DE102010015469A1 - Spring structure of several spring elements - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Federstruktur (1) umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern (2), wobei jede Bandfeder (2) zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte (3, 4) aufweist und Zwischenstücke (5), die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte (3, 4) miteinander verbinden. Es soll eine Federstruktur (1) der genannten Art bereitgestellt werden, die selbsttragend ist, über eine hohe Knickstabilität verfügt, als Hochleistungsfeder geeignet ist und die sowohl mit einer als auch ohne eine stabförmige Dämpfereinheit verwendbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Federstruktur (1), die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens drei Bandfedern (2) zur Ausbildung einer hülsenförmigen Federstruktur (1) umfänglich um die Längsachse (8) der Federstruktur (1) herum und paarweise benachbart nebeneinander angeordnet sind in der Art, dass – ausgehend von einem freien Ende (7a) der Federstruktur (1) hin zum anderen freien Ende (7b) der Federstruktur (1) die Umkehrabschnitte (3, 4) und die Zwischenstücke (5) jeder Bandfeder (2) abwechselnd aufeinander folgen, wobei die Umkehrabschnitte (3, 4) abwechselnd – als innenliegende Umkehrabschnitte (3) – nach innen und – als außenliegende Umkehrabschnitte (4) – nach außen gerichtet sind, und – jede Bandfeder (2) zwischen den beiden freien Enden (7a, 7b) der Federstruktur (1) zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern (2) mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) aufweist, so dass die mindestens drei Bandfedern (2) eine hülsenförmige monolithische Federstruktur (1) bilden, wobei die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) im Bereich eines Umkehrabschnitts (3, 4) ausgebildet ist.The invention relates to a spring structure (1) comprising at least three wave-shaped ribbon springs (2), each ribbon spring (2) having reversing sections (3, 4) to form a wave shape and intermediate pieces (5) each having two consecutive reversing sections (3, 4) ) connect with each other. The aim is to provide a spring structure (1) of the type mentioned, which is self-supporting, has high buckling stability, is suitable as a high-performance spring and which can be used both with and without a rod-shaped damper unit. This object is achieved by a spring structure (1), which is characterized in that the at least three ribbon springs (2) are arranged circumferentially around the longitudinal axis (8) of the spring structure (1) and adjacent to one another in pairs to form a sleeve-shaped spring structure (1) are such that - starting from one free end (7a) of the spring structure (1) to the other free end (7b) of the spring structure (1), the reversal sections (3, 4) and the intermediate pieces (5) of each ribbon spring (2 ) alternately follow one another, with the reversal sections (3, 4) alternating - as interior reversal sections (3) - inwards and - as exterior reversal sections (4) - facing outwards, and - each ribbon spring (2) between the two free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) to each of the two adjacent ribbon springs (2) has at least one material connection (6), so that the at least three ribbon springs (2) have a sleeve-shaped monolithic spring structure (1) form, the at least one material connection (6) being formed in the area of a reversal section (3, 4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Federstruktur umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern, wobei jede Bandfeder zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte aufweist und Zwischenstücke, die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte miteinander verbinden.The invention relates to a spring structure comprising at least three wave-shaped band springs, each band spring having in order to form a waveform reversing sections and intermediate pieces, each connecting two consecutive reversal sections.
Die Europäische Patentanmeldung
Nachteilig an der Bandfeder gemäß der
Um die Knickgefahr zu reduzieren, wird die Bandfeder in den Zwischenstücken mit Löchern versehen, welche entlang der Längsmittellinie angeordnet sind und die miteinander fluchten. Durch die Löcher wird ein stabförmiges Dämpferbein hindurch geführt, welches neben der eigentlichen Aufgabe als Dämpfer auch der Führung der Bandfeder dient und ein seitliches Ausknicken verhindern soll. An den Enden der Bandfeder werden Federteller vorgesehen, mit denen der Dämpfer fest verbunden ist und an denen sich die Bandfeder abstützt.To reduce the risk of buckling, the band spring is provided in the intermediate pieces with holes which are arranged along the longitudinal center line and which are aligned with each other. Through the holes, a rod-shaped shock absorber leg is guided, which also serves as a damper and the leadership of the band spring in addition to the actual task and should prevent lateral buckling. At the ends of the band spring spring plates are provided, with which the damper is firmly connected and where the band spring is supported.
Das Einbringen der Löcher ist aufwendig und kostenintensiv und kann erst nach der Formgebung, d. h. der Ausbildung des wellenförmigen Bandes, erfolgen. Auch wenn die höchsten Spannungen der vorwiegend biegebelasteten Bandfeder in den Umkehrabschnitten auftreten und nicht in den die Löcher aufnehmenden Zwischenstücken, schwächen die Löcher die Bandfeder in ihrer Festigkeit.The introduction of the holes is complicated and expensive and can only after the shaping, d. H. the formation of the wavy band, done. Even if the highest stresses of the predominantly bending-stressed band spring occur in the reversal sections and not in the holes receiving spacers, the holes weaken the band spring in their strength.
Zudem reibt die Bandfeder mit den Innenflächen der Löcher auf dem Dämpferbein, wenn die Feder unter Belastung komprimiert wird und sich bei Entlastung wieder entspannt. Die Reibung zwischen Dämpferbein und Band ist nicht unerheblich, da das Dämpferbein zur Führung des Bandes nicht geringe seitliche Kräfte ausübt, sobald die Bandfeder ihre Knickstabilität verloren hat.In addition, the band spring rubs with the inner surfaces of the holes on the shock absorber leg, when the spring is compressed under load and relaxed again when discharged. The friction between damper strut and band is not insignificant, since the damper leg for guiding the band does not exert small lateral forces as soon as the coil spring has lost its kinking stability.
Ein wesentlicher Nachteil der beschriebenen Bandfeder ist auch darin zu sehen, dass zur Stabilisierung der Bandfeder zwingend eine Dämpfereinheit vorgesehen werden muss, d. h. die Bandfeder nur in Kombination mit einer Dämpfereinheit in Gestalt eines Federbeins nutzbar ist. In einer Vielzahl von Anwendungsfällen wird aber eine Trennung von Feder- und Dämpfereinheit bevorzugt bzw. ausschließlich eine Feder benötigt, ohne dass eine Dämpfung erfolgen soll.A major disadvantage of the described band spring is also to be seen in the fact that to stabilize the band spring necessarily a damper unit must be provided, d. H. the band spring can only be used in combination with a damper unit in the form of a shock absorber. In a variety of applications, however, a separation of spring and damper unit is preferred or exclusively a spring needed without damping should take place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der
Auch wenn diese Ausführungsform stabiler, d. h. knicksicherer, ist als eine einzelne Bandfeder, ist die Federstruktur nach wie vor nicht selbsttragend. Zur Stabilisierung wird wieder ein stabförmiges Dämpferbein vorgesehen. Die zur Aufnahme des Dämpferbeins erforderlichen Löcher befinden sich hierbei in den miteinander verbundenen Umkehrabschnitten, d. h. in den am höchsten beanspruchten Bereichen der beiden Bandfedern.Although this embodiment is more stable, i. H. kink-proof, is as a single coil spring, the spring structure is still not self-supporting. To stabilize a rod-shaped shock absorber leg is again provided. The holes required to accommodate the damper strut are located in the interconnected reversal sections, d. H. in the most stressed areas of the two band springs.
Die
Auch die Europäische Patentanmeldung
Eine derartige Anordnung der Bandfedern und das Verbinden an den Enden sollen die Steifigkeit und die Knickstabilität der gesamten Federstruktur erhöhen. Bei den in der
Eine höhere Anzahl an Wellen kann erforderlich werden, falls eine Hochleistungs-Federstruktur verlangt wird, die eine große Energiemenge aufzunehmen in der Lage ist, was beispielsweise im Fahrzeugbau der Fall sein kann.A higher number of waves may be required if a high performance spring structure capable of accommodating a large amount of energy is required, which may be the case in vehicle construction, for example.
Ein weiterer Nachteil der in Rede stehenden Federstruktur ist die Art, in der die Bandfedern an den freien Enden der Struktur miteinander verbunden sind. Die Bandfedern laufen an den freien Enden der Struktur nach innen in Richtung der Längsachse der Federgruppe. Im Bereich der Längsachse treffen die einzelnen Bandfedern aufeinander und sind miteinander verbunden. Insofern handelt es sich bei der Federstruktur der
Vor dem Hintergrund des vorstehend Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d. h. der gattungsbildenden Art, bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwunden werden, die insbesondere selbsttragend ist, über eine hohe Knickstabilität verfügt, als Hochleistungsfeder geeignet ist und die sowohl mit einer als auch ohne eine stabförmige Dämpfereinheit verwendbar ist, d. h. mit einem stabförmigen Dämpfer bei Bedarf kombiniert werden kann, aber nicht zwingend kombiniert werden muss.Against the background of the above, it is the object of the present invention, a spring structure according to the preamble of
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Federstruktur umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern, wobei jede Bandfeder zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte aufweist und Zwischenstücke, die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte miteinander verbinden, und dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern zur Ausbildung einer hülsenförmigen Federstruktur umfänglich um die Längsachse der Federstruktur herum und paarweise benachbart nebeneinander angeordnet sind in der Art, dass
- – ausgehend von einem freien Ende der Federstruktur hin zum anderen freien Ende der Federstruktur die Umkehrabschnitte und die Zwischenstücke jeder Bandfeder abwechselnd aufeinander folgen, wobei die Umkehrabschnitte abwechselnd – als innenliegende Umkehrabschnitte – nach innen und – als außenliegende Umkehrabschnitte – nach außen gerichtet sind, und
- – jede Bandfeder zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern mindestens eine stoffschlüssige Verbindung aufweist, so dass die mindestens drei Bandfedern eine hülsenförmige monolithische Federstruktur bilden, wobei die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung im Bereich eines Umkehrabschnitts ausgebildet ist.
- - Starting from a free end of the spring structure toward the other free end of the spring structure, the turnarounds and the spacers of each band spring alternately follow each other, wherein the turnaround sections are alternately - as internal reversal sections - inward and - as external turnaround - outward, and
- - Each band spring between the two free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs at least one cohesive connection, so that the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, wherein the at least one cohesive connection is formed in the region of a turnaround.
Erfindungsgemäß sind die Bandfedern zur Ausbildung einer Federstruktur hülsenförmig angeordnet, d. h. in Form einer Hülse gruppiert. Dabei werden die Bandfedern umfänglich, d. h. auf einem Umfang, um die Längsachse der aus ihnen aufzubauenden Federstruktur herum, nebeneinander, d. h. paarweise benachbart zueinander, angeordnet. Die Umkehrabschnitte und die Zwischenstücke der Bandfedern wechseln sich entlang der Längsachse ab.According to the invention, the band springs are sleeve-shaped for forming a spring structure, d. H. grouped in the form of a sleeve. The band springs are circumferentially, d. H. on a circumference, about the longitudinal axis of the spring structure to be built from them, next to each other, d. H. in pairs adjacent to each other, arranged. The inversion sections and the intermediate pieces of the band springs alternate along the longitudinal axis.
Diese Art der Anordnung bzw. Gruppierung der Bandfedern gestattet das Hindurchführen einer stabförmigen Dämpfereinheit durch die hülsenförmige Federstruktur und eröffnet damit grundsätzlich die Verwendung einer Dämpfereinheit, falls dies für einen konkreten Anwendungsfall erwünscht bzw. erforderlich ist.This type of arrangement or grouping of the band springs allows passing a rod-shaped damper unit through the sleeve-shaped spring structure and thus basically opens the use of a damper unit, if this is desired or required for a specific application.
Andererseits ist das Vorsehen einer derartigen Dämpfereinheit nicht zwingend erforderlich, insbesondere nicht, um die zur Hülse gruppierten Bandfedern zu führen bzw. zu stützen, da die erfindungsgemäße Federstruktur von Haus aus eine hohe Knickstabilität aufweist. Die erfindungsgemäße Federstruktur ist eine selbsttragende Federstruktur, die im unbelasteten Zustand über eine vergleichsweise hohe Formstabilität verfügt, ohne dass zusätzliche stabilisierende Elemente vorgesehen werden müssen.On the other hand, the provision of such a damper unit is not absolutely necessary, in particular not to lead or support the band springs grouped to the sleeve, since the spring structure according to the invention has a high kink resistance from the house. The spring structure according to the invention is a self-supporting spring structure, which has a relatively high dimensional stability in the unloaded state, without additional stabilizing elements must be provided.
Die gegenüber dem Stand der Technik vergleichsweise hohe Knickstabilität, wird durch die Hülsenform und dadurch erzielt, dass die Bandfedern – zumindest auch – zwischen den freien Enden der Federstruktur miteinander verbunden sind.The comparison with the prior art comparatively high buckling stability is achieved by the sleeve shape and the fact that the band springs are - at least - connected to each other between the free ends of the spring structure.
Jede Bandfeder ist mit jeder der beiden benachbarten Bandfedern zumindest an einer Stelle stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung wird jeweils im Bereich eines Umkehrabschnitts der Bandfedern ausgebildet und führt zur Ausbildung einer formstabilen Federstruktur im Bereich der Verbindung.Each band spring is integrally connected to each of the two adjacent band springs at least at one point. The cohesive connection is formed in each case in the region of an inversion section of the band springs and leads to the formation of a dimensionally stable spring structure in the region of the connection.
Auf diese Weise bilden die mindestens drei Bandfedern eine hülsenförmige monolithische Federstruktur aus, die eine hohe Knickstabilität aufweist und selbsttragend ist.In this way, the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, which has a high kink resistance and is self-supporting.
Der spezielle Aufbau der erfindungsgemäßen Federstruktur, insbesondere das konstruktive Merkmal, nach welchem die Bandfedern zwischen den Enden stoffschlüssig miteinander verbunden sind, gestattet Ausführungen mit hoher Wellenanzahl, d. h. Ausführungsformen der Federstruktur, die mehr als fünf Umkehrabschnitte aufweisen, insbesondere auch mehr als zehn bzw. mehr als fünfzehn Umkehrabschnitte aufweisen können.The special structure of the spring structure according to the invention, in particular the constructive Feature, according to which the band springs are materially interconnected between the ends, allows embodiments with a high number of waves, ie embodiments of the spring structure, which have more than five reversal sections, in particular more than ten or more than fifteen reversing sections may have.
Da die erfindungsgemäße Federstruktur im Wesentlichen auf Biegung beansprucht wird und die höchsten Spannungen in den Umkehrabschnitten auftreten, ist die Federstruktur somit auch als Hochleistungsfeder geeignet, welche in der Lage ist, hohe Energiemengen aufzunehmen und zu speichern.Since the spring structure according to the invention is essentially subjected to bending and the highest voltages occur in the reversing sections, the spring structure is thus also suitable as a high-performance spring, which is able to absorb and store large amounts of energy.
Mit der erfindungsgemäßen Federstruktur wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst. Es wird eine Federstruktur bereitgestellt, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwunden werden, die nämlich selbsttragend ist, über eine hohe Knickstabilität verfügt, als Hochleistungsfeder verwendet und die mit einem stabförmigen Dämpfer bei Bedarf kombiniert werden kann, aber nicht zwingend kombiniert werden muss.With the spring structure according to the invention, the object underlying the invention is achieved. A spring structure is provided which overcomes the problems known from the prior art, namely that it is self-supporting, has a high buckling stability, is used as a high-performance spring and can be combined with a rod-shaped damper if required, but not necessarily combined got to.
Die Federstruktur ist aus mindestens drei Bandfedern aufgebaut, so dass die Federstruktur entlang der Längsachse zumindest stellenweise bzw. abschnittsweise einen dreieckigen bzw. beliebig polygonalen Querschnitt aufweist. Vorteilhaft sind nämlich auch Ausführungsformen, bei denen die Federstruktur vier, fünf, sechs oder mehr Bandfedern umfasst. Dann nähert sich die Federstruktur in der Grundform einem Zylinder an.The spring structure is constructed from at least three band springs, so that the spring structure along the longitudinal axis at least in places or in sections has a triangular or arbitrary polygonal cross-section. Namely advantageous are embodiments in which the spring structure comprises four, five, six or more band springs. Then the spring structure in the basic form approaches a cylinder.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung eine punkartige Verbindung ist bzw. linienartige Ausgestaltung hat.Embodiments of the spring structure in which the at least one cohesive connection is a punk-like connection or has a line-like configuration are advantageous.
Erfindungsgemäß weist jede Bandfeder zwischen den freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern mindestens eine stoffschlüssige Verbindung auf. Abgesehen von diesen Verbindungen zwischen den freien Enden sind Ausführungsformen besonders vorteilhaft, bei denen jede Bandfeder an einem oder an beiden freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung aufweist.According to the invention, each band spring has at least one cohesive connection between the free ends of the spring structure for each of the two adjacent band springs. Apart from these connections between the free ends embodiments are particularly advantageous in which each band spring additionally has a cohesive connection at one or both free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs.
Die erfindungsgemäße Federstruktur eignet sich sowohl als Zugfeder wie auch als Druckfeder, d. h. die Federstruktur eignet sich zur Aufnahme von Zugkräften und Druckkräften.The spring structure according to the invention is suitable both as a tension spring and as a compression spring, d. H. The spring structure is suitable for absorbing tensile forces and compressive forces.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Federstruktur werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the spring structure are discussed in connection with the subclaims.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung im Bereich eines innenliegenden Umkehrabschnitts ausgebildet ist. Wenn die innenliegenden Umkehrabschnitte zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindungen herangezogen werden, ist ohne weiteres sichergestellt, dass die Bandfedern sich unter Belastung nicht gegenseitig im Rahmen ihrer Formänderung behindern bzw. beeinträchtigen, denn die außenliegenden Umkehrabschnitte können sich bei einer Kompression der Federstruktur ungehindert nach außen bewegen und bei einer Expansion bzw. Entlastung strecken.Advantageous embodiments of the spring structure, in which the at least one cohesive connection is formed in the region of an inboard reversing section. If the inner reversing sections are used to form the integral connections, it is readily ensured that the band springs do not interfere with each other under load as part of their change in shape or affect, because the outer Umkehrrabschnitte can move freely in a compression of the spring structure to the outside and stretch during an expansion or discharge.
Abgesehen von den stoffschlüssigen Verbindungen sollten sich die Bandfedern im Rahmen einer Formänderung vorzugsweise nicht berühren, da dies die Funktionsweise der Federstruktur stören bzw. gefährden kann.Apart from the cohesive connections, the band springs should preferably not touch as part of a change in shape, since this can disturb or endanger the functioning of the spring structure.
Grundsätzlich können auch Ausführungen vorteilhaft sein, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung, die jede Bandfeder zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur zu den beiden benachbarten Bandfedern aufweist, im Bereich eines außenliegenden Umkehrabschnitts ausgebildet ist. Dann bewegen sich im Wesentlichen die innenliegenden Umkehrabschnitte bei einer Formänderung und zwar nach innen, so dass die Federstruktur in ihren Außenabmessungen – abgesehen von der Längenänderung – nahezu nicht variiert. Bei der konstruktiven Auslegung der Feder muss berücksichtigt werden, dass die innenliegenden Umkehrabschnitte sich bei einer Kompression der Federstruktur nach innen bewegen. Eine nach innen gerichtete trapezförmige Verjüngung der innenliegenden Umkehrabschnitte kann verhindern, dass sich die Bandfedern unter Belastung in ihrer Formänderung gegenseitig behindern.In principle, embodiments may also be advantageous in which the at least one cohesive connection, which has each band spring between the two free ends of the spring structure to the two adjacent band springs, is formed in the region of an external reversing section. Then, in essence, the inner inversion sections move in a change in shape and that inward, so that the spring structure in their outer dimensions - apart from the change in length - almost does not vary. When constructing the spring, it must be taken into account that the inner reversal sections move inwards when the spring structure is compressed. An inwardly directed trapezoidal taper of the inboard reversal sections can prevent the band springs from interfering with each other under load in their change in shape.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen benachbarte Bandfedern zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur im Bereich sämtlicher innenliegender Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen.Advantageous embodiments of the spring structure, in which adjacent band springs between the two free ends of the spring structure in the region of all internal inversion sections have a material connection.
Vorteilhaft sind ebenfalls Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen benachbarte Bandfedern zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur im Bereich sämtlicher außenliegender Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen.Also advantageous are embodiments of the spring structure, in which adjacent band springs between the two free ends of the spring structure in the region of all external inversion sections have a cohesive connection.
Je mehr stoffschlüssig Verbindungen in die Federstruktur eingebracht werden, d. h. je höher die Anzahl an Verbindungen ist, die zwei benachbarte Bandfedern aufweisen, desto ausgeprägter ist die ohnehin hohe Knickstabilität und desto größer ist die Formstabilität der Federstruktur im Allgemeinen.The more cohesively compounds are introduced into the spring structure, d. H. the higher the number of connections having two adjacent band springs, the more pronounced the already high buckling stability and the greater the dimensional stability of the spring structure in general.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen an mindestens einem freien Ende der Federstruktur die mindestens drei Bandfedern einen innenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die Bandfedern paarweise im Bereich dieser innenliegenden Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. Dies erhöht die Formstabilität der Federstruktur, insbesondere die Formstabilität des entsprechend ausgebildeten Endes. Embodiments of the spring structure in which at least one free end of the spring structure has the at least three band springs have an inner reversing section are advantageous. This embodiment is particularly advantageous if the band springs have a material connection in pairs in the region of these inward reversal sections. This increases the dimensional stability of the spring structure, in particular the dimensional stability of the correspondingly shaped end.
Grundsätzlich benötigt die erfindungsgemäße Federstruktur an ihren Enden keine zusätzlichen krafteinleitenden bzw. formgebenden Elemente, beispielsweise Federteller, da es sich um eine selbsttragende Struktur handelt, die ohne weitere Anbauteile einsetzbar ist. Die Federkräfte werden dann ohne Zwischenschalten weiterer Elemente direkt in die Struktur eingeleitet.Basically, the spring structure according to the invention requires at its ends no additional force-introducing or shaping elements, such as spring plate, since it is a self-supporting structure that can be used without further attachments. The spring forces are then introduced directly into the structure without interposing further elements.
Aus den zuvor genannten Gründen sind Ausführungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen die mindestens drei Bandfedern an beiden freien Enden der Federstruktur einen innenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Ein stoffschlüssiges Verbinden der innenliegenden Umkehrabschnitte ist auch dabei vorteilhaft.For the reasons mentioned above, embodiments of the spring structure are advantageous in which the at least three band springs have an inner reversing section at both free ends of the spring structure. A cohesive connection of the inner reversing sections is also advantageous.
Grundsätzlich sind Ausführungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen an mindestens einem freien Ende der Federstruktur benachbarte Bandfedern eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen.In principle, embodiments of the spring structure are advantageous in which adjacent at least one free end of the spring structure band springs have a material connection.
Eine derartige konstruktive Ausgestaltung eines Endes ist vorstehend bereits für Ausführungsformen erörtert worden, die an einem Ende der Struktur innenliegende Umkehrabschnitte aufweisen.Such a structural design of one end has already been discussed above for embodiments having inboard turnarounds at one end of the structure.
Eine vergleichbare Ausgestaltung lässt sich in analoger Weise auch bei Federstrukturen realisieren, bei denen an mindestens einem freien Ende die mindestens drei Bandfedern einen außenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Die Vorteile sind die oben Genannten.A comparable embodiment can also be realized analogously in spring structures in which the at least three band springs have an external inversion section on at least one free end. The advantages are the above.
Vorteilhaft ist es wiederum, wenn die in Rede stehende Ausgestaltung des Endes, bei der benachbarte Bandfedern stoffschlüssig verbunden werden, wieder an beiden Enden der Federstruktur realisiert wird.It is in turn advantageous if the present embodiment of the end, are connected in the adjacent band springs cohesively, again realized at both ends of the spring structure.
Folglich sind Ausführungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen benachbarte Bandfedern an beiden freien Enden der Federstruktur eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen.Consequently, embodiments of the spring structure are advantageous in which adjacent band springs have a cohesive connection at both free ends of the spring structure.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die Zwischenstücke im unbelasteten Zustand der Bandfedern mit einer Ebene, welche senkrecht auf der Längsachse der Federstruktur steht, zumindest abschnittsweise einen Winkel α ≤ 20°, vorzugsweise einen Winkel α ≤ 10°, bilden. Je spitzer der Winkel α gewählt wird, desto kompakter kann die Federstruktur ausgebildet werden. Bei kleinen Winkeln liegen sich die Umkehrabschnitte nahezu in gefalteter Form gegenüber. Eine derartige Federstruktur kann bei kleinem Volumen große Energiemengen aufnehmen.Advantageous embodiments of the spring structure in which the intermediate pieces in the unloaded state of the band springs with a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the spring structure, at least partially an angle α ≤ 20 °, preferably an angle α ≤ 10 °, form. The sharper the angle α is chosen, the more compact the spring structure can be formed. At small angles, the inversion sections are almost in folded form. Such a spring structure can absorb large amounts of energy at a small volume.
Vorteilhaft können Ausführungsformen der Federstruktur sein, bei denen die Umkehrabschnitte uneinheitlich ausgebildet sind. Das können die Umkehrabschnitte verschiedener Bandfedern, aber insbesondere auch die Umkehrabschnitte einer einzelnen Bandfeder sein.Embodiments of the spring structure may be advantageous in which the reversing sections are formed unevenly. This can be the inversion sections of different band springs, but in particular also the reversal sections of a single band spring.
Einzelne Umkehrabschnitte können beispielsweise in der Gestalt oder im Material variieren. So können die Umkehrabschnitte einer einzelnen Bandfeder unterschiedlich dick, unterschiedlich breit, unterschiedlich lang und/oder unterschiedlich geformt sein.Individual reversal sections may vary in shape or material, for example. Thus, the turnaround portions of a single band spring may have different thicknesses, different widths, different lengths and / or different shapes.
Durch die uneinheitliche Ausbildung der Umkehrabschnitte einer Bandfeder kann Einfluss genommen werden auf die Federkennlinie der Federstruktur. Unterschiedlich ausgebildete Umkehrabschnitte sind in der Regel unterschiedlich steif. So können progressive Federkennlinien modelliert werden. Die entsprechende Federstruktur wird bei Belastung in Stufen härter.The nonuniform design of the reversal sections of a strip spring can be influenced on the spring characteristic of the spring structure. Differently formed reversing sections are usually different stiff. So, progressive spring characteristics can be modeled. The corresponding spring structure hardens when loaded in stages.
Vorteilhaft können ebenfalls Ausführungsformen der Federstruktur sein, bei denen die mindestens drei Bandfedern uneinheitlich ausgebildet sind. Verschiedene Bandfedern können beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Die Bandfedern können sich aber auch – wie für die Umkehrabschnitte beschrieben – in der Materialstärke, in der Breite, in der Länge und/oder in der Form unterscheiden.Embodiments of the spring structure may also be advantageous, in which the at least three band springs are of non-uniform design. Different band springs can for example be made of different materials. However, the band springs may also differ in material thickness, width, length and / or shape as described for the reversal sections.
Die uneinheitliche Ausbildung der Bandfedern führt zu einer asymmetrischen Federstruktur, die sich gegenüber einer symmetrischen Federstruktur dadurch auszeichnet, dass die Wirkungslinie der resultierenden Federkraft außermittig und/oder gegebenenfalls angestellt, d. h. um einen Winkel gegenüber der Längsachse der Federstruktur geneigt, verläuft. Bei einer symmetrischen Federstruktur verläuft die resultierende Federkraft in der Regel entlang der Längsachse.The nonuniform design of the band springs leads to an asymmetric spring structure, which is distinguished from a symmetrical spring structure in that the line of action of the resulting spring force off-center and / or optionally employed, d. H. inclined at an angle relative to the longitudinal axis of the spring structure. In a symmetrical spring structure, the resulting spring force usually runs along the longitudinal axis.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Verbundmaterial gefertigt sind.Advantageous embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of composite material.
Verbundmaterialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Eigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe in vorteilhafter Weise miteinander kombinieren, wie beispielsweise Festigkeit, Leichtbau und dergleichen. Composite materials are characterized by the fact that they combine the properties of different materials in an advantageous manner, such as strength, lightweight construction and the like.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang insbesondere Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind.Particularly advantageous in this context are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of fiber-reinforced plastic.
Faserverstärkter Kunststoff zeichnet sich durch eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem spezifischem Gewicht aus. Die spezifische Energieaufnahme, d. h. die auf das Gewicht bezogene Energieaufnahmekapazität ist vergleichsweise groß. Zudem ist Kunststoff korrosionsbeständig.Fiber-reinforced plastic is characterized by a very high strength and low specific weight. The specific energy intake, d. H. the weight-related energy absorption capacity is comparatively large. In addition, plastic is corrosion resistant.
Vorteilhaft sind daneben auch Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Kunststoff gefertigt sind. Insbesondere bei geringen Belastungen können die Bandfedern der Federstruktur aus Kunststoff gefertigt sein.Also advantageous are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of plastic. Especially at low loads, the band springs of the spring structure can be made of plastic.
Kunstoffe, ob faserverstärkt oder nicht, ermöglichen eine einfache, d. h. eine kostengünstige und nur wenige Arbeitsschritte umfassende Herstellung der Federstruktur, beispielsweise im Spritzgießverfahren oder im Resin Transfer Moulding (RTM).Plastics, whether fiber reinforced or not, allow easy, d. H. a cost-effective and only a few steps comprehensive manufacture of the spring structure, for example by injection molding or in Resin Transfer Molding (RTM).
Vorteilhaft sind daneben auch Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Metall gefertigt sind.Also advantageous are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of metal.
Im Gegensatz zu Kunststoffen ist Metall hitzebeständig, d. h. auch für den Einsatz bei höheren Temperaturen geeignet. Das höhere Gewicht hingegen wird in der Regel als Nachteil angesehen.Unlike plastics, metal is heat resistant, i. H. also suitable for use at higher temperatures. The higher weight, however, is usually considered a disadvantage.
Die mindestens drei Bandfedern müssen gemäß den vorstehenden Ausführungsformen nicht einheitlich aus Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Metall gefertigt sein, sondern können durchaus auch uneinheitlich, d. h. aus verschiedenen Materialien bestehen.The at least three band springs must not be made in accordance with the above embodiments, not uniformly made of plastic, fiber-reinforced plastic or metal, but may also be inconsistent, d. H. made of different materials.
Zudem sind Variationen und Weiterbildungen denkbar, beispielsweise die Beschichtung einer aus Metall gefertigten Bandfeder mit Kunststoff zum Zweck des Korrosionsschutzes.In addition, variations and developments are conceivable, for example, the coating of a made of metal band spring with plastic for the purpose of corrosion protection.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von fünf Ausführungsbeispielen gemäß den
Die dargestellte Federstruktur
Die drei Bandfedern
Die Orientierung der Bandfedern
Jede Bandfeder
Es sind nicht nur stoffschlüssige Verbindungen
Bei einer Kompression der Federstruktur
Wenn, wie vorliegend bei der Ausführungsform gemäß
Bei den Bandfedern
Als Folge dieser uneinheitlichen Ausgestaltung kommt der untere äußere Umkehrabschnitt
Im Unterschied zu der in
Die Federstruktur
Die Ausbildung der Federstruktur
Im Unterschied zu der in
Im Unterschied zu der in
Die außenliegenden Umkehrabschnitte
In Ergänzung zu der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Federstrukturspring structure
- 22
- Bandfederband spring
- 33
- innenliegende Umkehrabschnitteinside inversion sections
- 44
- außenliegende Umkehrabschnitteexternal inversion sections
- 55
- Zwischenstückespacers
- 66
- stoffschlüssige Verbindungcohesive connection
- 7a7a
- ein freies Ende der Federstruktura free end of the spring structure
- 7b7b
- anderes freies Ende der Federstrukturother free end of the spring structure
- 88th
- Längsachselongitudinal axis
- 99
- Abschlusselementtermination element
- 1010
- Ringring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2082903 A2 [0002, 0003, 0008] EP 2082903 A2 [0002, 0003, 0008]
- US 4832320 [0010, 0010] US 4832320 [0010, 0010]
- EP 0132048 A1 [0011, 0012, 0012, 0014] EP 0132048 A1 [0011, 0012, 0012, 0014]
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015012334B3 (en) * | 2015-09-22 | 2017-02-16 | Uwe Hoffmann | Sleeve-shaped spring structure with a plurality of band springs and method for producing a band spring of such a spring structure |
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DE102016201631A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Spring arrangement, strut and motor vehicle |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010061649A1 (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-05 | Tobias KELLER | Leaf spring element |
CN108757787B (en) * | 2018-06-13 | 2022-09-23 | 王永明 | Spring |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0132048A1 (en) | 1983-06-20 | 1985-01-23 | Secretary of State for Trade and Industry in Her Britannic Majesty's Gov. of the U.K. of Great Britain and Northern Ireland | Springs for high specific energy storage |
US4832320A (en) | 1985-07-11 | 1989-05-23 | Gkn Technology Limited | Spring assemblies |
EP2082903A2 (en) | 2008-01-28 | 2009-07-29 | Muhr und Bender KG | Vehicle spring made from composite material |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202004017617U1 (en) * | 2004-11-12 | 2005-02-24 | Hartmann, Siegbert | Mattress spring comprises upper and lower support disks which are connected by four curved, resilient arms whose ends swivel on pivots attached to disks |
EP1680987A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-19 | Diemer & Dr. Jaspert GbR | Padding element and spring element therefor |
FR2916029B1 (en) * | 2007-05-09 | 2012-08-31 | Delahousse Et Fils Sa | ELASTIC SUSPENSION BODY OF PLASTIC TYPE OF SPRING TYPE, BALL OR SIMILAR FOR SOMMIER, MATTRESS OR SEAT |
DE102008024585B4 (en) * | 2008-05-21 | 2017-11-02 | Muhr Und Bender Kg | Spring element for a spring-damper arrangement |
-
2010
- 2010-04-16 DE DE201010015469 patent/DE102010015469A1/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-04-07 WO PCT/EP2011/001731 patent/WO2011128042A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0132048A1 (en) | 1983-06-20 | 1985-01-23 | Secretary of State for Trade and Industry in Her Britannic Majesty's Gov. of the U.K. of Great Britain and Northern Ireland | Springs for high specific energy storage |
US4832320A (en) | 1985-07-11 | 1989-05-23 | Gkn Technology Limited | Spring assemblies |
EP2082903A2 (en) | 2008-01-28 | 2009-07-29 | Muhr und Bender KG | Vehicle spring made from composite material |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015012334B3 (en) * | 2015-09-22 | 2017-02-16 | Uwe Hoffmann | Sleeve-shaped spring structure with a plurality of band springs and method for producing a band spring of such a spring structure |
DE102016201632A1 (en) | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Spring arrangement, strut and motor vehicle |
DE102016201631A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Spring arrangement, strut and motor vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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