通過波紋擠出法製造的顛簸緩衝器的製作方法

2023-12-04 01:26:31

專利名稱：通過波紋擠出法製造的顛簸緩衝器的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車懸架系統領域，更具體地講涉及顛簸緩衝器。
背景技術：
顛簸緩沖器是安裝在汽車懸架頂上的吸振部件，又稱為緩沖塊、行程 末端緩沖器、強力緩沖器、懸架緩沖器或壓縮緩沖器。長久以來， 一直在機 動車懸架系統中使用顛簸緩衝器，以用來緩衝兩個懸架系統組件之間的碰撞 例如輪軸和車架的 一部分之間的碰撞，以及降低噪音和減小振動以增加乘客 的舒適度。由於汽車底盤的位移會造成支柱的位移，因此支柱隨汽車底盤的 位移而承受周期性的壓縮和拉伸。必須為支柱總成和車身提供保護，以免在 路面嚴重不平整導致懸架位移過大時受到與此有關的顛簸力造成的損壞。為 此，將顛簸緩沖器連接到在吸振器未能吸收惡劣行車狀況產生的力時懸掛系 統中可能出現撞擊的部位。尤其是在支柱的顛簸運動過程中，吸振器"觸底 反彈，，，同時顛簸緩衝器與顛簸緩沖器板接觸並壓縮以釋放能量，從而緩沖 衝擊力，降低噪音，減輕乘客的沖擊感，並且減小對汽車懸架系統可能造成 的損壞。顛簸緩沖器為具有或不具有盤旋面的細長構件，通常為圓柱形，並 由圍繞活塞杆延伸的可壓縮彈性體材料製成。適於本專利申請的材料必須是 有彈力的，即能夠承受沖擊而不發生永久性變形或破裂，並且必須有優異的 撓曲壽命。常規顛簸緩沖器由聚氨酯和共聚酯聚合物製成。圖l示出了由彈 性體材料製成的典型的顛簸緩沖器。
顛簸緩沖器一般由聚氨酯製成，尤其是由微孔聚氨酯(MCU)製成。微孔 聚氨酯顛簸緩沖器通過在顛簸緩沖器模具內澆鑄聚氨酯前體製成。通過二異 氰酸的二元醇酯與發泡劑或水反應生成用來發泡的二氧化碳氣體，從而獲得 微孔泡沫。由於二氧化碳釋放緩慢，在模具內發泡需要較長時間，因此這種 技術耗費時間。雖然由發泡聚氨酯製成的顛簸緩沖器具有良好的減振特性， 但由於需要採用耗時的技術，因而製造成本昂貴。為了改善用於形成顛簸緩沖器的材料的耐久性、對機動車流體的惰性
和抗撕裂傳播性能，US5192057公開了細長的中空主體，該主體由彈性體形 成，優選由共聚醚酯聚合物形成。此類部件通過吹塑技術製造。
吹塑法是用來製造中空塑性製品的常規技術。通常，將通過擠塑或注 塑製備的處於可模塑條件下的塑性材料型坯放置在打開的吹塑的兩個半塊之 間，吹塑具有的模具腔體的形狀對應於要製造的製品的所需外形。型坯在重 力作用下逐漸下沉和伸展。當型坯達到合適的長度時，使圍繞它的模具半塊 合攏，同時將高壓空氣或其他壓縮氣體引入到型坯的內部，以使其膨脹成模 具的形狀或者使其膨脹至緊貼模具腔體的內壁。冷卻一段時間之後，打開才莫 具並且彈出最終製品。
在擠壓吹塑方法中，由擠出機製備型坯。擠壓吹塑法的成本比發泡/澆 鑄法的成本低，但產品的尺寸精度更差並且對部件的壁厚有限制。顛簸緩沖 器的剛度與其厚度直接相關。因此，微小的厚度變化(沿一次注入製成的顛 簸緩沖器的縱軸在制品與製品之間的厚度變化，或者沿單個顛簸緩衝器內製 成的顛簸緩沖器盤旋面徑向的厚度變化)，例如約0. 2mm，均將顯著地改變 顛簸緩沖器的剛度及其能量吸收能力和緩衝性能。
注坯吹塑法的尺寸精度高於擠壓吹塑法。在該技術中，通過注塑形成 型坯，移除模具的內芯，並且如同擠壓吹塑法一樣，使型坯在包封在兩個模 具半塊之間的同時迅速膨脹。型坯可注塑成具有厚度不恆定的橫截面，從而 使成品部件的壁厚均勻性比擠壓吹塑法所得到的更好。與擠壓吹塑法相比， 注坯吹塑法可形成更加精細的最終吹塑結構，但成本更高。
目前需要找到一種能夠輕鬆、高效且經濟地製造顛簸緩沖器的方法。
發明概述
本發明人發現，通過波紋擠出可經濟地製成尺寸受到良好限定和控制 並且具有優異的性能特徵的顛簸緩沖器。
在第一個方面，本發明提供了由表觀粘度高於2"Pa's的熱塑性彈性體 製成的顛簸緩沖器，所述表觀粘度在剪切速率為1000s1並且加工溫度為或 約為聚合物熔點以上3(TC的條件下根據ISO 11443: 2005 (E)測得。
在第二個方面，本發明提供了採用波紋擠出工藝來製造顛簸緩沖器的方法。
附圖簡述


圖1為顛簸緩沖器的截斷示意圖。A-B線表示顛簸緩沖器的對稱軸。
圖2為顛簸緩衝器的截斷示意圖，圖中包含描述顛簸緩沖器的所有參
數。A-B線表示顛簸緩沖器的對稱軸，T表示厚度，P表示節距，a)表示 峰，b)表示谷，R^表示谷的直徑，R"t表示峰的直徑，rc表示波紋管在最 小外徑處的圓角半徑，rs表示波紋管在最大外徑處的圓角半徑。
圖3為多層顛簸緩沖器的截斷示意圖。A-B線表示多層顛簸緩沖器的對 稱軸，a表示多層顛簸緩沖器的外層，b表示多層顛簸緩沖器的內層。
圖4為通過波紋擠出法由共聚醚酯製造的顛簸緩衝器的壓縮曲線。x軸 表示撓曲(D)，單位為mm; y軸表示力(F),單位為N。
發明詳述
本文提及的所有文檔均以引用方式併入本文。
波紋擠出法由下列步驟組成將材料從擠出口模中擠出以形成中空 管，以及通常在模具內處理中空管，從而形成環狀波紋、波紋管或盤旋面。 可通過熱空氣或真空膨脹使材料的中空管緊貼模具腔體表面，使之成型為顛 簸緩衝器製品。製造根據本發明的顛簸緩沖器的方法包括以下步驟
a) 將熔融的塑性材料送入擠出機中；
b) 將處於可模塑條件下的塑性材料從擠出機頭部的芯棒和口模中擠出 以形成中空連續管；
c) 將中空連續管加工成波紋；以及
d) 對一連串的多個顛簸緩沖器進行切割以形成單獨的並且不相連的顛 簸緩沖器；
或者將包括多個顛簸緩沖器的連續波紋管巻起來以便貯藏，並且在曰 後切割。
波紋擠出的優選方法是真空波紋擠出法，該方法由下列步驟組成
a) 將熔融的塑性材料送入擠出機中；
b) 將處於可模塑條件下的塑性材料從擠出機頭部的芯棒和口模中擠出
6以形成中空連續管；
c) 將中空連續管送入模具塊中，並且將熔融的材料拉起並且使其真空
膨脹至緊貼模具腔體表面或波紋機；
d) 對包括多個顛簸緩衝器的連續波紋管進行橫向切割以形成單獨的並 且不相連的顛簸緩衝器；
或者將包括多個顛簸緩衝器的連續波紋管巻起來以便貯藏，並且在曰 後切割。
波紋機包括由兩套可交換的並且互補的模具組件組成的模具通道，所 述才莫具組件包含一連串互連模具塊，互連模具塊用水連續冷卻。模具塊在輸 送機軌道上相對於芯棒和模頭連續移動，從而可以相當高的速度連續製造顛 簸緩沖器。例如，吹塑法每分鐘可製造大約4個顛簸緩沖器，而波紋擠出法 的製造速度快得多(例如每分鐘超過20、 30或40個顛簸緩沖器)。波紋擠 出可採用Corelco (France)製造的設備來進行。這些設備和方法公開於EP 0909629和EP 0734 835中，該文獻以引用方式併入本文。
與使用擠壓吹塑/注坯吹塑等常規技術製造的顛簸緩沖器相比，根據本 發明製成的製品不僅能夠採用連續方法簡單地並且高性價比地製造，而且由 於尺寸受到良好限定和控制並且具有優異的性能特徵而還具有高的質量。此 外，可輕易地改變根據本發明的波紋擠出法製造的顛簸緩沖器的設計方案可 能性，例如盤旋面高度、外徑尺寸或內徑尺寸，從而在重新設計時具有比常 規技術更快的啟動過程。根據本發明的顛簸緩沖器的幾何形狀可進行修改， 以便針對具體應用來對機械特性和能量吸收性能進行微調。優選地，根據本 發明的顛簸緩沖器在最大壓縮時具有介於10kN或約10kN和20kN或約20kN 之間的軸向力。同樣優選地，按(壓縮後高度/壓縮前高度)xl00。/。測量， 根據本發明的顛簸緩沖器在最大壓縮時在軸向力下具有的壓縮率介於30%或 約30%和90%或約90°/。之間，優選介於70%或約70°/。和80%或約80%之間。才艮 據本發明的顛簸緩沖器的變型可能涉及例如均勻地或不均勻地改變顛簸緩衝 器的壁厚(圖2中的T),以及通過以下方式改變峰直徑與谷直徑的比率 改變峰的直徑/半徑(圖2中的R。xt)和谷的直徑/半徑(圖2中的Rint)、改 變波紋管/盤旋面的數量、改變節距、或者改變波紋管最小外徑處的圓角半 徑(圖2中的rc)和波紋管最大外徑處的圓角半徑(圖2中的rs)。採用簸緩衝器的橫截面形狀沒有具體的限制，優選形狀為圓形和/或橢圓形。根 據本發明的顛簸緩沖器可包含沿其整個長度的環狀波紋、波紋管或盤旋面， 或者可包含被平滑區域隔開的波紋、波紋管或盤旋面。
本發明的顛簸緩沖器與常規(即，澆鑄或吹塑)的顛簸緩衝器可通過 幾種方式區分。
a) 壁厚均勻度和直徑比率
如果需要，將材料轉變為顛簸緩沖器形狀的波紋擠出法可產生側壁厚 度均勻的單件。所謂厚度均勻是指所製成顛簸緩衝器中各個顛簸緩沖器之間 的壁厚均勻(方法的可重複性)、單個顛簸緩沖器內的壁厚均勻(例如，沿 著盤旋面的整個周長)、以及顛簸緩沖器沿著製品的整個長度壁厚均勻(當 顛簸緩衝器沿著物件的整個長度具有均勻壁厚時)。顛簸緩衝器壁厚的高均 勻度在使用時會產生更加均勻的變形，從而改善顛簸緩沖器的特性，例如更 好的機械特性、更大的均勻剛度和延長的壽命。當希望壁厚沿單個顛簸緩衝 器的盤旋面的整個周長或沿製品的整個長度不均勻時，利用波紋擠出法可嚴 格控制厚度。
顛簸緩沖器製作成波紋管形狀，具有多個在環向上間隔開的峰和谷，
參見圖2中的a)峰和b)谷。波紋擠出法可製造出具有特別高的峰直徑與谷 直徑比率的顛簸緩衝器，即，比值高於或約高於1.2的顛簸緩衝器。如此高 的比率將產生深的盤旋面，從而獲得高度的柔韌性。採用常規技術是無法同 時實現如此高的比率和均一化的壁厚均勻度的。
b) 廣泛的材料範圍
常規技術例如吹塑法要求在剪切速率為1000s1並且加工溫度為或約為 高於聚合物熔點3(TC的條件下根據ISO 11443: 2005 (E)測量時熔融聚合物應 具有高於350Pa.s的表觀熔融粘度。如此高的表觀熔融粘度是吹塑法必需 的，因為型坯在離開口^f莫時處於自由懸浮狀態，並且在這種狀態下必須承受 自重，而不會以不可控的方式被拉伸或下垂。這就限制了可用於製造吹塑顛 簸緩衝器的材料。相比之下，根據本發明的方法製造顛簸緩沖器可選擇範圍 廣泛的材料。
可在本發明的方法中使用的材料需要具有柔韌性和抗疲勞性。適用於本發明的材料的實例包括熱塑性彈性體。熱塑性彈性體除了便於熔融加工 外，由於可回收利用，因此在環保方面也是優選的。相比之下，傳統上用於 製造顛簸緩沖器的熱固性材料，尤其是交聯聚氨酯或交聯橡膠，是無法回收 利用的。
可用於本發明的熱塑性彈性體包括ISO 18064: 2003 (E)中限定的那些， 例如熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)、熱塑性聚醚 或聚酯聚氨酯(TPU)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚醯胺嵌段共聚物 (TPA)、共聚酯熱塑性彈性體(TPC)(例如共聚醚酯或共聚酯酯 (copolyesterester))、以及它們的混合物；合適的材衝+還有熱塑性聚酯 以及它們的混合物。
根據本發明的顛簸緩沖器還可由具有高於275Pa's的表觀粘度的熱塑性 彈性體製成，所述表觀粘度在剪切速率為1000s1並且加工溫度為或約為聚 合物熔點以上30。C的條件下根據ISO 11443: 2005 (E)測得。優選地，在剪切 速率為1000s—1並且加工溫度為或約為聚合物熔點以上30。C的條件下根據 ISO 11443: 2005 (E)測量時，熱塑性彈性體具有高於300Pa.s的表觀粘度。
熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)由例如丙烯或聚乙烯的烯烴型與橡膠組成。 常用橡膠包括EPR (乙丙橡膠)、EPDM (乙烯丙烯二烯橡膠)、乙烯-己 烷、乙烯-辛烯(例如可從Dow商購獲得的Engage )和乙烯-丁二烯。
苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)由聚苯乙烯和橡膠聚合物材料(例如聚丁 二烯)的嵌段共聚物、氫化聚丁二烯與聚丁二烯的混合物、聚(乙烯-丙烯) 以及氫化聚異戊二烯組成。
熱塑性聚氨酯(TPU)由直線段的嵌段共聚物組成，所述直線段的嵌段共 聚物又由包含二異氰酸酯和短鏈二醇的硬鏈段與包含二異氰酸酯和長鏈多元 醇的軟鏈段構成，其用以下通式表示
X—O—C—NH—Y—NH—C—O—Z
II II
o o
其中
"X"表示包含二異氰酸酯和短鏈二醇的硬鏈段，"Z，，表示包含二異 氰酸酯和長鏈多元醇的軟鏈段，"Y"表示連結X和Z鏈段的氨基甲酸酯鍵 的二異氰酸酯化合物的殘基。所述長鏈多元醇包括聚醚類(例如聚(烯化氧)
9二醇)或聚酯類長鏈多元醇。
熱塑性硫化橡膠(TPV)由熱塑性連續相以及分散於其中的硫化彈性體相
組成。如本文所用，硫化產品和短語"硫化橡膠"旨在通指固化的或部分固 化的、交聯的或可交聯的橡膠以及可固化的交聯橡膠的前體，並且因此包括
彈性體、天然橡膠以及所謂的軟硫化橡膠。TPV將交聯橡膠的許多所期望的 特性與熱塑性彈性體的一些特性例如熱塑性彈性體的可加工性結合起來。有
幾種TPV可商購獲得，例如，可分別從Advanced Elastomer System和DSM 商購獲得的3&111(^^1^@和Sarlink (基於乙烯-丙烯-二烯共聚物和聚丙 烯的TPV);可從Thermoplastic Rubber Systems商購獲得的Nextrile (基於腈橡膠和聚丙烯的TPV);可從Zeon Chemicals商購獲得的 Zeotherm (基於丙烯酸酯彈性體和聚醯胺的TPV);以及得自E. I. du Pont de Nemours and Company的DuPont ETPV，該TPV在WO 2004029155 中有所描述(熱塑性共混物，其包含15至60重量°/。的聚亞烷基鄰苯二曱酸 酯聚酯聚合物或共聚物和40至85重量％的可交聯聚(甲基)丙烯酸酯或聚乙 烯/ (甲基)丙烯酸酯橡膠分散相，其中橡膠與過氧化物自由基引發劑和有機 二烯助劑動態地交聯)。
熱塑性聚醯胺嵌段共聚物(TPA)由直鏈和規則鏈的聚醯胺鏈段與撓性聚 醚或聚酯鏈段或者具有醚連接基和酯連接基的軟鏈段組成，其用以下通式表 示
HO—一C—PA—C—O—PE—O——H 匕ll II _J
O O n
其中
"PA"表示直鏈飽和脂族聚醯胺序列，"PE"表示例如下列化合物形成的聚 氧化烯序列直鏈或支鏈的脂族聚氧化烯二醇、或具有醚連接基和/或酯連 接基的長鏈多元醇、以及它們的混合物或者由它們衍生出的共聚多醚或共聚 酯酯。共聚醚醯胺或共聚酯醯胺嵌段共聚物的柔軟性一般隨著聚醯胺單元的 相對量增加而降低。
適用於本發明的熱塑性聚醯胺嵌段共聚物的實例可以商標Pebax 從 Arkema或Elf Atochem商購獲得。為了很好地平衡耐油脂性、高溫耐久性和低溫柔韌性，根據本發明的 顛簸緩沖器可由熱塑性聚酯組合物製成。優選的熱塑性聚酯通常衍生自 一種 或多種二甲酸(其中本文中的術語"二甲酸"也指二甲酸衍生物，例如酯) 和一種或多種二醇。在優選的聚酯中，二甲酸包括對苯二甲酸、間苯二甲
酸、和2, 6-萘二甲酸中的一種或多種，並且二醇組分包括H0(CH上0H (I)、 1,4- 環己烷 二 曱醇 、HO(CH2CH20)mCH2CH2OH (II)、 和 HO(CH2CH2CH2CH20)zCH2CH2CH2CH2OH (III)中的一種或多種，其中n為2至10 的整數，m平均為1至4，並且z平均為約7至約40。應注意(II)和(III) 可為化合物的混合物，其中m和z可各自不同，並且因為m和z為平均值， 所以它們不一定為整數。其他可用於形成熱塑性聚酯的二曱酸包括癸二酸和 己二酸。鞋基羧酸，例如羥基苯曱酸可用作共聚單體。具體的優選聚酯包括 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲 酸-1,4-丁二醇酯(PBT)、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯以及聚對苯二甲酸1,4-環己烷二甲醇酯((PCT)。優選地，可用於本發明的熱塑性聚酯還包含沖擊改 性劑和/或增塑劑。
共聚酯熱塑性彈性體(TPC),例如共聚醚酯或共聚酯酯，為具有大量通 過酯連接基頭尾相連的重複的長鏈酯單元和短鏈酯單元的共聚物，所述長鏈 酯單元由式(A)表示
formula see original document page 11o o
(A)
並且所述短鏈酯單元由式(B)表示
formula see original document page 11
(B)
其中
G為數均分子量優選介於約400和約6000之間的從聚(烯化氧)二醇中移除端羥基之後剩下的二價基團；R為分子量小於約300的從二曱酸中移除羧基 之後剩下的二價基團；D為分子量優選小於約250的從二醇中移除羥基之後 剩下的二價基團；並且其中所述共聚醚酯優選包含約15至約99重量°/。的短 鏈酯單元和約1至約85重量％的長鏈酯單元。
如本文所用，用於聚合物鏈中單元的術語"長鏈酯單元，，是指長鏈二 醇與二曱酸的反應產物。合適的長鏈二醇為具有末端(或儘可能靠近末端) 羥基的聚(烯化氧)二醇，並且具有約400至約6000,並且優選約600至約 3000的數均分子量。優選的聚(烯化氧)二醇包括聚(四氫呋喃)二醇、聚(氧 雜環丁烷)二醇、聚(環氧丙烷)二醇、聚(環氧乙烷)二醇、此類烯化氧的共 聚物二醇、以及嵌段共聚物，例如環氧乙烷封端的聚(環氧丙烷)二醇。可使 用此類二醇中兩種或更多種的混合物。
用於共聚醚酯聚合物鏈中單元的術語"短鏈酯單元"是指低分子量化 合物或聚合物鏈單元。通過將低分子量二醇或二醇的混合物與二甲酸反應形 成用上述式(B)表示的酯單元，從而製備短鏈酯單元。反應以形成適用於制 備共聚醚酯的短鏈酯單元的低分子量二醇包括無環的、脂環的和芳族的二羥 基化合物。優選的化合物為具有約2-15個碳原子的二醇，例如乙二醇、丙 二醇、異丁二醇、丁二醇、1,4-戊二醇、新戊二醇、己二醇和癸二醇、環己 二醇、環己烷二曱醇、間苯二酚、對苯二酚、1,5-萘二酚等。特別優選的二 醇為包含2-8個碳原子的脂族二醇，並且更優選的二醇為1, 4-丁二醇。
已經有利地用於製造本發明的顛簸緩沖器的共聚醚酯可以商標Hytrel 從E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware)商購 獲得。
按照優選實施方案，根據本發明的顛簸緩沖器由共聚酯熱塑性彈性體 (TPC)製成，例如共聚醚酯或共聚酯酯以及它們的混合物。
用於製造根據本發明的顛簸緩衝器的材料可包含其他添加劑，這些添 加劑包括增塑劑；穩定劑；抗氧化劑；紫外吸收劑；水解穩定劑；防靜電 劑；染料或顏料；填料、防火劑；潤滑劑；增強劑，例如玻璃纖維、玻璃片 或玻璃顆粒；礦物質、陶瓷、碳等，包括納米級顆粒；加工助劑例如隔離 劑；和/或它們的混合物。這些添加劑的合適含量以及將這些添加劑摻入聚 合物組合物中的合適方法是本領域的技術人員已知的。C)表面真空狹槽
在通過真空波紋成型製成的部件的外表面上，可看到環狀或螺旋狀突 起脊一般的表面真空狹槽痕跡。真空狹槽存在於模具的內表面上，並且允許 通過真空將熔融材料吸起並成型為模具的形狀。
本發明的方法可製造多層顛簸緩衝器(參見圖3)。首先以同心層的方 式共擠出兩種或更多種所需材料，形成擠出管。該方法類似於上述關於單層 結構的方法，不同的是將擠出機頭部設計為在部件的壁厚度內分布若干層材 料。塑性材料在可模塑條件下從擠出機頭部的芯棒和口模中擠出。芯棒和口 模設置在波紋加工設備的模具塊的兩個半塊內。當來自擠出機頭部的熔融材 料到達模具塊時，真空將材料拉起(吸起)為模具的形狀。模具塊相對於芯 棒和模頭進行移動，乂人而能以很高的速度連續製造多層顛簸緩衝器。
多層結構的設計不但利用了結構自身的優點，而且將不同材料設置在
部件中最合適的位置，從而優化顛簸緩衝器的性能。
選擇用於製造由多層結構製成的顛簸緩衝器的材料時，需要考慮層與
層之間的粘附性要求、剛度要求、抗疲勞性、製造成本要求、由顛簸緩沖器 的外部環境造成的化學或物理耐性要求以及對附加功能(例如防塵)的整 合。每個層的厚度是根據材料自身進行選擇，但也要根據上述關於材料的相 同要求進行選擇。
根據本發明的多層結構顛簸緩沖器包含至少兩層(即二層、三層、四 層等)。在兩層或三層顛簸緩沖器中，至少一層由熱塑性彈性體製成，並且 優選由上述一系列熱塑性彈性體製成。由熱塑性彈性體製成的所述至少一個 層可用作與另 一個層鄰近的層，還可用作包含在內層和外層之間的中間層， 以形成由至少兩個其他層夾置有 一個或多個由熱塑性彈性體製成的中間層組 成的多層結構，或者可用作與另一個層鄰近的外層。為了賦予最終結構硬度 和/或剛度或者其他功能，多層結構可使用其他層。
在根據本發明的顛簸緩沖器的優選結構中，所述多層結構由至少三層 製成，所述至少三層由如上所述的可變形彈性體製成的內層和外層夾置有一 個或多個剛性更高的聚合物層組成。在具有三層的顛簸緩沖器的實例中，壁
厚按照以下比例劃分(外層/中間層/內層)40%/20%/40°/ 或 30%/40%/30%,其中內層和外層由可變形彈性體製成，並且中間層由比用於外層的聚合物剛性更高的聚合物製成。
如果聚合物層之間的粘合力不足，則可在聚合物層之間增加一個或多 個粘合劑層。
實施例
使用下列材料來製造根據本發明的單層顛簸緩沖器
使下列共聚醚酯組合物聚合。該組合物包含35重量％的作為聚醚嵌段 的平均分子量約iooo的聚(四氫呋喃)，該重量百分比是基於共聚醚酯組合 物的總重量。短鏈酯單元為聚對苯二甲酸丁二醇酯鏈段。共聚醚酯組合物的 熔點為20(TC,硬度為55 shore D。此類產品可從E. I. DuPont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware, USA)商購獲得。
按照下列方法製造五個由上述共聚醚酯製成的顛簸緩沖器
將共聚醚酯聚合物的粒料送入料筒溫度設為約22CTC至約240°C的一個 擠出機中(Mai liefer SA, Switzerland).將管狀口才莫(口衝莫直徑 22.4mm,芯棒直徑13. 7誦)和連接管的溫度設為240°C。擠出之後，將熔 融態的塑性擠出管在真空(0.8巴)波紋機(Corelco， France)中以4m/min 的線速度加工成波紋(這相當於每分鐘製造約40個顛簸緩沖器；相比之 下，吹塑法允許每分鐘製造約4個顛簸緩沖器)。在10-12°C下用水冷卻包 含衝莫具塊的^^莫具通道。將一連串的多個顛簸緩衝器連續地送入切割器中，切 割成單獨並且不相連的顛簸緩衝器。模具尺寸在表l中給出。
為了測定單件之間的變異性(方法的可重複性)，測量五個根據本發 明的顛簸緩沖器的壁厚度。根據表l所述的設計，使用上文限定的熱塑性彈 性體來製造顛簸緩沖器。對五個顛簸緩沖器中的每一個，測量第一個擠出的 盤旋面的壁厚。平均壁厚為2. 85mm，壁厚偏差在±0. 05mm內，變化率為 1. 75%。
表1:用於製造根據本發明的波紋擠出法製造的顛簸緩衝器的模具的設 計和特性
14形狀圓柱形 (R。"沿整個單件長度相同，R^沿整個單件長度相同)
模具尺寸
節距[波紋管](mm)15. 6
Re"(隱)25
Rut (隱)20
rc (隱)3
r s (mm)3
盤旋面數量5
根據表1所述的設計，使用上文限定的熱塑性彈性體製造根據本發明
的擠出法製造的顛簸緩沖器。該顛簸緩衝器平均壁厚為2. 2mm。採用以下步 驟來測試顛簸緩沖器。將顛簸緩沖器放在拉壓機的兩塊板之間。在23。C下 以50mm/min的恆定速度來壓縮該樣本。負荷上限10kN相當於懸架達到極限 位移時施加在顛簸緩沖器上的典型力。測量力隨撓曲的變化情況。測得的壓 縮曲線在圖4中示出。曲線的形狀示出了顛簸緩沖器的預期性能。
1權利要求
1.由熱塑性彈性體製成的顛簸緩衝器，所述熱塑性彈性體具有根據ISO114432005(E)測得的在剪切速率為1000s-1並且加工溫度為或約為聚合物熔點以上30℃的條件下高於275Pa·s的表觀粘度。
2. 根據權利要求1的顛簸緩衝器，其中所述熱塑性彈性體具有根據ISO 11443: 2005 (E)測得的在剪切速率為1000s—1並且加工溫度為或約為 聚合物熔點以上3(TC的條件下高於300Pa's的表觀粘度。
3. 根據權利要求1的顛簸緩衝器，所述顛簸緩沖器在最大壓縮時具有介 於10kN或約10kN和20kN或約20kN之間的軸向力。
4. 根據權利要求1的顛簸緩沖器，所述顛簸緩衝器在最大壓縮時在軸向 力下具有介於30%或約30%和90%或約90%之間的壓縮率。
5. 根據權利要求1的顛簸緩衝器，所述顛簸緩沖器具有在其表面上的真 空狹槽痕跡。
6. 包括不同材料的多個同心層的顛簸緩衝器。
7. 根據權利要求6的顛簸緩沖器，所述顛簸緩衝器包括至少兩層。
8. 根據權利要求6的顛簸緩衝器，所述顛簸緩沖器包括至少三層。
9. 根據權利要求6的顛簸緩沖器，所述顛簸緩衝器包括多層，所述多層 包括其間夾置有一個或多個剛性彈性體聚合物中間層的由熱塑性彈性 體層製成的一個內層和一個外層。
10. 根據權利要求6的顛簸緩沖器，所述顛簸緩沖器包括多層以及一個或 多個粘合劑層。
11. 用於製造顛簸緩沖器的方法，所述方法包括以下步驟a) 將熔融的塑性材料送入擠出機中；b) 將處於熱可模塑條件下的所述塑性材料從擠出機頭部的芯棒和口對莫中擠出以形成中空連續管；c) 將所述中空連續管加工成波紋；以及d) 對一連串的多個顛簸緩沖器進行切割以形成單獨的並且不相連 的顛簸緩沖器。
12. 根據權利要求11的方法，其中所述加工成波紋的步驟為真空波紋成型。
13. 根據權利要求ll的方法，其中所述擠出釆用熱塑性彈性體來進行。
14. 根據權利要求11的方法，其中所述擠出採用選自下列的熱塑性彈性 體來進行熱塑性聚烯烴(TPO)、苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)、熱塑 性聚醚或聚酯聚氨酯(TPU)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚醯胺嵌 段共聚物(TPA)、共聚酯熱塑性彈性體(TPC)、熱塑性聚酯以及它們的 混合物。
15. 根據權利要求11的方法，其中所述擠出採用選自共聚醚酯或共聚酯 酯以及它們的混合物的熱塑性彈性體來進行。
16. 根據權利要求11的方法，其中所述顛簸緩衝器在最大壓縮時具有介 於10kN或約10kN和20kN或約20kN之間的軸向力。
17. 根據權利要求11的方法，其中所述顛簸緩沖器在最大壓縮時在軸向 力下具有介於30%或約30%和90%或約90%之間的壓縮率。
18. 根據權利要求ll的方法，其中所述擠出包括擠出至少兩個同心層。
全文摘要
本發明提供了汽車懸架系統，更具體地講提供了通過波紋擠出法製造的顛簸緩衝器。
文檔編號F16F1/373GK101675265SQ200880013636
公開日2010年3月17日 申請日期2008年5月1日 優先權日2007年5月1日
發明者C·謝爾文, D·范德齊佩, P·L·塞克利, T·多尼斯 申請人:納幕爾杜邦公司