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Title:
DECOUPLING BUSHING ON THE BASIS OF A CAST ELASTOMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/128825
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a bearing for vibration damping (i), comprising: a bushing (ii), which surrounds a cavity (iii); and a fastening element (iv), which is located in this cavity (iii); wherein a compact polyurethane elastomer preparation (v) is located in the cavity and connects the external bushing (ii) to the fastening element (iv), and the polyurethane elastomer in the polyurethane elastomer preparation (v) is the reaction product of the structural components diisocyanate, a polyester diol, a polyether diol, or a mixture thereof, and a chain extender, and the preparation optionally also contains at least one of the following components: catalyst auxiliary and additive. The invention also relates to producing a corresponding bearing.

Inventors:
MAIER MAXIMILIAN (DE)
POPPENBERG JOHANNES (US)
HORSTMANN ANDREAS (DE)
COLLMOOR ANN-CHRISTIN (DE)
INGELMANN MARC (DE)
HOLWITT ULRICH (DE)
ENGEL SABRINA (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/085312
Publication Date:
June 23, 2022
Filing Date:
December 10, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BASF POLYURETHANES GMBH (DE)
International Classes:
B29C67/24; F16F1/36; F16F1/38
Domestic Patent References:
WO2003091594A12003-11-06
WO2003104326A12003-12-18
WO2003104345A12003-12-18
WO2008058914A12008-05-22
WO2019215119A12019-11-14
WO1997010278A11997-03-20
WO2018087387A12018-05-17
Foreign References:
DE10225797A12003-12-18
EP2977394A12016-01-27
US20090127921A12009-05-21
EP1281887A22003-02-05
DE10225795A12003-12-18
US20160252149A12016-09-01
DE102004056548A12006-05-24
DE10225797A12003-12-18
DE102017201559A12018-08-02
US20070213496A12007-09-13
EP0153639A21985-09-04
DE3607447A11987-09-10
US4764537A1988-08-16
Other References:
H. PIECHOTAH. RÖHR: "Integralschaumstoffe", 1975, CARL HANSER-VERLAG
D.J. PREPELKAJ.L. WHARTON, JOURNAL OF CELLULAR PLASTICS, March 1975 (1975-03-01), pages 87 - 98
U. KNIPP, JOURNAL OF CELLULAR PLASTICS, March 1973 (1973-03-01), pages 76 - 84
Attorney, Agent or Firm:
BASF IP ASSOCIATION (DE)
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Claims:
28

Ansprüche:

1 . Lager zur Schwingungsdämpfung (i) umfassend eine Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) umgibt, und ein Befestigungselement (iv), das sich in diesem Hohlraum (iii) befindet, wobei sich in dem Hohlraum eine kompakte Polyurethanelastomerzubereitung (v) befindet, die die äußere Buchse (ii) mit dem Befestigungselement (iv) verbindet dadurch gekennzeichnet, dass

Polyurethanelastomer in der Polyurethanelastomerzubereitung (v) das Reaktionsprodukt ist aus den folgenden Aufbaukomponenten a. einem Diisocyanat b. einem Polyesterdiol, einem Polyetherdiol, oder einer Mischung hiervon c. einem Kettenverlängerer und die Zubereitung gegebenenfalls weiterhin mindestens eine der folgenden Komponenten enthält d. Katalysator e. Hilfsstoff f. Zusatzstoff

2. Lager gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Buchse (ii) und der Polyurethanelastomerzubereitung (v) oder zwischen der Polyurethanelastomerzubereitung (v) und dem Befestigungselement (iv) oder zwischen der Polyurethanelastomerzubereitung (v), der Buchse (ii) und dem Befestigungselement (iv) ein Haftvermittler befindet.

3. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse achsensymmetrisch ist.

4. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement auf der Achse der achsensymmetrischen Buchse liegt.

5. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanelastomerzubereitung in dem Hohlraum der Buchse nicht gleichmäßig verteilt ist.

6. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanelastomerzubereitung eine Aussparung enthält. Lager gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung mikrozelluläres Polyurethan enthält Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterdiol und das Polyetherdiol linear sind, und bevorzugt aus Monomeren bestehen, die zwischen 4 und 20 Kohlenstoffatome umfassen, weiter bevorzugt 4 bis 10 Kohlenstoffatome, weiter bevorzugt 4 bis 7 Kohlenstoffatome. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyetherdiol Polytetrahydrofuran (PTHF) und das Polyesterdiol Polycaprolacton ist. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbaukomponenten Diisocyanat, Polytetrahydrofuran und Kettenverlängerer sind. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethanelastomer weiterhin ein Carbodiimid enthält, das bevorzugt auf einem Diisocyanat basiert. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethanelastomer eine dynamische Verhärtung von weniger als 1 ,3 aufweist. Lager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethanelastomer eine Härte von 62 bis 72 Shore A aufweist. Verfahren zur Herstellung eines Lagers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, a. dass der Hohlraum (ii) der Buchse (ii) so verschlossen wird, dass der Hohlraum (iii) zumindest teilweise mit dem Polyurethanelastomer (v) ausgegossen werden kann, die Ausgangskomponenten miteinander, ggf. zusätzlich mit einem Katalysator, Hilfsstoff, Zusatzstoff, Carbodiimid, oder Mischungen hiervon, zu eine Gießelastomer vermischt werden, b. und dieses Gießelastomer in den Hohlraum der Buchse eingebracht wird, in dem sich das Befestigungselement in seiner endgültigen Position zur Buchse befindet oder in das das Befestigungselement in seiner endgültigen Position zur Buchse eingebracht wird, bevor das Gießelastomer zu dem Polyurethanelastomer aushärtet.

Description:
Entkopplungsbuchse auf der Basis eines Gießelastomers

Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist ein Lager das zur Schwingungsdämpfung bzw. Schwingungsentkoppelung dient.

Derartige Lager sind vielfach beschrieben. Als Dämpfungsmaterial wird überwiegend Gummi, insbesondere auf Naturkautschukbasis, eingesetzt. Daneben sind Lager aus mmikrozellulärem Polyurethan bekannt, die bei der Lagerung von Fahrwerks- und Antriebsstrangkomponenten hervorragende Dämpfungseigenschaften aufweisen, allerdings dabei durch die mikrozelluläre Struktur eine geringe Steifigkeitsspreizung in den unterschiedlichen Raumrichtungen aufweisen, und daher insbesondere im Fahrwerksbereich fahrdynamischen Anforderungen häufig nicht genügen. Entsprechende Lager werden beispielsweise in der WO 03/104 326, WO 03/104 345, WO 03/1046766, WO 03/1046767, DE 10 2004 056 548 oder auch WO 2008/058914 beschrieben. DE 102 25 797 A1 offenbartDE 102 25 797 A1 offenbart ein Rundlager mit einem Lagerelement auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bei denen die Haftung zwischen dem Lagerelement und der Innenbuchse mit thermoplastischem Polyurethan erfolgt.

Darüber hinaussind Lager für den Ersatzteilmarkt aus kompaktem Polyurethan bekannt, die durch eine hohe Materialhärte und damit einer hohen Buchsensteifigkeit das Ziel einer sportlicheren Abstimmung des Fahrzeugs und einer hohen Lebensdauer haben, dabei aber die ursprünglichen Anforderungen an die Schwingungsdämpfung bzw. -entkoppelung nicht mehr erfüllen.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Elektromotoren insbesondere auch als Antrieb im Bereich der Automobile werden gänzlich neue Anforderungsprofile an die Lager hinsichtlich der Schwingungsdämpfung bzw. Schwingungsentkoppelung gestellt. Die Fähigkeit von Gummilagern zur Schwingungsentkopplung ist allerdings stark abhängig von der Härte der Gummimischung. So können niedrige Härten im Bereich von 35-45 Shore A eine gute Schwingungsentkopplung gewährleisten, sind aber häufig für die zusätzlichen fahrdynamischen Ansprüche, insbesondere bei Verwendung der Lager im Fahrwerksbereich, zu weich, so dass häufig Gummimischungen mit Härten > Shore 60 A eingesetzt werden müssen, deren Herstellung einerseits sehr anspruchsvoll ist und die zudem hochfrequente Schwingungsentkopplung nur unzureichend erfüllen.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager zur Schwingungsdämpfung bzw. Schwingungsentkoppelung zu entwickeln, das die erhöhten Anforderungen der von Elektromotoren erzeugten Schwingungen auch bis in einem hohen Frequenzbereich erfüllen und dabei gleichzeitig fahrdynamischen Ansprüchen genügen kann,

7 Fig gut herstellbar ist, so ausgelegt werden kann, dass die Nachgiebigkeit in unterschiedliche Raumrichtungen verschieden ist und dabei trotzdem eine ausreichend hohe Betriebsfestigkeit aufweist.

Überraschend wurde gefunden, dass diese Aufgabe mit einem Lager mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst werden konnte.

Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Herstellung eines solchen Lagers gemäß Anspruch 14 sowie die Verwendung einer Polyurethanelastomerzubereitung (v) für die Herstellung des erfindungsgemäßen Lagers.

Figuren:

Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Lagers (i) mit einer äußeren, Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) umgibt, und ein Befestigungselement (iv), das sich in diesem Hohlraum

(iii) befindet. In den Hohlraum (iii) wird die kompakte Polyurethanelastomerzubereitung(v) eingebracht, das in dem fertigen Lager die äußere Buchse (ii) mit dem Befestigungselement (iv) verbindet (siehe auch die folgenden Figuren 2 und 3).

Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Lagers (i), in Figur 2a) in schräger Aufsicht, in Figur 2b in Aufsicht, und in Figur 2 c in Seitenansicht. Das Lager (i) hat eine äußere Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) umgibt, und ein Befestigungselement (iv), das sich in diesem Hohlraum (iii) befindet. In dem Hohlraum (iii) ist auch die kompakte Polyurethanelastomerzubereitung (v), die die äußere Buchse (ii) mit dem Befestigungselement

(iv) verbindet, wobei die Polyurethanelastomerzubereitung (v) zwei durchgängige Aussparungen (vi) enthält.

Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Lagers (i), in Figur 3a) in schräger Aufsicht, in Figur 3b) in Aufsicht, und in Figur 3c) in Seitenansicht. Das Lager (i) hat eine äußere Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) umgibt, und ein Befestigungselement (iv), das sich in diesem Hohlraum (iii) befindet. In dem Hohlraum (iii) ist auch die kompakte Polyurethanelastomerzubereitung (v), die die äußere Buchse (ii) mit dem Befestigungselement (iv) verbindet, wobei die Polyurethanelastomerzubereitung (v) zwei durchgängige Aussparungen (vi) und zwei teildurchgängige Aussparungen (vii) enthält.

Figur 4 zeigt eine Anordnung zur Prüfung des Lagers (i), das in eine Lageraufnahme (viii) gepresst ist, die über die Halterung (ix) mit einer Prüfmaschine (x) verbunden ist. Über die Prüfvorrichtung (xi) wirkt eine Kraft F auf das Befestigungselement (iv) des Lagers ein. In Figur 4a ist eine Krafteinwirkung in radialer Richtung auf das Lager dargestellt, in Figur 4b) in axialer Richtung. Figur 5 zeigt die Kraft-Weg- Kurven sowie die Steifigkeit-Weg-Kurven eines Lagers gemäß Figur 2 und Rezeptur 6 mit der bei quasi-statischer Belastung gemäß Beispiel 2a. Auf der linken vertikalen Achse ist die Kraft F mit der Einheit [kN] aufgetragen, die Steifigkeit Cs mit der Einheit [kN/mm] auf der rechten vertikalen Achse und der Weg s mit der Einheit [mm] auf der horizontalen Achse, jeweils in den Achsenrichtungen des Lagers, x-Achse (Figur 5a), y-Achse (Figur 5b) und z-Achse (Figur 5c). Die Lagersteifigkeit Cs berechnet sich aus der lokalen Steigung der Kraft- Weg- Kurve.

Figur 6 zeigt den Verlauf der Lagersteifigkeit Cd und der Lagerdämpfung D über die Frequenz der aufgebrachten Schwingung f bei einer dynamischen Belastung eines Lagers eines Lagers gemäß Figur 2 und Rezeptur 6 unter einer definierten Vorlast. Die Lagersteifigkeit Cd ist mit der Einheit [kN/mm] auf der linken vertikalen Achse, die Lagerdämpfung D mit der Einheit [°] auf der rechten vertikalen Achse sowie die Frequenz f mit der Einheit [Hz] auf der horizontalen Achse aufgetragen. Figur 6a zeigt die Lagersteifigkeit und Lagerdämpfung in der Achsenrichtung x unter der Vorlast OkN, Figur 6b die Lagersteifigkeit und Lagerdämpfung in der Achsenrichtung y unter der Vorlast OkN und Figur 6c die Lagersteifigkeit und Lagerdämpfung in der Achsenrichtung z unter der Vorlast 1 kN.

Die Lagersteifigkeit c d berechnet sich aus der Steigung der Kraft-Weg-Kurve bei einer sinusförmigen Anregung mit einer Anregungsamplitude von 0,1 mm. Die Lagerdämpfung D wird als Verlustwinkel, der die Phasenverschiebung des Ausgangssignal (Kraftamplitude) gegenüber dem Eingangssignal (Wegamplitude) bei einer sinusförmigen Anregung mit einer Anregungsamplitude von 0,1mm angibt, dargestellt. Die Frequenz f stellt die Anzahl der sinusförmigen Anregungen pro Sekunde dar.

Detaillierte Beschreibung

Ein Gegenstand der Erfindung in einer Ausführungsform 1 ist ein Lager zur Schwingungsentkopplung (i) umfassend eine Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) umgibt, und ein Befestigungselement (iv), das sich in diesem Hohlraum (iii) befindet wobei sich in dem Hohlraum eine kompakte Polyurethanelastomerzubereitung (v) befindet, die die äußere Buchse (ii) mit dem Befestigungselement (iv) verbindet dadurch gekennzeichnet, dass

Polyurethanelastomer (v) in der Zubereitung das Reaktionsprodukt aus den folgenden Aufbaukomponenten ist a. einem Diisocyanat b. einem Polyesterdiol, einem Polyetherdiol, oder einer Mischung hiervon c. einem Kettenverlängerer und die Zubereitung gegebenenfalls mindestens eine der folgenden Komponenten enthält d. Katalysator e. Hilfsstoff, und/oder f. Zusatzstoff

Die kompakte Polyurethanelastomerzubereitungen (v) hat bevorzugt eine Dichte zwischen 0,8 g/L und 1 ,5 g/L, vorzugsweise zwischen 0,9 g/L und 1 ,4 g/L und insbesondere zwischen 1 g/L und 1 ,3 g/L.

Oberflächenbehandlung:

In einer bevorzugten Ausführungsform 2, die alle Merkmale der vorherigen Ausführungsform oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen enthält, ist die Oberfläche der Buchse (ii) oder die Oberfläche des Befestigungselements (iv), die mit der Polyurethanelastomerzubereitung verbunden ist, oder beide Oberflächen oberflächenbehandelt. Dadurch wird die Haftung der Polyurethanelastomerzubereitung (v) auf der jeweiligen Oberfläche verbessert. Bevorzugt werden die Oberflächen angequollen, gebeizt, geschliffen, abgestrahlt, mit elektronmagnetischer Strahlung, mit einem Plasma, oder mit einer Kombination dieser Methoden behandelt. Bevorzugt ist das Abstrahlen, wobei die Oberfläche bevorzugt mit einem harten Medium, bevorzugt Korund oder Stahlkies abgestrahlt wird. Bevorzugt werden die Oberflächen zusätzlich oder alternativ mit elektromagnetischer Strahlung behandelt Eine bevorzugte ergänzende oder alternative Oberflächenbehandlung ist die Behandlung mit einem Plasma, bevorzugt ein Niederdruck oder Atmosphärenplasma. In das Plasma können bevorzugt organische Beschichtungsvorläuferverbindungen eingespeist und dann als plasmapolymere Schicht abgeschieden werden. Entsprechende Verfahren sind bekannt und beschrieben (z.B. DE 10 2017 201 559 A1).

Bei Kunststoffen erfolgt die Oberflächenbehandlung bevorzugt auch durch eine oxidierende Behandlung, beispielweise durch Beflammung oder Gasphasenfluorierung .

Bei Metallen erfolgt die Oberflächenbehandlung bevorzugt durch Aufrauen via Strahlen mit harten Medien oder durch den Aufbau einer definierten Konversionsschicht, bspw. einer Trikationen- Zinkphosphatierung gemäß WO 2019/215 119.

Haftvermittler:

In einer bevorzugten Ausführungsform 3, die alle Merkmale einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen enthält, ist die Oberfläche der Buchse (ii) oder die Oberfläche des Befestigungselements (iv), die mit der Polyurethanelastomerzubereitung (v) verbunden ist, oder beide Oberflächen mit einem Haftvermittler versehen. Der Haftvermittler verbessert die Verbindung zwischen Polyurethanelastomerzubereitung (v) und der entsprechenden Oberfläche.

Bevorzugt wird ein auf die entsprechende Polyurethanelastomerzubereitung (v) abgestimmter Haftvermittler verwendet.

Damit Haftvermittler optimal wirken können, müssen die Substratoberflächen sauber, bevorzugt oberflächenvergrößert, und weiter bevorzugt ausreichend reaktiv sein, weshalb bevorzugt eine oben beschriebene Oberflächenbehandlung vor dem Aufträgen des Haftvermittler durchgeführt wird. Für die Reaktion mit Haftvermittlern werden bevorzugt Carboxygruppen oder OH-Gruppen benötigt. OH-Gruppen finden sich auf praktisch allen unedlen Metallen, weil sie an der Atmosphäre eine Oxidschicht ausbilden. Besonders gute Haftgründe können durch vorherige Beschichtung mit Siliciumdioxid, bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder Flammenbeschichtung erzeugt werden. Letztere können auch bei Kunststoffen verwendet werden.

Modifizierte Polyolefine

Bevorzugte Haftvermittler für Kunststoffe sind modifizierte Polyolefine. Bevorzugt wird dazu ein Polyolefin so modifiziert, dass das vorher unlösliche Polyolefin in organischen Lösungsmitteln löslich ist. Zur Modifikation wird bevorzugt Chlor, Acrylsäurederivate oder Maleinsäureanhydrid eingesetzt. Mit Chlor entstehen sogenannten Chlorierte Polyolefine (CPO).

Silanhaftvermittler

Auf Metalloberflächen werden bevorzugt Silanhaftvermittler eingesetzt. Hierzu wird auf die Metalloberfläche ein Siliziumdioxid-Schicht aufgebracht.

Alternativ können die eingesetzten Silanhaftvermittler auch direkt mit den chemischen Gruppen an der Oberfläche reagieren, wobei die Kondensationsreaktion dann unter Abspaltung des Alkohols bzw. von HCl erfolgt. Die organische Gruppe des Silans erlaubt eine Anbindung an das Polyurethanelastomer.

Bevorzugt werden auf dieser Siliziumdioxidschicht Haftvermittler der allgemeine Form R-SiX3 aufgebracht. R ist bevorzugt ein organisch funktionalisierten Rest und X eine hydrolysierbare Gruppe, bevorzugt Alkoxygruppe oder-CI, besonders bevorzugt ist die Alkoxygruppe. Durch Hydrolysereaktionen mit Wasser bilden sie daraus Silanole der Form R-Si(OH)3. Mit anorganischen Materialien, die an der Oberfläche OH- oder COOH-Gruppen aufweisen, können Silanole Kondensationsreaktionen eingehen und so einen stabilen Verbund durch chemische Bindungen bilden.

Die organische Gruppe R besteht bevorzugt aus einem Spacer und einer funktionellen Gruppe. Der Spacer ist bevorzugt ein Alkylrest, der weiter bevorzugt zwischen 2 und 6 Kohlenstoffatome enthält, weiter bevorzugt unverzweigt ist. Besonders bevorzugt ist der Spacer eine Propylkette.. Bevorzugte funktionelle Gruppen sind Vinyl-, Methacrylsäure-, Epoxy-, Amino-, Harnstoff- oder Thiol-Gruppen, besonders bevorzugt sind Amino-, Harnstoff- oder Thiol-Gruppen.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind Haftvermittler reaktive oder nichtreaktive Mischungen aus organischen Lösemitteln und organischen Monomeren, Oligomeren, oder Polymeren. In einer bevorzugten Ausführungsform basieren die Haftvermittler auf Phenolharzen. Lösemittel, in denen die Phenolharze bevorzugt gelöst sind, sind ausgewählt aus der Gruppe Butanon, Toluol, Xylen, 2-Methoxy-1 -Methylethylacetate, Ethyl-3-ethoxypropinate, oder sind Mischungen hiervon

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform 4, die alle Merkmale einer der vorhergehenden Ausführungsform oder einer deren bevorzugten Ausführungsformen enthält, ist der Haftvermittler in einer 5 pm bis 50 pm dicken Schicht, zwischen der Polyurethanelastomerzubereitung (v) und der entsprechenden Oberfläche vorhanden, bevorzugt ist die Schicht 10 pm bis 30 pm dick.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform 5, die alle Merkmale einer der vorhergehenden Ausführungsform oder einer deren bevorzugten Ausführungsformen enthält, hat der Haftvermittler eine freie Oberflächenenergie gemäß Tropfenkonturanalyse von mehr als 35 mN/m, mit polaren Anteilen von weniger als 15 mN/m, besonders bevorzugt sind die polaren Anteile geringer als 5 mN/m. Die Bestimmung erfolgt gemäß DIN 55660-2 vom Dezember 2011.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform 6 gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer deren bevorzugten Ausführungsformen, ist der Haftvermittler ein Polymer, dessen Glasübergangstemperatur (DSC) unter 100 °C liegt, weiter bevorzugt unter 60 °C.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform 7 gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer deren bevorzugten Ausführungsformen, ist der Haftvermittler ein kationischer Tauchlack (KTL), der auch als kathodischer Tauchlack bezeichnet wird. Eine bevorzugte Tauchlackierung wird beispielsweise in der WO 2019/215 119 beschrieben. Details dieser Beschreibung sind Bestandteil dieser Offenbarung.

Geometrien

Das Lager besteht zumindest aus den drei wesentlichen Elementen, einer außenliegenden Buchse (ii), die einen Hohlraum (iii) aufspannt in dem das Befestigungselement (iv) befindet. Das Befestigungselement (iv) ist über das Polyurethanelastomerzubereitung (v) mit der äußeren Buchse (ii) verbunden. Grundsätzlich wird die Ausgestaltung des Lagers den spezifischen baulichen Gegebenheiten und Anforderungen an das Lager angepasst. Dabei sind einige Lager bevorzugt achsensymmetrisch zur Achse des Befestigungselementes (iv), andere bevorzugte Lager haben keinen achsensymmetrischen Aufbau. Der nicht achsensymmetrische Aufbau hat den Vorteil, dass so in dem Lager in unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Entkopplungseigenschaften und Dämpfungseigenschaften verwirklicht werden können. Einzelne bevorzugte Ausführungsformen der Lagergestaltung sind den Figuren zu entnehmen.

Polyurethanzubereitung / Verwendung

Die Polyurethanelastomerzubereitung (v) muss so ausgestaltet sein, dass sie einerseits die Last des Lagers trägt, gleichzeitig auch wesentlich zur Schwingungsentkopplung in einigen Ausführungsformen auch zur Schwingungsdämpfung durch das Lager beiträgt. Bevorzugt ist das Lager gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen für die Lagerung von Aggregaten bestimmt, die Schwingungen verursachen, insbesondere sind die Aggregate Elektromotoren. Die Aggregate stehen direkt oder über einen Rahmen mit dem Lager in Verbindung. Bevorzugt handelt es sich bei dem Rahmen um einen Hilfsrahmen. Ein Hilfsrahmen ist ein Rahmen der für die Aufnahme des Aggregats, bevorzugt den Elektromotor verwendet wird. Hilfsrahmen und Aggregat können wiederum ein Teil einer größeren Vorrichtung sein, Dieser Hilfsrahmen ist weiter bevorzugt Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines mit einem Elektromotor angetriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Autos.

Die Schwingungsentkopplung bzw. auch Schwingungsdämpfung wird dabei einerseits durch die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe der Polyurethanelastomerzubereitung (v) bestimmt, andererseits durch deren räumliche Ausgestaltung.

In bevorzugten Ausführungsformen ist die Stärke der Polyurethanzubereitung (v) in verschiedenen Raumachsen unterschiedlich stark zwischen äußerer Buchse (ii) und dem Befestigungselement (iv). Unterschiedliche Entkopplungseigenschaften oder Dämpfungseigenschaften werden in anderen bevorzugten Ausführungsformen durch unterschiedliche Inhaltsstoffe der Polyurethanelastomerzubereitung (v) erreicht. In wieder anderen bevorzugten Ausführungsformen sind Teile des Hohlraums (iii) nicht mit der Polyurethanelastomerzubereitung (v) ausgefüllt. Diese durchgängigen Aussparungen (vi) oder teildurchgängigen Aussparungen (vii)sind in anderen bevorzugten Ausführungsformen ganz oder teilweise mit anderen dämpfenden oder entkoppelnden Materialien ausgefüllt. Ein bevorzugtes solches Material ist mikrozelluläres Polyurethan (Cellasto®). Es ist vielfach beschreiben und wird auf die speziellen Entkopplungs- bzw. Dämpfungsanforderungen innerhalb des Lagers abgestimmt. Bevorzugte Ausführungsformen sind im Text ausgeführt.

Bevorzugte Lager umfassen entweder eine dieser Ausgestaltung oder Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Ausgestaltungen.

Für eine gute Schwingungsdämpfung oder Schwingungsentkopplung ist es wichtig, dass sich die Polyurethanelastomerzubereitung (v), ggf. auch weitere zur Dämpfung in dem Hohlraum befindlichen Materialien so bemessen sind, dass sie sich bei ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch frei bewegen können, um ihre schwingungsentkoppelnde oder schwingungsdämpfende Eigenschaft voll entfalten zu können. D.h. insbesondere sie sind so bemessen, dass sie außer mit der äußeren Buchse (ii) und dem Befestigungselement (iv) mit keinem anderen Bauteil in Berührung kommen.

In einer bevorzugten Ausführungsform 8 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen enthält die Polyurethanelastomerzubereitung (v) Aussparungen. In Fällen in denen das Befestigungselement (iv) oder die Buchse (ii) einen, bevorzugt zumindest im Wesentlichen, achsensymmetrischen Aufbau haben, befinden sich in der Polyurethanelastomerzubereitung (v) zwei oder mehr zumindest zu einer dieser Achsen parallelen durchgängigen oder teilweise durchgängige Aussparungen gleichen oder unterschiedlichen Querschnitts. Bevorzugt liegen sich jeweils zwei Aussparungen in der Polyurethanelastomerzubereitung (v) achsensymmetrisch zum Befestigungselement (iv) gegenüber. Dies hat u.a. den Vorteil, dass sie leichter hergestellt werden können. Andere bevorzugte Lager haben keinen achsensymmetrischen Aufbau. Der nicht achsensymmetrische Aufbau hat den Vorteil, dass so in dem Lager in unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Entkopplungseigenschaften und Dämpfungseigenschaften verwirklicht werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform 9 des Lagers gemäß der vorhergehenden Ausführungsform oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen enthält mindestens eine der Aussparungen zumindest teilweise mikrozelluläres Polyurethan.

In einer bevorzugten Ausführungsform 10 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist ein Bereich des Hohlraumes (iii), der sich zwischen der Buchse (ii) und dem Befestigungselement (iv) aufspannt, in Richtung der z-Achse oberhalb oder unterhalb, oder ober- und unterhalb der Polyurethanelastomerzubereitung (v) ganz oder teilweise mit mikrozellulärem Polyurethan gefüllt.

Buchse

Die Buchse (ii) wird in ihrer äußeren Geometrie, d.h. die der Polyurethanelastomerzubereitung (v) abgewandten Seite, so gestaltet, dass sie sich gut herstellen und gleichzeitig gut in den vorgesehenen Bauraum einfügen lässt. In einer bevorzugten Ausführungsform 11 des Lagers, gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen, ist die äußere Kontur der äußeren Buchse daher ein Zylinder. Bevorzugt hat die Buchse auf einer Seite einen um die y-Achse umlaufenden oder teilumlaufenden Kragen. Dieser Kragen ermöglicht die Eindringtiefe des Lagers in den Lagersitz, auch als Bauraum bezeichnet, zu begrenzen. Bevorzugt ist die Buchse (ii) außen so geformt, dass sie formschlüssig in den Bauraum eingebracht werden kann. Eine bevorzugte Art des Formschlusses ist einGewinde. Eine andere bevorzugte Art des Formschlusses ist eine Hinterschneidung über Rastnasen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat die Buchse gegenüber dem Bauraum ein Übermaß, so dass sie für den festen Sitz in den Bauraum eingepresst werden kann. Die Kontur der Innenseite der Buchse (ii), d.h. die der Polyurethanelastomerzubereitung (v) zugewandte und zumindest teilweise mit ihr in Kontakt stehende Fläche der Buchse (ii) wird einerseits herstellungsbedingt optimiert. Andererseits wird die Oberfläche bevorzugt so gestaltet, dass ein guter Kontakt zumindest mit der Polyurethanelastomerzubereitung (v), ggf. auch mit weiteren entkoppelnden Materialien, bevorzugt mikrozelluläres Polyurethan, möglich ist. Weiterhin ist die Fläche bevorzugt so gestaltet, dass im Zusammenwirken mit der Polyurethanelastomerzubereitung (v) eine gute Schwingungsentkopplung, ggf. auch Schwingungsdämpfung bei hoher Belastbarkeit erreicht wird. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Innenseite der Buchse zumindest teilweise die Fläche eines Zylinders oder zumindest teilweise die einer Ellipse. Andere beispielhafte und bevorzugte Ausführungsformen sind den Figuren zu entnehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform 11 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen besteht die Buchse (ii) aus einem Metall oder einem Kunststoff. Das Metall ist bevorzugt Aluminium oder ein Aluminiumlegierung. Bevorzugt besteht die Buchse (ii) aus einem Kunststoff. Der Kunststoff ist bevorzugt mit Glasfaser verstärkt. Der Glasfaseranteil liegt bevorzugt bei 10 Gew.-% bis 70 Gew.- %, bezogen auf den Kunststoff, bevorzugt zwischen 15 Gew.-% und 50 Gew.-%, weiter bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 40 Gew.-%, weiter bevorzugt zwischen 25 Gew.-% und 35 Gew.-% und besonders bevorzugt bei 30 Gew.-%. Der Kunststoff ist bevorzugt ein Polyamid, besonders bevorzugt ein [6,6]-Polyamid.

Das Befestigungselement (iv), das sich in dem Hohlraum (iii) des Lagers befindet ist so ausgestaltet, dass es selbst als Befestigungsmittel ausgestaltet ist oder über übliche Befestigungsmittel die Befestigung des Lagers ermöglicht.

Die Kontur der Außenseite des Befestigungselementes (iv), d.h. die der Polyurethanelastomerzubereitung (v) zugewandte und zumindest teilweise mit ihr in Kontakt stehende Fläche des Befestigungselements (iv) wird bevorzugt einerseits herstellungsbedingt optimiert, andererseits wird die Oberfläche bevorzugt so gestaltet, dass ein guter Kontakt zumindest mit der Polyurethanzubereitung (v), ggf. weiteren entkoppelnden Materialien möglich ist. Weiterhin ist die Fläche bevorzugt so gestaltet, dass im Zusammenwirken mit der Elastomerzubereitung (v) eine gute Schwingungsentkopplung, ggf. auch Schwingungsdämpfung bei hoher Belastbarkeit erreicht wird. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Außenseite des Befestigungselements (iv) zumindest teilweise die Fläche eines Zylinders oder zumindest teilweise die einer Ellipse.

In eine bevorzugten Ausführungsform 12 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist das Befestigungselement (iv) oder die Buchse (ii) oder das Befestigungselement (iv) und die Buchse (ii) koaxial. Die Anordnung der Buchse (ii) und des Befestigungselements (iv) sind nur in einigen Ausführungsformen auch in dem Lager koaxial zueinander. In anderen Ausführungsformen liegen die Achsen nicht deckungsgleich, um so ungleichmäßige Stärken der Polyurethanelastomerzubreitung (v) in den verschiedenen Raumrichtungen zu ermöglichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform 13 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist das Befestigungselement (iv) innen hohl.

Das innen hohle Befestigungselement (iv) wird in seiner inneren Kontur, d.h. die der Polyurethanelastomerzubereitung (v) abgewandten Seite, so gestaltet, dass sie sich gut herstellen und gleichzeitig gut mit den üblichen Befestigungsmitteln in dem vorgesehenen Bauraum befestigen lässt.

In einer bevorzugten Ausführungsform 14 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen besteht das Befestigungseiement aus einem Metall, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Weiter bevorzugt ist das Metall zumindest teileweise, bevorzugt ganz von einem Kunststoff ummantelt. Der Kunststoff ist bevorzugt glasfaserverstärkt. Weiter bevorzugt ist der Kunststoff Polyamid, insbesondere glasfaserverstärktes Polyamid, bevorzugt so, wie er auch oben bei der Buchse beschrieben ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform 15 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist die innere Kontur des Befestigungselements ein Zylinder. Bevorzugt ist das Befestigungselement (iv) innen so geformt, dass es formschlüssig befestigt werden kann, bevorzugt durch ein Gewinde. Inanderen bevorzugten Ausführungsformen ist das Befestigungselement (iv) innes so geformt, dass übliche Befestigungsmittel wie Schrauben oder Gewindebolzen, hindurchgeführt werden können. Sokann das Befestigungselement über das Befestigungselement mit dem Bauraum verschraubt werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat die innere Öffnung des Befestigungselements gegenüber dem Befestigungsmittel ein Untermaß, so dass sie für einen festen Sitz auf dem Befestigungsmittel mit diesem eingepresst werden kann.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Lagers werden in den Figuren 2 und 3 dargestellt.

Polyurethanelastomerzubereitung

Die Polyurethanelastomerzubereitung (v), die sich im Hohlraum zwischen der äußeren Buchse (II) und dem Befestigungselement (iv) befindet und diesen zumindest teilweise ausfüllt, ist in ihrer Zusammensetzung auf die spezifischen Anforderungen des Lagers angepasst, wie z.B. Härte und Dämpfung. Zusammen mit der spezifischen Konturgebung der Polyurethanelastomerzubereitung (v) kann dadurch die statische und dynamische Nachgiebigkeit des Lagers in den verschiedenen Raumrichtungen eingestellt werden.

Die Komponenten (a) Isocyanat, (b) gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen und (c) Kettenverlängerungsmittel werden einzeln oder zusammen auch als Aufbaukomponenten angesprochen. Die Aufbaukomponenten einschließlich des Katalysators und/oder der üblichen Hilfsstoffe und/oder Zusatzstoffe werden auch Einsatzstoffe genannt.

Polyol des Polyurethanelastomers

In einer bevorzugten Ausführungsform 16 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist das Polyesterdiol und das Polyetherdiol in der Polyurethanelastomerzubereitung (v) linear. Weiter bevorzugt umfassen die Monomere, die das Polyesterdiol bzw. das Polyetherdiol bilden zwischen 4 und 20 Kohlenstoffatome, weiter bevorzugt 4 bis 10 Kohlenstoffatome, weiter bevorzugt 4 bis 7 Kohlenstoffatome. Die Monomere sind bevorzugt auch linear. Besonders bevorzugt ist das Polyetherdiol Polytetrahydrofuran (PTHF) und das Polyesterdiol Polycaprolacton.

In einer bevorzugten Ausführungsform 17 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen ist das zahlenmittlere Molekulargewicht des Polyesterdiols und des Polyetherdiols zwischen 0.5 x 10 3 g/Mol und 5 x 10 3 g/Mol, bevorzugt zwischen 0,8 x 10 3 g/Mol und 3 x 10 3 g/Mol.

In einer bevorzugten Ausführungsform 18 des Lagers gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen sind die Aufbaukomponenten Diisocyanat, Polytetrahydrofuran, bevorzugt gemäß der oben genannten Bevorzugungen, und Kettenverlängerer. Weiter bevorzugt ist das Polytetrahydrofuran (PTHF) eine Mischung zweier Polytetrahydrofurane PTHF 1 und PTHF 2. Bevorzugt liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht von PTHF 1 zwischen 0,5 x 10 3 g/Mol und 1 ,5 x 10 3 g/Mol, besonders bevorzugt bei 1 x 10 3 g/Mol und gleichzeitig liegt das zahlenmittlerer Molekulargewicht von PTHF 2 zwischen 1 ,5 x 10 3 g/Mol und 2,5 x 10 3 g/Mol, besonders bevorzugt bei 2 x 10 3 g/Mol. Weiter bevorzugt ist das Gewichtsverhältnis von PTHF 1 zu PTHF 2 zwischen 1 zu 100 und 100 zu 1 , bevorzugt zwischen 20 zu 80 und 80 zu 20, weiter bevorzugt zwischen 40 zu 60 und 60 zu 40, weiter bevorzugt zwischen 45 zu 55 und 55 zu 45, und ganz besonders bevorzugt bei 50 zu 50.

Isocyanate

Grundsätzlich kann für das erfindungsgemäße Lager jedes Isocyanat eingesetzt werden, bevorzugt sind jedoch organische Isocyanate, weiter bevorzugt aromatische Isocyanate und insbesondere Diisocyanate. Letztere sind u.a. einfacher zu verarbeiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform 19 des Lager gemäß einem der vorhergehende Ausführungsformen oder deren bevorzugte Ausführungsform, ist das Diisocyanat ein aromatisches Diisocyanat, weiter bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe 2,2‘-, 2,4‘- und/oder 4,4‘- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI), 2,4-Tetramethylenxylendiisocyanat (TMXDI), 3,3‘-Dimethyl-diphenyl- diisocyanat, 1 ,2-Diphenylethandiisocyanat, und p-Phenylendiisocyanat (PPDI), oder eine Mischung hiervon. Weiter bevorzugt ist das Isocyanat 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI) oder 2,2‘- , 2,4‘- und/oder 4, 4‘-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), oder eine Mischung hiervon.

In einer bevorzugten Ausführungsform 20 des Lager gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsformen oder deren bevorzugten Ausführungsform ist das Diisocyanat 2,2‘-, 2,4‘- und/oder 4,4‘-Diphenylmethandiisocyanat (MDI).

Bevorzugt werden die Isocyanate in Form der reinen Verbindung, in Mischungen und/oder in modifizierter Form eingesetzt. Bevorzugte Modifikationen, die bevorzugt zusätzlich zu dem verwendeten Isocyanat eingesetzt werden, sind Uretdione, Isocyanurate, Allophanate oder Biurete.oder Mischungen hiervon.

Bevorzugt wird das Diisocyanat auch in Mischung mit seinen Derivaten eingesetzt. Dabei enthält das bevorzugte Diphenylmethandiisocyanat (MDI) besonders bevorzugt bis 10 Gew.-%, weiter besonders bevorzugt bis zu 5 Gew.-%, Carbodiimid-, Uretdion-, Allophanat- oder Uretoniminmodifiziertes Diphenylmethandiisocyanat, insbesondere Carbodiimid modifiziertes Diphenylmethandiisocyanat. Vorzugsweise werden neben 2,4’ MDI und 4,4’-MDI nur difunktionelle Isocyanate eingesetzt. Vorzugsweise ist der Anteil von 2,4’ MDI und 4,4’-MDI an dem Isocyanat größer als 60 Gew.-%, besonders bevorzugt größer als 80 Gew.-% und insbesondere größer als 98 Gew.-% bezogen auf das gesamte eingesetzte Isocyanat. In einer bevorzugten Ausführungsform 21 des Lagers gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsformen oder deren bevorzugten Ausführungsformen enthält die Polyurethanelastomerzubereitung (v) weiterhin ein Carbodiimid, das bevorzugt auf einem Diisocyanat basiert, oder ein Uretonimin, das bevorzugt auf einem Diisocyanat basiert. In einer bevorzugten Ausführungsform basiert das Carbodiimid oder das Uretonimin auf dem in dem Polyurethanelastomer als Aufbaukomponente verwendeten Diisocyanat. Bevorzugt ist das Carbodiimid mit 0,1 bis 10 Gew.-% in der Polyurethanelastomerzubereitung (v) enthalten. Details zum Carbodiimid und seiner Herstellung können auch der US 2007 021 349 6 entnommen werden, deren Inhalt zur Offenbarung dieser Anmeldung gehört. Bevorzugt ist neben dem Carbodiimid das Uretonimin mit 0,01 bis 5 Gew.-% in der Polyurethanelastomerzusammensetzung (v) enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform 22 des Lagers gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsformen oder deren bevorzugten Ausführungsformen ist der Kettenverlängerer ausgewählt aus der Gruppe Propandiol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, Hydroquinone bis (2- hydroxyethyl) ether (HQEE) und 1 ,3-Bis (2-hydroxyethyl)resorcinol (HER), oder ist eine Mischung hiervon. Ein besonders bevorzugter Kettenverlängerer ist 1 ,4-Butandiol.

Neben den Aufbaukomponenten der Polyurethanelastomerzubereitung (v) sind in bevorzugten Ausführungsformen der Polyurethanelastomerzubereitung (v) noch ein Katalysator und Hilfs- oder Zusatzstoffe enthalten.

Die Hilfs- und Zusatzstoffe umfassen neben dem getrennt aufgeführten Katalysator, oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, weitere Trennmittel, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyseschutzmittel, geruchsabsorbierende Substanzen und fungistatische und/oder bakteriostatisch wirkende Substanzen.

Katalysator

Bevorzugt werden als Katalysator Verbindungen verwendet, welche die Reaktion der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindung mit den Isocyanat beschleunigen. Bevorzugte Beispiele sind Amidine, wie 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'- Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl- hexandiamin, Diazabicycloundecen, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Diaza-bicycloundecen (DBU), Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1 ,2- Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(3,3,0)-octan und vorzugsweise 1 ,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl- diethanolamin und Dimethylethanolamin. Andere beispielhaft genannte und bevorzugte Katalysatoren sind organische Metallverbindungen, vorzugsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinn-(ll)-salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Zinn-(ll)-acetat, Zinn-(ll)-octoat, Zinn-(ll)- ethylhexoat und Zinn-(ll)-laurat und die Dialkylzinn-(IV)-salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat und Dioctylzinn-diacetat, sowie Bismutcarboxylate, wie Bismut(lll)-neodecanoat, Bismut-2-ethylhexanoat und Bismut-octanoat oder Mischungen davon.

Bevorzugt werden 1 ,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan (DABCO) und Diaza-bicycloundecen (DBU), oder Mischungen hiervon als Katalysatoren verwendet, ganz besonders bevorzugt deren Mischung.

Das Diazabicycloundecen bicycloundecen (DBU) ist bevorzugt 1 ,8-Diaza-bicyclo[5.4.0]undec-7- en, weiter bevorzugt hitzeaktivierbares 1 ,8-Diaza-bicyclo[5.4.0]undec-7-en und besonders bevorzugt ein Phenol-geblocktes hitzeaktivierbares 1 ,8-Diaza-bicyclo[5.4.0]undec-7-en.

Die organischen Metallverbindungen werden bevorzugt allein oder in einer anderen bevorzugten Ausführungsform in Kombination mit stark basischen Aminen eingesetzt.

Als oberflächenaktive Substanzen kommen z.B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren, sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethandisulfonsäure, und Ricinolsäure. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung eignen sich ferner Oligomere Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen.

Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew. -Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols eingesetzt.

Als geeignete weitere Trennmittel seien beispielhaft genannt: Umsetzungsprodukte von Fettsäureestern mit Polyisocyanaten, Salze aus Aminogruppen enthaltenden Polysiloxanen und Fettsäuren, Salze aus gesättigten oder ungesättigten (cyclo)aliphatischen Carbonsäuren mit mindestens 8 C-Atomen und tertiären Aminen sowie insbesondere innere Trennmittel, wie Carbonsäureester und/oder -amide, hergestellt durch Veresterung oder Amidierung einer Mischung aus Montansäure und mindestens einer aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 10 C-Atomen mit mindestens difunktionellen Alkanolaminen, Polyolen und/oder Polyaminen mit Molekulargewichten von 60 bis 400 g/mol, wie beispielsweise in EP 153639 offenbart, Gemischen aus organischen Aminen, Metallsalzen der Stearinsäure und organischen Mono- und/oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride, wie beispielsweise in DE-A-3 607 447 offenbart, oder Gemischen aus einer Iminoverbindung, dem Metallsalz einer Carbonsäure und gegebenenfalls einer Carbonsäure, wie beispielsweise in US 4 764 537 offenbart. Vorzugsweise enthalten erfindungsgemäße Reaktionsmischungen keine weiteren Trennmittel.

Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Beschichtungsmittel usw. zu verstehen. Im Einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe, wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate, wie Antigorit, Bentonit, Serpentin, Hornblenden, Amphibole, Chrisotil und Talkum, Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide, Zinkoxid und Eisenoxide, Metallsalze wie Kreide und Schwerspat, und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid, Zinksulfid sowie Glas u.a. Vorzugsweise verwendet werden Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzipitate aus Bariumsulfat und Aluminiumsilikat und Glasfasern. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Russ, Melamin, Kollophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureestern und insbesondere Kohlenstofffasern.

Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische verwendet werden und werden der Reaktionsmischung vorteilhafterweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyurethanelastomerzubereitung (v) zugegeben.

Die Polyurethanelastomerzubereitung (v) des erfindungsgemäßen Lagers weist zudem hervorragende mechanische Eigenschaften auf, insbesondere die Werte für Zugfestigkeit, Reißdehnung, Weiterreißfestigkeit und Abrieb sind sehr gut, und z.B. auch gegenüber dem konventionellen Verfahren unter direkter Zugabe des geschmolzenen Kettenverlängerers zum Prepolymer verbessert. Die Härte der Polyurethanelastomerzubereitung (v) kann über die Rezeptur im Bereich von 50 - 90 Shore A, bevorzugt im Bereich von 60 - 80 Shore A, weiter bevorzugt im Bereich von 60 bis 75 Shore A, besonders bevorzugt im Bereich von 62 - 72 Shore A eingestellt werden. Isocyanatindex:

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Isocyanatindex bei der Herstellung der Polyurethanzubereitung 85 bis 130, bevorzugt 90 bis 120, weiter bevorzugt 95 bis 110, weiter bevorzugt 100 bis 103, weiter bevorzugt 101 bis 103 und ganz besonders bevorzugt ist der Isocyanatindex 102. Der Isocyanatindex berechnet sich stöchiometrisch aus dem Verhältnis von reaktiven Isocyanatgruppen des eingesetzten Isocyanates zu den mit der Isocyanatgruppe reaktiven Gruppe des eingesetzten Polyols multipliziert mit 100.

Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Verwendung der hier beschriebenen Polyurethanelastomerzubereitung (v) zur Schwingungsdämpfung oder Schwingungsentkopplung, insbesondere für den Frequenzbereich zwischen 30 Hz bis 5000 Hz.

Mikrozelluläres Polyurethan

Die Herstellung des in besonderen Ausführungsformen neben dem Polyurethanelastomerzubereitung verwendeten mikrozellulärem Polyurethan ist grundsätzlich bekannt und beispielweise in der WO9710278 oder auch WO2018/087387 beschrieben.

Besonders bevorzugt haben die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte mindestens eine der folgenden Materialeigenschaften: eine Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 200 bis 1100 kg/m 3 , bevorzugt zwischen 270 und 900 kg/m3, eine Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 1798 von > 2,0 N/mm2, , bevorzugt > 4 N/mm 2 , besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 N/mm 2 , eine Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1798 von > 200 %, bevorzugt > 230 %, besonders bevorzugt zwischen 300 % bis 700 % und/oder eine Weiterreißfestigkeit nach DIN ISO 34-1 B (b) > 6 N/mm, von > 8 N/mm, besonders bevorzugt > 10 N/mm. In weiter bevorzugten Ausführungsformen besitzt das zellige Polyisocyanat-Polyadditionsprodukt zwei, weiter bevorzugt drei dieser Materialeigenschaften, besonders bevorzugte Ausführungsformen besitzen alle vier der genannten Materialeigenschaften.

Die Elastomere auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten 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. In bevorzugten Ausführungsformen wird das mikrozelluläre Polyurethan direkt in die für es vorgesehenen Räume des Lagers gespritzt.

Die Herstellung des mikrozellulären Polyurethan 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 gegebenenfalls in Anwesenheit von

(d) Katalysator,

(e) Treibmittel,

(f) Hilfs- und/oder Zusatzstoff.

Die Herstellung der mikrozellulären Polyurethane 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 die Form gebracht werden.

Die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsgemisches wird üblicherweise so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper die bereits dargestellte Dichte aufweisen.

Die Ausgangskomponenten werden bevorzugt 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.

Die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte werden zweckmäßigerweise nach dem one shot-Verfahren mit Hilfe der Niederdruck-Technik oder insbesondere der Reaktionsspritzguss- Technik (RIM) in offenen oder vorzugsweise geschlossenen Formwerkzeugen, hergestellt. Die Reaktion wird insbesondere unter Verdichtung in einem geschlossenen Formwerkzeug durchgeführt. Die Reaktionsspritzguss-Technik wird beispielsweise beschrieben von H. Piechota und H. Röhr in ’’Integralschaumstoffe”, Carl Hanser-Verlag, München, Wien 1975; D.J. Prepelka und J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, März/April 1975, Seiten 87 bis 98 und U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, März/April 1973, Seiten 76-84.

Als Isocyanat kommen alle Isocyanate, die oben auch für die Polyurethanelastomerzubereitung (v) beschreiben wurden, in Betracht. Bevorzugt wird das mikrozelluläre Polyurethan mit Isocyanatterminierten Präpolymeren hergestellt, bevorzugt mit Isolchen auf Basis von 2,2‘-, 2 ,4‘- und/oder 4,4‘-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) oder 1 ,5-Naphatylen-diisocyanat (NDI) hergestellt, bevorzugt auf der Basis von 1 ,5-Naphatylen-diisocyanat (NDI).

Die gegenüber Isocyanat reaktive Verbindung (b) hat im statistischen Mittel mindestens 1 ,8 und höchstens 3,0 zerewitinoffaktive Wasserstoffatome, diese Anzahl wird auch als Funktionalität der gegenüber Isocyanat reaktiven Verbindung (b) bezeichnet und gibt die aus einer Stoffmenge theoretisch auf ein Molekül heruntergerechnete Menge der mit Isocyanat reaktiven Gruppen des Moleküls an. Die Funktionalität ist bevorzugt zwischen 1 ,8 und 2,6, weiter bevorzugt zwischen 1 ,9 und 2,2 und insbesondere 2. Gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen sind bevorzugt Polyesterdioie und Polyetherdioie. .

Bevorzugt sind Polyeterhdiole auf Basis von Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid, Ein besonders bevorzugter Polyether ist Polytetrahydrofuran (PTHF).

Ein besonders bevorzugter Polyester ist Polycaprolacton. Bevorzugt sind auch die Polyesteroie aus der folgenden Gruppe: Copolyester basierend auf Adipinsäure, Bernsteinsäure, Pentandisäure, Sebazinsäure oder deren Mischungen und Gemischen aus 1 ,2-Ethandiol und 1 ,4-Butandiol, Copolyester basierend auf Adipinsäure, Bernsteinsäure, Pentandisäure, Sebazinsäure oder deren Mischungen und Gemischen aus 1 ,4-Butandiol und 1 ,6-Hexandiol, Polyester basierend auf Adipinsäure und 3-Methyl-Pentandiol-1 ,5 und/oder Polytetramethylenglykol (Polytetrahydrofuran, PTHF). Besonders bevorzugt sind Copolyester basierend auf Adipinsäure und Gemischen aus 1 ,2-Ethandiol und 1 ,4-Butandiol oder Polyester auf der Basis von Adipinsäure, Bernsteinsäure, Pentandisäure, Sebazinsäure, oder deren Mischungen und Polytetramethylenglykol (PTHF).

Ein weiterer wichtiger Bestandteil von mikrozellulärem Polyurethan ist Wasser. Wasser wirkt als Treibmittel. Es kann allein oder mit anderen Treibmitteln eingesetzt werden. Bevorzugt wird Wasser als einziges Treibmittel eingesetzt.

Dem mikrozellulären Polyurethan können weitere Katalysatoren, Hilfs- und/oder Zusatzstoffe zugesetzt werden, wie sie beispielhaft bereits bei der Polyurethanelastomerzubereitung (v) ausgeführt wurden.

Schwingungsentkopplung

In einer bevorzugten Ausführungsform 23, die alle Merkmale einer der vorherigen Ausführungsformen oder einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen enthält, dämpft die Polyurethanzubereitung (v) Kräfte im Frequenzbereich von 1 Hz bis 30Hz, bevorzugt im Frequenzbereich 8 Hz bis 15 Hz

In einer bevorzugten Ausführungsform 24, die alle Merkmale einer der vorherigen Ausführungsformen oder einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen enthält, zeigt die Polyurethanelastomerzubereitung (v) Polyurethanelastomer ein Maximum der Schwingungsentkopplung im Bereich zwischen 30 Hz bis 5000 Hz hat. Dabei wird zur Bewertung der Schwingungsentkopplung die dynamische Verhärtung herangezogen. Die dynamische Verhärtung ist der Quotient der Lagersteifigkeiten bei einer dynamischen und einer quasistatischen Belastung des Lagers, also c d / c s

Die Lagersteifigkeit bei einer dynamischen Belastung Cd berechnet sich dabei aus der Steigung der Kraft-Weg-Kurve bei einer sinusförmigen Anregung unter einer definierten Vorlas. Die Lagersteifigkeit bei quasi-statischer Belastung Cs berechnet sich aus der Steigung der Kraft-Weg- Kurve im selben Vorlastpunkt. Siehe hierzu auch Beispiel 2 und Figur 5

Die Lagersteifigkeit cd berechnet sich aus der Steigung der Kraft-Weg-Kurve bei einer sinusförmigen Anregung, bevorzugt mit einer Anregungsamplitude von 0,1 mm. Die Lagerdämpfung D wird als Verlustwinkel, der die Phasenverschiebung des Ausgangssignal (Kraftamplitude) gegenüber dem Eingangssignal (Wegamplitude) bei einer sinusförmigen Anregung mit einer Anregungsamplitude von 0,1 mm angibt, dargestellt. Die Frequenz f stellt die Anzahl der sinusförmigen Anregungen pro Sekunde dar.

Zur Berechnung der dynamischen Verhärtung wird der Quotient der dynamischen Steifigkeit Cd bei der Frequenz 100 Hz und der statischen Steifigkeit c s für die jeweiligen Belastungsrichtungen berechnet. Die jeweiligen Werte für Cs bzw. Cd. Beispielhaft können diese der Figur 5 bzw. Figur 6 entnommen werden.

Unter geringer dynamischer Verhärtung wird bevorzugt eine dynamische Verhärtung von weniger als 1 ,6, gemessen bei einer Anregungsfrequenz von 100 Hz und einer Anregungsamplitude von 0,1 mm verstanden. Weiter bevorzugt ist eine dynamische Verhärtung unter diesen Bedingungen von weniger als 1 ,5, weiter bevorzugt von weniger als 1 ,4 und besonders bevorzugt von weniger als 1 ,3.

Verfahren zur Herstellung

Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung und eine Ausführungsform 25 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lagers gemäß einer der obigen Ausführungsformen bzw. deren bevorzugten Ausführungsformen, wobei der Hohlraum (iii) der Buchse so verschlossen wird, dass der Hohlraum (iii), zumindest teilweise mit der Gießelastomerzubereitung ausgegossen werden kann. Als Gießelastomerzubereitung wird die Zubereitung aller Komponenten der Polyurethanelastomerzubereitung (v) bezeichnet, solange die Aufbaukomponenten noch nicht reagiert haben, d.h. die Zubereitung noch fließfähig ist. Die Gießelastomerzubereitung enthält die Aufbaukomponenten, ggf. zusätzlich mit Katalysator, Hilfsstoff, Zusatzstoff, Carbodiimid oder Mischungen hiervon. Die Gießelastomerzubereitung wird in den Hohlraum (iii) der Buchse (ii) eingebracht, in dem sich das Befestigungselement in seiner endgültigen Position zur Buchse befindet oder in das das Befestigungselement in seiner endgültigen Position zur Buchse eingebracht wird, bevor die Gießelastomerzubereitung zu der Polyurethanelastomerzubereitung aushärtet. In einer Ausführungsform 26, die alle Merkmale der vorherigen Verfahren oder eines der bevorzugten Ausführungsformen umfasst, werden in dem Hohlraum zwischen Buchse (ii) und Befestigungselement (iv) Formen eingebracht, die nach dem Aushärten der Gießelastomerzubereitung zu der Polyurethanelastomerzubereitung entfernt werden können und so zu Aussparungen in der Polyurethanelastomerzubereitung führen.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polyurethangießelastomers werden die Komponenten des Polyurethangießelastomersystems, auch als Gießelastomerzubereitung bezeichnet, vorzugsweise bei Temperaturen von 30 bis 95 °C besonders bevorzugt 40 bis 95 °C, mehr bevorzugt 55 bis 95 °C und insbesondere bei 85 bis 95 °C vermischt. Diese Mischung wird dann, vorzugsweise in einer Form, zum Polyurethangießelastomer (v) ausgehärtet. Die Formtemperaturen betragen üblicherweise 0 bis 130 °C, bevorzugt 60 bis 120 °C und besonders bevorzugt 80 bis 110 °C. Üblicherweise erfolgt das Vermischen der Komponenten in Niederdruckmaschinen oder Hochdruckmaschinen, bevorzugt in Hochdruckmaschinen. Die Hochdruckmaschine ist vorteilhaft, da die Shore-Härte über Abmischen am Mischkopf in-line eingestellt werden kann. Mit dem Hochdruckverfahren ersparen man sich aufwändige Reinigungen des Mischkopfes.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Isocyanatindex bei der Herstellung der Polyurethanelastomerzubereitung (v) 85 bis 130, bevorzugt 90 bis 120, weiter bevorzugt 95 bis 110, weiter bevorzugt 100 bis 103, weiter bevorzugt 101 bis 103 und ganz besonders bevorzugt ist der Isocyanatindex 102. Der Isocyanatindex berechnet sich stöchiometrisch aus dem Verhältnis von reaktiven Isocyanatgruppen des eingesetzten Isocyanates zu den mit der Isocyanatgruppe reaktiven Gruppe des eingesetzten Polyols multipliziert mit 100.

Bevorzugt werden die fertigen Polyurethangießelastomere zur weiteren Verbesserung der mechanischen Eigenschaften nach dem Entformen bei erhöhten Temperaturen nachgetempert, Das Polyurethangießelastomer (v) wird bevorzugt bei 50 °C bis 120 °C getempert, vorzugsweise bei 60 °C bis 110 °C und insbesondere bei 80 °C bis 100 °C. Diese Temperung erfolgt bevorzugt in einen Zeitraum von 10 bis 24 Stunden.

Verwendung des Lagers

Das Lager dient insbesondere der Schwingungsentkopplung von Elektromotoren, da insbesondere die bevorzugten Ausführungsformen die von einem Elektromotor erzeugten Schwingungen gut entkoppeln. Bevorzugt wird das Lager in Fahrzeugen eingesetzt, die einen Elektromotor enthalten. Bevorzugt dient dieser Elektromotor dem Antrieb des Fahrzeugs. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lager auf einen Rahmen befestigt. Der Elektromotor ist in bevorzugten Ausführungsformen über ein oder mehrere Lager mit dem Rahmen verbunden. Der Rahmen selbst wird in einer bevorzugten Ausführungsform über vier Lager mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Beispiele:

Beispiel 1 - Herstellung eines Lagers

Gefertigt wurde ein Lager aus einer äußeren Buchse (ii) mit einem Kragen, einem inneren Befestigungselement verbunden über eine Polyurethanelastomerzubereitung mit zwei durchgängigen Aussparungen (vi) gemäß Figur 7.

Die äußere Buchse wurde aus einem 30% Glasfaser verstärktem [6, 6] Polyamid im Kunststoff- Spritzgussverfahren gefertigt. Die äußere Buchse hat einen Außendurchmesser von 74 mm, einen Inndurchmesser von 68 mm und eine Länge von 62 mm.

Die äußere Buchse (ii) wurde auf der mit der Polyurethanelastomerzubereitung in Kontakt stehenden Innenfläche mit Perchlorethylen entfettet und mit einem Muldenbandstrahler mit Stahlkies, bis auf eine gemittelte Rautiefe von 25 - 50 pm aufgeraut.

Anschließend wurde ein Polyurethanhaftvermittler (CILBOND® 45SF) mit einer Schichtstärke von ca. 15 - 25 pm aufgesprüht. Dieser wurde für 10 Minuten bei einer Temperatur von 80 °C getrocknet.

Für das Befestigungselement wurde eine Aluminiumlegierung EN AW-6082 (AI SilMgMn) mit einer zylindrischen durchgängigen Bohrung verwendet. Das Befestigungselement hat einen Außendurchmesser von 48 mm, einen Inndurchmesser von 22 mm und eine Länge von 65mm.

Das Befestigungselement wurde auf der Außenkontur zunächst mit Perchlorethylen (Per) entfettet und durch Muldenbandstrahlen mit Stahlkies bis auf eine gemittelte Rautiefe von 25 - 50 pm aufgeraut.

Anschließend wurde der Haftvermittler (CILBOND® 45SF) mittels Sprühens bis zu einer Schichtstärke von 15 - 25 pm aufgetragen. Dieser wurde für 10 Minuten bei einer Temperatur von 80 °C getrocknet.

Zur Herstellung des Gießelastomers wurden die A-Komponente (Polyolkomponente) und B- Komponente (Isocyanatkomponente) in den Mengenverhältnissen gemäß der folgenden Tabelle 1 bereitgestellt.

Die A Komponente wurde zwei Minuten unter Vakuum gut durchmischt und für 30 Minuten zwischen 40 °C und 50 °C gelagert.

Zur Herstellung der B-Komponente wurde das Isocyanat-Gemisch gemäß Tabelle 1 unter Stickstoffatmosphäre bei 60 °C vorgelegt und dann das Polytetrahydrofuran (pTHF) basierte Polyol-Gemisch in kleinen Mengen zudosiert. Nach vollständiger Zugabe wurde das Gemisch auf 80 °C bis 90 °C geheizt und bei dieser Temperatur für zwei Stunden belassen. Die B- Komponente wurde abgekühlt und zwischen 40 °C und 50 °C gelagert. 23

Direkt vor der Vermischung der A-Komponente und der B-Komponente, wurde die A- Komponente erneut für zwei Minuten unter Vakuum mit einem Mischer homogenisiert. Das Mischungsverhältnis der A- und B-Komponenten wurde entsprechend dem in der Tabelle angegebenen Index eingestellt. Der Index ist das Verhältnis von Isocyanat zu gegenüber dem Isocyanat reaktiven Gruppen, multipliziert mit 100).

Die A-Komponente wurde mit der B-Komponente vereint, für 30 Sekunden unter Vakuum bei 1750 U/min vermischt und in zwischen 90 °C und 100 °C vorgeheizte Formen gegossen. Nach 60 Minuten wurden die Prüfkörper entformt und für 48 Stunden zwischen. 85 °C und 95 °C getempert.

Tabelle 1 - Rezepturen des Gießelastomers 24

* 50%ige Dispersion von Zeolith A-Partikeln in Rizinusöl, wobei die Zeolith A-Partikel eine Porengröße von 0,3 nm, eine Partikelgröße im Mittel von 5 pm und einen Siebrückstand (0,042 mm-Sieb) von ca. 0,1 % oder weniger haben.

** Bei Polycat SA 1/10 der Firma Air Products Chemicals Europe B.V. handelt es sich um ein hitzeaktivierbaresDiazabicycloundecen-bicycloundecen (DBU)).

Zur Formung der Polyurethanelastomerzubereitung wurde das Gießwerkzeug auf eine Temperatur von 90°C aufgeheizt. Die äußere Buchse (ii) und das Befestigungselement wurden ebenfalls auf 90°C aufgeheizt. Der Hochdruckmischkopf wurde mit der Auslassdüse an eine Angussbuchse in das Gießwerkzeug geführt.

Nach einer Verweilzeit von 10 Minuten wurden die Gießwerkzeuge entfernt.

Beispiel 2 - Vermessung des Lagers

Zum Nachweis der Eignung der Zusammensetzung und Konturgebung der Polyurethanelastomerzubereitung für den spezifischen Anwendungsfall wurden die gemäß Beispiel 1 hergestellten Lager sowohl quasistatisch als auch dynamisch geprüft. Dazu wurde das Lager zunächst in eine Lageraufnahme (viii) gepresst, die der Geometrie des Lagersitzes im Fahrzeug entspricht.

Die Prüfungen des Lagers wurden mit einer servohydraulischen Prüfmaschine, einer Instron Hydropuls® MHF, durchgeführt. Die Lageraufnahme (viii) mit dem eingepressten Lager (i) wurde dabei über die Halterung (ix) mit dem Kraftaufnehmer der Prüfmaschine (x) verbunden. Das Befestigungselement (iv) wurde bei der axialen Prüfrichtung direkt bzw. bei der radialen Prüfrichtung über die Prüfvorrichtung (xi) mit dem beweglichen Kolben der Prüfmaschine verbunden und in die verschiedenen Raumrichtungen belastet.

Beispiel 2 a - quasistatische Prüfung

Das Lager wurde zunächst in zwei Setzzyklen mit einer Prüfgeschwindigkeit von 30 mm/min vorbelastet, und anschließend im Messzyklus mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min zunächst bis zu einer Kraft F = 8kN bei radialer Belastung bzw. F = 3kN bei axialer Belastung belastet und danach bis zu einer Kraft F = -8kN bei radialer Belastung bzw. F = -3kN bei axialer Belastung entlastet. Man nennt das auch „quasistatische Belastung“. Dabei wurde die Auslenkung der Buchse in Folge der Belastung über die aufgebrachte Kraft in unterschiedlichen Richtungen des Lagers mit dem Wegaufnehmer der Prüfmaschine aufgezeichnet und in Form einer Kraft- Weg-Kennlinie ausgewertet. Die Kennlinien wurden dabei um die Aufbausteifigkeit der Prüfmaschine und der Prüfvorrichtung korrigiert.

Ergebnisse der Messung des Lagers mit Rezeptur 6 sind in den Figuren 5a) bis 5 c) dargestellt. Die Rezeptur 7 liefert vergleichbar gute Ergebnisse.

Beispiel 2b - Dynamische Prüfung

Die Buchse wurde für die dynamische Prüfung über die Lageraufnahme fixiert und über das Befestigungselement in die verschiedenen Raumrichtungen dynamisch belastet. Das Lager wurde mit einem sinusförmigen Wegesignal mit einer Amplitude von 0,05 mm bei verschiedenen Anregungsfrequenzen im Bereich von 1 Hz bis 200Hz belastet. Die aus der Auslenkung der Buchse resultierenden Kraft wurde mit dem Kraftaufnehmer der Prüfmaschine aufgezeichnet und in Form einer Kraft-Weg-Kennlinie ausgewertet. Aus diesen Kennlinien wurde die dynamische Steifigkeit sowie der Verlustwinkel als Maß für die Dämpfung ermittelt und deren Verlauf über die Frequenz dargestellt. Die Werte für das Lager aus Beispiel 1 sind in Figur 6 dargestellt.

Zur Berechnung der dynamischen Verhärtung wurde nun der Quotient der dynamischen Steifigkeit c d bei der Frequenz 100 Hz und der statischen Steifigkeit c s für die jeweiligen Belastungsrichtungen berechnet. Die jeweiligen Werte für c s bzw. Cd können der Figur 5 bzw. Figur 6 entnommen werden. Die Lager weisen in der Belastungsrichtung x eine dynamische Verhärtung von 1 ,21 , in der Belastungsrichtung y von 1 ,18 und in der Belastungsrichtung z von 1 ,22 auf. Die dynamische Verhärtung liegt demnach in allen Belastungsrichtungen deutlich im besonders bevorzugten Bereich von weniger 1 ,3.

Bezugszeichen:

(i) Lager

(ii) äußere Buchse

(iii) Hohlraum

(iv) Befestigungselement

(v) kompakte Polyurethanelastomerzubereitung

(vi) durchgängige Aussparung

(vii) teildurchgängige Aussparung

(viii) Lageraufnahme

(ix) Halterung

(x) Prüfmaschine

(xi) Prüfvorrichtung

Hinweise:

Mechanischen Eigenschaften, wenn definierbar, können aufgenommen werden.




 
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