PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202004018802U1 17.03.2005
Titel Zusatzfeder
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
DE-Aktenzeichen 202004018802
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 17.03.2005
Registration date 10.02.2005
Application date from patent application 03.12.2004
IPC-Hauptklasse F16F 1/36

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Federelemente enthaltend hohles zylindrisches 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, besonders bevorzugt 340 bis 410 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 Weiteneißfestigkeit nach DIN 53515 von 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (ii) zwischen 129 mm und 131 mm, bevorzugt 130 mm, einem äußeren Durchmesser (iii) zwischen 48 mm und 50 mm, bevorzugt 49 mm, fünf umlaufenden Einschnürungen (iv) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i), einem Durchmesser (v) des Hohlraums zwischen 13 mm und 15 mm, bevorzugt 13,8 mm sowie in dem Hohlraum drei Bereiche, die den Hohlraum in Form von Ausstülpungen (vi) erweitern, einer umlaufenden Biegelippe (vii) an dem einen axialen Ende des Federelementes, die einen Hohlraum (viii) umfasst sowie an dem der Lippe gegenüberliegenden Ende des Federelementes mit zwei sich gegenüberliegenden Erhebungen (ix), die den Hohlraum verengen. Außerdem betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.

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 übertragen werden. Bei jeder neuen Entwicklung eines Automobilmodells muss eine neue Form des Federelements entwickelt werden, das den spezifischen Anforderungen des Modells gerecht wird.

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.

Aufgabe der Erfindung war es im Besonderen, die gestiegenen akustischen Anforderungen zu bedienen. Besonderes Ziel war somit ein quietschfreies Federungselement.

Im vorliegenden Fall wurde ein Federelement entwickelt, welches ein geringes Querdehnungsverhalten besitzt. Bei der Einfederung des Elementes wird jedoch ein Ausknicken aufgrund der definierten Kontur vermieden. Die gewählte Kontur hat in Zusammenhang mit einer bevorzugten geringen Bauteildichte, bevorzugt einer Dichte von 340 bis 410 kg/m3, einen besonders weichen Anlauf und ist bereits bei geringen Fahrzeugeinfederungen im Einsatz. Das Federelement ist in seiner Länge optimal an das Fahrverhalten angepasst. Bereits geringfügige Längenänderungen machen sich negativ auf die Fahreigenschaften bemerkbar. Bereits geringfügig höhere Bauteildichten machen sich negativ auf den Fahrkomfort insbesondere bei den akustischen Eigenschaften bemerkbar. Durch die besondere Ausgestaltung der Federkontur durch konkave Federelemente wird die Lebensdauer des Bauteils erheblich gesteigert.

Zudem kann an das Bauteil zum Schutz der Kolbenstange ein Schutzrohr angebracht werden, ohne dabei die positiven Fahreigenschaften nachhaltig zu beeinflussen.

Die beschriebene Funktion ist unabhängig davon, ob an das Federelement ein Faltenbalg oder Schutzrohr geknüpft wird.

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 in den 1 und 2 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 sind Federelemente, bei denen die Ausstülpungen (vi) in einer Höhe (x) von 38 mm und in einer Höhe (xi) von 68 mm, jeweils gemessen von Ende, das die Erhebungen (ix) aufweist, sowie in einer Höhe (xii) von 34 mm, gemessen von dem Ende, das die Biegelippe aufweist, platziert sind.

Die erfindungsgemäßen Körper (i) basieren bevorzugt auf Elastomeren auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, beispielsweise Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Hamstoffstrukturen 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. 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 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 Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.


Anspruch[de]
  1. Federelement enthaltend hohles zylindrisches Dämpfungselement (i) mit einer Höhe (ii) zwischen 129 mm und 131 mm, einem äußeren Durchmesser (iii) zwischen 48 mm und 50 mm, fünf umlaufenden Einschnürungen (iv) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i), einem Durchmesser (v) des Hohlraums zwischen 13 mm und 15 mm, sowie in dem Hohlraum drei Bereiche, die den Hohlraum in Form von Ausstülpungen (vi) erweitern, einer umlaufenden Biegelippe (vii) an dem einen axialen Ende des Federelementes, die einen Hohlraum (viii) umfasst sowie an dem der Lippe gegenüberliegenden Ende des Federelementes mit zwei sich gegenüberliegenden Erhebungen (ix), die den Hohlraum verengen.
  2. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstülpungen (vi) in einer Höhe (x) von 38 mm und in einer Höhe (xi) von 68 mm, jeweils gemessen von Ende, das die Erhebungen (ix) aufweist, sowie in einer Höhe (xii) von 34 mm, gemessen von dem Ende, das die Biegelippe aufweist, platziert sind.
  3. Federelement nach Anspruch 1 gemäß auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren.
  4. Federkonstuktion nach Anspruch 1 auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53420 von 200 bis 1100, 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.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com