DE20303881U1

DE20303881U1 - Zusatzfeder

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Publication number: DE20303881U1
Application number: DE20303881U
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2013-03-11

Description

BASF Aktiengesellschaft , .. .2&Mgr;30151 ..·; PF 54336 DE

Zusatzfeder
Beschreibung

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 127 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt 130 mm bis 136 mm, insbesondere 133 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 enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente, insbesondere als Bauteil im Automobilfahrwerk.

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.

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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-

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schiedene 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 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:

· 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 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.

Bevorzugt weisen die 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.

BASF Aktiengesellschaft . .· .200301*1···; PF 54336 DE

Bevorzugt befinden sich fünf umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i).

Bevorzugt sind Federelemente, bei denen sich die Einschnürungen in einer Höhe (ix) von 30 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt von 32 mm bis 38 mm, insbesondere 35,8 mm, in einer Höhe (x) von 55 mm bis 65 mm, besonders bevorzugt von 56 mm bis 61 mm, insbesondere 58,5 mm, in einer Höhe (xi) von 70 mm bis 85 mm, besonders bevorzugt von 78 mm bis 84 mm, insbesondere von 81 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 32,5 mm, und in einer Höhe (xiii) von 110 mm bis 130 mm, besonders bevorzugt von 115 mm bis 121 mm, insbesondere von 118,5 mm, mit einem äußeren Durchmesser (xviii) in dieser Einschnürung von 25 mm bis 35 mm, besonders bevorzugt von 27 mm bis 30 mm, insbesondere von 28,5 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.

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 18 mm bis 22 mm, insbesondere von 20 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).

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-

BASF Aktiengesellschaft . ^._% .-30030161·-; PF 54336 DE

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.

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 Metallformen, 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 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 11O⁰C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.

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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.
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Claims

1. Federelement basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 127 mm bis 150 mm und einem äußeren Durchmesser (iii) von 55 mm bis 65 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 aufweist.

2. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselemente (i) an dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Dämpfungselementes (i) eine Kante (vii) aufweist und das Dämpfungselement (i) unterhalb der Kante (vii) einen äußeren Durchmesser (viii) von 45 mm bis 55 mm aufweist.

3. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich fünf umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) befinden.

4. Federelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einschnürungen in einer Höhe (ix) von 30 mm bis 40 mm, in einer Höhe (x) von 55 mm bis 65 mm, in einer Höhe (xi) von 70 mm bis 85 mm mit einem äußeren Durchmesser (xvii) in dieser Einschnürung von 25 mm bis 40 mm und in einer Höhe (xiii) von 110 mm bis 130 mm mit einem äußeren Durchmesser (xviii) in dieser Einschnürung von 25 mm bis 35 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 mit einem äußeren Durchmesser (xix) in dieser Einschnürung von 30 mm bis 40 mm, die Höhe (xiv) gemessen von dem Ende des Dämpfungselement, an dem sich die umlaufende Lippe (iv) befindet, befinden.

5. Federelement gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (xx) zwischen der Kante der umlaufenden Lippe (iv) 10 mm bis 20 mm beträgt.

6. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum, der durch die Lippe (iv) umfasst wird, einen Durchmesser (xxi) von 15 mm bis 25 mm aufweist.

7. Federelement gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum in einer Höhe (xxii) von 20 mm bis 30 mm auf einen Durchmesser (xxiii) von 12 mm bis 20 mm erweitert in Richtung der umlaufenden Lippe (iv).

8. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren basiert.

9. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100 kg/m³, einer Zugfestigkeit nach DIN 53571 von ≥ 2 N/mm², einer Dehnung nach DIN 53571 von ≥ 300% und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von ≥ 8 N/mm basiert.

10. Automobile enthaltend Federelemente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.