DE20218361U1 - Hollow substantially cylindrical spring element for new automobile model consists of a material based on polyisocyanate polyaddition products, and is provided at one end with a circumferential lip - Google Patents

Hollow substantially cylindrical spring element for new automobile model consists of a material based on polyisocyanate polyaddition products, and is provided at one end with a circumferential lip

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DE20218361U1 DE20218361U DE20218361U DE20218361U1 DE 20218361 U1 DE20218361 U1 DE 20218361U1 DE 20218361 U DE20218361 U DE 20218361U DE 20218361 U DE20218361 U DE 20218361U DE 20218361 U1 DE20218361 U1 DE 20218361U1
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Abstract

The hollow, substantially cylindrical spring element (i) consists of a material based on polyisocyanate polyaddition products, and is provided at one end with a circumferential lip (iv) separated from the cylindrical main section of the element by a circumferential groove (vi). The geometry of the element is specified by dimensions. The hollow, substantially cylindrical spring element (i) consists of a material based on polyisocyanate polyaddition products, and is provided at one end with a circumferential lip (iv) separated from the cylindrical main section of the element by a circumferential groove (vi). The geometry of the element is specified by (ii) 70-76 mm length, (iii) outside diameter 50-56 mm and (v) inside diameter 10-14 mm.

Description

BASF Aktiengesellschaft 20020701 ! I ***. . PF 54&94fBASF Aktiengesellschaft 20020701 ! I ***. . PF 54&94f

ZusatzfederAdditional spring

Beschreibung
5
Description
5

Die Erfindung betrifft Federelemente 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 53 42 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach DIN 53 571 von > 2, bevorzugt 2 bis 8 N/mm2, einer Dehnung nach DIN 53 571 von > 300, bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 515 von > 8, bevorzugt 8 bis 25 N/mm, mit einer Höhe (ii) von 70 mm bis 76 mm, bevorzugt 72 mm bis 74 mm, besonders bevorzugt 73 mm, und einem äußeren Durchmesser (iii) von 50 mm bis 56 mm, bevorzugt 52 mm bis 54 mm, besonders bevorzugt 53 mm, dessen eine Ende in Form einer umlaufenden Lippe (iv) ausgestaltet ist und wobei der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (v) von 10 mm bis 14 mm, bevorzugt 11 mm bis 13 mm, besonders bevorzugt 12 mm aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung Automobile enthaltend die erfindungsgemäßen Federelemente.The invention relates to spring elements 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 53 42 of 200 to 1100, preferably 300 to 800 kg/m 3 , a tensile strength according to DIN 53 571 of > 2, preferably 2 to 8 N/mm 2 , an elongation according to DIN 53 571 of > 300, preferably 300 to 700% and a tear resistance according to DIN 53 515 of > 8, preferably 8 to 25 N/mm, with a height (ii) of 70 mm to 76 mm, preferably 72 mm to 74 mm, particularly preferably 73 mm, and an outer diameter (iii) of 50 mm to 56 mm, preferably 52 mm to 54 mm, particularly preferably 53 mm, one end of which is designed in the form of a circumferential lip (iv) and wherein the cavity of the damping element (i) has a diameter (v) of 10 mm to 14 mm, preferably 11 mm to 13 mm, particularly preferably 12 mm. The invention also relates to automobiles 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.Suspension elements made from polyurethane elastomers are used in automobiles, for example within the chassis, and are well known. They are used in particular in motor vehicles as vibration-damping spring elements.

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 Wankabstutzung 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.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 starting stiffness is optimized in particular through the geometric design, 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.Due to the very different characteristics and properties of individual automobile models, the spring elements must be individually adapted to the different automobile models in order to achieve ideal chassis tuning.

Beispielsweise können bei der Entwicklung der Federelemente das Gewicht des Fahrzeugs, das Fahrwerk des speziellen Modells,For example, when developing the suspension elements, the weight of the vehicle, the chassis of the specific model,

BASF AktiengesellschaftBASF Aktiengesellschaft

2002070120020701

·. . &Rgr;&xgr;1 54Ö94; EiEf·. . &Rgr;&xgr; 1 54Ö94; EiEf

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.the intended shock absorbers and the desired spring characteristics must be taken into account. In addition, individual solutions tailored to the construction must be found for different automobiles 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 Ent-Wicklung 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:

15 · Weicher Einsatz15 · Soft insert

• Definierter Kraft-/Wegverlauf• Defined force/displacement curve

• 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 ausgezeichneteThe 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 would meet the specific requirements of this model and ensure the best possible driving comfort and excellent

25 Fahrsicherheit gewährleistet.25 Driving safety guaranteed.

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 2 dargestellt.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 2.

In allen Figuren sind die angegebenen Maße in [mm] angegeben.In all figures the dimensions are given in [mm].

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 geforderteThis three-dimensional shape proved to be particularly suitable for meeting the specific requirements of the special automobile model, especially with regard to the specific spatial requirements and the required

Federcharakteristik.Spring characteristics.

Bevorzugt befindet sich eine umlaufende Einschürung (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i), wobei sich die Einschnürung (vi) bevorzugt in einer Höhe (vii) von 50 mm bis 56 mm, besonders bevorzugt 52 mm bis 54 mm, insbesondere 53 mmPreferably, a circumferential constriction (vi) is located on the outer surface of the damping element (i), wherein the constriction (vi) is preferably at a height (vii) of 50 mm to 56 mm, particularly preferably 52 mm to 54 mm, in particular 53 mm

BASF Aktiengesellschaft 20020701 : ' **'· . Pf 54&Oacgr;94 IJEBASF Aktiengesellschaft 20020701 : ' **'· . Pf 54&Oacgr;94 IJE

befindet, gemessen von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes. Das Federelement weist in der Einschnürung (vi) einen äußeren Durchmesser (viii) von bevorzugt 37 mm bis 43 mm, besonders bevorzugt 39 mm bis 41 mm, insbesondere 40 mm auf.measured from the end of the spring element opposite the lip (iv). The spring element has an outer diameter (viii) of preferably 37 mm to 43 mm, particularly preferably 39 mm to 41 mm, in particular 40 mm, in the constriction (vi).

Der Durchmesser (ix) des Hohlraums zwischen der Kante der Lippe (iv) beträgt bevorzugt 16 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 17 mm bis 19 mm, insbesondere 18 mm.The diameter (ix) of the cavity between the edge of the lip (iv) is preferably 16 mm to 20 mm, particularly preferably 17 mm to 19 mm, in particular 18 mm.

Der Durchmesser (v) des Hohlraums des Dämpfungselementes (i) liegt bevorzugt bis zu einer Höhe (x) von 15 mm bis 19 mm, besonders bevorzugt 16 mm bis 18 mm, insbesondere 18 mm vor. Bevorzugt steigt der Durchmesser daran anschließend bevorzugt bis zu einer Höhe (xi) von 26 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt 28 mm bis 29 mm, insbesondere 28,3 mm bevorzugt stetig auf einen Durchmesser (xii) von bevorzugt 14,1 mm bis 18 mm, besonders bevorzugt 15 mm bis 17 mm, insbesondere 16 mm an, wobei die Höhen (x) und (xi) jeweils gemessen werden von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes. In einer Höhe (xiii) von 5 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt 10 mm gemessen von der Kante der Lippe (iv) weist der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) bevorzugt einen Durchmesser (xiv) von 25 mm bis 35 mm, besonders bevorzugt von 30 mm auf.The diameter (v) of the cavity of the damping element (i) is preferably up to a height (x) of 15 mm to 19 mm, particularly preferably 16 mm to 18 mm, in particular 18 mm. The diameter then preferably increases up to a height (xi) of 26 mm to 30 mm, particularly preferably 28 mm to 29 mm, in particular 28.3 mm, preferably steadily to a diameter (xii) of preferably 14.1 mm to 18 mm, particularly preferably 15 mm to 17 mm, in particular 16 mm, wherein the heights (x) and (xi) are each measured from the end of the spring element opposite the lip (iv). At a height (xiii) of 5 mm to 15 mm, particularly preferably 10 mm measured from the edge of the lip (iv), the cavity of the damping element (i) preferably has a diameter (xiv) of 25 mm to 35 mm, particularly preferably 30 mm.

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. Derartige 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.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 0.01 to 0.15 mm. The elastomers particularly preferably have the physical properties described at the outset. Such 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,The elastomers based on cellular polyisocyanate polyaddition products are usually produced in a form in which the reactive starting components are reacted with one another. The forms that can be used are generally common forms,

BASF Aktiengesellschaft 20020701 ' '**"· . Pf1 *54&Lgr;)?4BASF Aktiengesellschaft 20020701 ''**"· . Pf 1 *54&Lgr;)?4

beispielsweise Metallformen, die aufgrund ihrer Form die erfindungsgemäße dreidimensionale Form des Federelements gewährleisten.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 95°C, bevorzugt 50 bis 900C. 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.The surface temperature of the inner mold wall 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.

Die Formteile sind nach 5 bis 6 0 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.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.

Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise mit einer Temperatur von 15 bis 1200C, vorzugsweise von 30 bis 1100C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 undThe starting components are usually introduced into the mold at a temperature of 15 to 120 0 C, preferably 30 to 110 0 C. The degrees of compaction for producing the molded bodies are between 1.1 and 8, preferably between 2 and

Claims (9)

1. Federelement basierend auf einem hohlen zylindrischen Dämpfungselement (i) auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit einer Höhe (ii) von 70 mm bis 76 mm und einem äußeren Durchmesser (iii) von 50 mm bis 56 mm, dessen eine Ende in Form einer umlaufenden Lippe (iv) ausgestaltet ist und wobei der Hohlraum des Dämpfungselementes (i) einen Durchmesser (v) von 10 mm bis 14 mm aufweist. 1. Spring element based on a hollow cylindrical damping element (i) based on polyisocyanate polyaddition products with a height (ii) of 70 mm to 76 mm and an outer diameter (iii) of 50 mm to 56 mm, one end of which is designed in the form of a circumferential lip (iv) and wherein the cavity of the damping element (i) has a diameter (v) of 10 mm to 14 mm. 2. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine umlaufende Einschürungen (vi) auf der äußeren Oberfläche des Dämpfungselementes (i) befinden. 2. Spring element according to claim 1, characterized in that a circumferential constriction (vi) is located on the outer surface of the damping element (i). 3. Federelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einschnürungen (vi) in einer Höhe (vii) von 50 mm bis 56 mm befindet, gemessen von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes. 3. Spring element according to claim 2, characterized in that the constrictions (vi) are located at a height (vii) of 50 mm to 56 mm, measured from the end of the spring element opposite the lip (iv). 4. Federelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement in der Einschnürung (vi) einen äußeren Durchmesser (viii) von 37 mm bis 43 mm aufweist. 4. Spring element according to claim 2, characterized in that the spring element in the constriction (vi) has an outer diameter (viii) of 37 mm to 43 mm. 5. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (ix) des Hohlraums zwischen der Kante der Lippe (iv) 16 mm bis 20 mm beträgt. 5. Spring element according to claim 1, characterized in that the diameter (ix) of the cavity between the edge of the lip (iv) is 16 mm to 20 mm. 6. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (v) des Hohlraums bis zu einer Höhe (x) von 15 mm bis 19 mm vorliegt und anschließend bis zu einer Höhe (xi) von 26 mm bis 30 mm auf einen Durchmesser (xii) von 14,1 mm bis 18 mm ansteigt, wobei die Höhen (x) und (xi) jeweils gemessen werden von dem der Lippe (iv) gegenüberliegenden Ende des Federelementes. 6. Spring element according to claim 1, characterized in that the diameter (v) of the cavity is present up to a height (x) of 15 mm to 19 mm and then increases up to a height (xi) of 26 mm to 30 mm to a diameter (xii) of 14.1 mm to 18 mm, the heights (x) and (xi) each being measured from the end of the spring element opposite the lip (iv). 7. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren basiert. 7. Spring element according to claim 1, characterized in that the damping element (i) is based on cellular polyurethane elastomers. 8. Federelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (i) auf zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN 53 420 von 200 bis 1100 kg/m3, einer Zugfestigkeit nach DIN 53 571 von ≥ 2 N/mm2, einer Dehnung nach DIN 53 571 von ≥ 300% und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 515 von ≥ 8 N/mm basiert. 8. Spring element according to claim 1, characterized in that the damping element (i) is based on cellular polyurethane elastomers with a density according to DIN 53 420 of 200 to 1100 kg/m 3 , a tensile strength according to DIN 53 571 of ≥ 2 N/mm 2 , an elongation according to DIN 53 571 of ≥ 300% and a tear resistance according to DIN 53 515 of ≥ 8 N/mm. 9. Automobile enthaltend Federelemente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. Automobiles containing spring elements according to one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA015195B1 (en) * 2009-02-27 2011-06-30 Руслан Николаевич ГОЛОВАЧ Elastic element, perceiving the shock loadings

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