Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
elastischen Formkörpern, insbesondere von Anschlagpuffern
für Federbeinstoßdämpfer, Federelementen oder dergleichen,
aus elastischem Werkstoff.The invention relates to a method for producing
elastic moldings, in particular stop buffers
for shock absorbers, spring elements or the like,
made of elastic material.
Zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und Verbesserung des
Fahrkomforts ist bei Kraftfahrzeugen deren Karosserie
regelmäßig auf Federbeinstoßdämpfern gelagert. Federbein
stoßdämpfer weisen Spiralfedern aus Metall mit einer
linearen Federcharakteristik auf. Um eine progressive
Federkennlinie mit weichem Anlauf bei größeren Radfeder
wegen zu erzielen, werden häufig Zusatzfedern eingesetzt,
die auch als Anschlagpuffer oder Rubber Stop bekannt sind.
Ferner kennt man die Kombination von Metall-Blattfedern und
Elastomer-Zusatzfedern bei größeren Fahrzeugen wie Schie
nenfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen oder dergleichen. Die
Zusatzfedern bestehen aus einem elastischen Werkstoff wie
beispielsweise Naturkautschuk oder Polyurethan. Bei solchen
Federn handelt es sich regelmäßig um im Press- oder
Spritzgussverfahren hergestellte Formteile mit einer Dichte
von 1,0 bis 1,3 g/cm3. Solche Zusatzfedern sind relativ
hart und lassen keine hinreichend große Verformungen zu.
Außerdem ist die Körperschalldämmung verhältnismäßig ge
ring. - Unabhängig davon kennt man geschäumte Polyurethan-
Puffer mit teilweise offener Porenstruktur und einer Dichte
von 0,4 bis 0,7 g/cm3, die ebenfalls nicht befriedigen.
To dampen bumps in the road and improve driving comfort, the body of motor vehicles is regularly mounted on shock absorbers. Shock absorbers have coil springs made of metal with a linear spring characteristic. In order to achieve a progressive spring characteristic with a soft start for larger wheel springs, additional springs are often used, which are also known as stop bumps or rubber stops. Furthermore, the combination of metal leaf springs and elastomer auxiliary springs is known in larger vehicles such as rail vehicles, trucks, buses or the like. The additional springs are made of an elastic material such as natural rubber or polyurethane. Such springs are usually molded or molded parts with a density of 1.0 to 1.3 g / cm 3 . Such additional springs are relatively hard and do not allow sufficiently large deformations. In addition, the structure-borne noise insulation is relatively ge ring. - Independently of this, there are known foamed polyurethane buffers with a partially open pore structure and a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3 , which are also unsatisfactory.
Im übrigen kennt man zur Herstellung von geschäumten Gummi-
oder Kunststoffartikeln verschiedene Verfahren wie bei
spielsweise das Treibverfahren und das Expansionsverfahren.Otherwise known for the production of foamed rubber
or plastic articles different processes as in
for example, the blowing process and the expansion process.
Beim Treibverfahren wird eine treibmittelhaltige, ver
netzungsfähige Mischung so in ein Formwerkzeug eingebracht,
dass die Form nur teilweise gefüllt ist. Üblicherweise wird
in einem vorgeschalteten Arbeitsschritt ein Rohling vor
geformt, der dem Endartikel ähnlich ist, jedoch um eine
vorgegebenen Faktor kleiner ist. In dem beheizten Form
werkzeug beginnt das Treibmittel sich zu zersetzen. Es
werden gasförmige Spaltprodukte frei, die zum Aufblähen der
Mischung führen. Gleichzeitig beginnt die Vulkanisation.
Gasabspaltung und Vulkanisation laufen nahezu parallel ab.
Das Aufblähen ist begrenzt durch die Innenkontur des
Formwerkzeuges. Derart hergestellte Formteile haben eine
teilweise offene, teilweise geschlossene Porenstruktur.
Ihre Außenhaut ist verhältnismäßig dünn und ihre Oberfläche
oft fehlerhaft mit Falten, Fließfehlern und Talkumresten
behaftet. Nach dem Treibverfahren werden bevorzugt Form
körper hergestellt, die bei möglichst niedriger Dichte
möglichst weich sein sollen und deren Shore-Härte regel
mäßig unter 20 liegt. Solche Formteile lassen sich mit
geringem Kraftaufwand leicht komprimieren.In the blowing process, a blowing agent containing ver
the wettable mixture is introduced into a mold in such a way
that the form is only partially filled. Usually
a blank in a preceding step
shaped, which is similar to the final article, but by one
predetermined factor is smaller. In the heated form
the blowing agent begins to decompose. It
Gaseous fission products are released, which are used to inflate the
Mixture. Vulcanization begins at the same time.
Gas elimination and vulcanization take place almost in parallel.
The inflation is limited by the inner contour of the
Mold. Molded parts produced in this way have a
partially open, partially closed pore structure.
Their outer skin is relatively thin and their surface
often faulty with folds, flow defects and talc residues
afflicted. Forms are preferred after the blowing process
body made with the lowest possible density
should be as soft as possible and regulate their Shore hardness
is moderately below 20. Such molded parts can be used
slightly compress with little effort.
Beim Expansionsverfahren wird das Formwerkzeug komplett
(teils mit Überschuss) mit der Mischung gefüllt. Beim
Vulkanisationsprozess in einer Presse zersetzt sich das
Treibmittel, das entstehende Gas löst sich unter hohem
Pressendruck. In noch nicht ausvulkanisiertem Zustand der
Mischung wird die Presse geöffnet. Die anvulkanisierte
Mischung expandiert infolge des hohen Gasinnendruckes, so
dass man ein Material mit geschlossenen Zellen erhält,
welches unmittelbar danach in einem zweiten Heizungsvorgang
in einem größeren Formwerkzeug oder in einem Heizofen
fertig ausvulkanisiert wird. Dieses bekannte Verfahren ist
auf die Herstellung von einfachsten Formkörpern ohne
Hinterschneidungen beschränkt und dient vorzugsweise zur
Plattenfertigung. Auch in diesem Fall verlaufen Gasab
spaltung und Vulkanisation parallel. Dieses bekannte
Verfahren wird zum Herstellen von harten Formkörpern mit
einer Härte von 60 bis 80 Shore und bei einer Dichte von
0,4 bis 0,7 g/cm3 angewendet.In the expansion process, the mold is completely (partly with excess) filled with the mixture. During the vulcanization process in a press, the blowing agent decomposes and the resulting gas dissolves under high press pressure. If the mixture is not yet fully vulcanized, the press is opened. The vulcanized mixture expands due to the high internal gas pressure, so that a material with closed cells is obtained, which is immediately vulcanized in a larger mold or in a heating oven in a second heating process. This known method is limited to the production of the simplest shaped bodies without undercuts and is preferably used for plate production. In this case too, gas elimination and vulcanization run in parallel. This known method is used to produce hard moldings with a hardness of 60 to 80 Shore and a density of 0.4 to 0.7 g / cm 3 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Art anzugeben, wonach sich Form
körper und insbesondere Anschlagpuffer von Federbeinstoß
dämpfern mit niedriger Dichte aus Naturkautschuk oder
anderen vulkanisierbaren Polymerwerkstoffen herstellen
lassen, die sich durch hohe Elastizität, optimierte
Dämpfung und verhältnismäßig niedriger dynamischer Ver
härtung auszeichnen.The invention has for its object a method of
Specify the type described above, according to which form
body and in particular shock absorber buffer
low density dampers made of natural rubber or
other vulcanizable polymer materials
can be optimized by high elasticity
Attenuation and relatively low dynamic ver
distinguish hardening.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Verfahren dadurch, dass eine treibmittelhaltige, ver
netzungsfähige Kautschukmischung oder Polymermischung mit
zwei unterschiedlichen Vernetzungssystemen verwendet wird,
dass die Mischung in ein Formwerkzeug eingegeben und zum
Reagieren des ersten Vernetzungssystems einer Temperatur
unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels unter
Bildung eines formstabilen Formkörpers unterworfen wird,
dass dann der Formkörper dem Formwerkzeug entnommen und zum
Reagieren des zweiten Vernetzungssystems einer Temperatur
oberhalb der Zersetzungstemperatur des zweiten Vernetzungs
systems unterworfen, ausgeschäumt und vulkanisiert wird. -
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht ein Form
körper mit einer mikroporösen Struktur mit geschlossenen
Zellen. Die gewünschte Dichte und Shorehärte des Form
körpers lassen sich unschwer durch den Treibmittelgehalt
einstellen. Die äußere Oberfläche des Formkörpers ist
kompakt und ohne Fließfehler, seine Außenhaut ist dicker
als die Wandungen der Zellen und dadurch unempfindlich
gegen Verletzungen. Für die Herstellung von Anschlagpuffern
empfiehlt sich eine Dichte von 0,4 bis 0,6 g/cm3 bei einer
Härte von 40 bis 60 Shore. Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Formkörper und insbesondere An
schlagpuffer bzw. Zusatzfedern haben aufgrund der hohen
Elastizität von Kautschuk oder entsprechenden Polymerwerk
stoffen eine sehr niedrige dynamische Steifigkeit und gute
Körperschallisolation. Auch die Wasseraufnahme ist verhält
nismäßig niedrig. Das gilt insbesondere für nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren hergestellte Formkörper aus Natur
kautschuk, die weniger als 0,5% Wasser aufnehmen. Die
Wasseraufnahme von Formkörpern aus Polyurethanwerkstoffen
liegt dagegen höher.This object is achieved in a generic method in that a blowing agent-containing, crosslinkable rubber mixture or polymer mixture with two different crosslinking systems is used, that the mixture is put into a mold and for reacting the first crosslinking system at a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent to form a dimensionally stable molded body is subjected to the fact that the molded body is then removed from the mold and subjected to a temperature above the decomposition temperature of the second crosslinking system to react the second crosslinking system, foamed and vulcanized. - According to the inventive method, a shaped body with a microporous structure with closed cells. The desired density and Shore hardness of the molded body can be easily adjusted using the blowing agent content. The outer surface of the molded body is compact and free from flow defects, its outer skin is thicker than the walls of the cells and therefore insensitive to injuries. A density of 0.4 to 0.6 g / cm 3 with a hardness of 40 to 60 Shore is recommended for the production of bumpers. The moldings produced by the process according to the invention, and in particular impact buffers or additional springs, have a very low dynamic rigidity and good structure-borne noise insulation due to the high elasticity of rubber or corresponding polymer materials. The water absorption is also relatively low. This applies in particular to molded articles made of natural rubber which absorb less than 0.5% of water and are produced by the process according to the invention. In contrast, the water absorption of moldings made of polyurethane materials is higher.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kautschuk-
oder Polymermischung im Wege eines Spritzpress- oder
Spritzgussverfahrens in das Formwerkzeug eingegeben. Erfin
dungsgemäß wird der Formkörper zum Reagieren des zweiten
Vernetzungssystems bei entsprechend hoher Temperatur in
einem Wärmeübertragungsmedium, z. B. Heißluft, Dampf, Ölbad,
Salzschmelze, Wirbelbett oder mittels UHF, ausgeschäumt und
vulkanisiert.In the process according to the invention, the rubber
or polymer mixture by way of an injection molding or
Injection molding process entered into the mold. OF INVENTION
According to the shaped body for reacting the second
Crosslinking system at a correspondingly high temperature in
a heat transfer medium, e.g. B. hot air, steam, oil bath,
Molten salt, fluidized bed or UHF, foamed and
vulcanized.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können außer NR (Iso
pren-Kautschuk bzw. Naturkautschuk) auch andere Elastomere
wie beispielsweise CR (Polychloropren-Kautschuk), NBR
(Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen/Propylen-
Dien-Terpolymere), Silikon und andere verarbeitet werden.
Die Herstellung von Formkörpern nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist nicht auf lediglich Anschlagpuffer für Feder
beinstoßdämpfer beschränkt, sondern umfasst ganz allgemein
elastische Federelemente und Abkopplungen. Weitere Einsatz
möglichkeiten sind in Fahrzeugen beispielsweise Federunter
lagen und Dämpferlager. In anderen Industriebereichen
können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge
stellten Formkörper beispielsweise im Bereich Schienen
lagerung (Schalldämmung und elastische Schienenlagerung),
Bauindustrie (z. B. Treppenlager zur Schwingungsisolierung
mit Trittschalldämmung) oder Schuhindustrie (beispielsweise
für Schuhsohlen) eingesetzt werden.In addition to NR (Iso
pren rubber or natural rubber) also other elastomers
such as CR (polychloroprene rubber), NBR
(Acrylonitrile butadiene rubber), EPDM (ethylene / propylene
Diene terpolymers), silicone and others are processed.
The production of moldings according to the invention
Procedure is not based on spring bumpers only
leg shock absorbers limited, but covers in general
elastic spring elements and decouplings. Further use
Possibilities are, for example, spring bottom in vehicles
bearings and damper bearings. In other industries
can the Herge according to the inventive method
made moldings for example in the area of rails
storage (sound insulation and elastic rail mounting),
Construction industry (e.g. stair bearings for vibration isolation
with impact sound insulation) or shoe industry (for example
for shoe soles).