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DE2336642A1 - Daempfungsmedium fuer energieabsorbierende vorrichtungen - Google Patents

Daempfungsmedium fuer energieabsorbierende vorrichtungen

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Publication number
DE2336642A1
DE2336642A1 DE19732336642 DE2336642A DE2336642A1 DE 2336642 A1 DE2336642 A1 DE 2336642A1 DE 19732336642 DE19732336642 DE 19732336642 DE 2336642 A DE2336642 A DE 2336642A DE 2336642 A1 DE2336642 A1 DE 2336642A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
damping medium
energy
oil
absorbing devices
damping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19732336642
Other languages
English (en)
Inventor
William James Abbott
Malcolm Robert Rankin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Witco Corp
Original Assignee
Witco Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Witco Chemical Corp filed Critical Witco Chemical Corp
Publication of DE2336642A1 publication Critical patent/DE2336642A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
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Description

DIPL.-ING. HANS W. &ROENING 2 Ί 1 h R Λ
DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN -
PATENTANWÄLTE
18. Juli.1973/Sm
S/W 15-15
Witco Chemical Corporation 277 Park Avenue, New York, New York 1OO17,USA
Dämpfungsmedium für energieabsorbierende Vorrichtungen
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines modifizierten organophilen Montmorillonits, der nachstehend als ein "Benton" bezeichnet wird und in einem Schmieröl für eine Verwendung als hydraulisches Medium oder Dämpfungsmedium in energieabsorbierenden Vorrichtungen verwendet wird, die in Fahrzeugstoßdämpfern, beispielsweise Kraftfahrzeugstoßdämpfern, verwendet werden. Diese Dämpfungsmedien sind thermisch stabil, d. h. es erfolgt keine Trennung oder kein übermäßiges Viskoswerden bei tiefen Temperaturen oder ein zu starkes Flüssigwerden bei höheren Temperaturen. Diese Medien arbeiten in wirksamer Weise als Dämpfungsfluids innerhalb eines Temperaturbereiches von ungefähr -40 0C (-40 0F) bis 82 0C (180 0F) und sogar darüber. Die Medien behalten
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8β, SIEBEHTSTH. 4, POSTPACH 860 780, KABEL·: HHEINPATENT, TEL: (0811) 4710 79/70 TELEX 3-32
ihre Konsistenz auch unter starken Warmeschwankunaen bei, wobei ferner eine minimale Tendenz zum Auslecken innerhalb diesen breiten Temperaturbereiches unter den Drucken besteht, die in derartigen stoßabsorbierenden Vorrichtunnen während eines Stoßes beim Fahren eines Kraftfahrzeuges auftreten, der bis zu ungefähr 10 Meilen pro Stunde betragen kann.
Die Entwicklung von Stoßdämpfern, die in Fahrzeugen verwendet werden, welche Stoßen mit niedrigen Geschwindigkeiten zu widerstehen vermögen, ist in den verganaenen Jahren wichtig geworden, und zwar infolge der erheblichen Zerstörung von Automobilen nach einem Defektwerden von Stoßdämpfern, und zwar soaar bei niedrigen Stoßgeschwindigkeiten von 2 oder 3 Meilen pro Stunde. Werden Stoßdämpfer mit energieabsorbierenden Einrichtungen versehen, die eines der vielen verfügbaren hydraulischen Fluids enthalten, dann besteht auch bei einer Verstärkung mit einen Antileckadditiv die Neiguna, daß das hydraulische Fluid ausleckt. Es ist darauf hinzuweisen, daß energieabsorbierende Vorrichtungen, die in Stoßdämpfer eingebaut sind, in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, während "Schockabsorber", die in Automobilen zur Erzeuguna einer Fahrstabilität eingesetzt werden, vertikal angebracht sind. Infolge der horizontalen Position neigen Stoßdämpferenerfrieabsorbierungseinrichtungen eher zu einen Auslecken. Dieses Auslecken erfolgt,wie vorstenencT .wurde, dann, wenn die bekannten hydraulischen Fluids in diesen Vorrichtungen verwendet v;orden.
Damit das Dämpfungsmedium in horizontal angebrachten StoP.riänpfern in wirksamer Weise verwendet v/erden kann, nuß es nicht nur eine minimale Tendenz zum Auslecken besitzen, sondern auch in wirksamer Weise das Eindringen von Wasser, Ruß und Schmutz verhindern. Wie vorstehend angegeben, muß es thermisch stabil inn.erhall einer; breiten Temperaturbereiches sein, d. h. von ungefähr -4° C bis 32 C (-40 bis 180 F) oder sonar darüber, v/obei es eine stabile
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BAD OBiQlNAL
Konsistenz innerhalb dieses Temperaturbereiches aufweisen muß und auch noch als Dämpfungsmedium wirken muß, nachdem wiederholte Schläge mit bis zu 10 Meilen pro Stunde ausgeübt worden sind. Ferner nuß es sich zum Einfüllen in energieabsorbierende Vorrichtungen nach üblichen Methoden eignen, d. h. ohne Verstopfen der Füllvorrichtung, insbesondere der Öffnung, wobei ferner keine Lufttaschen in der gefüllten Vorrichtung zurückbleiben dürfen. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Dämpfungsmediums, das den vorstehend geschilderten Anforderungen genügt, die von horizontal angeordneten energieabsorbierenden Vorrichtungen, -Vielehe in Kraf tf ahrzeugstoßdäitipfern verwendet werden, gestellt v/erden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Dämpfungsmediums besteht darin, daß es keine teuren Mittel zur Verbesserung der Viskosität erfordert, wie sie in den bekannten Schockabsorbern eingesetzt werden. Ein anderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Bestandteile des erfindungsgemäßen Dämpfungsmediums leicht verfügbar und relativ billig sind. Ähnliche Zubereitunaen sind bereits für eine Verwendung in Schmierfetten bekannt (vergl. beispielsweise die US-PS 2-531 440, 2 879 229, 3 007 867 und 3 537 994). Die erfindunqsgemäße Dämpfungszubereitung erfordert nur geringfügige Modifizierungen, wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, der bekannten Schmierfettzubereitunaen, damit sie eine solche Konsistenz besitzen, wie sie für horizontal angeordnete energieabsorbierende Vorrichtungen zur Gewährleistung eines minimalen Ausleckens erforderlich ist. Aus dem Stand der Technik ist nicht die überraschende Erkenntnis herleitbar, daß eine modifizierte Fettmasse als Dämpfungsmedium verwendet werden kann, insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß Fette gesteuert auslecken müssen, damit sie zu schmieren in der Lage sind. Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße Dämpfungsmedium leckbeständig. In noch unerwarteterer Weise hat es sich erfindungsgemäß herausgestellt, daß die erfindungsgemäß spezifizierte modi-
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fizierte Fettmasse im Gegensatz zu anderen bekannten Fettmassen in horizontal angeordneten energieabsorbierenden Vorrichtungen eingesetzt werden kann, die in Stoßdämpfern von Fahrzeugen verwendet werden können.
Die Erfindung betrifft ein Dämpfungsmedium mit einer nicht ausgerichteten Penetration (unworked penetration) von ungefähr 225 bis 300 bei 25 °C (77 °F) und vorzugsweise ungefähr 240 bis 260 bei 25 °C (77 0F) aus einem Erdöl, das mit einem Benton verstärkt ist und für eine Verwendung in energieabsorbierenden Vorrichtungen geeignet ist, insbesondere in horizontal angebrachten energieabsorbierenden Vorrichtungen, die in Fahrzeugstoß-" dämpfern eingesetzt sind, wobei es ungefähr 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Bentons enthält, der in einer Erdölgrundlage dispergiert ist, vorzugsweise einem öl auf Naphthenbasis,wobei ferner ein Dispergierungsmittel, wie beispielsweise Methanol, Aceton, Propylencarbonat, Acetonitril oder Mischungen davon, vorliegt. Methanol ist billig, leicht verfügbar und wirksam und wird daher bevorzugt.
Das Dämpfungsmedium kann auch eines oder mehrere Polymeradditive in dispergierter Form enthalten, beispielsweise ein Polybuten, Polyisobuten, Polybutadien, Polyisopren, Polystyrol, natürlichen Kautschuk oder dergl. oder Mischungen davon, wobei diese Bestandteile aus Zweckmäßigkeitsgründen in Form eines Latex zugesetzt werden können. Die Zugabe einer kleinen Menge eines Polymeren, d. h. ungefähr O,5 bis 1,O 0ew.-%, so wie sie in den nachfolgenden Beispielen beschrieben wird, wird bevorzugt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Grundzubereitung aus einem Petroleumöl, einem Dispergiermittel und einem Benton, wie vorstehend erwähnt, ohne weiteres Additiv als Dämpfungsmedium für horizontal angeordnete energieabsorbierende Vorrichtungen wirksam ist, und daß die Zugabe eines bekannten Polymeradditivs zur Gewährleistung einer maximalen Unterdrückung eines Ausleckens eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Andere Additive, d. h. Antikorrosionsverbindung, wie beispielsweise Natriumnitrat, Kalziumpetroleumsulfonat, Zinkchromat oder dgl., dispergiert in kleinen Mengen, beispielsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-%, können der erfindungsgemäßen Dämpfungszubereitung gegebenenfalls zugemengt werden.
Die in dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmedium eingesetzten Petroleumöle sind solche, die eine Viskosität bei 38 0C (100 °F) zwischen ungefähr 60 und 100 SUS besitzen. Bei Verwendung von Petroleumölen mit höheren Viskositäten, d. h. oberhalb 100 SUS bei 38 C (100 F) besteht eine Neigung des Dämpfungsmediums zu einer zu großen Steifigkeit bei -40 0C (-40 °F). Bei Verwendung von ölen mit einer Viskosität von weniger als ungefähr 60 SUS bei 3 8 0C (100 °F) tritt in zunehmendem Maße ein Auslecken auf. Ein Petroleumöl mit einer Viskosität zwischen 70 und 80 SUS bei 38 0C (100 0F) ergibt ein gut ausgeglichenes Dämpfungsmedium und wird bevorzugt.
öle auf Naphthenbasis verleihen dem Dämpfungsmedium eine günstigere Steifigkeit und eine geringere Tendenz zum Auslecken unter Druck und wird daher bevorzugt. Paraffinische Schmieröle neigen eher zu einem Auslecken, sie sind jedoch in dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmedium ansonsten ebenfalls wirksam und können mit einem der vorstehend angegebenen Polymeren kombiniert werden, um ein Auslecken weitgehendst zu unterbinden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Bentone (organophile Montmorrilonite) sind bekannt. Sie werden im allgemeinen hergestellt durch Umsetzung eines Montmorillonittons mit einem aliphatischen Aminsalz, wobei der aliphatische Anteil des Amins eine Kohlenstoffkette mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen ist. Sie werden in einem
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Artikel von J. W. Jordan in "Journal of Physical and Colloid Chemistry", Bd. 53, Nr. 2, 1949 auf den Seiten 294 bis 306 beschrieben. Erfindurigsgemäß ist unter dem aliphatischen Amin- salz ein langkettiges quaternäres Ammoniums al ζ mit mehr als ungefähr 12 Kohlenstoffatomen, das organophile Eigenschaften gewährleistet, zu verstehen. Quaternäre Ammoniumsalze mit 2 langen Ketten, d. h. jeweils 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, liefern einen vollständig organophilen Benton und werden bevorzugt. Sie können in der Weise hergestellt werden, daß ein hydratisierter Montmorillonit mit einem sekundären Fettamin, wie beispielsweise Distearylamin, in bekannter Weise umgesetzt wird. Der Benton wird in dem Petroleumöl dispergiert, und zwar vorzugsweise in einer Konzentration von ungefähr 8 bis 12 Gew.-%, wobei eine kleine Menge eines Dispergierungsmittels verwendet wird, das zur Herstellung von Fetten bekannt ist. Auf diese Weise wird das erfindungsgemäße Dämpfungsmedium hergestellt.
Das erfindungsgemäße Dämpfungsmedium wird im wesentlichen wie die bekannten Fette hergestellt (vgl. die vorstehend angegebenen US-PS). Im allgemeinen werden erfindungsgemäße Dämpfungsmedien in der Weise hergestellt, daß die angegebenen kleinen Mengen an Polymeren erforderlichenfalls mit dem Petroleumöl vermischt werden, worauf der Benton unter gutem Mischen zugesetzt wird und schließlich das Dispergiermittel zugemengt wird. Antikorrosive Mittel können zuerst entweder dem Petroleumöl oder dem Benton zugemischt werden. Temperaturen von 10 bis 66 °C (50 bis 150 0F) sind zum Vermischen der Bestandteile günstig. Bei höheren Temperaturen innerhalb dieses Bereiches erfolgt das Vermischen schneller. Nachdem die Bestandteile alle gleichmäßig verrührt worden sind, wird die Mischung durch eine Mühle oder eine Druckhomogenisieruncrseinrichtunn geschickt, um das Gelierungsmittel zu aktivieren und die erforderliche Endkonsistenz zu erreichen. Die Mischung wird dann in die Aus-
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nehmung für das hydraulische Fluid einer energieabsorbierenden Vorrichtuna eingefüllt, wobei die verfügbaren Füllvorrichtuncren bekannter Art verwendet werden können. Es erfolgt dabei kein Verstopfen der Füllöffnung während des Einfüllens. Das Dämpfungsmedium behält seine Konsistenz in der energieabsorbierenden Vorrichtung bei und kann während längerer Zeitspannen bis zur Verwendung gelagert werden.
Die folgenden Beispiele erläutern spezifische Ausfuhrungsformen der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
Beispiel 1
In 90 Gewichtsteile eines naphthenischen Petroleumöls (75 SUS/38 0C) werden 0,5 Gew.-Teile eines Kautschuklatex eingemengt, der als Heavetex LMG von der Heavetex Corporation, Everet, Mass., USA, verkauft wird und ungefähr 56 Gew.-% eines natürlichen Kautschuks enthält, der in Wasser dispergiert ist. Das Vermischen erfolgt in einem Fettmischgefäß bei einer Temperatur von 3 8 0C (100 F). Ferner werden 10 Gewichtsteile Nykon 77, verkauft von der N. L. Industries, New York, N.Y., d. h. ein organophiler Montmorillonit, der eine kleine Menge Natriumnitrit als antikorrosives Mittel enthält, zugemischt. Dann wird 1,0 Gew.-Teile Methanol (5 % Wasser) gründlich zugemengt. Die Mischung wird anschließend durch eine Kolloidmühle zur Einstellung einer Konsistenz von 251 (nicht ausgerichtete ^Penetration) bei 25 0C (77 0F), 135 bei -4O 0C (-40 0F) und 274 bei 82 0C (180 0F) geschickt.
Wird das Produkt in eine horizontal angeordnete energieabsorbierende Prototypvorrichtung eingefüllt, dann erfolgt kein Auslecken innerhalb eines Temperaturbereiches von -40 °C bis 82 0C (- 40 0F bis 180 0F). Die Vorrichtung arbeitet zufriedenstellend als Energieabsorber zwischen -40 0C und 82 0F (-40 0F und l8o°F) unter der Einwirkung von Stoßen, die bis zu 10 Meilen pro Stunde entsprechen, wie sie bei einem,großen Automobil auftreten.
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Das Dämpfungsmedium behält seine Konsistenz auch dann bei, wenn ^s während einer Zeitspanne von sechs Monaten in der energieabsorbierenden Prototypvorrichtung gelagert worden ist, desgleichen verliert es nicht seine Wirksamkeit als Dämpfungsmedium.
Beispiel 2
In 88 Gewichtsteile eines paraffinischeh Petroleumöls mit einem Gießpunkt von -18 0C (0 0F) (100 SUS/38 0C) werden 0,5 Gewichtsteile eines Kautschuklatex wie in Beispiel 1 sowie 12 Gewichtsteile Nykon 77, wie in Beispiel 1, eingemischt, wobei das Einmischen in einem Fettmischgefäß bei einer Temperatur von 49 0C (120 0F) erfolgt. Dann wird 1,0 Gewichtsteile Methanol (5 % Wasser) gründlich zugemischt. Die Mischung wird anschließend durch eine Kolloidmühle zur Einstellung einer Konsistenz von 245 (nicht ausgerichtete Penetration) bei 25 0C (77 0F), 62 bei -40 0C (-40 0F) und 254 bei 82 0C (180 0F) geschickt.
Wird das Produkt in eine horizontal angebrachte energieabsorbierende Prototypvorrichtung eingefüllt, dann erfolgt kein Auslecken innerhalb eines Temperaturbereiches von -40 0C bis 82 0C (-40 bis 180 0F). Die Vorrichtung arbeitet zufriedenstellend als Energieabsorber zwischen -40 0C und 82 0C (-40 und 180 0F) unter, der Einwirkung von Stoßen, wie sie in einem Stoßdämpfer eines großen Automobils bis zu einer Geschwindigkeit von Io Meilen pro Stunde auftreten.
Das Dämpfungsmedium behält seine Konsistenz auch nach einem Lagern während einer Zeitspanne von 6 Monaten in der energieabsorbierenden Prototypeinrichtung bei und verliert nicht seine Wirksamkeit als Dämpfungsmedium.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Energieabsorbierende Vorrichtung, die für Kraftfahrzeuge-Stoßdämpfer geeignet ist, in denen ein Dämpfungsmedium.ent-" halten ist, wobei dieses Dämpfungsmedium thermisch stabil und gegenüber einem Auslecken unter der Einwirkung eines positiven Druckes widerstandsfähig ist, gekennzeichnet durch ein Petroleumöl mit einer Viskosität bei 38 0C (100 0F)
zwischen ungefähr 60 und 100 SUS, wobei in diesem öl ungefähr 2 bis 20 % eines modifizierten organophilen Montmorillonits und ein Dispergiermittel verteilt sind, und
das Dämpfungsmedium eine nicht ausgerichtete Penetration (unworked penetration) zwischen ungefähr 225 und 300 bei 25 0C (77 0F) besitzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium eine nicht ausgerichtete Penetration zwischen ungefähr 240 bis 270 bei 25 0C besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der organophile Montmorillonit in dem Dämp"fungsmedium in einer Menge zwischen ungefähr 8 und 12 Gewichtsprozent vorliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Petroleumöl in dem Dämpfungsmedium eine Viskosität
zwischen ungefähr 70 und 80 SUS bei 3 8 0C (100 0F) besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Petroleumöl im wesentlichen ein Öl auf Naphthenbasis ist.
A09815/0691
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel aus Methanol besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium eine kleine Menge eines dispergierten Polymeren enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere aus einem Latex besteht.
409815/0691
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