DE2701181A1

DE2701181A1 - Fuellmaterial fuer federung

Info

Publication number: DE2701181A1
Application number: DE19772701181
Authority: DE
Inventors: Carsten Picker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-13
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1978-07-20

Description

Fülimeterial für federung
Die Erfindung betrifft ein fliessendes Material mit zug-und druckelastischen Eigenschaften zum rillen einer an sich bekannten Kammer, die ihr Volumen unter Druck verklehert und durch Zug vergrößert, und die Bestandteil einer kompletten Pederung ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Füllmaterial fiir Federbeine und Stoßdämpfer für Fahrzeuge aller Art.
Es ist bekannt, die druckelastischen Eigenschaften von komprimierter Luft fUr Federungszwecke auszunutzen (pneumatische Federung). Es ist auch bekannt, Flüssigkeiten in Verbindung mit Luft zu verwenden. Ferner ist bekannt, PlUssigkeiten allein als fließfähiges Material in Pederungen einzusetzen. Die bekannten Anordnungen besitzen den Nachteil, daß bei einem defekten System die Luft und/oder die flüssigkeiten entweichen und die Federung dadurch ihre Punktion verliert.
Außerdem besitzt Flüssigkeit den Nachteil nicht komprimierbar zu sein. Die Federungseigenschaften müssen durch aufwendige Konstruktionen, wie miteinander verbundene Wehrkammersysteme erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Millmaterial fUr eine Federkammer zu schaffen, daf3 zug- und druckelastisch ist, sich also ähnlich wie Luft und eine Flüssigkeiten zemeinsau verhält und fließfähig ist, und das bei einem nerekt der Füllkammer nicht wie Luft und/oder eine Flüssigkeit total entweicht. Vielmehr oll auch in einem solchen Fall die Feder-Punktion mindestens teilweise erhalten bleiben. Ferner sollen durch das Fullmaterial aufwendige mechanische Konstruktionen am metallischen Teil der Federung entfallen.
Die Aufrabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch eelöat, daß das Füllmaterial eine Suspension ist, die aus einer Flüssigkeit und aus Polymerteilchen besteht, und daß die Polymerteilchen eine dünne elastische geschlossene Hülle besitzen und in ihrem Inneren ein- oder mehrkammerig hohl sind, Die elastische geschlossene JWlle muß verhindern, daß die Flüssigkeit in das hohle Innern der Polymerteilchen einwandert. Die Hülle kann sowohl aus thermoplastischen, als auch aus vernetzen Polymeren bestehen. Die Polymerteilchen sollen vorzugsweise eine runde Form und eine glatte Oberfläche besitzen und in untrschiedlicher Größe. daß heißt mit unterschiedlichen Durchmessern zur Anwendung kommen, und zwar in der Weise, daß die kleinen Polymerteilchen die Hohlräume zwischen den großen Polymerteilchen ausfüllen.
Es sind alle Polymerteilchen geeignet, die aus Polymeren gebildet sind, deren Bruchdehnung bei Normaltemperatur größer als EoX ist, gemessen an einem 5 cm breiten, 1mm starken und io cm langen flichigem Stück. Die Teilchen selbst müssen mehr als 6-mal leichter als Wasser sein und Durchmesser von o,o2 bis 7,8 inm, vorzugsweise von 0,05 bis 2,o men besitzen. Im Innern können diese Teilchen einen mit Gas oder Luft gefüllten hohlen Kern enthalten, also Hohlkugeln sein, oder eine Schaumstruktur besitzen, also mehrzellig sein.
Beschreibungen über Hohlkugeln und Mikrohohlkugeln finden sich in der Us-Patentschrift ?r. 2.797.201 und in der Dos 1.495.485. Die Polymerteilchen können aber auch sogenannte @ikrokapseln sein. nabei muß die äußere Hülle (kapsel) materialmäßig nicht übereinstimmen mit dem Material,aus welchem z.B. der Schaumkern besteht. Beschreibungen über Mikrokapseln finden sich in der Zeitschrift Verfahrenstechnik', Jahrgang 72, Heft 12 (verlag krauskopf) auf Seite 3 bis 8.
Im Ideal fall besteht die tülle aus einem Polyurethanelastomeren.
Solche Polymerteilchen kennen nach dem Verfahren wie in US-Patentschrift 2.797.2o1, als auch nach dem Verkapeelungsverfahren hergestellt werden. Beim Verkapselungeverfahren ist es auch denkbar z.B. ein Schaumstoffkügeichen aus Polysterol mit einer hülle aus Polyurethan zu versehen und anschließend durch ein Lösungsmittel, wie z,B. Aceton die Schaumstruktur scu zerstören.
Das Lösungsmittel emigriert in Spuren durch die geschlessene tülle und zerstört nach dem Eindringen die zchaumstruktur des Polysterol. Geeignet sind alle Lösungsmittel.
welche die Elastomerhülle nicht oder nicht nennenswert anlösen, aber Lösungsmittel für den Schaumkern darstellen.
Das kontinuierliche Medium muß eine Flüssigkeit sein, dt.
auch Luft enthalten kann, welche die jeweiligen Polymerteilchen nicht zerstört und nicht durch ihre Hüllen in sie hineinwandert. Außerdem muß das flüssige Medium, welches die Trägerflüssigkeit für die Polymerteilchen bildet, eine Gleitfähigkeit besitzen und bei Normaltemperatur flüssig bis pastös ein. Das flüssige Medium bildet gewisseiinaßen eine kontinuierliche Phase, während die Polymerteilchen die diskontinuierliche Phase darstellen Erfindungsgemäß können die zug- und druckelastischen Eigenschaften nicht nur durch die Größe und Beschaffenheit der Polymerteilchen, sondern auch durch das Verhältnis von Polymerteilchen zur Flüssigkeit bestimmt werden. Je gröber der Anteil an Riymerteilchen mit sehr elastischen Hüllen (Elastomere), um so mehr verhält sich das Füllmaterial wie Luft. Eine Verschiebung zur Flüssigkeit hin verändert die Eigenschaften in Richtung Hydraulik Als Flüssigkeiten kommen vorzugsweise solche in Frage, welche bei Hydraulikfedern bereits bekannt sind, wie Glyzerin, Silikonöl, Chlorparafin, Mineralöl und dergl.
Das Füllmaterial selbst befindet sich in Jedem Fall in einem gas- und oder flëssigkeitsdichten Raum, der bei Druck sein Volumen verkleinern und bei Zug sein Volumen vergrößern kann.
Dieser Raum kann ein- oder mehrkammerig sein, aus Metall oder aus einem Polymeren bestehen. Überraschend wIrde gefunden, das selbst Mikrohohlperlen mit einer Felle von weniger als o,5 Mikron und einem Durchmesser von o,l. mm einen Druck von mehr als 40 bar aushalten wenn sie von einem flisßfähigen Medium umgeben sind, welches den Dick von allen Seiten gleichmäßig auf ihre Oberflächen verteilt.
Gemäß der Erfindung kann die Flüssigkeit auch eine Emulsion sein welche Luft enthält. Dem Begriff Flüssigkeit haben sic4 alle Medien su unterordnen, die bei geringem Druck fließen, und somit bei einer Druckeaufsxhlagung von außen den Druck gleichmäßig auf die Vielzahl der einzelnen Polymerteilchen übertragen.
Durch die Hohle Zelle bzw. Zellen in den Polymerteilchen, die ein Gas enthalten können, welches auch Lift sein kann, wird erreicht, daß das Füllmaterial sich bei Druckbeaufschlagung reversibel komprimiert. Bei Druckentlastung geht das Fillmaterial in seine Ausgangsgröße zurück. Bei Zugbeanspruchung verhält sich das Füllmaterial in etwa proportional umgek.hrt. Die Polymerteilchen können bis zu 85 Volumenprozent des fertigen Fttllmaterials ausmachen, vorzugsweise Jedoch besteht das Füllmaterial zu etwa 50 % aus einer kontinuterlichen Phase und wi etwa 5o: aus Polymerteilchen.
mittels des erfindungsgemäßen Füllmaterials lassen sich nicht nur Stöße abfangen und unerwünschte Bewegungen in kontrollierte Bewegungen umwandeln (komfortfederung), vielmehr können auch die gewissermaßen träge zug- und druckelastischen Eigenschaften dazu dienen, Nachschwina ngen und Vibrationen zu unterdrücken.
Perner kann erfindllngseemäU das kontinuierliche Medium gleichzeitig das nleit- und Dichtungsmaterial ftir die inneren Oberflächen der beweglichen Teile der Kammer sein, z.B. Zylinder und Kolben. Beim erfindungsgemäßen Füllmaterial entweicht beim Defektweerden lediglich das flüssige kontinuierliche Medium.
Die Polymerteilohen werden zurückgehalten und sorgen für ausreichende Notlaufeigenscheften.
)ie Erfindung wird anhand einer Skizze erläutert (Schnitt durch Teil einer mit Füllmaterial gafülllten Kammer 1 . Kammerwand 2. kontinuierliches Medium 1. Polymerteilchen 4. elastische flülle 5. hohler Kern L e e r s e i t e

Claims

A n 5 p r U c h e 1 Vließfähiges Waterial mit zug- und druckelastischen Eigenschaften zum Füllen einer Fammer, die ihr Volumen unter Druck verkleinert und unter Zug vergrößert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dafl das Fillmaterial eine suspension ist, die aus einer Flüssigkeit und aus Polymerteilchen besteht, und das die Polymerteilchen eine diinne elastische geschlossene Hülle besitzen und in ihrem Tnneren ein- oder mehrkammerig hohl sind.