DE102008032676B4 - Spring / actuator element, spring / actuator assembly and method for their preparation and control of a valve - Google Patents

Spring / actuator element, spring / actuator assembly and method for their preparation and control of a valve Download PDF

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Abstract

Feder-/Aktuatorelement (1, 1') mit einem ersten Strukturteil (2) sowie einem zweiten Strukturteil (3), wobeiwenigstens eines der Strukturteile (2, 3) elastisch deformierbar ausgestaltet ist, wobeizwischen den Strukturteilen (2, 3) ein erster Druckraum (D1) vorgesehen ist, der von den Strukturteilen (2, 3) allseitig umschlossen ist, wobei- der erste Druckraum (D1) in einer ersten Arbeitsposition des Feder-/Aktuatorelements (1, 1') ein maximales Arbeitsvolumen aufweist,- der Druckraum in einer zweiten Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen aufweist, wobei- sich bei einem Übergang von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition eine Gestaltänderung und/oder ein Federweg des Feder-/Aktuatorelements (1, 1') ergibt, wobeidie Strukturteile (2, 3) entlang eines Verbindungsbereichs stoffschlüssig und/oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass in dem Druckraum (D1) dauerhaft eine bestimmte Menge eines ersten Arbeitsfluids eingeschlossen ist,dadurch gekennzeichnet, dasswenigstens eines der Strukturteile (2, 3) aus einem mehrlagigen Metallelement hergestellt ist, wobei eine dünnere Lage des Metallelements einen metallischen Werkstoff enthält, dessen Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige einer benachbarten dickeren Lage.A spring / actuator element (1, 1 ') having a first structural part (2) and a second structural part (3), at least one of the structural parts (2, 3) being elastically deformable, with a first pressure space between the structural parts (2, 3) (D1) is provided, which is surrounded on all sides by the structural parts (2, 3), wherein the first pressure chamber (D1) in a first operating position of the spring / actuator element (1, 1 ') has a maximum working volume, - the pressure chamber in a second working position has a minimum working volume, whereby a change in shape from the first working position to the second working position results in a change in shape and / or a spring travel of the spring / actuator element (1, 1 '), the structural parts (2, 3) along a connection region are cohesively and / or non-detachably connected to each other, so that in the pressure chamber (D1) permanently a certain amount of a first working fluid is included, characterized, d at least one of the structural parts (2, 3) is made of a multilayer metal element, a thinner layer of the metal element containing a metallic material whose melting point is lower than that of an adjacent thicker layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feder-/Aktuatorelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (kurz auch: Federelement) sowie eine Feder-/Aktuatoranordnung (kurz auch: Federanordnung) mit einem ersten Strukturteil sowie einem zweiten Strukturteil, wobei wenigstens eines der Strukturteile elastisch deformierbar ausgestaltet ist. Zwischen den Strukturteilen ist ein erster Druckraum vorgesehen, der von den Strukturteilen allseitig umschlossen ist, wobei

  • - der erste Druckraum in einer ersten Arbeitsposition des Feder-/Aktuatorelements ein maximales Arbeitsvolumen aufweist,
  • - der Druckraum in einer zweiten Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen aufweist, wobei
  • - sich bei einem Übergang von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition eine Gestaltänderung und/oder ein Federweg des Feder-/Aktuatorelements ergibt, wobei
die Strukturteile entlang eines Verbindungsbereichs stoffschlüssig und/oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass in dem Druckraum dauerhaft eine bestimmte Menge eines ersten Arbeitsfluids eingeschlossen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Steuerelement für ein Ventil mit einem solchen Feder-/Aktuatorelement und/oder einer solchen Feder-/Aktuatoranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Feder-/Aktuatorelements und ein Verfahren zur Herstellung einer Feder-/Aktuatoranordnung.The present invention relates to a spring / actuator element according to the preamble of claim 1 (in short: spring element) and a spring / actuator assembly (in short: spring assembly) with a first structural part and a second structural part, wherein at least one of the structural parts designed elastically deformable is. Between the structural parts, a first pressure chamber is provided, which is surrounded on all sides by the structural parts, wherein
  • the first pressure chamber has a maximum working volume in a first operating position of the spring / actuator element,
  • - The pressure chamber in a second working position has a minimum working volume, wherein
  • - When a transition from the first working position to the second working position results in a change in shape and / or a spring travel of the spring / actuator element, wherein
the structural parts are joined together in a material-locking and / or non-detachable manner along a connection region, so that a specific amount of a first working fluid is permanently enclosed in the pressure chamber. The present invention further relates to a control for a valve with such a spring / actuator element and / or such a spring / actuator assembly and a method for producing a spring / actuator and a method for producing a spring / actuator assembly.

DE 10 2005 056 846 A1 beschreibt einen Linearantrieb, mithin ein Feder-/Aktuatorelement, das einen Faltenbalg und zwei den Faltenbalg längsaxial fluiddicht verschließende Befestigungsflansche aufweist. Das bekannte Feder-/Aktuatorelement umfasst folglich ein einziges Strukturteil, das elastisch deformierbar ist. Nachteilig bei dem bekannten Feder-/Aktuatorelement ist die begrenzte Langlebigkeit, da der einteilige Faltenbalg im Betrieb des Linearantriebs stark verformt wird und daher schnell undicht werden kann. Weitere Feder-/Aktuatorelemente sind aus US 2,744,677 , US 3,366,144 und US 3,528,344 bekannt. DE 10 2005 056 846 A1 describes a linear actuator, thus a spring / actuator element having a bellows and two bellows longitudinal axial fluid-tight closing mounting flanges. The known spring / actuator element thus comprises a single structural part which is elastically deformable. A disadvantage of the known spring / actuator element is the limited longevity, since the one-piece bellows is heavily deformed during operation of the linear drive and therefore can be leaking quickly. Further spring / actuator elements are off US 2,744,677 . US 3,366,144 and US 3,528,344 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit möglichst einfachen Mitteln ein zuverlässiges und langlebiges Feder-/Aktuatorelement bzw. eine ebensolche Feder-/Aktuatoranordnung bereitzustellen, das bzw. die jeweils eine besonders hohe äußere Krafteinwirkung ertragen kann. Ferner ist es Aufgabe, ein Steuerelement mit einer langlebigen Feder-/ Aktuatoranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Feder-/Aktuatorelements bzw. einer Feder-/Aktuatoranordnung bereitzustellen. Die vorstehend genannte Aufgabe wird zum einen durch Bereitstellung eines Feder-/Aktuatorelements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei weist der erste Druckraum in einer ersten, insbesondere entlasteten Arbeitsposition des Federelements ein maximales Arbeitsvolumen auf, und der Druckraum weist in einer zweiten Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen auf, wobei sich bei einem Übergang von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition eine Gestaltänderung und/oder ein Federweg des Federelements ergibt. Des weiteren sind die Strukturteile besonders bevorzugt entlang eines insbesondere ringförmigen Verbindungsbereichs stoffschlüssig und/oder unlösbar miteinander verbunden, so dass in dem Druckraum dauerhaft eine bestimmte Menge eines ersten Arbeitsfluids eingeschlossen ist. Damit ergibt sich mit besonders einfachen Mitteln ein Federelement, das auch als Aktuator bezeichnet werden kann: Je nach Einstellung der Druckverhältnisse zwischen einem (ersten) Druck innerhalb des Federelements und einem (dritten) Druck außerhalb des Federelements in verschiedenen Arbeitspositionen kann eine reversible Gestaltänderung des Federelements vorgesehen sein. In einer ersten Ausführungsform ist das Niveau des (ersten) Drucks innerhalb des Federelements niedriger als das Druckniveau des (dritten) Drucks außerhalb des Federelements, wobei das Federelement bei einer Überschreitung eines bestimmten Grenzwerts des (dritten) Drucks außerhalb des Federelements in die zweite Arbeitsposition übergeht. In einer zweiten Ausführungsform ist das Niveau des (ersten) Drucks innerhalb des Federelements wenigstens zeitweise höher als das Druckniveau des (dritten) Drucks außerhalb des Federelements, insbesondere höher als der Umgebungsdruck. Dabei nimmt das Federelement ebenfalls die zweite Arbeitsposition ein, wenn der (dritte) Druck außerhalb des Federelements einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet. Insbesondere nimmt das Federelement eine erste Arbeitsposition ein, wenn das Druckniveau des (dritten) Drucks außerhalb des Federelements einen weiteren unteren Grenzwert unterschreitet.The object of the invention is to provide the simplest possible means a reliable and durable spring / actuator or a similar spring / actuator assembly, or each can bear a particularly high external force. It is also an object to provide a control with a long-lived spring / actuator assembly and a method for producing a spring / actuator or a spring / actuator assembly. The above object is achieved, on the one hand, by providing a spring / actuator element having the features of claim 1. In this case, the first pressure chamber in a first, in particular unloaded working position of the spring element on a maximum working volume, and the pressure chamber has in a second working position on a minimum working volume, wherein in a transition from the first working position to the second working position a change in shape and / or a spring travel of the spring element results. Furthermore, the structural parts are particularly preferably connected to one another in a material-locking and / or non-detachable manner along a particularly annular connecting region, so that a certain amount of a first working fluid is permanently enclosed in the pressure chamber. This results in particularly simple means a spring element, which can also be referred to as an actuator: Depending on the setting of the pressure ratios between a (first) pressure within the spring element and a (third) pressure outside of the spring element in different working positions, a reversible change in shape of the spring element be provided. In a first embodiment, the level of the (first) pressure within the spring element is lower than the pressure level of the (third) pressure outside the spring element, wherein the spring element transitions to the second working position when a certain limit value of the (third) pressure outside the spring element is exceeded , In a second embodiment, the level of the (first) pressure within the spring element is at least temporarily higher than the pressure level of the (third) pressure outside the spring element, in particular higher than the ambient pressure. In this case, the spring element also assumes the second working position when the (third) pressure outside the spring element exceeds a certain upper limit. In particular, the spring element assumes a first working position when the pressure level of the (third) pressure outside the spring element falls below a further lower limit value.

In Ausgestaltung der Erfindung geht das Federelement unter äußerem Druck selbsttätig in die zweite Arbeitsposition und bei Entlastung mindestens aufgrund der eigenen Elastizität reversibel in die erste Arbeitsposition über, wobei die Strukturteile jeweils im wesentlichen als einstückige Schalenelemente ausgeführt sind, wobei wenigstens eines der Strukturteile derart elastisch deformierbar ist, dass das erste Strukturteil und das zweite Strukturteil in einer zweiten Arbeitsposition des Federelements im wesentlichen vollflächig aneinander anliegen. Besonders bevorzugt sind zwei im wesentlichen gleiche Strukturteile vorgesehen, die in entgegengesetzten Richtungen gleichartig elastisch deformierbar sind. Dabei ist weiterhin bevorzugt eine Symmetrieebene vorgesehen, bezüglich der sich die Strukturteile spiegelbildlich gleichartig verhalten. In bevorzugter Weise rollen die Schalenelemente bei einem Übergang des Federelements von der ersten in die zweite Arbeitsposition abschnittsweise aufeinander ab, so dass sich eine kontinuierliche, insbesondere langsam ablaufende Gestaltänderung des Federelements ergibt. Letzteres wird durch eine entsprechende Formgebung bei wenigstens einem Schalenelement erreicht.In an embodiment of the invention, the spring element is under external pressure automatically in the second working position and at least relieved at least due to its own elasticity reversibly in the first working position, wherein the structural parts are each designed substantially as one-piece shell elements, at least one of the structural parts so elastically deformable is that the first structural part and the second structural part lie in a second working position of the spring element substantially over the entire surface together. Particularly preferably, two substantially identical structural parts are provided, which are similarly elastically deformable in opposite directions. In this case, furthermore, a symmetry plane is preferably provided, with respect to which the structural parts behave mirror-inverted. In preferred Way, the shell elements roll in a transition of the spring element from the first to the second working position in sections from each other, so that there is a continuous, in particular slow-running shape change of the spring element. The latter is achieved by a corresponding shaping in at least one shell element.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das minimale Arbeitsvolumen eine Ausdehnung von näherungsweise Null auf, indem die Strukturteile in der zweiten Arbeitsposition direkt und/oder ohne wesentlichen Spalt aufeinander liegen. Dabei ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Schalenelemente in der ersten Arbeitsposition eine niedrigere Materialspannung aufweisen als in der zweiten Arbeitsposition. Somit ist es ermöglicht, dass die Schalenelemente aufgrund ihrer Materialspannungs-/-dehnungszustände selbsttätig von der zweiten Arbeitsposition in die erste Arbeitsposition übergehen, zumindest dann wenn das Druckverhältnis zwischen dem (ersten) inneren Druck und dem (dritten) äußeren Druck zwischen 1 und 1/100 liegt. Besonders vorteilhaft ist ein solchermaßen erfindungsgemäß gestaltetes Federelement in der Lage, extrem hohe äußere Drücke von über 500 bar, insbesondere Drücke von über 1000 bar zu ertragen und bei Druckverhältnissen zwischen innerem (erstem) Druck und äußerem (drittem) Druck von 1/1000 und weniger zu arbeiten.In a further embodiment of the invention, the minimum working volume to an extent of approximately zero, by the structural parts in the second working position lie directly and / or without significant gap to each other. It is particularly preferred according to the invention for the shell elements to have a lower material tension in the first working position than in the second working position. Thus, it is possible that the shell elements automatically transition from the second working position to the first working position due to their material stress / strain conditions, at least when the pressure ratio between the (first) inner pressure and the (third) outer pressure is between 1 and 1 / 100 lies. Particularly advantageously, a spring element configured in accordance with the invention is capable of withstanding extremely high external pressures of more than 500 bar, in particular pressures of more than 1000 bar, and pressure ratios between internal (first) pressure and external (third) pressure of 1/1000 and less to work.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Druckraum ein Gas insbesondere in der ersten Arbeitsposition bei einem absoluten Druck von 0,1 bar oder weniger, insbesondere von 0,01 bar oder weniger eingeschlossen, und die Strukturteile weisen eine näherungsweise einheitliche Wandstärke von 0,2 mm oder weniger, insbesondere von 0,1 mm oder weniger auf. In bevorzugter Weise ist in dem Druckraum in der ersten Arbeitsposition des Federelements näherungsweise ein Vakuum mit einem absoluten Druck von weniger als 0,002 bar vorgesehen, das den (ersten) inneren Druck darstellt. Somit ergibt sich ein Absolutdruckverhalten des Federelements, bei dem die Gestaltänderung des Federelements im wesentlichen vom äußeren (dritten) Druck und von den elastischen Materialeigenschaften sowie der Form der Strukturteile abhängig ist.In a further embodiment of the invention, a gas is enclosed in the pressure space, in particular in the first working position, at an absolute pressure of 0.1 bar or less, in particular 0.01 bar or less, and the structural parts have an approximately uniform wall thickness of 0.2 mm or less, especially 0.1 mm or less. Preferably, in the pressure space in the first working position of the spring element approximately a vacuum with an absolute pressure of less than 0.002 bar is provided, which represents the (first) internal pressure. This results in an absolute pressure behavior of the spring element, in which the change in shape of the spring element essentially depends on the external (third) pressure and on the elastic material properties and the shape of the structural parts.

Bei der Erfindung ist wenigstens eines der Strukturteile aus einem mehrlagigen Metallelement, insbesondere aus einem plattierten Stahlblech hergestellt, wobei eine dünnere Lage des Metallelements einen metallischen Werkstoff enthält, dessen Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige einer benachbarten dickeren Lage. Besonders bevorzugt weist das Metallblech eine oder zwei dünne äußere Lagen auf, die bei einer Temperatur zwischen 250°C und 650°C schmelzen. Eine solche Werkstoffwahl ermöglicht ein Verlöten mehrerer gegeneinander ausgerichteter Strukturteile miteinander durch einfaches Erwärmen der Strukturteile in einem Ofen.In the invention, at least one of the structural parts is made of a multi-layer metal element, in particular a clad steel sheet, a thinner layer of the metal element containing a metallic material whose melting point is lower than that of an adjacent thicker layer. Particularly preferably, the metal sheet has one or two thin outer layers, which melt at a temperature between 250 ° C and 650 ° C. Such a choice of material allows a plurality of mutually aligned structural parts to be soldered together by simply heating the structural parts in an oven.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei im wesentlichen gleiche, topfförmige, um eine erste Achse rotationssymmetrische Strukturteile vorgesehen, die im Bereich einer senkrecht zur ersten Achse orientierten Symmetrieebene miteinander verbunden sind. Die topfförmigen Strukturteile sind bevorzugt im Bereich ihrer Öffnungsabschnitte stoffschlüssig - mittels Schweißen, Löten, Kleben und dergleichen - miteinander derart verbunden, dass zwischen ihnen ein linsen- oder zitronenförmiger erster Druckraum gebildet ist. Der bevorzugt ring- und linienförmige Verbindungsbereich liegt im wesentlichen im Bereich der Symmetrieebene. Dadurch ergibt sich bei einer Deformation der Strukturteile u. a. eine besonders geringe Belastung des Verbindungsbereichs.In a further embodiment of the invention, two substantially identical, pot-shaped, about a first axis rotationally symmetrical structural parts are provided which are interconnected in the region of a plane oriented perpendicular to the first axis of symmetry. The pot-shaped structural parts are preferably connected to one another in the region of their opening sections by means of welding, soldering, gluing and the like, such that a lenticular or lemon-shaped first pressure space is formed between them. The preferred annular and linear connection region is located substantially in the region of the plane of symmetry. This results in a deformation of the structural parts u. a. a particularly low load on the connection area.

Die Aufgabe wird zum anderen durch Bereitstellung einer Feder-/Aktuatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 oder 7 gelöst. Dabei ist zwischen zwei Strukturteilen eines ersten Federelements ein erster Druckraum und zwischen zwei Strukturteilen eines zweiten Federelements ein zweiter Druckraum gebildet. Ferner ist den Federelementen eine gemeinsame, die Federelemente insbesondere wenigstens abschnittsweise umgreifende Oberflächenbeschichtung und/oder eine gemeinsame Verlötung zugeordnet. Erfindungsgemäß sind somit mehrere im wesentlichen identische oder mehrere ungleiche Federelemente in einer Reihe hintereinander angeordnet und funktionell in Reihe geschaltet. Das Federverhalten des erfindungsgemäßen Federelements hängt damit von den Eigenschaften der einzelnen Federelemente, insbesondere von den Drücken im ersten und zweiten Druckraum ab. Mittels einer gemeinsamen Oberflächenbeschichtung und/oder einer gemeinsamen Verlötung lassen sich die einzelnen Strukturteile bzw. Federelemente besonders einfach zu einer integralen Federanordnung verbinden. In besonders bevorzugter Weise werden bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Federanordnung mehrere, bevorzugt mehrere gleichartige Strukturteile aufeinander gestapelt und in einem Arbeitsgang miteinander zu Federelementen und zugleich zu einer Federanordnung verbunden.The object is achieved on the other hand by providing a spring / actuator arrangement with the features of claim 6 or 7. In this case, a first pressure space is formed between two structural parts of a first spring element and a second pressure space is formed between two structural parts of a second spring element. Furthermore, the spring elements a common, the spring elements in particular at least partially enclosing surface coating and / or a common soldering assigned. According to the invention, a plurality of substantially identical or a plurality of unequal spring elements are thus arranged in a row one behind the other and functionally connected in series. The spring behavior of the spring element according to the invention thus depends on the properties of the individual spring elements, in particular on the pressures in the first and second pressure chamber. By means of a common surface coating and / or a common soldering, the individual structural parts or spring elements can be particularly easily connected to form an integral spring arrangement. In a particularly preferred manner, in the production of a spring arrangement according to the invention several, preferably a plurality of similar structural parts stacked on each other and connected in one operation with each other to spring elements and at the same time to a spring arrangement.

In Ausgestaltung der Erfindung sind eine Mehrzahl von Federelementen zur Bildung einer Federanordnung in Bezug auf ihren Federweg hintereinander geschaltet angeordnet, wobei alle Federelemente im Bereich der ersten Achse an einem jeweils benachbarten Federelement festgelegt sind und wobei alle Federelemente in einem gemeinsamen dritten Druckraum angeordnet sind. Eine derart gestaltete Federanordnung ist nicht nur einfach herstellbar, sondern besonders vorteilhaft in der Lage, Zug- und Druckkräfte bei nennenswerten Federwegen zu übertragen. Dabei stehen alle Federelemente gleichermaßen in Wirkverbindung miteinander und mit dem dritten Druckraum.In an embodiment of the invention, a plurality of spring elements to form a spring arrangement with respect to their travel arranged in series, all spring elements are fixed in the region of the first axis to a respective adjacent spring element and wherein all the spring elements are arranged in a common third pressure chamber. Such a designed spring arrangement is not only easy to produce, but particularly advantageous in the situation, train and Pressure forces to transmit at significant spring travel. All spring elements are equally in operative connection with each other and with the third pressure chamber.

Die Aufgabe wird zum anderen durch Bereitstellung eines Steuerelements mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Dabei ist wenigstens ein Feder-/Aktuatorelement in einem dritten Druckraum angeordnet, der mit einem zweiten, zu steuernden Arbeitsfluid gefüllt ist, wobei das zweite Arbeitsfluid im Betrieb des Ventils wechselnde Drücke aufweist und wobei dem Federelement ein (größtmöglicher) unterer Grenzdruck des zweiten Arbeitsfluids zugeordnet ist, bei dem der erste Druckraum des ersten Federelements in dessen erster Arbeitsposition ein maximales Arbeitsvolumen aufweist, und wobei dem Federelement ein (kleinstmöglicher) oberer Grenzdruck des zweiten Arbeitsfluids zugeordnet ist, bei dem der erste Druckraum des ersten Federelements in dessen zweiter Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen aufweist. Somit ist einem erfindungsgemäßen Steuerelement ein effektiver Arbeitsbereich zwischen dem unteren und dem oberen Grenzdruck zugeordnet, in dem das Federelement mehr oder weniger kontinuierlich seine Gestalt ändert und somit einen Arbeitsweg zurücklegen kann. Beispielsweise liegt ein unterer Grenzdruck bei 30 bar, wobei sich unterhalb von 30 bar keine Vergrößerung des Arbeitsvolumens (mehr) ergibt, während sich oberhalb von 30 bar (bis zu einem oberen Grenzdruck von ca. 120 bar) eine kontinuierliche Verkleinerung des Arbeitsvolumens einstellt. Bei einer einseitigen Einspannung bzw. Fixierung des Federelements (oder mehrerer miteinander verbundener Federelemente) kann mit einem oder mehreren Federelementen ein nennenswerter Hub zwischen den beiden Grenzdrücken realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass bei einer Überschreitung des oberen Grenzdruckes unabhängig vom zweiten Arbeitsfluid weder eine Bewegung noch eine Beeinträchtigung der Federelemente eintritt.The object is achieved on the other hand by providing a control with the features of claim 8. In this case, at least one spring / actuator element is arranged in a third pressure chamber, which is filled with a second, to be controlled working fluid, wherein the second working fluid during operation of the valve has changing pressures and wherein the spring element associated with a (maximum) lower limit pressure of the second working fluid is, in which the first pressure chamber of the first spring element in its first working position has a maximum working volume, and wherein the spring element is assigned a (smallest possible) upper limit pressure of the second working fluid, wherein the first pressure chamber of the first spring element in its second working position a minimum working volume having. Thus, a control according to the invention is assigned an effective working range between the lower and the upper limit pressure, in which the spring element changes its shape more or less continuously and thus can travel a working distance. For example, a lower limit pressure is 30 bar, wherein below 30 bar no increase in the working volume (more) results, while above 30 bar (up to an upper limit pressure of about 120 bar) sets a continuous reduction of the working volume. In a one-sided clamping or fixing of the spring element (or more interconnected spring elements) can be realized with one or more spring elements, a significant stroke between the two limit pressures. It is particularly advantageous that when exceeding the upper limit pressure regardless of the second working fluid neither a movement nor an impairment of the spring elements occurs.

In Ausgestaltung der Erfindung ist einem Federelement und/oder einer Federanordnung eine Spannvorrichtung zugeordnet, die auf das Federelement und/oder die Federanordnung eine insbesondere einstellbare Druckkraft derart ausübt, dass der untere Grenzdruck und/oder der obere Grenzdruck reduziert ist. Durch eine dauernde, konstant wirkende mechanische Belastung in Richtung einer Ausdehnungsrichtung eines Federelements kann das Federelement mit einer einstellbaren oder vorbestimmten Druckkraft beaufschlagt werden, die quasi einen Teil eines äußeren hydraulischen oder pneumatischen Drucks (im zweiten Arbeitsfluid) ersetzt. Damit lässt sich bevorzugt das hydraulische Federungs-/ Bewegungsverhalten des Steuerelements in weiten Bereichen während des Betriebes einstellen. Insbesondere umfasst die Spannvorrichtung einen festen Gehäuseteil sowie eine mittels einer Zusatzfeder belastete Gegenhalterplatte, die gegeneinander in Richtung der ersten Achse verstellbar sind. Damit ist mit besonders einfachen Mitteln eine mechanische Spannvorrichtung realisiert, die zugleich eine vorteilhafte Lagefixierung und Einspannung der Federanordnung sicherstellt.In an embodiment of the invention, a tensioning device is assigned to a spring element and / or a spring arrangement which exerts a particularly adjustable pressure force on the spring element and / or the spring arrangement such that the lower limit pressure and / or the upper limit pressure is reduced. By a constant, constant-acting mechanical load in the direction of an expansion direction of a spring element, the spring element can be acted upon with an adjustable or predetermined pressure force which replaces quasi a part of an external hydraulic or pneumatic pressure (in the second working fluid). This makes it possible to set the hydraulic suspension / movement behavior of the control in wide ranges during operation preferably. In particular, the clamping device comprises a fixed housing part as well as a counter-bearing plate loaded by means of an additional spring, which are adjustable relative to one another in the direction of the first axis. This is realized with particularly simple means a mechanical tensioning device, which ensures at the same time an advantageous positional fixation and clamping of the spring assembly.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist einem Federelement und/oder einer Federanordnung eine Einspannvorrichtung zugeordnet, die das Federelement und/oder die Federanordnung um einen bestimmten Weg derart zusammendrückt, dass der untere Grenzdruck erhöht ist. Dabei wird ein Teil des Federweges des Federelements und/oder der Federanordnung „aufgebraucht“, um entlang der Federkennlinie zu höheren pneumatischen/hydraulischen Betätigungsdrücken zu gelangen. Die dabei erzeugte Spannkraft lässt sich mit Vorteil zum sicheren Einspannen des Federelements oder der Federanordnung im hydraulisch unbelasteten/gering belasteten Zustand nutzen. Bei einer Überschreitung des (erhöhten) unteren Grenzdrucks löst sich die Federanordnung von der Einspannvorrichtung und funktioniert gemäß der ursprünglichen Kennlinie.In a further embodiment of the invention, a clamping device is associated with a spring element and / or a spring arrangement, which compresses the spring element and / or the spring arrangement by a certain way such that the lower limit pressure is increased. In this case, a part of the spring travel of the spring element and / or the spring assembly is "used up" to get along the spring characteristic to higher pneumatic / hydraulic actuation pressures. The clamping force generated in this case can be used to advantage for safe clamping of the spring element or the spring assembly in the hydraulically unloaded / lightly loaded state. When exceeding the (increased) lower limit pressure, the spring assembly disengages from the jig and works according to the original characteristic.

Die Aufgabe wird auch durch Bereitstellung eines Verfahrens nach Anspruch 11 gelöst, wobei in einem Verfahrensschritt ein Metallblech-Halbzeug, insbesondere ein Federstahlblech spanlos umgeformt und mit einem Vertiefungsabschnitt versehen wird, in einem weiteren Verfahrensschritt der Vertiefungsabschnitt aus dem Metallblech-Halbzeug ausgestanzt oder ausgeschnitten wird, woraus ein erstes Strukturteil erhalten wird, wobei in einem nachfolgenden Verfahrensschritt zwei im wesentlichen gleiche Strukturteile in bezogen auf eine Berührebene symmetrischer Anordnung derart aufeinander positioniert werden, dass sie einen ersten Druckraum einschließen, wobei in einem Verfahrensschritt die Strukturteile mittels einer äußeren Kraft aufeinander gedrückt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden - insbesondere durch Schweissen, Löten, Beschichten, Galvanisieren oder dergleichen. In einer Ausführungsform weist wenigstens ein Strukturteil einen ringförmigen Flansch auf mit einer Oberfläche, die wenigstens näherungsweise mit der Berührebene zusammenfällt. In einer Ausführungsform weist eine Oberfläche wenigstens eines Strukturteils abschnittsweise bzw. im Vertiefungsabschnitt einen konkaven und einen konvexen Querschnittsverlauf auf derart, dass in vorteilhafter Weise ein gegenseitiges Aufeinander-Abrollen begünstigt wird. Durch das Ausüben einer äußeren Kraft während des Verbindungsvorganges wird optional das zwischen den Strukturteilen eingeschlossene Volumen verkleinert, so dass eine reduzierte Menge an erstem Arbeitsfluid zwischen den Strukturteilen eingeschlossen ist. Dabei kann vor dem Fügen bzw. Verbinden zunächst eine erste Kraft auf die Strukturteile aufgeprägt werden, mit der die Strukturteile im wesentlichen platt aufeinander gedrückt und anschließend wieder weitgehend entlastet werden. Erst in einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die Strukturteile erneut gegeneinander gedrückt, elastisch deformiert und gefügt. In alternativen Ausführungsbeispielen sind insbesondere Dichtungselemente zwischen den Strukturteilen angeordnet, welche elastischer ausgeführt sein können als die Strukturteile selbst. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Strukturteile mittels der äußeren Kraft lediglich gegeneinander fixiert, aber nicht deformiert.The object is also achieved by providing a method according to claim 11, wherein in a method step a sheet metal semifinished product, in particular a spring steel sheet is formed without cutting and provided with a recessed portion, in a further process step, the recessed portion is punched or cut out of the sheet metal semifinished product, from which a first structural part is obtained, wherein in a subsequent process step, two substantially identical structural parts are positioned relative to one another in a symmetrical arrangement of the contact plane so as to enclose a first pressure space, wherein in one process step the structural parts are pressed against each other by an external force and firmly bonded be joined together - in particular by welding, soldering, coating, electroplating or the like. In one embodiment, at least one structural member has an annular flange with a surface at least approximately coincident with the touch plane. In one embodiment, a surface of at least one structural part in sections or in the recessed portion of a concave and a convex cross-sectional profile in such a way that advantageously a mutual rolling on one another is favored. By applying an external force during the bonding operation, optionally, the volume trapped between the structural members is reduced so that a reduced amount of first working fluid is trapped between the structural members. In this case, first a first force can be impressed on the structural parts before joining or joining, with which the Structural parts pressed essentially flat against each other and then again largely relieved. Only in a subsequent process step, the structural parts are pressed against each other again, elastically deformed and joined. In alternative embodiments, in particular sealing elements are arranged between the structural parts, which may be made more elastic than the structural parts themselves. In a further embodiment, the structural parts are fixed against each other only by means of the external force, but not deformed.

In Ausgestaltung der Erfindung wird in einem Verfahrenschritt auf das Metallblech-Halbzeug oder auf ein Strukturteil eine (metallische) Oberflächenbeschichtung bzw. ein Lot aufgebracht, und in einem weiteren Verfahrensschritt - nach Positionierung und Aufeinanderdrücken mehrerer Strukturteile - werden zusammengehörige Strukturteile insbesondere in einem Ofen derart erwärmt, dass die Oberflächenbeschichtung bzw. das Lot geschmolzen werden. Die Oberflächenbeschichtung bzw. das Lot weist dabei einen niedrigeren Schmelzpunkt auf als das Hauptmaterial des Strukturteils. Somit lässt sich durch ein Aufschmelzen und anschließendes Wieder-Erstarren eine einheitliche, zumindest mehrere benachbarte Strukturteile umgreifende Materiallage erzeugen, die eine formschlüssige Fixierung der Strukturteile gegeneinander sowie eine zuverlässige Abdichtung eines Druckraums für ein erstes Arbeitsfluid sicherstellt.In an embodiment of the invention, a (metallic) surface coating or a solder is applied in a process step on the sheet metal semifinished product or on a structural part, and in a further process step - after positioning and pressing each other several structural parts - related structural parts are heated in particular in an oven so in that the surface coating or the solder is melted. The surface coating or the solder has a lower melting point than the main material of the structural part. Thus, a uniform, at least a plurality of adjacent structural parts encompassing material layer can be produced by melting and subsequent re-solidification, which ensures a positive fixing of the structural parts against each other and a reliable sealing of a pressure chamber for a first working fluid.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden in einem Verfahrensschritt mehrere Strukturteile eines ersten Federelements und wenigstens eines weiteren Federelements mit abwechselnd ringförmigen und annähernd punktförmigen Berührabschnitten aufeinander gestapelt, und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die gestapelten Strukturteile der Federelemente (insbesondere in einer thermischen oder elektrochemischen Behandlung) mit einem gemeinsamen, die Federelemente wenigstens abschnittsweise umgreifenden metallischen Oberflächenüberzug versehen. Der metallische Oberflächenüberzug kann mit besonders einfachen Mitteln hergestellt werden und nimmt in bevorzugter Weise eine Doppelfunktion wahr: Zum einen werden mehrere Druckräume zuverlässig und dauerhaft verschlossen und zugleich wird aus mehreren Federelementen bzw. Strukturteilen eine einheitliche, zusammenhängende Federanordnung erzeugt. Eine thermische Behandlung ermöglicht ferner eine Erwärmung des eingeschlossenen ersten Arbeitsfluids, das zumindest im erwärmten Zustand im gasförmigen Zustand vorliegt und nach einem Erkalten einen gegenüber Umgebungsdruck reduzierten Druck innerhalb des jeweiligen Druckraumes aufweist. Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13 zur Herstellung einer Feder-/Aktuatoranordnung.In a further embodiment of the invention, a plurality of structural parts of a first spring element and at least one further spring element are stacked with alternating annular and approximately point-shaped Berührabschnitten, and in a subsequent process step, the stacked structural parts of the spring elements (in particular in a thermal or electrochemical treatment) with a common, the spring elements at least partially enclosing metallic surface coating provided. The metallic surface coating can be produced with particularly simple means and preferably performs a dual function: On the one hand, several pressure chambers are reliably and permanently closed and at the same time a uniform, cohesive spring arrangement is produced from a plurality of spring elements or structural parts. A thermal treatment further allows heating of the enclosed first working fluid, which is present in the gaseous state at least in the heated state and after cooling has a reduced pressure relative to ambient pressure within the respective pressure chamber. Furthermore, the object is achieved by a method according to claim 13 for producing a spring / actuator assembly.

Weitere Ausführungsbeispiele und Modifikationen ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen.Further embodiments and modifications will become apparent from the claims, the following description and from the drawings.

Dabei zeigen

  • 1a und 1b in einer Querschnittsdarstellung ein erfindungsgemäßes Federelement in einer ersten Arbeitsposition und in einer zweiten Arbeitsposition,
  • 2a bis 2c jeweils in einer abschnittsweisen Querschnittsdarstellung drei verschiedene erfindungsgemäße Strukturteile,
  • 3 in einem Längsschnitt ein erstes erfindungsgemäßes Steuerelement in Form eines ersten Durchflussregelventils eines Kältemittelkreislaufes,
  • 4a und 4b ein Detail des Steuerelements nach 3 mit einer modifizierten Federanordnung in zwei unterschiedlichen Arbeitspositionen und
  • 5a und 5b die Federanordnung nach 4a und 4b in vergrößerter Darstellung.
Show
  • 1a and 1b 3 a cross-sectional view of a spring element according to the invention in a first working position and in a second working position,
  • 2a to 2c in each case in a sectional cross-sectional representation of three different structural parts according to the invention,
  • 3 1 shows a longitudinal section of a first control element according to the invention in the form of a first flow control valve of a refrigerant circuit,
  • 4a and 4b a detail of the control after 3 with a modified spring arrangement in two different working positions and
  • 5a and 5b the spring arrangement after 4a and 4b in an enlarged view.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feder- und/oder Aktuatorelement 1 mit einem ersten metallischen topfförmigen Strukturteil 2 sowie einem zweiten metallischen topfförmigen Strukturteil 3. Beide Strukturteile sind als einstückige, elastisch deformierbare Schalenelemente ausgestaltet, die bevorzugt aus einem plattierten Federstahlblech mit einer bevorzugten Dicke von unter 1 mm, insbesondere mit einer Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm hergestellt sind. Die Strukturteile sind weiterhin bevorzugt um eine erste Achse R rotationssymmetrisch gestaltet. In alternativen Ausführungsbeispielen sind die Schalenelemente aus einem formstabilen thermoplastischen, duroplastischen oder elastomeren Kunststoff hergestellt.The present invention relates to a spring and / or actuator element 1 with a first metallic cup-shaped structural part 2 and a second metallic cup-shaped structural part 3 , Both structural parts are designed as one-piece, elastically deformable shell elements, which are preferably made of a clad spring steel sheet with a preferred thickness of less than 1 mm, in particular with a thickness between 0.05 mm and 0.3 mm. The structural parts are furthermore preferably around a first axis R designed rotationally symmetrical. In alternative embodiments, the shell elements are made of a dimensionally stable thermoplastic, thermoset or elastomeric plastic.

Zwischen den Strukturteilen 2, 3 ist ein erster Druckraum D1 vorgesehen, der von den Strukturteilen im wesentlichen allseitig und bevorzugt gasdicht umschlossen ist, so dass ein Arbeitsfluid AF1 (z. B. Umgebungsluft, Stickstoff, Wasser, CO2, Edelgase und/oder sonstige bei Normbedingungen gasförmige Stoffe) von dem umgebenden Raum dauerhaft und zuverlässig abgeschlossen ist. Dabei weist der erste Druckraum D1 in einer ersten, insbesondere entlasteten Arbeitsposition des Federelements 1 gemäß 1a ein näherungsweise linsen- bzw. zitronenförmiges maximales Arbeitsvolumen auf. Der Druckraum D1 weist in einer zweiten Arbeitsposition gemäß 1b ein minimales Arbeitsvolumen auf, wobei sich bei einem Übergang von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition eine Gestaltänderung und/oder ein Federweg des Federelements 1 ergibt, dessen Länge in etwa der Dicke des maximalen Arbeitsvolumens entspricht. Der Dickenunterschied des Federelements zwischen der ersten Arbeitposition gemäß 1a und der zweiten Arbeitsposition gemäß 1b in Richtung der ersten Achse R entspricht also dem (maximalen) Hub des Federelements 1.Between the structural parts 2 . 3 is a first pressure room D1 provided, which is surrounded by the structural parts substantially all-round and preferably gas-tight, so that a working fluid AF1 (For example, ambient air, nitrogen, water, CO 2 , noble gases and / or other gaseous under standard conditions substances) from the surrounding space is permanently and reliably completed. In this case, the first pressure chamber D1 in a first, in particular relieved working position of the spring element 1 according to 1a an approximately lens or lemon shaped maximum working volume. The pressure room D1 indicates in a second working position according to 1b a minimum working volume, wherein a change of shape and / or a transition from the first working position to the second working position or a spring travel of the spring element 1 results, whose length corresponds approximately to the thickness of the maximum working volume. The difference in thickness of the spring element between the first working position according to 1a and the second working position according to 1b in the direction of the first axis R thus corresponds to the (maximum) stroke of the spring element 1 ,

In bevorzugter Weise sind die Strukturteile 2, 3 im wesentlichen identisch ausgeführt und zu einer mittigen Symmetrieebene X spiegelbildlich zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt sind zwei im wesentlichen gleiche Strukturteile 2, 3 vorgesehen, die in entgegengesetzten Richtungen gleichartig elastisch deformierbar sind. Dabei ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass sich die Strukturteile 2, 3 bezüglich der Symmetrieebene X spiegelbildlich gleichartig verhalten. Des weiteren sind die Strukturteile besonders bevorzugt entlang eines insbesondere ringförmigen Verbindungsbereichs V stoffschlüssig und/oder unlösbar miteinander verbunden (insbesondere mittels Schweißen, Löten, Kleben, Vulkanisieren und dergleichen), so dass in dem Druckraum D1 dauerhaft eine bestimmte Menge des ersten Arbeitsfluids AF1 eingeschlossen ist. Der bevorzugt ring- und linienförmige Verbindungsbereich V liegt im wesentlichen im Bereich der Symmetrieebene X, wobei diese wiederum senkrecht zur ersten Achse R orientiert ist. In alternativen Ausführungsbeispielen sind insbesondere Dichtungselemente zwischen den Strukturteilen angeordnet, welche elastischer ausgeführt sein können als die Strukturteile selbst.Preferably, the structural parts 2 . 3 performed substantially identical and to a central plane of symmetry X arranged in mirror image to each other. Particularly preferred are two substantially identical structural parts 2 . 3 provided that are similarly elastically deformable in opposite directions. It is further preferred that the structural parts 2 . 3 with respect to the plane of symmetry X behave mirror-like. Furthermore, the structural parts are particularly preferably joined together in a material-locking and / or non-detachable manner along a particularly annular connection region V (in particular by means of welding, soldering, gluing, vulcanization and the like), so that in the pressure space D1 permanently a certain amount of the first working fluid AF1 is included. The preferred annular and linear connection area V lies essentially in the region of the plane of symmetry X , which in turn is oriented perpendicular to the first axis R. In alternative embodiments, in particular sealing elements are arranged between the structural parts, which may be made more elastic than the structural parts themselves.

In bevorzugter Weise sind vorliegend beide Strukturteile 2, 3 derart elastisch deformierbar ausgeführt, dass das erste Strukturteil 2 und das zweite Strukturteil 3 in der zweiten Arbeitsposition des Federelements (1b) im wesentlichen vollflächig aneinander anliegen, so dass das minimale Arbeitsvolumen im Druckraum D1 somit näherungsweise Null ist. Dabei liegen die Strukturteile 2, 3 in der zweiten Arbeitsposition direkt und/oder ohne wesentlichen Spalt aufeinander auf. Der Druck des ersten Arbeitsfluids AF1 beträgt in dieser Arbeitsposition bevorzugt weniger als 1 bar.Preferably, in the present case, both structural parts 2 . 3 designed so elastically deformable that the first structural part 2 and the second structural part 3 in the second working position of the spring element ( 1b) essentially abut each other over the entire surface, so that the minimum working volume in the pressure chamber D1 thus is approximately zero. Here are the structural parts 2 . 3 in the second working position directly and / or without significant gap on each other. The pressure of the first working fluid AF1 is in this working position preferably less than 1 bar.

Dabei ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Schalenelemente in der ersten Arbeitsposition eine niedrigere Materialspannung aufweisen als in der zweiten Arbeitsposition.It is particularly preferred according to the invention for the shell elements to have a lower material tension in the first working position than in the second working position.

Somit ist es ermöglicht, dass die Schalenelemente aufgrund ihrer Materialspannungs-/-dehnungszustände selbsttätig von der zweiten Arbeitsposition in die erste Arbeitsposition (gem. 1a) übergehen. Bevorzugt sind die Schalenelemente in der ersten Arbeitsposition gemäß 1a (im hydraulisch/pneumatisch unbelasteten Zustand) weitgehend frei von Materialspannungen ausgeführt.This makes it possible for the shell elements to move automatically from the second working position into the first working position (in accordance with FIG. 2) on account of their material stress / strain states. 1a) pass. Preferably, the shell elements in the first working position according to 1a (in the hydraulic / pneumatic unloaded state) carried out largely free of material stresses.

Damit ergibt sich mit besonders einfachen Mitteln ein Federelement 1, das auch als Aktuator bezeichnet und benutzt werden kann: Je nach Einstellung der Druckverhältnisse zwischen einem (ersten) Druck p1 innerhalb des Federelements (im Druckraum D1) und einem (dritten) Druck p3 außerhalb des Federelements 1 in verschiedenen Arbeitspositionen ist eine reversible Gestaltänderung des Federelements 1 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Niveau des (ersten) Drucks innerhalb des Federelements 1 deutlich unterhalb des Atmosphärendrucks und außerdem (unter Einsatzbedingungen) deutlich unterhalb eines variablen Betriebsdrucks p3 außerhalb des Federelements 1 gewählt. Bei normalen Bedingungen ergibt sich somit innerhalb des Feder-/Aktuatorelements 1 ein relativer Unterdruck, der wahlweise bis hin zu Vakuumbedingungen (absoluter Druck < 0,01 bar) eingestellt sein kann.This results in a particularly simple means a spring element 1 , which can also be called and used as an actuator: Depending on the setting of the pressure ratios between a (first) pressure p1 within the spring element (in the pressure chamber D1 ) and a (third) pressure p3 outside the spring element 1 in different working positions is a reversible change in shape of the spring element 1 intended. In the present embodiment, the level of the (first) pressure within the spring element 1 well below atmospheric pressure and also (under conditions of use) well below a variable operating pressure p3 outside the spring element 1 selected. Under normal conditions, this results within the spring / actuator element 1 a relative negative pressure, which can optionally be set to vacuum conditions (absolute pressure <0.01 bar).

Das Federelement 1 ist funktional derart gestaltet, dass es unter äußerem hydraulischem/pneumatischem Druck p3 durch ein umgebendes (zweites) Arbeitsfluid AF2 gegen seine Formstabilität reversibel in die zweite Arbeitsposition gemäß 1b übergeht. Dabei kann einerseits vorgesehen sein, dass sich die Formänderung rasch oder sogar schlagartig einstellt bei einer Überschreitung eines oberen Grenzdrucks p3max bzw. bei Unterschreitung eines minimalen Grenzwerts des Druckverhältnisses „erster Druck p1 dividiert durch oberen Grenzdruck p3max “. Bei Entlastung geht das Federelement 1 aufgrund der eigenen Elastizität rasch selbsttätig in die erste Arbeitsposition gemäß 1a über. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ergibt sich die Formänderung langsam bei einem entsprechenden Übergang des zweiten Arbeitsfluids AF2 von einem unteren Grenzdruck p3min zu einem oberen Grenzdruck p3max . In bevorzugter Weise rollen die Schalenelemente 2, 3 bei einem Übergang des Federelements 1 von der ersten in die zweite Arbeitsposition abschnittsweise aufeinander ab. Dies wird durch eine entsprechende Formgebung bei den Schalenelementen 2, 3 erreicht.The spring element 1 is functionally designed to be under external hydraulic / pneumatic pressure p3 by a surrounding (second) working fluid AF2 against its dimensional stability reversible in the second working position according to 1b passes. On the one hand, it may be provided that the deformation changes rapidly or even abruptly when an upper limit pressure is exceeded p3 max or when a minimum limit value of the pressure ratio "first pressure p1 divided by upper limit pressure p3 max ". When relief is the spring element 1 due to its own elasticity quickly automatically according to the first working position 1a above. In a modified embodiment, the change in shape results slowly in a corresponding transition of the second working fluid AF2 from a lower limit pressure p3 min to an upper limit pressure p3 max , Preferably, the shell elements roll 2 . 3 at a transition of the spring element 1 from the first to the second working position sections from each other. This is achieved by a corresponding shaping of the shell elements 2 . 3 reached.

Gemäß den 2a, 2b und 2c sind verschiedene Gestaltungen bei einer Realisierung eines Strukturteils 2 und/oder eines Strukturteils 3 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Federelements 1 möglich. Die 2a, 2b und 2c zeigen jeweils einen halben Querschnitt durch verschiedene Strukturteile 2, wobei eine Rotation des gezeigten Querschnittsbereichs um die erste Achse 1 jeweils auf das dreidimensionale Strukturteil 2 führt. Wie aus den Zeichnungen entnehmbar ist, sind die Strukturteile 2 jeweils topfförmig mit einem Vertiefungsabschnitt 2a, einem Öffnungsabschnitt 2b sowie einem ringförmigen Flanschbereich 2c gestaltet. Von außen betrachtet ergibt sich jeweils ein äußerer, ringförmig konkaver Oberflächenabschnitt K1 sowie ein innerer, konvexer Oberflächenabschnitt K2, die fallweise unterschiedlich große Bereiche am jeweiligen Strukturteil 2 einnehmen.According to the 2a . 2 B and 2c are different designs in a realization of a structural part 2 and / or a structural part 3 for producing a spring element according to the invention 1 possible. The 2a . 2 B and 2c each show a half cross section through different structural parts 2 wherein a rotation of the illustrated cross-sectional area about the first axis 1 each on the three-dimensional structural part 2 leads. As can be seen from the drawings, the structural parts 2 each cup-shaped with a recess portion 2a , an opening section 2 B and an annular flange area 2c designed. Viewed from the outside, an outer, annular concave surface section results in each case K1 such as an inner, convex surface section K2 , the occasionally different sized areas on the respective structural part 2 taking.

Erfindungsgemäß können mehrere Federelemente 1 nach den 1a und 1b zu einer Federanordnung 4 gemäß 4a, 4b bzw. 5a, 5b kombiniert sein. Dabei ist zwischen zwei Strukturteilen 2, 3 eines ersten Federelements 1 ein erster Druckraum D1 und zwischen zwei Strukturteilen eines zweiten Federelements 1' ein zweiter Druckraum D2 gebildet. Weiter erfindungsgemäß kann eine größere Anzahl gleichartiger Federelemente 1, 1', insbesondere eine Menge von zehn bis zwanzig Federelementen 1, 1' hintereinander (in Reihe) geschaltet sein, um durch Addition der einzelnen Federwege einen größeren Hub zu erreichen. Dazu ist es weiter vorgesehen, die Federelemente 1, 1' ggf. stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Mittels einer gemeinsamen Oberflächenbeschichtung und/oder einer gemeinsamen Verlötung lassen sich die einzelnen Strukturteile bzw. Federelemente besonders einfach zu einer integralen Federanordnung 4 verbinden. Wie weiter unten noch zu erläutern sein wird, kann eine solchermaßen geschaffene Federanordnung mit Vorteil in einem (dritten) Druckraum D3 angeordnet sein, in dem auf alle Federelemente 1, 1' derselbe pneumatische/hydraulische Druck p3 einwirkt.According to the invention, a plurality of spring elements 1 after the 1a and 1b to a spring arrangement 4 according to 4a . 4b respectively. 5a . 5b be combined. It is between two structural parts 2 . 3 a first spring element 1 a first pressure room D1 and between two structural parts of a second spring element 1' a second pressure chamber D2 educated. Further according to the invention, a larger number of similar spring elements 1 . 1' , In particular, a lot of ten to twenty spring elements 1 . 1' be connected in series (in series) to achieve a larger stroke by adding the individual spring travel. For this purpose, it is further provided, the spring elements 1 . 1' if necessary, to join together materially. By means of a common surface coating and / or a common soldering, the individual structural parts or spring elements can be particularly easy to an integral spring arrangement 4 connect. As will be explained below, a spring arrangement thus created can advantageously be in a (third) pressure space D3 be arranged in the on all spring elements 1 . 1' the same pneumatic / hydraulic pressure p3 acts.

Zur Herstellung eines einzelnen Federelements 1, 1', aber auch zur Herstellung einer Federanordnung 4 aus mehreren Federelementen kann wie folgt vorgegangen werden.For producing a single spring element 1 . 1' , but also for producing a spring arrangement 4 from several spring elements can be proceeded as follows.

Zunächst werden in einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren in eine Platte aus einem dünnen Stahlblech mehrere topfförmige Vertiefungsabschnitte spanlos eingeformt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden bevorzugt gleiche Strukturteile (gemäß den 2a bis 2c) spanend oder nicht-spanend aus dem Stahlblech herausgetrennt (z. B. mittels Stanzen, Schneiden, Laser-Schneiden etc.). In einem weiteren, optionalen Verfahrensschritt werden weiterhin zwei Strukturteile in einer Anordnung gemäß 1a positioniert und/oder einmal kurzzeitig in eine Konfiguration gemäß 1b übergeführt, indem die Bauteile mittels äußerer Kraft vorübergehend platt gedrückt werden. Ein solcher Schritt ist auch bei allen anderen erfindungsgemäßen Verfahren vorsehbar. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die zwei Strukturteile in bezogen auf eine Berührebene symmetrischer Anordnung derart aufeinander positioniert, dass sie einen ersten Druckraum D1 einschließen, wobei in einem Verfahrensschritt die Strukturteile mittels einer äußeren Kraft aufeinander gedrückt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden - insbesondere durch Schweissen, Löten, Beschichten, Galvanisieren oder dergleichen. In einer Ausführungsform weist wenigstens ein Strukturteil einen ringförmigen Flansch auf mit einer Oberfläche, die wenigstens näherungsweise mit der Berührebene zusammenfällt und an dem der Fügeprozess konzentriert wird.First, in a first method according to the invention, a plurality of cup-shaped depression sections are formed without cutting into a plate made of a thin steel sheet. In a subsequent method step, identical structural parts (according to FIGS 2a to 2c ) cut out of the steel sheet by machining or non-cutting (eg by means of punching, cutting, laser cutting, etc.). In a further, optional method step, two structural parts in an arrangement according to 1a positioned and / or briefly in a configuration according to 1b transferred by the components are temporarily flattened by external force. Such a step is also foreseeable in all other methods according to the invention. In a subsequent method step, the two structural parts are positioned relative to one another in relation to a contact plane of symmetrical arrangement in such a way that they form a first pressure space D1 include, wherein in a method step, the structural parts pressed against each other by means of an external force and materially interconnected - in particular by welding, soldering, coating, electroplating or the like. In one embodiment, at least one structural part has an annular flange with a surface which at least approximately coincides with the contact plane and at which the joining process is concentrated.

In einem modifizierten Verfahren werden die Bauteile nochmals platt gedrückt und zugleich im platt gedrückten Zustand an ihren ringförmigen Flanschbereichen miteinander verschweißt. Anschließend werden die miteinander verschweißten Strukturteile (nach einem gewissen Abkühlungsprozess) entlastet, so dass sie in die ursprüngliche, weitgehend spannungsarme Konfiguration nach 1a übergehen können.In a modified method, the components are pressed flat again and at the same time welded together in the flat pressed state at their annular flange areas. Subsequently, the welded together structural parts (after a certain cooling process) are relieved, so that they in the original, largely low tension configuration after 1a can go over.

Mittels des genannten Verfahrens erhält man erfindungsgemäße linsenförmige Federelemente, in deren Druckraum D1 eine bestimmte (und besonders kleine) Menge eines ersten Arbeitsfluids AF1 dauerhaft eingeschlossen ist. In bevorzugter Weise wird vor oder während des Fügevorgangs im Druckraum D1 ein Vakuum oder ein Druck unterhalb des Umgebungsdrucks erzeugt.By means of said method, lens-shaped spring elements according to the invention are obtained, in the pressure chamber thereof D1 a certain (and especially small) amount of a first working fluid AF1 permanently enclosed. Preferably, before or during the joining process in the pressure chamber D1 creates a vacuum or pressure below ambient pressure.

In einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren werden die Strukturteile in Analogie zum ersten Verfahren aus einem (einseitig) plattierten Stahlblech hergestellt, das auf einer Seite eine Oberflächenbeschichtung aus einer bei niedriger Temperatur zwischen 200°C und 550°C schmelzenden Metall-Legierung aufweist. Nach einem optionalen, kurzzeitigen Plattdrücken zweier (entsprechend 1a gegeneinander ausgerichteter) Strukturteile werden diese mittels einer geringen äußeren Kraft in Position gemäß 1a gehalten und beispielsweise in einem Ofen auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Plattierung erwärmt. Die Metall-Legierung der Plattierung wird dabei bevorzugt derart aufgeschmolzen, dass sie (z. B. mit Hilfe von Kapillarkräften u. a.) an den ringförmigen Flanschbereich 2c der beiden Strukturteile gelangt und ggf die Strukturteile von mehreren Seiten umschließt. Anschließend lässt man die Anordnung abkühlen, um eine quasi-stoffschlüssige Verbindung der Strukturelemente und einen dauerhaften Abschluss des Druckraums D1 sicherzustellen. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel des zweiten Verfahrens werden die Strukturteile mittels der äußeren Kraft lediglich gegeneinander fixiert, aber nicht deformiert, und unverformt verbunden.In a second method according to the invention, the structural parts are produced analogously to the first method from a (one-sided) clad steel sheet having on one side a surface coating of a low-temperature between 200 ° C and 550 ° C melting metal alloy. After an optional, short-term flattening of two (corresponding 1a Structural parts are aligned in position by means of a small external force 1a and, for example, heated in an oven to a temperature above the melting temperature of the plating. In this case, the metal alloy of the cladding is preferably melted in such a way that it (eg with the aid of capillary forces, inter alia) adjoins the annular flange region 2c the two structural parts and possibly encloses the structural parts of several sides. Then allowed to cool the assembly to a quasi-cohesive connection of the structural elements and a permanent completion of the pressure chamber D1 sure. In a modified embodiment of the second method, the structural parts are fixed against each other only by means of the external force, but not deformed, and connected undeformed.

In weiterer Ausgestaltung des zweiten Verfahrens werden in einem Verfahrensschritt mehrere Strukturteile eines ersten Federelements und wenigstens eines weiteren Federelements mit abwechselnd ringförmigen und annähernd kreis- bzw. punktförmigen Berührabschnitten aufeinander gestapelt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die gestapelten Strukturteile der Federelemente (z. B. in einer thermischen Behandlung) mit einem gemeinsamen, die Federelemente wenigstens abschnittsweise umgreifenden metallischen Oberflächenüberzug versehen. Der metallische Oberflächenüberzug kann mit besonders einfachen Mitteln aus dem Material der Plattierungsschicht hergestellt werden und nimmt in bevorzugter Weise eine Doppelfunktion wahr: Zum einen werden mehrere Druckräume zuverlässig und dauerhaft verschlossen und zugleich wird aus mehreren Federelementen bzw. Strukturteilen eine einheitliche, zusammenhängende Federanordnung erzeugt. Eine thermische Behandlung ermöglicht ferner eine Erwärmung des eingeschlossenen ersten Arbeitsfluids, das zumindest im erwärmten Zustand im gasförmigen Zustand vorliegt und nach einem Erkalten einen gegenüber Umgebungsdruck reduzierten Druck innerhalb des jeweiligen Druckraumes aufweist.In a further embodiment of the second method, a plurality of structural parts of a first spring element and at least one further spring element with alternating annular and approximately circular or point-shaped contact sections are stacked on one another in a method step. In a subsequent method step, the stacked structural parts of the spring elements (eg in a thermal treatment) with a common, the spring elements at least partially enclosing metallic surface coating provided. The metallic surface coating can be made with particularly simple means of the material of the plating layer and preferably performs a dual function true: First, several pressure chambers are reliably and permanently closed and at the same time a uniform, cohesive spring arrangement is generated from several spring elements or structural parts. A thermal treatment further allows heating of the enclosed first working fluid, which is present in the gaseous state at least in the heated state and after cooling has a reduced pressure relative to ambient pressure within the respective pressure chamber.

In einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren ist wenigstens eines der Strukturteile aus einem mehrlagigen Schalenelement hergestellt, wobei zwei dünnere äußere Lagen des Schalenelements jeweils einen metallischen Werkstoff enthalten, dessen Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige einer zentralen dickeren Lage. Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Schalenelement aus einem mit einem Lot beschichteten Stahlblech hergestellt, wobei das Stahlblech zwei dünne äußere Lagen von Lot aufweist, die bei einer Temperatur zwischen 250°C und 650°C sowie unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahls schmelzen. Eine solche Werkstoffwahl ermöglicht ein Verlöten mehrerer gegeneinander ausgerichteter Strukturteile miteinander durch einfaches Erwärmen der Strukturteile in einem Ofen. In besonders bevorzugter Weise werden zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Federanordnung auch bei diesem Verfahren mehrere, bevorzugt mehrere gleichartige Strukturteile aufeinander gestapelt, gegeneinander ausgerichtet und in einem Arbeitsgang (einheitliches, gleichmäßiges Erwärmen) miteinander zu Federelementen und zugleich zu einer Federanordnung verbunden. Somit lässt sich durch ein Aufschmelzen und anschließendes Wieder-Erstarren eine einheitliche, zumindest mehrere benachbarte Strukturteile umgreifende Materiallage erzeugen, die eine formschlüssige Fixierung der Strukturteile gegeneinander sowie eine zuverlässige Abdichtung eines Druckraums für ein erstes Arbeitsfluid sicherstellt.In a third method according to the invention, at least one of the structural parts is made of a multi-layered shell element, with two thinner outer layers of the shell element each containing a metallic material whose melting point is lower than that of a central thicker layer. More preferably, at least one shell element is made of a steel plate coated with a solder, the steel plate having two thin outer layers of solder, which melt at a temperature between 250 ° C and 650 ° C and below the recrystallization temperature of the steel. Such a choice of material allows a plurality of mutually aligned structural parts to be soldered together by simply heating the structural parts in an oven. In a particularly preferred manner for producing a spring arrangement according to the invention several, preferably a plurality of similar structural parts are stacked on each other, aligned with each other and connected in one operation (uniform, uniform heating) together to spring elements and at the same time to a spring arrangement. Thus, a uniform, at least a plurality of adjacent structural parts encompassing material layer can be produced by melting and subsequent re-solidification, which ensures a positive fixing of the structural parts against each other and a reliable sealing of a pressure chamber for a first working fluid.

Einzelne Aspekte der beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich selbstverständlich in jeder Hinsicht miteinander kombinieren.Certain aspects of the described process according to the invention can, of course, be combined with each other in every respect.

Weiter erfindungsgemäß lässt sich ein Steuerelement für ein pneumatisches und/oder hydraulisches Ventil 5 vorsehen, das ein oben beschriebenes Federelement 1, mehrere Federelemente 1 und/oder eine oben beschriebene Federanordnung 4 aufweist.Furthermore, according to the invention can be a control for a pneumatic and / or hydraulic valve 5 provide that a spring element described above 1 , several spring elements 1 and / or a spring arrangement described above 4 having.

Ein erstes solches Ventil 5 ist beispielhaft in den 3, 4a, 4b, 5a und 5b dargestellt. Es handelt sich dabei in bevorzugter Weise um ein Expansionsventil für ein (zweites) Arbeitsfluid AF2 in Form eines Kältemittels (beispielsweise CO2) eines Klimaanlagen-Kältemittelkreislaufs. Das Ventil 5 steuert bevorzugt einen Durchfluss des zweiten Arbeitsfluids AF2 (Kältemittel) von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufes. Es ist hinsichtlich seiner Einbindung in einen Kältemittelkreislauf und hinsichtlich seiner grundsätzlichen Funktionsweise entsprechend einem in der DE 10 2004 063 486 A1 offenbarten Ventil ausgeführt, weshalb diesbezüglich vollumfänglich auf die DE 10 2004 063 486 A1 verwiesen wird. Speziell werden die 6 und 7 samt zugehöriger Beschreibung in der DE 10 2004 063 486 A1 in Bezug genommen, wo eine bevorzugte Anbindung an zwei Rohrelemente eines Klimaanlagen-Kältemittelkreislaufs beschrieben ist, die erfindungsgemäß verwendet wird. Die Rohrelemente umgreifen dabei das Ventil 5 weitgehend und stoßen dichtend an eine in das Ventil integrierte Dichtscheibe 18 an. Bevorzugte Rohrinnendurchmesser betragen 6 mm bis 10 mm, insbesondere 8 mm, wobei ein maximaler Außendurchmesser des Ventilgehäuses an den Rohrinnendurchmesser angepasst ist.A first such valve 5 is exemplary in the 3 . 4a . 4b . 5a and 5b shown. This is preferably an expansion valve for a (second) working fluid AF2 in the form of a refrigerant (for example CO 2 ) of an air conditioning refrigerant circuit. The valve 5 preferably controls a flow of the second working fluid AF2 (Refrigerant) from the high-pressure side to the low-pressure side of the refrigerant circuit. It is in terms of its integration into a refrigerant circuit and in terms of its basic operation according to one in the DE 10 2004 063 486 A1 executed disclosed valve, which is why in this respect fully on the DE 10 2004 063 486 A1 is referenced. Specifically, the 6 and 7 including description in the DE 10 2004 063 486 A1 Referring to Figure 2, there is described a preferred attachment to two tube elements of an air conditioning refrigerant circuit used in the present invention. The tube elements surround the valve 5 largely and sealingly abut a valve integrated into the valve 18 at. Preferred inner tube diameters are 6 mm to 10 mm, in particular 8 mm, wherein a maximum outer diameter of the valve housing is adapted to the inner diameter of the tube.

Das erfindungsgemäße Ventil 5 weist dabei eingangsseitig einen dritten Druckraum D3 (Hochdruckseite, Eingangs-Druck p3 in den Figuren auf der linken Seite angeordnet) sowie ausgangsseitig einen vierten Druckraum D4 auf (Niederdruckseite, Ausgangs-Druck p4, in den Figuren auf der rechten Seite angeordnet). Wobei der dritte und der vierte Druckraum D3, D4 außenseitig durch die Rohrelemente des Klimaanlagenkreislaufes abgeschlossen sind (nicht dargestellt). Des weiteren ist die Eingangsdruckseite von der Ausgangsdruckseite strömungstechnisch durch ein bewegliches Ventilschließglied 10 getrennt. Das Ventil 5 fungiert dabei grundsätzlich als Rückschlagventil und stellt sicher, dass im Falle eines niedrigen Eingangsdruckes p3 Hochdruckseite und Niederdruckseite voneinander getrennt sind (siehe hierzu auch die DE 10 2004 063 486 A1 ).The valve according to the invention 5 has on the input side a third pressure chamber D3 (High pressure side, input pressure p3 arranged in the figures on the left side) and the output side, a fourth pressure chamber D4 on (low pressure side, output pressure p4 , arranged in the figures on the right). Where the third and the fourth pressure chamber D3 . D4 are closed on the outside by the pipe elements of the air conditioning circuit (not shown). Furthermore, the input pressure side of the output pressure side is fluidically by a movable valve closing member 10 separated. The valve 5 acts basically as a check valve and ensures that in the case of a low inlet pressure p3 High pressure side and low pressure side are separated from each other (see also the DE 10 2004 063 486 A1 ).

Das Ventilschließglied 10 wirkt - zum einen - zusammen mit einem zweiten Gehäuseabschnitt 6. In dem zweiten Gehäuseabschnitt 6, welcher über eine Verschraubung 7 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 8 verbunden ist, ist ein Ventilsitz 9 vorgesehen, der wiederum eine Durchflussöffnung 9a aufweist. In der Durchflussöffnung 9a ist das Ventilschließglied 10 positioniert, wobei letzteres einen die Durchflussöffnung im Bereich des Ventilsitzes absperrenden Schließabschnitt 10a aufweist. Eingangsdruckseitig weist das Ventilschließglied 10 einen Führungsabschnitt 10b auf, der sich durch den zweiten Gehäuseabschnitt 6 erstreckt und über eine Gleitführung 6a in Richtung einer Hauptachse 5a axialverschieblich in dem zweiten Gehäuseabschnitt 6 gelagert ist. Nahe dem Ventilsitz 9 ist in dem zweiten Gehäuseabschnitt 6 eingangsdruckseitig eine Querbohrung 11 vorgesehen, welche in die Durchflussöffnung 9a mündet. Über die Querbohrung gelangt bei geöffneter Durchflussöffnung Kältemittel AF2 von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite. Hierzu ist seitens des Ventilschließgliedes 10 ein parallel zur Längsachse des Ventilschließgliedes 10 ausgerichteter Kanal 12 vorgesehen.The valve closure member 10 acts - on the one hand - together with a second housing section 6 , In the second housing section 6 , which has a screw connection 7 with a first housing section 8th is connected, is a valve seat 9 provided, in turn, a flow opening 9a having. In the flow opening 9a is the valve closure member 10 positioned, the latter a shut-off the flow opening in the region of the valve seat closing section 10a having. Input pressure side, the valve closure member 10 a guide section 10b on, extending through the second housing section 6 extends and over a sliding guide 6a in the direction of a major axis 5a axially displaceable in the second housing section 6 is stored. Near the valve seat 9 is in the second housing section 6 input pressure side a transverse bore 11 provided, which into the flow opening 9a empties. Via the transverse bore, refrigerant flows when the flow opening is open AF2 from the high pressure side to the low pressure side. This is on the part of the valve closure member 10 a parallel to the longitudinal axis of the valve closure member 10 aligned channel 12 intended.

Das Ventilschließglied 10 wirkt - zum zweiten - zusammen mit einem Stellglied 19, der auf einen ersten, verschiebbaren Anschlag 14 einwirkt. An dem Anschlag 14 ist eine Grundplatte 17 abgestützt, die über einen Käfig 13 fest mit dem Ventilschließglied 10 verbunden ist. Über den Stellglied 19 kann eine Differenz zwischen dem eingangsseitigen Druck p3 des Kältemittels AF2 und dem ausgangsseitigen Druck p4 hydraulisch in eine Betätigungskraft umgesetzt werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Stellglied 19 als elektromagnetisches Betätigungselement ausgeführt werden, das dem Anschlag 14 ebenfalls eine Betätigungskraft und einen Verschiebeweg zuordnet.The valve closure member 10 acts - to the second - together with an actuator 19 that on a first, sliding stop 14 acts. At the stop 14 is a base plate 17 supported by a cage 13 firmly with the valve closing member 10 connected is. About the actuator 19 may be a difference between the input side pressure p3 of the refrigerant AF2 and the output side pressure p4 hydraulically converted into an actuating force. In an alternative embodiment, the actuator 19 be designed as an electromagnetic actuator that the stop 14 also assigns an actuating force and a displacement.

Mittels der Betätigungskraft können insbesondere der Anschlag 14, die Platte 17, der Käfig 13 und das Ventilschließglied 10 in Richtung der Hauptachse 5a verschoben werden, so dass dessen Schließabschnitt 10a vom Ventilsitz 9 abgehoben wird (vgl. 3 und 4a). Dies geschieht insbesondere bei einer niedrigen bis mittleren Druckdifferenz p3 - p4 zwischen dem Eingangsdruck p3 und dem Ausgangsdruck p4 des Ventils. Eine derart niedrige bis mittlere Druckdifferenz, die erfindungsgemäß zwischen 2 bar und 100 bar betragen kann, korrespondiert mit einer niedrigen bis mittleren Leistung des Kältemittelkreislaufs. Zur Begrenzung des Verschiebeweges des Ventilschließgliedes 10 ist ein zweiter, fester Anschlag 6b seitens des zweiten Gehäuseteils 6 vorgesehen. Gegen diesen Anschlag 6b stößt der Käfig 13, wenn eine maximale Durchströmung der Durchflussöffnung 9a erreicht sein soll.By means of the actuating force, in particular the stop 14 , the plate 17 , the cage 13 and the valve closing member 10 in the direction of the main axis 5a be moved so that its closing section 10a from the valve seat 9 is lifted off (cf. 3 and 4a) , This happens especially at a low to medium pressure difference p3 - p4 between the inlet pressure p3 and the outlet pressure p4 of the valve. Such a low to medium pressure difference, which according to the invention can be between 2 bar and 100 bar, corresponds to a low to medium power of the refrigerant circuit. To limit the displacement of the valve closure member 10 is a second, solid stop 6b from the second housing part 6 intended. Against this stop 6b pushes the cage 13 if a maximum flow through the flow opening 9a should be achieved.

Zur Einstellung des Verhaltens des Ventilschließgliedes 10 (bei den genannten niedrigen bis mittleren Druckdifferenzen) ist eine Rückstelleinrichtung 15 in Form einer vorgespannten Schraubenfeder vorgesehen, die sich einerseits am zweiten Gehäuseabschnitt 6 und andererseits am Käfig 13 abstützt. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder bestimmt insbesondere die hydraulisch zu erzeugende Minimalkraft (korrespondierend zu einer Mindestdruckdifferenz [p3 - p4]min), die benötigt wird, um das Ventil zu öffnen.For adjusting the behavior of the valve closure member 10 (at the mentioned low to medium pressure differences) is a restoring device 15 provided in the form of a prestressed coil spring, on the one hand on the second housing portion 6 and on the other hand at the cage 13 supported. In particular, the biasing force of the coil spring determines the minimum force to be hydraulically generated (corresponding to a minimum pressure difference [p3 - p4] min ) needed to open the valve.

Das Ventilschließglied 10 wirkt - zum dritten - zusammen mit einer Überströmblende 16, in der eine Überströmöffnung 16a vorgesehen ist, indem innerhalb des Ventilschließgliedes 10 eine sich in axialer Richtung erstreckende Längsbohrung 10c vorgesehen ist. Damit ist die Niederdruckseite D4 bis zur Überströmöffnung 16a verlagert, wobei die Überströmöffnung durch eine erfindungsgemäße Feder-/Aktuator-Anordnung 4 verschließbar ausgestaltet ist.The valve closure member 10 acts - to the third - together with a Überströmblende 16 in which an overflow opening 16a is provided by within the valve closure member 10 a longitudinal bore extending in the axial direction 10c is provided. This is the low pressure side D4 to the overflow opening 16a displaced, wherein the overflow opening by a spring / actuator arrangement according to the invention 4 is designed closable.

Die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 ist grundsätzlich konzipierbar und herstellbar wie weiter oben beschrieben. Insbesondere ist innerhalb der verwendeten fünfzehn einzelnen Federelemente 1, die im übrigen bevorzugt gleichartig ausgestaltet sind, jeweils ein erster Druckraum D1 vorgesehen, in dem jeweils ein erstes Arbeitsfluid (z. B. Luft) mit einem Druck < 0,1 bar eingeschlossen ist. In einer modifizierten Ausführungsform gemäß den 4a, 4b sind in unterschiedlichen Federelementen 1, 1' unterschiedliche (erste) Arbeitsfluide und/oder unterschiedliche Druckräume D1, D2 und/oder unterschiedliche Drücke p1, p2 und/oder unterschiedliche Strukturteile vorgesehen, so dass beispielsweise ein nichtlineares Verhalten der Feder-/Aktuator-Anordnung 4 erreichbar ist.The spring / actuator arrangement 4 is basically conceivable and manufacturable as described above. In particular, within the fifteen individual spring elements used 1 , which are preferably configured the same way, each a first pressure chamber D1 is provided, in each of which a first working fluid (eg., Air) is included with a pressure <0.1 bar. In a modified embodiment according to the 4a . 4b are in different spring elements 1 . 1' different (first) working fluids and / or different pressure chambers D1 . D2 and / or different pressures p1 . p2 and / or different structural parts, so that, for example, a non-linear behavior of the spring / actuator arrangement 4 is reachable.

Die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 ist innerhalb des Käfigs 13 angeordnet und an der Grundplatte 17 einseitig fixiert. In einer ersten Arbeitsposition der einzelnen Federelemente 1 und der Feder-/Aktuator-Anordnung 4 im ganzen, die in den 3, 4b und 5b dargestellt ist, drückt die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 gegen die Überströmblende 16 und versperrt die Überströmöffnung 16a. Die Zuhaltekraft der Feder-/ Aktuator-Anordnung kann mittels Positionierung der Grundplatte 17 in Relation zur Überströmblende 16 eingestellt werden. Hierbei wirkt jedoch auch eine gewisse Belastung auf die Feder-/Aktuator-Anordnung durch den dritten Druck p3 (Eingangsdruck des Ventils) im zweiten Arbeitsfluid AF2 (Kältemittel), der nahezu allseitig auf die Feder-/Aktuator-Anordnung einwirkt und die Feder-/Aktuator-Anordnung gegen die Überströmblende drückt.The spring / actuator arrangement 4 is inside the cage 13 arranged and on the base plate 17 fixed on one side. In a first working position of the individual spring elements 1 and the spring / actuator assembly 4 on the whole, in the 3 . 4b and 5b is shown, presses the spring / actuator assembly 4 against the overflow diaphragm 16 and blocks the overflow opening 16a , The locking force of the spring / actuator assembly can be achieved by positioning the base plate 17 in relation to the overflow diaphragm 16 be set. In this case, however, also a certain load on the spring / actuator arrangement by the third pressure acts p3 (Inlet pressure of the valve) in the second working fluid AF2 (Refrigerant), which acts almost all sides on the spring / actuator assembly and presses the spring / actuator assembly against the overflow.

Unterhalb eines unteren Grenzdrucks p3min des Kältemittels auf der Hochdruckseite D3 wird das Ventil 5 erfindungsgemäß mittels des Ventilschließglieds 10 eingestellt, das vom Stellglied 19 bewegt wird. Dementsprechend ist die Federanordnung 4 bis zum Erreichen des unteren Grenzdrucks p3min in einer ersten Arbeitsposition gemäß den 3, 4a, 5a. Oberhalb des unteren Grenzdrucks ergibt sich eine mittlere Arbeitsposition gemäß den 4b und 5b, wobei der Hub der Federanordnung 4 und die Geometrie der einzelnen Federelemente in den Figuren rein schematisch dargestellt ist. Bei Erreichen eines oberen Grenzdrucks p3max im zweiten Arbeitsfluid (nicht dargestellt) sind die einzelnen Federelemente der Federanordnung 4 weitgehend platt gedrückt, so dass sich eine dichteste Packung der Federanordnung ergibt. Erfindungsgemäß wird dieser obere Grenzdruck nicht erreicht, wenn die Überströmöffnung groß genug gewählt ist, um einen raschen Abbau des hochdruckseitgen Drucks im Kreislauf wirkungsvoll zu ermöglichen. Beispielsweise liegt der obere Grenzdruck p3max bei über 200 bar, wobei eine weitere Drucksteigerung bis hin zu 1000 bar und mehr ohne Auswirkungen bleibt auf die Form und Integrität der Federanordnung.Below a lower limit pressure p3 min of the refrigerant on the high pressure side D3 becomes the valve 5 according to the invention by means of the valve closure member 10 set, that of the actuator 19 is moved. Accordingly, the spring assembly 4 until reaching the lower limit pressure p3 min in a first working position according to the 3 . 4a . 5a , Above the lower limit pressure results in a mean working position according to the 4b and 5b , wherein the stroke of the spring assembly 4 and the geometry of the individual spring elements in the figures is shown purely schematically. Upon reaching an upper limit pressure p3 max in the second working fluid (not shown) are the individual spring elements of the spring assembly 4 largely flat pressed, so that there is a closest packing of the spring assembly. According to the invention, this upper limit pressure is not reached when the overflow is chosen to be large enough to allow a rapid reduction of high pressure side pressure in the circuit effectively. For example, the upper limit pressure p3 max at over 200 bar, with a further increase in pressure up to 1000 bar and more without affecting the shape and integrity of the spring assembly.

Bei einer Überschreitung des unteren Grenzdrucks p3min des Kältemittels auf der Hochdruckseite beginnt die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 also, sich von der Überströmblende weg abzuheben und sich zurückzuziehen. Dies kann für einen erfindungsgemäßen CO2-Kältemittelkreislauf beispielsweise bei einem Druck p3min von ca. 110 bar bis 140 bar, insbesondere bei 125 bar erfolgen. Dann verlässt die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 ihre Position gemäß 4a bzw. 5a und geht bevorzugt kontinuierlich und ohne Sprünge in eine mittlere Arbeitsposition gemäß 4b und 5b über, in der die Überströmöffnung 16a freigegeben ist. In dieser mittleren Arbeitsposition der Feder-/Aktuator-Anordnung 4 ist ein rasches Überströmen von Kältemittel (zweites Arbeitsfluid AF2) von der Hochdruckseite durch die Längsbohrung 10c des Ventilschließglieds 10 zur Niederdruckseite ermöglicht.If the lower limit pressure is exceeded p3 min of the refrigerant on the high pressure side begins the spring / actuator assembly 4 that is, to stand out from the overflow curtain and retreat. This can be for a invention CO2 -Coolant cycle, for example, at a pressure p3 min from about 110 bar to 140 bar, especially at 125 bar. Then leaves the spring / actuator assembly 4 their position according to 4a respectively. 5a and is preferably continuous and without jumps in a middle working position according to 4b and 5b over, in which the overflow opening 16a is released. In this middle working position of the spring / actuator assembly 4 is a rapid overflow of refrigerant (second working fluid AF2 ) from the high pressure side through the longitudinal bore 10c the valve closure member 10 to the low pressure side allows.

Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Feder-/Aktuator-Anordnung ist somit dem Expansionsventil 5 eine Sicherheitsfunktion zugeordnet, die bei unerwünscht hohem Druck p3 auf der Hochdruckseite D3 des Kältemittelkreislaufs ein zusätzliches Überströmen von Kältemittel zur Niederdruckseite D4 erlaubt. Dabei steuert die Feder-/Aktuator-Anordnung 4 dieses Überströmen erfindungsgemäß selbsttätig in Abhängigkeit vom absoluten Druckwert p3 im hochdruckseitigen Arbeitsfluid AF2. Bevorzugt ist die Überströmöffnung 16a mit einem größeren Durchflussquerschnitt als die Durchflussöffnung 9a ausgestattet.With the aid of a spring / actuator arrangement according to the invention is thus the expansion valve 5 associated with a safety function that is at undesirably high pressure p3 on the high pressure side D3 of the refrigerant circuit an additional overflow of refrigerant to the low pressure side D4 allowed. The spring / actuator arrangement controls 4 this overflow according to the invention automatically in dependence on the absolute pressure value p3 in the high-pressure side working fluid AF2 , The overflow opening is preferred 16a with a larger flow area than the flow opening 9a fitted.

Es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Feder-/Aktuator-Anordnung für alle Arten von Steuerelementen anwendbar ist, bei denen eine Durchfluss-Steuerung in Abhängigkeit vom absoluten Druck des zu steuernden (zweiten) Arbeitsfluids AF2 vorgenommen werden soll. Als Arbeitsfluid AF2 kommen alle Arten von Flüssigkeits- und Gaskreisläufen in Frage. Besonders vorteilhaft ist erfindungsgemäß, dass die Federanordnung selbsttätig und ohne äußeren Antrieb lediglich in Abhängigkeit vom Druck des Arbeitsfluids arbeitet, wobei die Federanordnung selbst dem Arbeitsfluid ausgesetzt sein kann. Es lassen sich damit Sicherheits-, Steuer- und Regelventile für chemische Anlagen oder Kraftwerke ebenso wie für Heizungen, Wärmepumpen und Klimaanlagen aller Art konzipieren. Auch Gas-/Flüssiggasspeichersysteme können vorteilhaft mit einem erfindungsgemäßen Ventil ausgestattet werden, das dann insbesondere vereinfacht als Druckbegrenzungsventil zu konzipieren ist.It is understood that a spring / actuator arrangement according to the invention is applicable to all types of control elements in which a flow control in dependence on the absolute pressure of the (second) working fluid to be controlled AF2 should be made. As a working fluid AF2 All types of liquid and gas circuits are possible. It is particularly advantageous according to the invention that the spring arrangement operates automatically and without external drive only in response to the pressure of the working fluid, wherein the spring assembly itself may be exposed to the working fluid. It can be used to design safety, control and regulating valves for chemical plants or power plants as well as for heating systems, heat pumps and air conditioning systems of all kinds. Also, gas / liquid gas storage systems can be advantageously equipped with a valve according to the invention, which is then in particular simpler to design as a pressure relief valve.

Ferner versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Steuerelement bei einer Über- oder Unterschreitung eines bestimmten Grenzdrucks einer erfindungsgemäßen Federanordnung auch zu einem Schließvorgang veranlasst werden kann. Dies kann mit einer Öffnungsbewegung bei einem anderen Druckzustand kombiniert sein.Furthermore, it is understood that a control element according to the invention can also be caused to a closing operation when exceeding or falling below a certain limit pressure of a spring arrangement according to the invention. This can be combined with an opening movement at a different pressure state.

Claims (13)

Feder-/Aktuatorelement (1, 1') mit einem ersten Strukturteil (2) sowie einem zweiten Strukturteil (3), wobei wenigstens eines der Strukturteile (2, 3) elastisch deformierbar ausgestaltet ist, wobei zwischen den Strukturteilen (2, 3) ein erster Druckraum (D1) vorgesehen ist, der von den Strukturteilen (2, 3) allseitig umschlossen ist, wobei - der erste Druckraum (D1) in einer ersten Arbeitsposition des Feder-/Aktuatorelements (1, 1') ein maximales Arbeitsvolumen aufweist, - der Druckraum in einer zweiten Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen aufweist, wobei - sich bei einem Übergang von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition eine Gestaltänderung und/oder ein Federweg des Feder-/Aktuatorelements (1, 1') ergibt, wobei die Strukturteile (2, 3) entlang eines Verbindungsbereichs stoffschlüssig und/oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass in dem Druckraum (D1) dauerhaft eine bestimmte Menge eines ersten Arbeitsfluids eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Strukturteile (2, 3) aus einem mehrlagigen Metallelement hergestellt ist, wobei eine dünnere Lage des Metallelements einen metallischen Werkstoff enthält, dessen Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige einer benachbarten dickeren Lage.Spring / actuator element (1, 1 ') with a first structural part (2) and a second structural part (3), wherein at least one of the structural parts (2, 3) is designed elastically deformable, wherein between the structural parts (2, 3) first pressure chamber (D1) is provided, which is surrounded on all sides by the structural parts (2, 3), wherein - the first pressure chamber (D1) in a first working position of the spring / actuator element (1, 1 ') has a maximum working volume, the pressure space has a minimum working volume in a second working position, wherein a change in shape from the first working position to the second working position results in a change in shape and / or a spring travel of the spring / actuator element (1, 1 '), the structural parts (2 , 3) are connected to one another in a material-locking and / or non-detachable manner along a connection region, so that a certain amount of a first working fluid is permanently enclosed in the pressure space (D1), thereby marked hnet that at least one of the structural parts (2, 3) is made of a multi-layer metal element, wherein a thinner layer of the metal element contains a metallic material whose melting point is lower than that of an adjacent thicker layer. Feder-/Aktuatorelement (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-/Aktuatorelement (1, 1') unter äußerem Druck selbsttätig in die zweite Arbeitsposition und bei Entlastung mindestens aufgrund der eigenen Elastizität reversibel in die erste Arbeitsposition übergeht, wobei - die Strukturteile (2, 3) jeweils als einstückige Schalenelemente ausgeführt sind, wobei - wenigstens eines der Strukturteile (2, 3) derart elastisch deformierbar ist, dass - das erste Strukturteil (2) und das zweite Strukturteil (3) in einer zweiten Arbeitsposition des Feder-/Aktuatorelement (1, 1') vollflächig aneinander anliegen.Spring / actuator element (1, 1 ') after Claim 1 , characterized in that the spring / actuator element (1, 1 ') reversibly under external pressure in the second working position and at least on the basis of its own elasticity reverses in the first working position, wherein - the structural parts (2, 3) each as integral shell elements are executed, wherein - at least one of the structural parts (2, 3) is elastically deformable such that - the first structural part (2) and the second structural part (3) in a second operating position of the spring / actuator element (1, 1 ' ) abut each other over the entire surface. Feder-/Aktuatorelement (1, 1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das minimale Arbeitsvolumen eine Ausdehnung von Null aufweist, indem die Strukturteile (2, 3) in der zweiten Arbeitsposition direkt aufeinander liegen.Spring / actuator element (1, 1 ') after Claim 1 or 2 , characterized in that the minimum working volume is zero expansion has, in that the structural parts (2, 3) lie directly on each other in the second working position. Feder-/Aktuatorelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Druckraum (D1) ein Gas bei einem absoluten Druck von 0,1 bar oder weniger eingeschlossen ist und die Strukturteile eine einheitliche Wandstärke von 0,2 mm oder weniger aufweisen.Spring / actuator element (1, 1 ') according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that in the pressure space (D1) a gas at an absolute pressure of 0.1 bar or less is included and the structural parts have a uniform wall thickness of 0.2 mm or less. Feder-/Aktuatorelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleiche, topfförmige, um eine erste Achse rotationssymmetrische Strukturteile (2, 3) vorgesehen sind, die im Bereich einer senkrecht zur ersten Achse orientierten Symmetrieebene miteinander verbunden sind.Spring / actuator element (1, 1 ') according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that two identical, cup-shaped, about a first axis rotationally symmetrical structural parts (2, 3) are provided, which are interconnected in the region of a plane oriented perpendicular to the first axis of symmetry. Feder-/Aktuatoranordnung mit mehreren Feder-/Aktuatorelementen (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen zwei Strukturteilen (2, 3) eines ersten Feder-/Aktuatorelements (1) ein erster Druckraum (D1) und zwischen zwei Strukturteilen eines zweiten Feder-/Aktuatorelements (1') ein zweiter Druckraum (D2) gebildet ist und wobei den Feder-/Aktuatorelementen (1, 1') eine gemeinsame, die Feder-/Aktuatorelement (1, 1') wenigstens abschnittsweise umgreifende Oberflächenbeschichtung und/oder eine gemeinsame Verlötung zugeordnet ist.Spring / actuator arrangement with a plurality of spring / actuator elements (1, 1 ') according to one of Claims 1 to 5 wherein between two structural parts (2, 3) of a first spring / actuator element (1) a first pressure chamber (D1) and between two structural parts of a second spring / actuator element (1 '), a second pressure chamber (D2) is formed, and wherein Spring / actuator elements (1, 1 ') is associated with a common, the spring / actuator element (1, 1') at least partially encompassing surface coating and / or a common soldering. Feder-/Aktuatoranordnung mit mehreren Feder-/Aktuatorelementen (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder Feder-/Aktuatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Mehrzahl von Feder-/Aktuatorelementen (1, 1') in Bezug auf ihren Federweg hintereinander geschaltet angeordnet sind, wobei - alle Feder-/Aktuatorelemente (1, 1') im Bereich der ersten Achse an einem jeweils benachbarten Federelement festgelegt sind und wobei - alle Feder-/Aktuatorelemente (1, 1') in einem gemeinsamen dritten Druckraum (D3) angeordnet sind.Spring / actuator arrangement with a plurality of spring / actuator elements (1, 1 ') according to one of Claims 1 to 5 or spring / actuator assembly according to Claim 6 , characterized in that - a plurality of spring / actuator elements (1, 1 ') are arranged connected in series with respect to their spring travel, wherein - all spring / actuator elements (1, 1') in the region of the first axis at a respective adjacent spring element are fixed and wherein - all spring / actuator elements (1, 1 ') in a common third pressure chamber (D3) are arranged. Steuerelement für ein pneumatisches und/oder hydraulisches Ventil (5) mit einem Feder-/Aktuatorelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder mit einer Feder-/Aktuatoranordnung (4) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei - wenigstens ein Feder-/Aktuatorelement (1, 1') in einem dritten Druckraum (D3) angeordnet ist, der mit einem zweiten, zu steuernden Arbeitsfluid (AF2) gefüllt ist, wobei - das zweite Arbeitsfluid im Betrieb des Ventils (5) wechselnde Drücke aufweist und wobei - dem Feder-/Aktuatorelement (1, 1') ein unterer Grenzdruck (p3min) des zweiten Arbeitsfluids (AF2) zugeordnet ist, bei dem der erste Druckraum (D1) des ersten Feder-/Aktuatorelements (1) in dessen erster Arbeitsposition ein maximales Arbeitsvolumen aufweist, und wobei - dem Feder-/Aktuatorelement (1) ein oberer Grenzdruck (p3max) des zweiten Arbeitsfluids (AF2) zugeordnet ist, bei dem der erste Druckraum (D1) des ersten Feder-/Aktuatorelements (1) in dessen zweiter Arbeitsposition ein minimales Arbeitsvolumen aufweist.Control element for a pneumatic and / or hydraulic valve (5) with a spring / actuator element (1, 1 ') according to one of Claims 1 to 5 and / or with a spring / actuator assembly (4) according to one of Claims 6 or 7 in which - at least one spring / actuator element (1, 1 ') is arranged in a third pressure space (D3) which is filled with a second working fluid (AF2) to be controlled, wherein - the second working fluid during operation of the valve (5 ) and wherein - the spring / actuator element (1, 1 ') is assigned a lower limit pressure (p3 min ) of the second working fluid (AF2), in which the first pressure chamber (D1) of the first spring / actuator element (1 ) in the first working position has a maximum working volume, and wherein - the spring / actuator element (1) is associated with an upper limit pressure (p3 max ) of the second working fluid (AF2), wherein the first pressure chamber (D1) of the first spring / Actuator element (1) in the second operating position has a minimum working volume. Steuerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einem Feder-/Aktuatorelement (1, 1') und/oder einer Feder-/Aktuatoranordnung (4) eine Spannvorrichtung zugeordnet ist, die auf das Feder-/Aktuatorelement (1, 1') und/oder die Feder-/Aktuatoranordnung (4) eine einstellbare, andauernd wirkende Druckkraft derart ausübt, dass der untere Grenzdruck (p3min) und/oder der obere Grenzdruck (p3max) reduziert ist.Control after Claim 8 , characterized in that a spring / actuator element (1, 1 ') and / or a spring / actuator assembly (4) is associated with a tensioning device which on the spring / actuator element (1, 1') and / or the spring - / Actuator assembly (4) exerts an adjustable, constantly acting pressure force such that the lower limit pressure (p3 min ) and / or the upper limit pressure (p3 max ) is reduced. Steuerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einem Feder-/Aktuatorelement (1, 1') und/oder einer Feder-/Aktuatoranordnung (4) eine Einspannvorrichtung (13, 16, 17) zugeordnet ist, die das Feder-/Aktuatorelement (1, 1') und/oder die Feder-/Aktuatoranordnung (4) um einen bestimmten Weg derart zusammendrückt, dass der untere Grenzdruck (p3min) erhöht ist.Control after Claim 8 , characterized in that a spring / actuator element (1, 1 ') and / or a spring / actuator assembly (4) is associated with a clamping device (13, 16, 17), the spring / actuator element (1, 1' ) and / or compresses the spring / actuator assembly (4) by a certain distance such that the lower limit pressure (p3 min ) is increased. Verfahren zur Herstellung eines Feder-/Aktuatorelements (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei - in einem Verfahrensschritt ein Metallblech-Halbzeug spanlos umgeformt und mit einem Vertiefungsabschnitt versehen wird, - in einem weiteren Verfahrensschritt der Vertiefungsabschnitt aus dem Metallblech-Halbzeug ausgestanzt oder ausgeschnitten wird, woraus ein erstes Strukturteil (2) erhalten wird, - in einem nachfolgenden Verfahrensschritt zwei gleiche Strukturteile (2, 3) in bezogen auf eine Berührebene symmetrischer Anordnung derart aufeinander positioniert werden, dass sie einen ersten Druckraum (D1) einschließen, - in einem Verfahrensschritt die Strukturteile (2, 3) mittels einer äußeren Kraft aufeinander gedrückt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden.Method for producing a spring / actuator element (1, 1 ') according to one of the Claims 1 to 5 in which - in a method step, a sheet metal semifinished product is formed without cutting and provided with a recess portion, - in a further process step, the recess portion of the sheet metal semifinished product is punched or cut, from which a first structural part (2) is obtained, - in a subsequent Method step two identical structural parts (2, 3) in relation to a touch plane symmetrical arrangement are positioned on each other so that they include a first pressure chamber (D1), - pressed in a process step, the structural parts (2, 3) by means of an external force and cohesively be connected to each other. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Verfahrensschritt auf das Metallblech-Halbzeug oder auf ein Strukturteil (2) eine Oberflächenbeschichtung bzw. ein Lot aufgebracht wird und - in einem Verfahrensschritt - nach Positionierung und Aufeinanderdrücken mehrerer Strukturteile (2, 3) - zusammengehörige Strukturteile (2, 3) derart erwärmt werden, dass die Oberflächenbeschichtung bzw. das Lot geschmolzen werden.Method according to Claim 11 , characterized in that - in a process step on the sheet metal semifinished product or on a structural part (2) a surface coating or a solder is applied and - in a process step - after positioning and pressing together several structural parts (2, 3) - associated structural parts ( 2, 3) are heated in such a way that the surface coating or the solder are melted. Verfahren zur Herstellung einer Feder-/Aktuatoranordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei - in einem Verfahrensschritt mehrere Strukturteile (2, 3) eines ersten Feder-/Aktuatorelements (1) und wenigstens eines weiteren Feder-/Aktuatorelements (1') mit abwechselnd ringförmigen und punktförmigen Berührabschnitten aufeinander gestapelt werden und - in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einem gemeinsamen, die Feder-/Aktuatorelement1 (1, 1') wenigstens abschnittsweise umgreifenden metallischen Oberflächenüberzug versehen werden.A method for producing a spring / actuator assembly according to Claim 6 or 7 , in which - in a method step, a plurality of structural parts (2, 3) of a first spring / actuator element (1) and at least one further spring / actuator element (1 ') are stacked on one another with alternating ring-shaped and punctiform contact sections and, in a subsequent method step, with a common, the spring / Aktuatorelement1 (1, 1 ') are provided at least partially encompassing metallic surface coating.
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