DE10057583A1 - Process for producing elastic mouldings, especially buffers for shock absorbers etc, comprises using a rubber or polymer mixture with two different cross linking systems, placing the mixture into a mould, and heating - Google Patents
Process for producing elastic mouldings, especially buffers for shock absorbers etc, comprises using a rubber or polymer mixture with two different cross linking systems, placing the mixture into a mould, and heatingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen, aus elastischem Werkstoff.The invention relates to a method for producing elastic moldings, in particular stop buffers for shock absorbers, spring elements or the like, made of elastic material.
Zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und Verbesserung des Fahrkomforts ist bei Kraftfahrzeugen deren Karosserie regelmäßig auf Federbeinstoßdämpfern gelagert. Federbein stoßdämpfer weisen Spiralfedern aus Metall mit einer linearen Federcharakteristik auf. Um eine progressive Federkennlinie mit weichem Anlauf bei größeren Radfeder wegen zu erzielen, werden häufig Zusatzfedern eingesetzt, die auch als Anschlagpuffer oder Rubber Stop bekannt sind. Ferner kennt man die Kombination von Metall-Blattfedern und Elastomer-Zusatzfedern bei größeren Fahrzeugen wie Schie nenfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen oder dergleichen. Die Zusatzfedern bestehen aus einem elastischen Werkstoff wie beispielsweise Naturkautschuk oder Polyurethan. Bei solchen Federn handelt es sich regelmäßig um im Press- oder Spritzgussverfahren hergestellte Formteile mit einer Dichte von 1,0 bis 1,3 g/cm3. Solche Zusatzfedern sind relativ hart und lassen keine hinreichend große Verformungen zu. Außerdem ist die Körperschalldämmung verhältnismäßig ge ring. - Unabhängig davon kennt man geschäumte Polyurethan- Puffer mit teilweise offener Porenstruktur und einer Dichte von 0,4 bis 0,7 g/cm3, die ebenfalls nicht befriedigen. To dampen bumps in the road and improve driving comfort, the body of motor vehicles is regularly mounted on shock absorbers. Shock absorbers have coil springs made of metal with a linear spring characteristic. In order to achieve a progressive spring characteristic with a soft start for larger wheel springs, additional springs are often used, which are also known as stop bumps or rubber stops. Furthermore, the combination of metal leaf springs and elastomer auxiliary springs is known in larger vehicles such as rail vehicles, trucks, buses or the like. The additional springs are made of an elastic material such as natural rubber or polyurethane. Such springs are usually molded or molded parts with a density of 1.0 to 1.3 g / cm 3 . Such additional springs are relatively hard and do not allow sufficiently large deformations. In addition, the structure-borne noise insulation is relatively ge ring. - Independently of this, there are known foamed polyurethane buffers with a partially open pore structure and a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3 , which are also unsatisfactory.
Im übrigen kennt man zur Herstellung von geschäumten Gummi- oder Kunststoffartikeln verschiedene Verfahren wie bei spielsweise das Treibverfahren und das Expansionsverfahren.Otherwise known for the production of foamed rubber or plastic articles different processes as in for example, the blowing process and the expansion process.
Beim Treibverfahren wird eine treibmittelhaltige, ver netzungsfähige Mischung so in ein Formwerkzeug eingebracht, dass die Form nur teilweise gefüllt ist. Üblicherweise wird in einem vorgeschalteten Arbeitsschritt ein Rohling vor geformt, der dem Endartikel ähnlich ist, jedoch um eine vorgegebenen Faktor kleiner ist. In dem beheizten Form werkzeug beginnt das Treibmittel sich zu zersetzen. Es werden gasförmige Spaltprodukte frei, die zum Aufblähen der Mischung führen. Gleichzeitig beginnt die Vulkanisation. Gasabspaltung und Vulkanisation laufen nahezu parallel ab. Das Aufblähen ist begrenzt durch die Innenkontur des Formwerkzeuges. Derart hergestellte Formteile haben eine teilweise offene, teilweise geschlossene Porenstruktur. Ihre Außenhaut ist verhältnismäßig dünn und ihre Oberfläche oft fehlerhaft mit Falten, Fließfehlern und Talkumresten behaftet. Nach dem Treibverfahren werden bevorzugt Form körper hergestellt, die bei möglichst niedriger Dichte möglichst weich sein sollen und deren Shore-Härte regel mäßig unter 20 liegt. Solche Formteile lassen sich mit geringem Kraftaufwand leicht komprimieren.In the blowing process, a blowing agent containing ver the wettable mixture is introduced into a mold in such a way that the form is only partially filled. Usually a blank in a preceding step shaped, which is similar to the final article, but by one predetermined factor is smaller. In the heated form the blowing agent begins to decompose. It Gaseous fission products are released, which are used to inflate the Mixture. Vulcanization begins at the same time. Gas elimination and vulcanization take place almost in parallel. The inflation is limited by the inner contour of the Mold. Molded parts produced in this way have a partially open, partially closed pore structure. Their outer skin is relatively thin and their surface often faulty with folds, flow defects and talc residues afflicted. Forms are preferred after the blowing process body made with the lowest possible density should be as soft as possible and regulate their Shore hardness is moderately below 20. Such molded parts can be used slightly compress with little effort.
Beim Expansionsverfahren wird das Formwerkzeug komplett (teils mit Überschuss) mit der Mischung gefüllt. Beim Vulkanisationsprozess in einer Presse zersetzt sich das Treibmittel, das entstehende Gas löst sich unter hohem Pressendruck. In noch nicht ausvulkanisiertem Zustand der Mischung wird die Presse geöffnet. Die anvulkanisierte Mischung expandiert infolge des hohen Gasinnendruckes, so dass man ein Material mit geschlossenen Zellen erhält, welches unmittelbar danach in einem zweiten Heizungsvorgang in einem größeren Formwerkzeug oder in einem Heizofen fertig ausvulkanisiert wird. Dieses bekannte Verfahren ist auf die Herstellung von einfachsten Formkörpern ohne Hinterschneidungen beschränkt und dient vorzugsweise zur Plattenfertigung. Auch in diesem Fall verlaufen Gasab spaltung und Vulkanisation parallel. Dieses bekannte Verfahren wird zum Herstellen von harten Formkörpern mit einer Härte von 60 bis 80 Shore und bei einer Dichte von 0,4 bis 0,7 g/cm3 angewendet.In the expansion process, the mold is completely (partly with excess) filled with the mixture. During the vulcanization process in a press, the blowing agent decomposes and the resulting gas dissolves under high press pressure. If the mixture is not yet fully vulcanized, the press is opened. The vulcanized mixture expands due to the high internal gas pressure, so that a material with closed cells is obtained, which is immediately vulcanized in a larger mold or in a heating oven in a second heating process. This known method is limited to the production of the simplest shaped bodies without undercuts and is preferably used for plate production. In this case too, gas elimination and vulcanization run in parallel. This known method is used to produce hard moldings with a hardness of 60 to 80 Shore and a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, wonach sich Form körper und insbesondere Anschlagpuffer von Federbeinstoß dämpfern mit niedriger Dichte aus Naturkautschuk oder anderen vulkanisierbaren Polymerwerkstoffen herstellen lassen, die sich durch hohe Elastizität, optimierte Dämpfung und verhältnismäßig niedriger dynamischer Ver härtung auszeichnen.The invention has for its object a method of Specify the type described above, according to which form body and in particular shock absorber buffer low density dampers made of natural rubber or other vulcanizable polymer materials can be optimized by high elasticity Attenuation and relatively low dynamic ver distinguish hardening.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, dass eine treibmittelhaltige, ver netzungsfähige Kautschukmischung oder Polymermischung mit zwei unterschiedlichen Vernetzungssystemen verwendet wird, dass die Mischung in ein Formwerkzeug eingegeben und zum Reagieren des ersten Vernetzungssystems einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels unter Bildung eines formstabilen Formkörpers unterworfen wird, dass dann der Formkörper dem Formwerkzeug entnommen und zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des zweiten Vernetzungs systems unterworfen, ausgeschäumt und vulkanisiert wird. - Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht ein Form körper mit einer mikroporösen Struktur mit geschlossenen Zellen. Die gewünschte Dichte und Shorehärte des Form körpers lassen sich unschwer durch den Treibmittelgehalt einstellen. Die äußere Oberfläche des Formkörpers ist kompakt und ohne Fließfehler, seine Außenhaut ist dicker als die Wandungen der Zellen und dadurch unempfindlich gegen Verletzungen. Für die Herstellung von Anschlagpuffern empfiehlt sich eine Dichte von 0,4 bis 0,6 g/cm3 bei einer Härte von 40 bis 60 Shore. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper und insbesondere An schlagpuffer bzw. Zusatzfedern haben aufgrund der hohen Elastizität von Kautschuk oder entsprechenden Polymerwerk stoffen eine sehr niedrige dynamische Steifigkeit und gute Körperschallisolation. Auch die Wasseraufnahme ist verhält nismäßig niedrig. Das gilt insbesondere für nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren hergestellte Formkörper aus Natur kautschuk, die weniger als 0,5% Wasser aufnehmen. Die Wasseraufnahme von Formkörpern aus Polyurethanwerkstoffen liegt dagegen höher.This object is achieved in a generic method in that a blowing agent-containing, crosslinkable rubber mixture or polymer mixture with two different crosslinking systems is used, that the mixture is put into a mold and for reacting the first crosslinking system at a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent to form a dimensionally stable molded body is subjected to the fact that the molded body is then removed from the mold and subjected to a temperature above the decomposition temperature of the second crosslinking system to react the second crosslinking system, foamed and vulcanized. - According to the inventive method, a shaped body with a microporous structure with closed cells. The desired density and Shore hardness of the molded body can be easily adjusted using the blowing agent content. The outer surface of the molded body is compact and free from flow defects, its outer skin is thicker than the walls of the cells and therefore insensitive to injuries. A density of 0.4 to 0.6 g / cm 3 with a hardness of 40 to 60 Shore is recommended for the production of bumpers. The moldings produced by the process according to the invention, and in particular impact buffers or additional springs, have a very low dynamic rigidity and good structure-borne noise insulation due to the high elasticity of rubber or corresponding polymer materials. The water absorption is also relatively low. This applies in particular to molded articles made of natural rubber which absorb less than 0.5% of water and are produced by the process according to the invention. In contrast, the water absorption of moldings made of polyurethane materials is higher.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kautschuk- oder Polymermischung im Wege eines Spritzpress- oder Spritzgussverfahrens in das Formwerkzeug eingegeben. Erfin dungsgemäß wird der Formkörper zum Reagieren des zweiten Vernetzungssystems bei entsprechend hoher Temperatur in einem Wärmeübertragungsmedium, z. B. Heißluft, Dampf, Ölbad, Salzschmelze, Wirbelbett oder mittels UHF, ausgeschäumt und vulkanisiert.In the process according to the invention, the rubber or polymer mixture by way of an injection molding or Injection molding process entered into the mold. OF INVENTION According to the shaped body for reacting the second Crosslinking system at a correspondingly high temperature in a heat transfer medium, e.g. B. hot air, steam, oil bath, Molten salt, fluidized bed or UHF, foamed and vulcanized.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können außer NR (Iso pren-Kautschuk bzw. Naturkautschuk) auch andere Elastomere wie beispielsweise CR (Polychloropren-Kautschuk), NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen/Propylen- Dien-Terpolymere), Silikon und andere verarbeitet werden. Die Herstellung von Formkörpern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht auf lediglich Anschlagpuffer für Feder beinstoßdämpfer beschränkt, sondern umfasst ganz allgemein elastische Federelemente und Abkopplungen. Weitere Einsatz möglichkeiten sind in Fahrzeugen beispielsweise Federunter lagen und Dämpferlager. In anderen Industriebereichen können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellten Formkörper beispielsweise im Bereich Schienen lagerung (Schalldämmung und elastische Schienenlagerung), Bauindustrie (z. B. Treppenlager zur Schwingungsisolierung mit Trittschalldämmung) oder Schuhindustrie (beispielsweise für Schuhsohlen) eingesetzt werden.In addition to NR (Iso pren rubber or natural rubber) also other elastomers such as CR (polychloroprene rubber), NBR (Acrylonitrile butadiene rubber), EPDM (ethylene / propylene Diene terpolymers), silicone and others are processed. The production of moldings according to the invention Procedure is not based on spring bumpers only leg shock absorbers limited, but covers in general elastic spring elements and decouplings. Further use Possibilities are, for example, spring bottom in vehicles bearings and damper bearings. In other industries can the Herge according to the inventive method made moldings for example in the area of rails storage (sound insulation and elastic rail mounting), Construction industry (e.g. stair bearings for vibration isolation with impact sound insulation) or shoe industry (for example for shoe soles).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |