nach Anspruch 17,

wobei die Beschichtung ausgewählt ist aus der Liste bestehend aus:

einer Pulverbeschichtung, insbesondere auf Basis eines Kalziumcarbidanteile enthaltenden Epoxidharzes,

einer kathodischen Tauch lackschicht,

einer Schicht aus einem Gießelastomer, vorzugsweise einem Kaltgießelastomer, weiter vorzugsweise einem Kaltgieß-Polyurethangießelastomer, welches bevorzugt erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten:

(iii) eine Polyisocyanatzusammensetzung;

(iv) eine Polyolzusammensetzung;

(v) optional eine Kettenverlängererzusammensetzung.; oder

einer Kombination mehrerer oder sämtlicher der vorstehend genannten Schichten.