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Die
Erfindung betrifft Federelemente (i) bevorzugt 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 600 bis 700 kg/m3, insbesondere 650 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 z 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (ii) zwischen 70 mm und
74 mm, bevorzugt 72 mm, einem äußeren Durchmesser (iii)
zwischen 52 mm und 56 mm, bevorzugt 53,8 mm, zwei umlaufenden Einschnürungen (iv)
auf der äußeren Oberfläche des
Dämpfungselementes
(i), einem Durchmesser (v) des Hohlraums zwischen 25 mm und 27 mm,
bevorzugt 26 mm, sowie in dem Hohlraum vier bis acht, bevorzugt
sechs parallel zur Längsachse
des Hohlraums verlaufenden Erhebungen (x), die den Hohlraum auf
einen Durchmesser (vi) zwischen 21 mm und 23 mm, bevorzugt 22 mm verengen,
einer umlaufenden Biegelippe (vii) an dem einen axialen Ende des
Federelementes, die einen Hohlraum (viii) umfasst, und wobei an
dem der Lippe gegenüberliegenden
Ende des Federelementes der äußere Durchmesser
(iii) bis zu einer Höhe
(ix) zwischen 30 mm und 32 mm, bevorzugt 30,9 mm vorliegt. Außerdem betrifft
die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.
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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 Fahr zeugs,
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.
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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.
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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.
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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.
Eine besondere Aufgabe bestand darin, eine weiche Anlaufsteifigkeit
und Steifigkeitssprünge
zu gewährleisten.
Die Kontur des Federelementes (i) sollte bevorzugt derart gewählt werden,
dass das Element (i) als Doppelteil geschäumt und gut entformt werden
kann.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Feder
(i) besteht im Prinzip aus zwei Teilen. Der obere Teil mit der Biegelippe
ist sehr dünnwandig.
Dies bietet eine besonders weiche Anlaufsteifigkeit. Aufgrund der
Federhöhe
(ii) erfolgt der Einsatz der Feder früh, allerdings sehr weich. Der
besonders weiche Anlauf ohne Steifigkeitssprünge liegt aufgrund de erfindungsgemäßen Form
bereits in den ersten 15 mm der Einfederung vor. Der obere Teil
der Feder weist die erfindungsgemäße Länge auf, damit das Material
auf den ersten 40% seiner Einfederung linear versteift. Danach ist die
Kraft-Wegkennung progressiv. Der untere Teil gleicht einem Zylinder.
Bevorzugt ist dieser Zylinder im Top mount na hezu gekapselt. Dieser
untere Teil der Feder trägt
im Wesentlichen zur Blockmaßbildung
bei, um die Freigängigkeit
des Rades auch bei großen
Felgen im max. jounce zu gewährleisten.
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Diese
Feder kann bevorzugt als Doppelteil geschäumt werden. Die Innenkontur
ist darauf abgestimmt. Werden die erfindungsgemäßen Merkmale in der Kontur
verändert,
ist eine Entformung als Doppelteil nach dem Schäumprozess deutlich erschwert.
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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 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.
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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.
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Die
Oberflächentemperatur
der Forminnenwand beträgt üblicherweise
40 bis 95°C,
bevorzugt 50 bis 90°C.
Die Herstellung der Formteile wird vorteilhafterweise bei einem
NCO/ON-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.