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Die Erfindung betrifft ein Strukturelement, bestehend aus einem bandförmigen Körper, der aus Kunststoff besteht, wobei der bandförmige Körper als eine spiralförmige Anordnung mit zumindest einer Windung ausgebildet ist.
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Aus der
DE 102 28 406 A1 ist ein solches Strukturelement bekannt. Dieses Strukturelement umfasst einen bandförmigen Körper mit einer Außenseite, welche durch eine Ober- und eine Unterseite gebildet ist, wobei diese durch einen Randbereich miteinander verbunden sind. Die Breite der Ober- und Unterseite ist größer als die Dicke des Randbereichs. Die Windungen des Strukturelementes, welches eine spiralförmige Anordnung umfasst, können dabei Auflageschenkel aufweisen, welche jeweils durch zumindest einen bereichsweise gekrümmten Federschenkel miteinander verbunden sind. Beispielsweise können bei einer solchen Ausgestaltung die Windungen im Querschnitt gesehen oval sein.
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Aus der
DE 20 2012 102 045 U1 sind des Weiteren Strukturelemente bekannt, welche aus einem bandförmigen Körper aus Kunststoff mit Verstärkungsfasern bestehen, die mit einer spiralförmigen Anordnung ausgebildet sind. Die Windungen weisen dabei einen sechseckigen Querschnitt auf, wobei zwischen den beiden parallel zueinander ausgerichteten Auflageschenkeln V-förmige Federschenkel vorgesehen sind.
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Sofern bei den vorgenannten Strukturelementen mit beispielsweise ovalen oder sechseckförmigen Windungen eine Belastung auf die Auflageschenkel auftritt, kann sich im Bereich der Federschenkel eine Knickstelle ausbilden, in der die Verstärkungsfasern brechen. Dies bewirkt, dass das Rückstellverhalten einer solchen spiralförmigen Anordnung verzögert sein kann, bis das Strukturelement in seine Ausgangsform zurückgekehrt ist. Des Weiteren kann dadurch die Dauerfestigkeit beeinträchtigt sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strukturelement, welches als spiralförmige Anordnung mit zumindest einer Windung ausgebildet ist, zu schaffen, bei dem die Dauerfestigkeit und das Rückstellverhalten verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Strukturelement gelöst, bei welchem an der zumindest einen Windung zumindest im Bereich der Knickstelle der Federschenkel des bandförmigen Körpers eine Schicht aus einem biegeschlaffen Material vorgesehen ist, welches sich zumindest abschnittsweise entlang an einer Außenseite des bandförmigen Körpers erstreckt. Die Außenseite des Körpers wird durch eine Ober- und eine Unterseite als auch einen Randbereich des bandförmigen Körpers gebildet. In Abhängigkeit der Geometrie der zumindest einen Windung können Auflagepunkte oder Auflageschenkel zwischen Federschenkeln gegeben sein, in denen sich die Knickstelle bei Belastung des Strukturelementes bildet. Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, dass durch das Vorsehen oder Anbringen einer Schicht aus einem biegeschlaffen Material zumindest im Bereich der Knickstelle der Windung ein verbessertes Rückstellverhalten des Strukturelementes erzielt wird. Dadurch wird die Knickstelle durch die zumindest abschnittsweise Anordnung der Schicht aus einem biegeschlaffen Material als eine Art Scharnier ausgebildet, welches aus dem bandförmigen Körper und der zumindest abschnittsweisen, sich entlang der Außenseite des bandförmigen Körpers erstreckenden Schicht aus einem biegeschlaffen Material gebildet wird. Das Aufrichten des Strukturelementes in seine Ausgangsform kann durch die Rückstellkräfte erfolgen, welche zwischen den Federschenkeln und den benachbarten Auflageschenkeln oder Auflagepunkten während einer Belastung auf das Strukturelement eingebracht und erzeugt wurden.
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Diese erfindungsgemäße Anordnung weist des Weiteren den Vorteil auf, dass dadurch auch die Dauerfestigkeit erhöht werden kann. Die Schicht aus einem biegeschlaffen Material bewirkt, dass bei einem teilweisen Bruch oder Bruch des bandförmigen Körpers in der Knickstelle ein Auseinanderfallen der an die Knickstelle angrenzenden Abschnitte des bandförmigen Körpers verhindert ist.
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Bevorzugt ist die Schicht aus einem biegeschlaffen Material um wenigstens das 1,5-fache, insbesondere um wenigstens das 10-fache oder um ein Vielfaches, weicher als der bandförmige Körper des Strukturelementes. Durch diese Gegensätzlichkeit können unerwarteterweise das Rückstellverhalten und auch die Dauerfestigkeit eines solchen Strukturelementes mit einer spiralförmigen Anordnung verbessert sein.
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Bevorzugt besteht die Schicht des biegeschlaffen Materials aus einem Textil, einem Filz, einem Vlies, einem Gewebe, einer Gitterstruktur oder einem Gewirke, welches aus Natur- und/oder Kunststofffasern und/oder Metallfasern hergestellt ist. Des Weiteren kann die Schicht aus biegeschlaffem Material aus einer Kunststofffolie und/oder aus einer Metallfolie und/oder aus Papier bestehen. Der Einsatz und die Auswahl des spezifischen Materials können in Abhängigkeit der Anwendung für das Strukturelement erfolgen. Durch die Auswahl der Schicht aus biegeschlaffem Material kann auch die Haptik eines solchen Strukturelementes bestimmt werden. Zusätzlich können weitere Eigenschaften, wie beispielsweise Flammenschutz oder Aufnahme von Feuchtigkeit, damit beeinflusst werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform des Strukturelementes ist die Schicht aus biegeschlaffem Material auf die Außenseite des bandförmigen Körpers fest aufgebracht, vorzugsweise aufgeklebt, auflaminiert, aufkaschiert oder aufgeschweißt. Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen der Schicht aus biegeschlaffem Material und dem bandförmigen Körper geschaffen. Insbesondere kann dadurch ein Schutz vor frei hervorstehenden Glasfaserendabschnitten nach deren Bruch erzielt werden.
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Des Weiteren ist die Schicht aus biegeschlaffem Material bevorzugt mit dem Kunststoff des bandförmigen Körpers zumindest teilweise durchtränkt. Bevorzugt wird bei der Herstellung des bandförmigen Körpers die noch nicht ausgehärtete Schmelze des Kunststoffs bereits mit der Schicht aus biegeschlaffem Material in Verbindung gebracht, so dass ein zumindest teilweises Durchtränken der Schicht aus biegeschlaffem Material mit der Schmelze und dadurch ein festes Verbinden mit dem bandförmigen Körper erfolgt. Dabei ist die Schicht aus biegeschlaffem Material offen oder offenporig ausgebildet, das heißt, dass die Schmelze in die Schicht eindringen und diese durchtränken kann.
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Die Schicht aus biegeschlaffem Material kann gemäß einer ersten Ausführungsform des Strukturelementes ein- oder beidseitig an dem Randbereich des bandförmigen Körpers vorgesehen sein. Somit ist durch die Schicht aus biegeschlaffem Material zumindest im Bereich der Knickstelle eine Randeinfassung gegeben. Dies kann sowohl für das verbesserte Rückstellverhalten als auch die Dauerfestigkeit genügen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Strukturelementes sieht vor, dass die an dem Randbereich des bandförmigen Körpers vorgesehene Schicht aus biegeschlaffem Material sich zumindest teilweise entlang der Breite der Unterseite und/oder Oberseite des bandförmigen Körpers erstreckt. Die Schicht kann sich teilweise, abschnittsweise oder auch vollständig über die Breite der Ober- und/oder Unterseite erstrecken. Dadurch kann ein höheres Maß der Umhüllung zur Außenseite des bandförmigen Körpers geschaffen werden, wodurch sowohl das Rückstellverhalten als auch die Dauerfestigkeit weiter verbessert werden können.
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Eine alternative Ausgestaltung des Strukturelementes sieht die Schicht aus biegeschlaffem Material auf einer Oberseite oder einer Unterseite des bandförmigen Körpers vor und erstreckt sich teilweise oder vollständig über die Breite der Ober- und/oder Unterseite. Bei einer einfachen und sehr kostengünstigen Ausführungsform ist beispielsweise nur an der Ober- oder Unterseite des bandförmigen Körpers ein Streifen aus einer Schicht aus biegeschlaffem Material vorgesehen, welche sich beispielsweise nur bereichsweise über die Breite der Ober- oder Unterseite erstreckt. Durch die Freilassung einer Ober- oder Unterseite des bandförmigen Körpers kann ermöglicht werden, dass weitere Komponenten, wie beispielsweise eine Schicht, die auch mehrere Strukturelemente aufnehmen kann, in einfacher Weise an dem bandförmigen Körper angebracht oder befestigt werden können, um Verbundbauteile auszubilden.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung des Strukturelementes sieht vor, dass die Schicht aus biegeschlaffem Material sich zumindest entlang einer Ober- oder Unterseite und zumindest einem Randbereich des bandförmigen Körpers erstreckt. Beispielsweise können ein Randbereich und eine Oberseite oder ein Randbereich und eine Unterseite von der Schicht umgeben sein. Ebenso kann eine Art U-förmige Umhüllung vorgesehen sein, bei der ein Randbereich frei bleibt.
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Alternativ zu dieser vorgenannten Ausführungsform können eine Oberseite oder eine Unterseite und beide Randbereiche von der Schicht aus biegeschlaffem Material umgeben sein, so dass an einer Oberseite oder einer Unterseite ein Freiflächenabschnitt ausgebildet ist. Eine solche Umhüllung lässt sich auch in einfacher Weise durch Umschlagen der Schicht aus dem bandförmigen Material um den bandförmigen Körper herstellen.
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Das Strukturelement kann von der Schicht aus dem biegeschlaffen Material auch vollständig umschlossen sein, wobei durch die Endabschnitte der Schicht, die aufeinander zuweisen und eng einander gegenüberliegen, eine Stoßstelle gebildet ist. Somit ist zumindest die Knickstelle der Windung des Strukturelementes vollständig umschlossen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Strukturelementes, welches durch die Schicht aus biegeschlaffem Material vollständig verschlossen ist und eine Stoßstelle umfasst, kann darin bestehen, dass die Stoßstelle mittels eines Abdeckstreifens abgedeckt oder durch ein Klebemittel oder eine Schweißraupe geschlossen ist. Dadurch kann eine vollständige Umhüllung oder Einhüllung möglich sein.
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Eine Alternative zur Ausbildung einer solchen Stoßstelle, bei der die Endabschnitte der Schicht aus biegeschlaffem Material einander gegenüber liegen, kann darin bestehen, dass die Endabschnitte der Schicht überlappend zueinander angeordnet sind. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Stoßstelle bevorzugt durch Verkleben, Verschweißen oder Laminieren der Endabschnitte der Schicht aus biegeschlaffem Material gebildet sein.
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Eine alternative Ausgestaltung des Strukturelementes sieht vor, dass die Außenseiten des bandförmigen Körpers von einer Hülle aus der Schicht aus biegeschlaffem Material umgeben oder die Schicht aus biegeschlaffem Material aufgespannt ist und vorzugsweise die überlappenden Endbereiche miteinander verklebt, verschweißt und laminiert sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Schicht aus biegeschlaffem Material nicht mit der Außenseite des bandförmigen Körpers verbunden. Eine solche Ausführungsform führt zu einem verbesserten Rückstellverhalten als auch einer erhöhten Dauerfestigkeit.
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Bei der Ausgestaltung einer spiralförmigen Anordnung des Strukturelementes durch ovale Windungen kann vorgesehen sein, dass die Federschenkel kreisförmig ausgebildet sind und die Schicht aus biegeschlaffem Material im Bereich der Knickstelle, welche im Scheitelpunkt der Federschenkel liegt, angeordnet ist oder dass sich die Schicht aus biegeschlaffem Material entlang der gesamten Federschenkel erstreckt. Ebenso kann die Schicht aus biegeschlaffem Material sich auch vollständig entlang des bandförmigen Körpers erstrecken.
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Analoges gilt für die Ausgestaltung der spiralförmigen Anordnung für sechseckförmige Windungen, bei welchen die Federschenkel V-förmig ausgebildet sind, welche die zwei parallel zueinander ausgerichteten Auflageschenkel miteinander verbindet. Die Federschenkel weisen zwei Schenkelabschnitte auf, die durch eine Krümmung miteinander verbunden sind, wobei in der Krümmung die Knickstelle liegt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Strukturelement, welches beispielsweise von einer Schicht aus biegeschlaffem Material umgeben ist und auf der Ober- oder Unterseite einen Freiflächenabschnitt aufweist, mittels diesem Freiflächenabschnitt an einer flächenförmigen Schicht fixiert ist, um ein Verbundbauteil zu bilden. Dadurch kann beim Erwärmen des Strukturelementes in einfacher Weise ein Verschweißen oder Laminieren des bandförmigen Körpers mit der flächenförmigen Schicht erfolgen, so dass beispielsweise die Windungen in Achslängsrichtung der spiralförmigen Anordnung gesehen im Abstand zueinander fixiert durch die flächenförmige Schicht gehalten werden können.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Strukturelementes sieht vor, dass die spiralförmige Anordnung nur aus einer Windung besteht, deren freien Enden zu einem geschlossenen Ring zusammengeführt und miteinander verbunden sind. Vorzugsweise können die freien Enden der Windung fest miteinander verbunden sein, insbesondere verklebt, verschweißt oder durch eine Schicht aus einem biegeschlaffen Material in dieser geschlossenen Form gehalten werden. Somit können beispielsweise mehrere einzelne Windungen getrennt zueinander zwischen zwei Schichten beliebig angeordnet werden, wobei diese einzelne Windung in Form eines geschlossenen Ringes ebenso im Bereich der Federschenkel zwischen einem oberen und einem unteren Auflagepunkt oder einer oberen und unteren Auflagefläche Knickstellen bildet, die mit einer Schicht aus einem biegeschlaffen Material versehen sind, welche sich zumindest abschnittsweise entlang einer Außenseite des bandförmigen Körpers zum Bereich der Knickstelle erstreckt.
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Der bandförmige Körper besteht vorzugsweise aus Kunststoff, wobei beispielsweise Thermoplaste, insbesondere Polyamid, thermoplastische Polyurethane, Polypropylen, Polyethylen, Polycarbonat, thermoplastisches Polyester, Polysulfon, Polyestersulfon, Polyetherimid oder Polyetherketone, vorgesehen sein können. Ebenso können auch duromere Harze, insbesondere Epoxid-, Polyester-, Vinylester-, Phenol- oder Polyesterharze, vorgesehen sein.
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In dem bandförmigen Körper aus Kunststoff können bevorzugt Verstärkungsfasern vorgesehen sein. Diese können vorteilhafterweise aus Glas, Aramid oder Kohlenstofffasern gebildet sein. Ebenso können Metallfasern, Keramikfasern, Cellulosefasern, Jutefasern, Flachsfasern, Hanffasern, Sisalfasern, Polyethylenfasern, Polypropylenfasern, Polyamidfasern, Polyesterfasern oder dergleichen vorgesehen sein.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht von oben auf ein bekanntes Strukturelement,
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2a eine schematische Seitenansicht des Strukturelementes gemäß 1 mit einer sechseckförmigen Windung,
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2b eine schematische Seitenansicht des Strukturelementes gemäß 1 mit einer ovalen Windung,
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3 eine schematische Seitenansicht des Strukturelementes gemäß 1 mit einer runden Windung,
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4 eine schematische Ansicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Strukturelementes,
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5 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 4,
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6 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 5,
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7 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 5,
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8 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 5,
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9 eine schematische Ansicht von oben auf eine weitere alternative Ausführungsform zu 4,
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10 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 9,
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11 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 10,
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12 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 10,
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13 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 10,
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14 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 10,
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15 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 10,
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16 eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform des Strukturelementes zu 4,
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17 eine schematische Seitenansicht auf das Strukturelement gemäß 16,
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18 eine schematische Seitenansicht auf eine alternative Ausgestaltung des Strukturelementes zu 17,
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19 eine schematische Seitenansicht auf eine alternative Ausgestaltung des Strukturelementes zu 17,
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20 eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Anordnung von Strukturelementen mit einer flächenförmigen Schicht als Verbundbauteil und
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21 eine weitere alternative Ausführungsform zu 4.
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In 1 ist eine schematische Ansicht auf ein Strukturelement 11 dargestellt, welches aus einem bandförmigen Körper 12 gebildet ist. Dieser bandförmige Körper 12 besteht aus Kunststoff und weist bevorzugt Verstärkungsfasern auf, die vorzugsweise in Bandlängsrichtung ausgerichtet sind. Zur Herstellung des bandförmigen Körpers 12 werden thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe eingesetzt. Als Verstärkungsfasern können in Abhängigkeit des Einsatzes von thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen verschiedene Materialien eingesetzt werden. Beispielsweise können Glas-, Aramid-, Kohlenstofffasern als auch hochsteife Polyethylenfasern, Polypropylenfasern, Polyesterfasern eingesetzt werden. Ebenso können auch Metallfasern, Keramikfasern, Cellulosefasern, Hanffasern, Jutefasern, Flachsfasern oder Sisalfasern eingesetzt werden.
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Der bandförmige Körper 12 umfasst mehrere Windungen 14, wodurch das Strukturelement 11 eine spiralförmige Anordnung darstellt.
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In 2a ist beispielsweise eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Strukturelementes 11 dargestellt, bei welcher die Windung 14 sechseckförmig ausgebildet ist. Die Windung 14 umfasst zwei vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtete Auflageschenkel 16, 17, welche durch Federschenkel 19 miteinander verbunden sind. Diese Federschenkel 19 sind V-förmig ausgebildet und weisen geradlinig verlaufende Schenkelabschnitte 20, 21 auf, die durch eine Krümmung 22 miteinander verbunden sind. Die Schenkelabschnitte 20, 21 gehen ebenfalls fließend durch eine Biegung oder Krümmung in die Auflageschenkel 16, 17 über. Vorzugsweise ist zwischen den Schenkelabschnitten 20, 21 und den jeweiligen Auflageschenkeln 16, 17 ein stumpfer Winkel ausgebildet. Die Schenkelabschnitte 20, 21 sind in einem Winkel von weniger als 180° zueinander ausgerichtet. Bei einer Belastung der Auflageschenkel 16, 17 werden die Federschenkel 19 im Bereich der Krümmung 22 belastet, so dass sich eine Knickstelle 24 ausbildet.
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In 2b ist eine alternative Ausgestaltung der Windung 14 des Strukturelementes 11 zu 2a dargestellt. Diese Windung 14 weist einen ovalen Querschnitt auf. Die zwischen den Auflageschenkeln 16, 17 liegenden Federschenkel 19 weisen beispielsweise einen kreisbogenförmigen Verlauf auf. Auf dem Scheitelpunkt dieser Federschenkel 19 wird eine Knickstelle 24 beim Aufbringen einer Belastung auf die Auflageschenkel 16, 17 erzeugt.
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In 3 ist eine weitere alternative Geometrie oder Ausgestaltung der Windung 14 des Strukturelementes 11 zu den 2a und 2b dargestellt. Diese Windung 14 weist einen runden Querschnitt auf. Anstelle von Auflageschenkeln sind obere und untere Auflagepunkte 15, 18 gebildet, zwischen denen sich beispielsweise kreisbogenförmig Federschenkel 19 erstrecken. Sofern auf einem oder beiden Auflagepunkten 15, 18, die um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, eine Kraft oder eine Belastung aufgebracht wird, wandern die Federschenkel 19, insbesondere bezüglich deren Scheitelpunkte, nach außen, wodurch jeweils eine Knickstelle 24 ausgebildet wird.
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Grundsätzlich sind für solche Strukturelemente 11 jegliche Geometrien möglich, also runde Querschnitte, unrunde Querschnitte als auch mehreckförmige Querschnitte.
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Der grundsätzliche Aufbau des Strukturelementes
11 ist aus der
DE 102 28 406 A1 bekannt, auf welche vollumfänglich Bezug genommen wird.
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In 4 ist eine schematische Ansicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Strukturelementes 11 dargestellt. Die 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 4. Der bandförmige Körper 12 des Strukturelementes 11 umfasst eine Oberseite 26 sowie eine Unterseite 27, die jeweils durch einen Randbereich 28 miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Oberseite und Unterseite 26, 27 parallel zueinander ausgerichtet, und ein gekrümmter Randbereich 28 verbindet die Ober- und Unterseite 26, 27. Alternativ kann der Randbereich 28 auch geradlinig verlaufen, so dass ein rechteckförmiger Querschnitt gebildet ist. Ebenso kann die Ober- und/oder Unterseite 26, 27 eine Kontur und/oder eine Profilierung aufweisen. Auch kann der gesamte Querschnitt profiliert ausgebildet sein. Die Oberseite 26, die Unterseite 27 und die beiden Randbereiche 28 bilden gemeinsam eine Außenseite 29 des bandförmigen Körpers 12.
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Bei dieser ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Strukturelementes 11 ist auf einer Oberseite 26 eine Schicht 31 aus biegeschlaffem Material angeordnet. Diese Schicht 31 erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Breite der Oberseite 26 des bandförmigen Körpers 12. Diese kann sich alternativ auch nur teilweise über die Breite der Oberseite 26 erstrecken, wobei diese sowohl im mittleren Bereich als auch in einem Bereich, beispielsweise an einem linken oder rechten Randbereich 28 angrenzend, vorgesehen sein kann. Im Ausführungsbeispiel ist die Schicht 31 über die Breite der Oberseite 26 ausgebildet und erstreckt sich vorteilhafterweise entlang der gesamten Länge des bandförmigen Körpers 12, wie dies in 4 dargestellt ist. Eine solche Ausführungsform ermöglicht eine einfache Herstellung.
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Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Schicht 31 nicht nur im Bereich der Knickstelle 24, sondern entlang des Federschenkels 19 und der Auflageschenkel 16, 17.
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Alternativ kann die Schicht 31 auch auf der Unterseite 27 des bandförmigen Körpers 12 vorgesehen sein.
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Die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material besteht bevorzugt aus Textilien, Vliesen, Filzen, Geweben, Gitterstrukturen, Gewirken, die aus Natur- und/oder Kunststofffasern hergestellt sein können.
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Solche Schichten 31 können beispielsweise auf die Ober- oder Unterseite 26, 27 des bandförmigen Körpers 12 aufgeklebt, aufkaschiert, auflaminiert oder aufgeschweißt werden.
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In 6 ist eine alternative Ausführungsform zu 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite 26, 27 des bandförmigen Körpers 12 die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material vorgesehen. Bevorzugt erstrecken sich die Schichten 31 betragsmäßig über die gleiche Breite der Oberseite 26 und der Unterseite 27. Alternativ kann die Schicht 31 auf der einen Seite eine geringere Breite als auf der gegenüber liegenden Seite umfassen.
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Ebenso können beispielsweise auf einer Oberseite 26 oder Unterseite 27 zwei oder mehrere Streifen der Schicht 31 anstelle einer durchgehenden Schicht aufgebracht sein.
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In 7 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Strukturelementes 11 zu 5 dargestellt. Beispielsweise umgibt die streifenförmig ausgebildete Schicht 31 aus biegeschlaffem Material den Randbereich 28 des bandförmigen Körpers 12. Es kann sowohl nur einer als auch beide Randbereiche 28 des bandförmigen Körpers 12, wie dies in 7 dargestellt ist, eingefasst werden. Wahlweise kann sich die Schicht 31 vom Randbereich 28 aus erstrecken und die Ober- und/oder Unterseite 26, 27 in gleichem oder unterschiedlichem Maße überdecken.
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In 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu 5 dargestellt. Beispielsweise umgibt die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material U-förmig den bandförmigen Körper 12, so dass ein Randbereich 28 freibleibt, wohingegen die Oberseite 26 und Unterseite 27 sowie der zweite Randbereich 28 abgedeckt sind.
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In 9 ist eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelementes 11 zu 4 dargestellt. Die 10 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 9.
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Bei dieser alternativen Ausführungsform umgibt die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material den bandförmigen Körper 12 im Wesentlichen, jedoch nicht vollständig. Dabei ist auf der Oberseite 26 oder Unterseite 27 ein Freiflächenabschnitt 33 vorgesehen, so dass in diesem Bereich der bandförmige Körper 12 nicht abgedeckt ist. Bevorzugt ist dieser Freiflächenabschnitt 33 dabei auf einer Innenseite der Windung vorgesehen, so dass bezüglich den Außenseiten der Windungen 14 eine Ummantelung des bandförmigen Körpers 12 durch die Schicht 31 gegeben ist. Dadurch wird insbesondere eine gute Haptik erzielt.
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In 11 ist eine alternative Ausgestaltung des Strukturelementes 11 zu 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umgibt die Schicht 31 den bandförmigen Körper 12 vollständig, wobei eine Stoßstelle 35 gebildet ist, bei welcher die beiden Endbereiche 36 unter Bildung eines geringen Spaltes einander gegenüber liegend auf einer Oberseite 26 oder Unterseite 27 des bandförmigen Körpers 12 angeordnet sind.
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In 12 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Stoßstelle 35 durch einen Abdeckstreifen 37 geschlossen. Hierbei kann es sich bevorzugt wiederum um ein Material handeln, welches für die Schicht 31 verwendet wird. Alternativ kann der Abdeckstreifen 37 auch aus einem anderweitigen Material vorgesehen sein.
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In 13 ist eine alternative Ausführungsform zu 12 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Stoßstelle 35 durch ein Klebemittel 38 verschlossen. Dies kann in Form einer Klebemittelraupe erfolgen. Alternativ kann auch eine Schweißraupe gesetzt werden.
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Eine weitere alternative Ausführungsform des Strukturelementes 11 zu 11 ist in 14 dargestellt. Dabei wird die Stoßstelle 35 durch sich überlappende Endbereiche 36 der Schicht 31 gebildet. Diese überlappenden Endbereiche sind an der Oberseite 26 oder Unterseite 27 vorgesehen. Die Endbereiche 36 sind bevorzugt miteinander verklebt, verschweißt oder durch Lamination miteinander verbunden.
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In 15 ist eine alternative Ausführungsform zu 14 dargestellt. Diese Ausführungsform des Strukturelementes 11 gemäß 15 weicht von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in den 4 bis 14 dahingehend ab, dass die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material als eine Hülle 41 ausgebildet ist, bei der die Endbereiche 36 im Bereich der Stoßstelle 35 miteinander verbunden, wie beispielsweise verklebt, verschweißt oder laminiert, sind, wohingegen die Hülle 31 lose zum bandförmigen Körper 12 angeordnet ist. Die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material ist somit nicht mit der Außenseite 29 des bandförmigen Körpers 12 fest verbunden.
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In 16 ist eine weitere alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelementes zu den 4 und 9 dargestellt. Die 17 zeigt eine schematische Seitenansicht der alternativen Ausführungsform des Strukturelementes 11 in 16.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material im Bereich der Knickstelle 24 angeordnet, wohingegen die weiteren Bereiche des bandförmigen Körpers 12 des Strukturelementes 11 freibleibend sind, das heißt, dass der bandförmige Körper 12 in diesem Bereich ohne Schicht 31 aus biegeschlaffem Material ausgebildet ist. Bei einer sechseckförmigen Geometrie der Windung 14 ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest der Bereich der Krümmung 22, in dem die Knickstelle 24 gebildet ist, von der Schicht 31 aus biegeschlaffem Material umgeben ist. Dabei können alle vorgenannten Ausführungsformen gemäß den 5 bis 15 vorgesehen sein.
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Alternativ kann sich die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material bis zum Übergangsbereich zwischen den Schenkelabschnitten 20, 21 und den Auflageschenkeln 16, 17 erstrecken. Ebenso kann die Schicht 31 sich vollständig entlang des bandförmigen Körpers 12 erstrecken, wie dies bei den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
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In 18 ist eine alternative Ausführungsform aufgrund der Geometrie der Windung 14 zu 17 dargestellt. Bei einer ovalen Windung 14 kann sich die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material beispielsweise entlang der Knickstelle 24 bereichsweise vor und hinter dem Scheitelpunkt erstrecken. Auch bei diesem Beispiel gemäß 18 können die vorbeschriebenen Ausführungsformen gemäß den 5 bis 15 vorgesehen sein.
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In 19 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu 18 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Schicht 31 aus biegeschlaffem Material über den gesamten Federschenkel 19. Die Auflageschenkel 16, 17 sind freibleibend von der Schicht 31 aus biegeschlaffem Material ausgebildet.
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In 20 ist eine schematische Schnittansicht von zwei benachbart zueinander angeordneten Windungen 14 des Strukturelementes 11 gemäß 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich eine flächenförmig erstreckende Schicht 43, die beispielsweise als Streifen ausgebildet ist, entlang einer Außenseite der Windungen 14. Diese Schicht 43 kann beispielsweise aus demselben Material wie die Schicht 31 des biegeschlaffen Materials ausgebildet sein. Dadurch können die zwei benachbarten Windungen 14 zueinander im Abstand fixiert sein, so dass diese in Längsrichtung beziehungsweise entlang einer Längsachse des Strukturelementes 11 fest zueinander ausgerichtet bleiben. Die in 20 dargestellte Anordnung kann ebenso dahingehend verstanden werden, dass die Schicht 43 an einer Innenseite der Windungen 14 des Strukturelementes 11 anliegt. Bevorzugt ist die Schicht 43 durch Kleben, Kaschieren, Laminieren, Verschweißen oder dergleichen an dem bandförmigen Körper 12 fixiert.
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Die Schicht 43 kann beispielsweise auch an einer Außenseite 29 des bandförmigen Körpers 12 vorgesehen sein, welche mit der Schicht 31 aus biegeschlaffem Material überdeckt ist. Insbesondere bei einer Verbindung der Schicht 31 mit dem bandförmigen Körper 12, bei der die Schicht 31 von dem Material des bandförmigen Körpers 12 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durchtränkt ist, wird ein einfaches Aufbringen, insbesondere Aufkaschieren der Schicht 43, ermöglicht.
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Des Weiteren kann sowohl an einer Oberseite 26 und Unterseite 27 des bandförmigen Körpers 12 jeweils eine streifenförmige Schicht 43 vorgesehen sein, welche beispielsweise an den Auflagepunkten 15, 18 oder Auflageschenkeln 16, 17 befestigt ist. Die streifenförmige Schicht 43 kann jeweils nur an der Oberseite 26 oder nur an der Unterseite 27 oder an der Ober- und Unterseite 26, 27 durch Verkleben, Kaschieren, Schweißen oder Laminieren befestigt sein kann. Alternativ kann vorgesehen sein, so dass die streifenförmigen Schichten 43, die der Oberseite 26 und Unterseite 27 des bandförmigen Körpers 12 zugeordnet sind, lediglich in den Zwischenräumen der Windungen 14 fest miteinander verbunden sind, so dass die Windungen 14 lose zwischen zwei den beiden Schichten 43 liegen und durch die dazwischen gebildeten Verbindungsstellen 43 zueinander fixiert sind. Des Weiteren kann sowohl die Fixierung der Schichten 43 an der Oberseite 26 und Unterseite 27 des bandförmigen Körpers 12 als auch der Schichten 43 zueinander in den Zwischenräumen zwischen den Windungen 14 vorgesehen sein.
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Ebenso können mehrere Strukturelemente 11 an der flächenförmigen Schicht 43 fixiert sein.
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In 21 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Strukturelementes 11 in einer Seitenansicht dargestellt. Dabei ist dieses Strukturelement 11 aus einer einzigen Windung 14 hergestellt. Die spiralförmige Anordnung umfasst eine Windung 14, wobei die freien Enden der Windung 14 zu einem geschlossenen Ring 44 zusammengeführt und einander gegenüber liegend gehalten sind. Dabei können gemäß einer Ausführungsform die beiden Enden der Windung 14 fest miteinander verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, sein, wobei diese sowohl jeweils stirnseitig als auch durch eine Überlappung miteinander verbunden sein können. Alternativ kann, wie dies beispielhaft in 21 dargestellt ist, eine Schicht 31 aus biegeschlaffem Material die Verbindungsstelle umgeben, so dass die einander gegenüber liegenden Enden der Windung 14 zueinander ausgerichtet sind. Die Schicht 31 ist bevorzugt umlaufend und fest an den Enden der Windung 14 angeordnet.
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Das Strukturelement 11 mit einem solchen geschlossenen Ring 44 kann ebenfalls an den Auflagepunkten 15, 18 belastet werden, so dass sich dadurch im Bereich der Federschenkel 19 eine Knickstelle 24 ausbildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Knickstelle 24 beispielsweise an der Oberseite 26 des Federschenkels 19 mit der Schicht 31 aus biegeschlaffem Material versehen. Alle vorstehend genannten Ausführungsformen zum Aufbringen der Schicht 31 können bei dieser Ausführungsform ebenso vorgesehen sein. Auch können die vorbeschriebenen Geometrien der Windung 14 für das Strukturelement 11 vorgesehen sein, das heißt, dass auch ovale, unrunde und mehreckförmige Geometrien möglich sind, um aus einer Windung 14 einen geschlossenen Ring 44 zu bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10228406 A1 [0002, 0056]
- DE 202012102045 U1 [0003]
