DE20303873U1 - Additional spring comprising a hollow cylindrical component consisting of a material based on a polyisocyanate polyaddition products and which has specified radial and axial dimensions, angles and rounding radii - Google Patents
Additional spring comprising a hollow cylindrical component consisting of a material based on a polyisocyanate polyaddition products and which has specified radial and axial dimensions, angles and rounding radiiInfo
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Abstract
Description
Zusatzfeder
BeschreibungAdditional spring
Description
Die Erfindung betrifft Federelement basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren, die ggf. Polyharnstoffstrukturen enthalten können, besonders bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren bevorzugt mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach DIN 53571 von > 2, bevorzugt 2 bis 8 N/mm2, einer Dehnung nach DIN 53571 von > 300, bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von > 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (ii) von 120 mm bis 126 mm, besonders bevorzugt 122 mm bis 125 mm, insbesondere 123 mm, und einem äußeren Durchmesser (iii) von 55 mm bis 65 mm, bevorzugt 57 mm bis 60 mm, besonders bevorzugt 58 mm bis 59 mm, insbesondere 58,7 mm, dessen eine Ende in Form einer umlaufenden Lippe (iv) ausgestaltet ist und wobei der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) an dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (v) von 10 mm bis 15 mm, bevorzugt 11 mm bis 13 mm, insbesondere 12 mm, aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung Automobile, insbesondere Automobilfahrwerke enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente. The invention relates to a spring element based on a hollow cylindrical damping element (i) based on polyisocyanate polyaddition products, preferably based on cellular polyurethane elastomers, which may optionally contain polyurea structures, particularly preferably based on cellular polyurethane elastomers, preferably with a density according to DIN 53420 of 200 to 1100, preferably 300 to 800 kg/m 3 , a tensile strength according to DIN 53571 of > 2, preferably 2 to 8 N/mm 2 , an elongation according to DIN 53571 of > 300, preferably 300 to 700% and a tear resistance according to DIN 53515 of > 8, preferably 8 to 25 N/mm, with a height (ii) of 120 mm to 126 mm, particularly preferably 122 mm to 125 mm, in particular 123 mm, and an outer diameter (iii) from 55 mm to 65 mm, preferably 57 mm to 60 mm, particularly preferably 58 mm to 59 mm, in particular 58.7 mm, one end of which is designed in the form of a circumferential lip (iv) and wherein the cavity of the damping element (i) at the end of the damping element (i) opposite the lip (iv) has a diameter (v) of 10 mm to 15 mm, preferably 11 mm to 13 mm, in particular 12 mm. The invention also relates to automobiles, in particular automobile chassis, containing the spring elements according to the invention.
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.Suspension elements made from polyurethane elastomers are used in automobiles, for example in the chassis, and are well known. They are used in particular in motor vehicles as vibration-damping spring elements. The spring elements take on an end stop function, influencing the force-displacement characteristic of the wheel by developing or strengthening a progressive characteristic of the vehicle suspension. The pitching effects of the vehicle can be reduced and the roll support is increased. The geometric design in particular optimizes the starting stiffness, which has a significant influence on the suspension comfort of the vehicle. The targeted design of the geometry results in almost constant component properties over the service life. This function increases driving comfort and ensures the highest level of driving safety.
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 ver-Due to the very different characteristics and properties of individual car models, the spring elements must be individually adapted to the various car models in order to achieve an ideal chassis setup. For example, when developing the spring elements, the weight of the vehicle, the chassis of the specific model, the intended shock absorbers and the desired spring characteristics can be taken into account. In addition, for different
schiedene Automobile aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraums individuelle, auf die Baukonstruktion abgestimmte Einzellösungen erfunden werden müssen.For different automobiles, individual solutions tailored to the construction design have to be invented due to the available installation space.
Aus den vorstehend genannten Gründen können die bekannten Lösungen für die Ausgestaltung einzelner Federelemente nicht generell auf neue Automobilmodelle übertragen 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:For the reasons mentioned above, the known solutions for the design of individual spring elements cannot generally be transferred to new automobile models. With each new development of an automobile model, a new form of spring element must be developed that meets the specific requirements of the model. The requirements in particular include:
· Weicher Einsatz · Soft insert
• Definierter KrafWWegverlauf• Defined force path
• Definierte Wegbegrenzung• Defined path limitation
• Nutzung des begrenzten Bauraums• Use of limited installation space
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. The object of the present invention was therefore to develop a suitable additional spring with the above-mentioned functions for a special, new automobile model, which meets the specific requirements of this model and ensures the best possible driving comfort and excellent driving safety.
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.In particular, the spatial design of the spring elements, i.e. their three-dimensional shape, has a decisive influence on their function in addition to their material. The above-mentioned functions are controlled in a targeted manner via the shape of the spring elements. This three-dimensional shape of the spring element must therefore be developed individually for each automobile model.
Diese Anforderungen werden durch die eingangs dargestellten Federelemente erfüllt. Die erfindungsgemäßen Federelemente sind im Detail beispielhaft in den Figuren 1 und 3 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.These requirements are met by the spring elements presented at the beginning. The spring elements according to the invention are shown in detail as examples in Figures 1 and 3. In all figures, the dimensions given are given in [mm]. This three-dimensional shape in particular proved to be particularly suitable for meeting the specific requirements of the special automobile model, particularly with regard to the specific spatial requirements and the required spring characteristics.
Bevorzugt weist das Dämpfungselemente (i) an dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Dämpfungselementes (i) eine Kante (vii) auf, wobei das Dämpfungselement (i) unterhalb der Kante (vii) einen äußeren Durchmesser (viii) von 45 mm bis 55 mm, besonders bevorzugt 47 mm bis 50 mm, insbesondere 48,4 mm, aufweist.Preferably, the damping element (i) has an edge (vii) at the end of the damping element (i) opposite the lip (iv), wherein the damping element (i) below the edge (vii) has an outer diameter (viii) of 45 mm to 55 mm, particularly preferably 47 mm to 50 mm, in particular 48.4 mm.
Bevorzugt befinden sich fünf umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i).Preferably, five circumferential constrictions (vi) are located on the outer surface of the damping element (i).
Bevorzugt sind Federelemente, bei denen sich die Einschnürungen in einer Höhe (ix) von 40 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt von 42 mm bis 46 mm, insbesonderePreferred are spring elements in which the constrictions are at a height (ix) of 40 mm to 50 mm, particularly preferably from 42 mm to 46 mm, in particular
44 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xv) in dieser Einschnürung von 35 mm bis44 mm, with an outer diameter (xv) in this constriction of 35 mm to
45 mm, besonders bevorzugt von 37 mm bis 41 mm, insbesondere 39 mm, in einer Höhe (x) von 55 mm bis 65 mm, besonders bevorzugt von 59 mm bis 63 mm, insbesondere 61 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xvi) in dieser Einschnürung von 35 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt von 36 mm bis 38 mm, insbesondere von 37 mm, in einer Höhe (xi) von 70 mm bis 85 mm, besonders bevorzugt von 76 mm bis 80 mm, insbesondere von 78 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xvii) in dieser Einschnürung von 25 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt von 30 mm bis 35 mm, insbesondere von 32,8 mm, und in einer Höhe (xiii) von 100 mm bis 115 mm, besonders bevorzugt von 106 mm bis 110 mm, insbesondere von 108 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xviii) in dieser Einschnürung von 25 mm bis 35 mm, besonders bevorzugt von 28 mm bis 31 mm, insbesondere von 29,5 mm, die Höhen jeweils gemessen von dem Ende des Dämpfungselementes, an dem sich die Kante (vii) befindet, sowie in einer Höhe (xiv) von 25 mm bis 35 mm, besonders bevorzugt von 29 mm bis 33 mm, insbesondere von 31 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xix) in dieser Einschnürung von 30 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt von 33 mm bis 37 mm, insbesondere von 35,5 mm, die Höhe (xiv) gemessen von dem Ende des Dämpfungselement, an dem sich die umlaufende Lippe (iv) befindet, befinden.45 mm, particularly preferably from 37 mm to 41 mm, in particular 39 mm, at a height (x) of 55 mm to 65 mm, particularly preferably from 59 mm to 63 mm, in particular 61 mm, with an outer diameter (xvi) in this constriction of 35 mm to 40 mm, particularly preferably from 36 mm to 38 mm, in particular of 37 mm, at a height (xi) of 70 mm to 85 mm, particularly preferably from 76 mm to 80 mm, in particular of 78 mm, with an outer diameter (xvii) in this constriction of 25 mm to 40 mm, particularly preferably from 30 mm to 35 mm, in particular of 32.8 mm, and at a height (xiii) of 100 mm to 115 mm, particularly preferably from 106 mm to 110 mm, in particular of 108 mm, with an outer diameter (xviii) in this constriction of 25 mm to 35 mm, particularly preferably from 28 mm to 31 mm, in particular of 29.5 mm, the heights are each measured from the end of the damping element at which the edge (vii) is located, and at a height (xiv) of 25 mm to 35 mm, particularly preferably from 29 mm to 33 mm, in particular of 31 mm, with an outer diameter (xix) in this constriction of 30 mm to 40 mm, particularly preferably from 33 mm to 37 mm, in particular of 35.5 mm, the height (xiv) measured from the end of the damping element at which the circumferential lip (iv) is located.
Der Durchmesser (xx) zwischen der Kante der umlaufenden Lippe (iv) beträgt bevorzugt 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 14 mm bis 18 mm, insbesondere 16 mm. Der Hohlraum, der durch die Lippe (iv) umfasst wird, weist bevorzugt einen Durchmesser (xxi) von 15 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt von 21 mm bis 23 mm, insbesondere von 21,4 mm, auf. Bevorzugt sind Federelemente, bei denen sich der Hohlraum in einer Höhe (xxii) von 20 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 24 mm bis 28 mm, insbesondere von 26 mm, auf einen Durchmesser (xxiii) von 12 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 14 mm bis 16 mm, insbesondere 15 mm, erweitert in Richtung der umlaufenden Lippe (iv).The diameter (xx) between the edge of the circumferential lip (iv) is preferably 10 mm to 20 mm, particularly preferably from 14 mm to 18 mm, in particular 16 mm. The cavity enclosed by the lip (iv) preferably has a diameter (xxi) of 15 mm to 25 mm, particularly preferably from 21 mm to 23 mm, in particular 21.4 mm. Spring elements are preferred in which the cavity expands at a height (xxii) of 20 mm to 30 mm, particularly preferably from 24 mm to 28 mm, in particular 26 mm, to a diameter (xxiii) of 12 mm to 20 mm, particularly preferably from 14 mm to 16 mm, in particular 15 mm, in the direction of the circumferential lip (iv).
Die erfindungsgemäßen Körper (i) 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 bevor-The bodies (i) according to the invention are preferably based on elastomers based on polyisocyanate polyaddition products, for example polyurethanes and/or polyureas, for example polyurethane elastomers, which may optionally contain urea structures. The elastomers are preferably microcellular elastomers based on polyisocyanate polyaddition products, preferably with cells having a diameter of 0.01 mm to 0.5 mm, particularly preferably
zugt 0,01 bis 0,15 mm. Besonders bevorzugt besitzen die Elastomere die eingangs dargestellten physikalischen Eigenschaften. 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.preferably 0.01 to 0.15 mm. The elastomers particularly preferably have the physical properties described at the beginning. Elastomers based on polyisocyanate polyaddition products and their production are generally known and described in many ways, for example in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 and DE-A 195 48 771.
Die Herstellung erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.The production is usually carried out by reacting isocyanates with compounds that are reactive towards isocyanates.
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 Metallformen, die aufgrund ihrer Form die erfindungsgemäße dreidimensionale Form des Federelements gewährleisten.The elastomers based on cellular polyisocyanate polyaddition products are usually produced in a mold in which the reactive starting components are reacted with one another. Generally common molds can be used as molds, for example metal molds, which, due to their shape, ensure the three-dimensional shape of the spring element according to the invention.
Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann nach allgemein bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise indem man in einem ein- oder zweistufigen Prozess die folgenden Ausgangsstoffe einsetzt:The polyisocyanate polyaddition products can be prepared by well-known methods, for example by using the following starting materials in a one- or two-stage process:
(a) Isocyanat,(a) isocyanate,
(b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen,(b) compounds reactive towards isocyanates,
(c) Wasser und gegebenenfalls(c) water and, where appropriate,
(d) Katalysatoren,(d) catalysts,
(e) Treibmittel und/oder(e) propellants and/or
(f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane und/oder Fettsäuresulfonate. (f) Auxiliaries and/or additives, for example polysiloxanes and/or fatty acid sulfonates.
Die Oberflächentemperatur der Forminnenwand beträgt üblicherweise 40 bis 950C, bevorzugt 50 bis 9O0C. 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 12O0C, vorzugsweise von 30 bis 1100C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.The surface temperature of the inner wall of the mold is usually 40 to 95 ° C, preferably 50 to 90 ° C. The molded parts are advantageously produced at an NCO/OH ratio of 0.85 to 1.20, the heated starting components being mixed and introduced into a heated, preferably tightly sealed mold in an amount corresponding to the desired molded part density. The molded parts are cured after 5 to 60 minutes and can therefore be demolded. The amount of reaction mixture introduced into the mold is usually such that the resulting molded bodies have the density already shown. The starting components are usually introduced into the mold at a temperature of 15 to 120 ° C, preferably 30 to 110 ° C. The degrees of compaction for producing the molded bodies are between 1.1 and 8, preferably between 2 and 6.
t9t9
Die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden zweckmäßigerweise nach dem one shot-Verfahren mit Hilfe der Niederdruck-Technik oder insbesondere der Reaktionsspritzguss-Technik (RIM) in offenen oder vorzugsweise geschlossenen Formwerkzeugen, hergestellt. 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; DJ. 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.The cellular polyisocyanate polyaddition products are advantageously produced by the one-shot process using low-pressure technology or, in particular, reaction injection molding (RIM) in open or preferably closed molds. The reaction is carried out in particular with compression in a closed mold. The reaction injection molding technique is described, for example, by H. Piechota and H. Röhr in "Integralschaumstoffe", Carl Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1975; DJ. Prepelka and J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, March/April 1975, pages 87 to 98 and U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, March/April 1973, pages 76-84.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030618 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20060317 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BASF SE, DE Free format text: FORMER OWNER: BASF AG, 67063 LUDWIGSHAFEN, DE Effective date: 20080421 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090331 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20111112 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |