DE202004003831U1

DE202004003831U1 - Zusatzfeder

Info

Publication number: DE202004003831U1
Application number: DE200420003831
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2014-03-11

Abstract

Federelement basierend auf einem zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Gesamthöhe (ii) von 86 mm bis 90 mm, einem maximalen äußeren Durchmesser (iii) zwischen 53 mm und 56 mm sowie einer Vertiefung (iv) an der Basis, an der das Federelement den Durchmesser (iii) aufweist, wobei die Tiefe (v) der Vertiefung (iv) zwischen 2 mm und 10 mm beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft Federelemente basierend auf einem bevorzugt kompakten, d.h. keinen durchgängigen Hohlraum, insbesondere in axialer Richtung aufweisendem zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren, die ggf. Polyhamstoffstrukturen enthalten können, besonders bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren bevorzugt mit einer Dichte nach DIN 53 420 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/mª, einer Zugfestigkeit nach DIN 53 571 von ≥ 2, bevorzugt 2 bis 8 N/mm², einer Dehnung nach DIN 53 571 von ≥ 300, bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 515 von ≥ 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Gesamthöhe (ii) von 86 mm bis 90 mm, bevorzugt 88 mm, einem maximalen äußeren Durchmesser (iii) zwischen 53 mm und 56 mm, bevorzugt 54,5 mm, sowie einer Vertiefung (iv) an der Basis, an der das Federelement den Durchmesser (iii) aufweist, wobei die Tiefe (v) der Vertiefung (iv) zwischen 2 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 8 mm, besonders bevorzugt 5 mm beträgt.
Aus Polyurethanelastomeren hergestellte Federungselemente werden in Automobilen beispielsweise innerhalb des Fahrwerks verwendet und sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Kraftfahrzeugen als schwingungsdämpfende Federelemente eingesetzt. Dabei übernehmen die Federelemente eine Endanschlagfunktion, beeinflussen die Kraft-Weg-Kennung des Rades durch das Ausbilden oder Verstärken einer progressiven Charakteristik der Fahrzeugfederung. Die Nickeffekte des Fahrzeuges können reduziert werden und die Wankabstützung wird verstärkt. Insbesondere durch die geometrische Gestaltung wird die Anlaufsteifigkeit optimiert, dies hat maßgeblichen Einfluss auf den Federungskomfort des Fahrzeuges. Durch die gezielte Auslegung der Geometrie ergeben sich über der Lebensdauer nahezu konstante Bauteileigenschaften. Durch diese Funktion wird der Fahrkomfort erhöht und ein Höchstmaß an Fahrsicherheit gewährleistet.
Aufgrund der sehr unterschiedlichen Charakteristika und Eigenschaften einzelner Automobilmodelle müssen die Federelemente individuell an die verschiedenen Automobilmodelle angepasst werden, um eine ideale Fahrwerksabstimmung zu erreichen. Beispielsweise können bei der Entwicklung der Federelemente das Gewicht des Fahrzeugs, das Fahrwerk des speziellen Modells, die vorgesehenen Stoßdämpfer sowie die gewünschte Federcharakteristik berücksichtigt werden. Hinzu kommt, dass für verschiedene Automobile aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraums individuelle, auf die Baukonstruktion abgestimmte Einzellösungen erfunden werden müssen.
Aus den vorstehend genannten Gründen können die bekannten Lösungen für die Ausgestaltung einzelner Federelemente nicht generell auf neue Automobilmodelle über tragen werden. Bei jeder neuen Entwicklung eines Automobilmodells muss eine neue Form des Federelements entwickelt werden, das den spezifischen Anforderungen des Modells gerecht wird. Dabei sind als Anforderungen insbesondere zu nennen:

– Weicher Einsatz
– Definierter Kraft-/Wegverlauf
– Definierte Wegbegrenzung
– Nutzung des begrenzten Bauraums

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, für ein spezielles, neues Automobilmodell eine geeignete Zusatzfeder mit den oben genannten Funktionen zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen gerade dieses Modells gerecht wird und einen möglichst guten Fahrkomfort und eine ausgezeichnete Fahrsicherheit gewährleistet.
Gerade die räumliche Ausgestaltung der Federelemente, d.h. ihre dreidimensionale Form, hat neben ihrem Material eine entscheidenden Einfluss auf ihre Funktion. Über die Form der Federelemente werden die oben genannten Funktionen gezielt gesteuert. Diese dreidimensionale Form des Federelements muss somit individuell für jedes Automobilmodell entwickelt werden.
Diese Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Federelemente erfüllt. Die erfindungsgemäßen Federelemente sind im Detail beispielhaft in den 1 bis 4 dargestellt. In allen Figuren sind die angegebenen Maße in [mm] angegeben. Gerade diese dreidimensionale Form erwies sich als besonders geeignet, den spezifischen Anforderungen durch das spezielle Automobilmodell gerecht zu werden, insbesondere auch im Hinblick auf die spezifischen räumlichen Anforderungen und die geforderte Federcharakteristik.
Die Vertiefung (iv) weist bevorzugt einen Durchmesser (vi) zwischen 10 mm und 25 mm, besonders bevorzugt 18 mm auf.
Bevorzugt bildet die Grundfläche, in der sich die Vertiefung (iv) befindet, zur Mantelfläche einen spitzen Winkel, besonders bevorzugt einen Winkel α kleiner 85°.
Bevorzugt wird das Dämpfungselement (i) von einem Stützring (vii) umfasst, der sich in einer umlaufenden Einschnürung (viii) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) befindet. Besonders bevorzugt weist der Stützring (vii) eine Höhe (x) zwischen 11 mm und 13 mm, bevorzugt 12 mm, und einen äußeren Durchmesser (xi) zwischen 53 mm und 55 mm, bevorzugt 54 mm auf.
Die erfindungsgemäßen Körper (i) und ggf. (xi) basieren bevorzugt auf Elastomeren auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, beispielsweise Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Harnstoffstrukturen enthalten können. Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozellige Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt mit Zellen mit einem Durchmesser von 0,01 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,15 mm. Besonders bevorzugt besitzen die Elastomere die eingangs dargestellten physikalischen Eigenschaften. Derartige 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-Polyadditionsprodukte werden üblicherweise in einer Form hergestellt, in der man die reaktiven Ausgangskomponenten miteinander umsetzt. Als Formen kommen hierbei allgemein übliche Formen in Frage, beispielsweise Metallfonnen, die aufgrund ihrer Form die erfindungsgemäße dreidimensionale Form des Federelements gewährleisten.
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 bis 95°C, bevorzugt 50 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 dichtschließendes Formwerkzeug gebracht werden.
Die Formteile sind nach 5 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 bis 120°C, vorzugsweise von 30 bis 110°C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Ver dichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.

Claims

Federelement basierend auf einem zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Gesamthöhe (ii) von 86 mm bis 90 mm, einem maximalen äußeren Durchmesser (iii) zwischen 53 mm und 56 mm sowie einer Vertiefung (iv) an der Basis, an der das Federelement den Durchmesser (iii) aufweist, wobei die Tiefe (v) der Vertiefung (iv) zwischen 2 mm und 10 mm beträgt.
Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (iv) einen Durchmesser (vi) zwischen 10 mm und 25 mm aufweist.
Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche, in der sich die Vertiefung (iv) befindet, zur Mantelfläche einen spitzen Winkel bildet.
Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) von einem Stützring (vii) umfasst wird, der sich in einer umlaufenden Einschnürung (viii) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) befindet.
Federelement gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (vii) eine Höhe (x) zwischen 11 mm und 13 mm und einen äußeren Durchmesser (xi) zwischen 53 mm und 55 mm aufweist.