DE102017205671A1 - Spring arrangement with variable spring constant - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Federanordnung (1), insbesondere ausgebildet als Federanordnung (1) in einem Feder-Dämpfersystem, mit einer Hauptfeder (20) und zumindest einem Nebenfederpaket, wobei zumindest eine Nebenfeder (11) des zumindest einen Nebenfederpakets durch zumindest ein Sperrelement (12) zur Einstellung der Gesamtfederrate der Federanordnung (1) blockier- bzw. sperrbar ist. The invention relates to a spring arrangement (1), in particular designed as a spring arrangement (1) in a spring-damper system, with a main spring (20) and at least one secondary spring package, wherein at least one secondary spring (11) of the at least one secondary spring packet by at least one blocking element (12 ) for setting the total spring rate of the spring assembly (1) can be blocked or blocked.
Description
Die Erfindung betrifft eine Federanordnung, insbesondere als Federanordnung in einem Feder-Dämpfersystem, mit einer Hauptfeder und zumindest einer Nebenfeder, wobei die Gesamtfederkonstante der Federanordnung durch die Nebenfeder einstellbar ist.The invention relates to a spring arrangement, in particular as a spring arrangement in a spring damper system, with a main spring and at least one secondary spring, wherein the Gesamtfederkonstante of the spring assembly is adjustable by the secondary spring.
Bei Federanordnungen ist es vorteilhaft die Federkonstante zu verstellen, um beispielsweise bei Fahrzeugen ein unterschiedliches Federverhalten in unterschiedlichen Situationen zu erzeugen. Der Fahrkomfort kann durch ein weiches Federverhalten auf einer unebenen Fahrbahn, wie einem Feldweg, durch eine hohe Federrate und durch ein hartes Federverhalten auf einer ebenen Fahrbahn, wie einer Straße, durch eine niedrigere Federrate verbessert werden. Auch ist ein sich änderndes Fahrzeugverhalten bei sich verändernder Zuladung durch eine veränderbare Federrate kompensierbar.In spring arrangements, it is advantageous to adjust the spring constant, for example, to produce a different spring behavior in different situations in vehicles. The ride comfort can be improved by a soft spring behavior on an uneven road, such as a dirt road, by a high spring rate and by a hard spring behavior on a flat road, such as a road, by a lower spring rate. A changing vehicle behavior can also be compensated for with changing payload by means of a variable spring rate.
Im Stand der Technik gibt es hierfür bereits verschiedene Alternativen. Die
Die
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorbesagten Nachteile zu überwinden und eine Federanordnung bereitzustellen, die einfach und günstig in Produktion und Wartung ist und deren Gesamtfederrate und Federweg stufenweise und gezielt einstellbar ist.The invention is therefore based on the object to overcome the abovementioned disadvantages and to provide a spring assembly that is simple and inexpensive in production and maintenance and their total spring rate and travel is gradually and selectively adjustable.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the feature combination according to
Erfindungsgemäß wird hierfür eine Federanordnung, insbesondere ausgebildet als Federanordnung in einem Feder-Dämpfersystem, mit einer Hauptfeder und zumindest einem Nebenfederpaket vorgeschlagen. Die Federanordnung bzw. deren Federwirkung ist entlang einer Federachse gerichtet. Sowohl die Hauptfeder als auch das zumindest eine Nebenfederpaket sind mit ihrer Federrichtung in Richtung der Federachse ausgerichtet, sodass sich der Gesamtfederweg und die Gesamtfederrate bzw. die Gesamtfederkonstante aus den jeweiligen Werten der Hauptfeder und dem zumindest einen Nebenfederpaket summiert. Die Hauptfeder ist ausgebildet eine Hauptfederarbeit zu leisten und einen Hauptfederweg bereitzustellen. Das zumindest eine Nebenfederpaket ist ausgebildet, einen einstellbaren Nebenfederweg bereitzustellen, der kleiner ist als der Hauptfederweg und eine Nebenfederarbeit zu leisten, die kleiner ist als die Hauptfederarbeit. Durch das Nebenfederpaket ist eine Gesamtfederrate der Federanordnung einstellbar. Das zumindest eine Nebenfederpaket besteht jeweils aus zumindest einer Nebenfeder, die mit ihrer Federwirkung in Reihe zu einer Federwirkung der Hauptfeder angeordnet ist, und jeweils zumindest einem Sperrelement. Das Sperrelement ist senkrecht zur Federachse verschiebbar angeordnet, sodass das jeweilige, zumindest eine Sperrelement in Richtung der zumindest einen Nebenfeder des Nebenfederpaketes verschiebbar ist und durch die Verschiebung bzw. eine durch die Verschiebung erreichte Position den Nebenfederweg und die Federwirkung der zumindest einen Nebenfeder zumindest teilweise blockiert. Durch das Anliegen des Sperrelements an der zumindest einen Nebenfeder und einem weiteren Element, wie beispielsweise einer weiteren Nebenfeder desselben Nebenfederpakets, einer Zwischenscheibe oder einem Gegenelement ist der gesamte Federweg der zumindest einen Nebenfeder blockier bzw. sperrbar.According to the invention for this purpose a spring arrangement, in particular designed as a spring arrangement in a spring-damper system, proposed with a main spring and at least one secondary spring package. The spring arrangement or its spring action is directed along a spring axis. Both the main spring and the at least one secondary spring package are aligned with their spring direction in the direction of the spring axis, so that the total spring travel and the total spring rate or Gesamtfederkonstante from the respective values of the main spring and the at least one secondary spring package adds up. The main spring is designed to perform a main spring work and provide a main spring travel. The at least one sub-spring package is configured to provide an adjustable sub-spring travel that is smaller than the main spring travel and to perform a sub-feather work that is smaller than the main spring work. By the auxiliary spring package an overall spring rate of the spring assembly is adjustable. The at least one secondary spring assembly consists of at least one secondary spring, which is arranged with its spring action in series with a spring action of the main spring, and in each case at least one blocking element. The blocking element is arranged to be displaceable perpendicular to the spring axis, so that the respective, at least one blocking element is displaceable in the direction of the at least one secondary spring of the secondary spring packet and at least partially blocks the secondary spring travel and the spring action of the at least one secondary spring by the displacement or a position achieved by the displacement , Due to the concern of the locking element on the at least one secondary spring and a further element, such as a further secondary spring of the same secondary spring packet, an intermediate disc or a counter element, the entire travel of the at least one secondary spring is blocked or blocked.
Die Gesamtfederkonstante DGesamt ergibt sich aus der Hauptfederkonstanten DHauptfeder und den Nebenfederkonstanten DNebenfeder1 bis DNebenfederN, wobei N die Anzahl der Nebenfedern ist:
Wird eine Nebenfeder vollständig blockiert, so trägt sie nicht zu der Gesamtfederrate bei, sodass ihr Kehrwert aus der obigen Formel gestrichen wird. If a minor spring is completely blocked, it does not contribute to the overall spring rate, so its reciprocal value is deleted from the above formula.
Das zumindest eine Sperrelement hat jeweils zumindest zwei Positionen. Eine Entsperrposition, in der es die Federwirkung und den Federweg des jeweiligen Nebenfederpakets nicht sperrt und eine Sperrposition, in der es die Federwirkung und den Federweg des jeweiligen Nebenfederpakets vollständig sperrt. Je nach Ausführungsform hat das Sperrelemente Zwischenpositionen, in denen das Sperrelemente den Federweg und die Federwirkung des jeweiligen Nebenfederpakets teilweise in Abhängigkeit seiner Position sperrt bzw. blockiert.The at least one blocking element has at least two positions each. An unlocking position in which it does not block the spring action and the spring travel of the respective secondary spring packet and a blocking position in which it completely blocks the spring action and the spring travel of the respective secondary spring packet. Depending on the embodiment, the blocking elements has intermediate positions in which the blocking elements partially blocks or blocks the spring travel and the spring action of the respective secondary spring packet as a function of its position.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Hauptfeder eine Spiralfeder und die zumindest eine Nebenfeder eine Tellerfeder.In an advantageous embodiment, the main spring is a coil spring and the at least one secondary spring is a plate spring.
Ferner umfasst das zumindest eine Nebenfederpaket bei einer vorteilhaften Ausbildung zwei Tellerfedern als Nebenfedern. Die Tellerfedern sind an einer zur Federachse senkrechten Radialebene gespiegelt, aufeinander liegend angeordnet. Durch diese vorteilhafte Anordnung ergibt sich im unbelasteten Zustand der Tellerfedern, je Ausrichtung der Tellerfedern, zu ihrer Mitte oder zu ihrer Außenseite hin ein V-förmiger Spalt, in den das Sperrelement zur Erreichung seiner Sperrposition einbringbar ist.Furthermore, the at least one secondary spring packet in an advantageous embodiment comprises two plate springs as secondary springs. The disc springs are mirrored on a radial plane perpendicular to the spring axis radial plane, arranged on top of each other. This advantageous arrangement results in the unloaded state of the plate springs, depending on the orientation of the plate springs, to its center or to its outside a V-shaped gap into which the blocking element to achieve its blocking position can be introduced.
Jedes Nebenfederpaket umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Gruppe aus zumindest zwei Sperrelementen. Die Sperrelemente sind in Umfangsrichtung um die Federachse gleichmäßig angeordnet, sodass sie die Nebenfedern des Nebenfederpakets in einem die Nebenfedern blockierenden Zustand gleichmäßig abstützen. Umfasst die Gruppe zwei Sperrelemente, sind diese einander gegenüberliegend, die Federachse zwischen sich, bzw. um einen Winkel von 180° in Umfangsrichtung um die Federachse zueinander versetzt angeordnet. Bei drei Sperrelementen in der Gruppe, sind diese zueinander um 120° in Umfangsrichtung um die Federachse versetzt.Each secondary spring packet comprises in an advantageous embodiment a group of at least two blocking elements. The locking elements are arranged uniformly in the circumferential direction about the spring axis, so that they support the secondary springs of the secondary spring packet in a state blocking the secondary springs uniformly. If the group comprises two blocking elements, these are located opposite one another, the spring axis between them, or offset by an angle of 180 ° in the circumferential direction about the spring axis to each other. With three locking elements in the group, these are offset from each other by 120 ° in the circumferential direction about the spring axis.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, die zumindest zwei Nebenfederpakete umfasst, sind die Sperrelemente einer Vielzahl von Gruppen von Sperrelementen, wobei jeweils eine Gruppe von Sperrelementen zu einem Nebenfederpaket gehört, in Umfangsrichtung um die Federachse X zueinander verdreht angeordnet. Ferner ergeben die Sperrelemente durch ihre Verdrehung und durch die Verdrehung der Gruppen von Sperrelementen aus einer Draufsicht eine regelmäßige Verteilung der Sperrelemente um die Federachse. Beispielsweise sind bei zwei Nebenfederpaketen die Sperrelemente einer ersten Gruppe bei 0° und 180° angeordnet und die Sperrelemente der zweiten Gruppe bei 90° und 270°. Aus der Draufsicht ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Sperrelemente der beiden Gruppen von Sperrelementen um die Federachse, wobei die Sperrelemente jeweils um 90° zueinander versetzt sind.In a further advantageous embodiment, which comprises at least two secondary spring packets, the blocking elements of a plurality of groups of blocking elements, one group of blocking elements each belonging to a secondary spring package, arranged in the circumferential direction about the spring axis X to each other. Furthermore, the locking elements result from their rotation and by the rotation of the groups of locking elements from a plan view, a regular distribution of the locking elements about the spring axis. For example, in two secondary spring packages, the blocking elements of a first group are arranged at 0 ° and 180 °, and the blocking elements of the second group are arranged at 90 ° and 270 °. From the top view results in a uniform distribution of the locking elements of the two groups of locking elements around the spring axis, wherein the locking elements are offset by 90 ° to each other.
Das zumindest eine Sperrelement ist an einem in Radialrichtung nach außen oder innen weisenden Außen- bzw. Innenrandabschnitt bzw. in einem Außen- bzw. Innenrandbereich der zumindest einen Nebenfeder angeordnet. Bei einer Anordnung des zumindest einen Sperrelements am Außenrandabschnitt, wird das zumindest eine Sperrelement von einem außen an der Tellerfeder liegenden Steuerelement in seiner Verschiebung gesteuert. Bei einer Anordnung des zumindest einem Sperrelements am Innenrandabschnitt, wird das zumindest eine Sperrelement von einem Steuerelement in seiner Verschiebung gesteuert, dass eine Ausnehmung im Zentrum der zumindest einen Tellerfeder durchläuft.The at least one blocking element is arranged on a radially outward or inward facing outer or inner edge portion or in an outer or inner edge region of the at least one secondary spring. In an arrangement of the at least one blocking element on the outer edge portion, the at least one blocking element is controlled by a control element located on the outside of the plate spring in its displacement. In an arrangement of the at least one locking element on the inner edge portion, the at least one blocking element is controlled by a control in its displacement that passes through a recess in the center of the at least one plate spring.
Zur Steuerung der Verschiebung senkrecht zur Federachse des zumindest einen Sperrelements weist eine vorteilhafte Weiterbildung der Federanordnung ein Steuerelement auf. Das Steuerelement ist unterschiedlich ausbildbar. Beispielsweise ist das Steuerelement als ein elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder händisch in seiner Position zu dem zumindest einen Sperrelement verstellbares mechanisches Element bildbar. Alternativ ist das Steuerelement durch eine Vielzahl von Magneten bildbar, die das zumindest eine Sperrelement anzieht oder abstößt um es in eine Position zu Verschieben.For controlling the displacement perpendicular to the spring axis of the at least one blocking element, an advantageous development of the spring arrangement comprises a control element. The control can be designed differently. For example, the control element can be formed as an electrical, pneumatic, hydraulic or manual in its position to the at least one locking element adjustable mechanical element. Alternatively, the control element may be formed by a plurality of magnets that attract or repel the at least one blocking element to move it to a position.
Das Steuerelement ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung entlang der Federachse bewegbar gelagert. Die Bewegung entlang der Federachse ist durch eine Schraubbewegung um die Federachse, eine Drehbewegung um die Federachse oder eine Verschiebebewegung entlang der Federachse in Richtung der Federachse realisierbar. An seiner zu dem zumindest einem Nebenfederpaket weisenden Seite bzw. Seitenfläche bildet das Steuerelement über zumindest einen Abschnitt eine Steuerfläche aus. Die Steuerfläche liegt zumindest wenn das Steuerelement das zumindest eine Sperrelement steuert an dem Sperrelement an. Die Steuerfläche ist dazu ausgebildet, das zumindest eine Sperrelement bei einer Bewegung des Steuerelements entlang der Federachse senkrecht zur Federachse zu verschieben. Das Steuerelement ist mehrstufig ausbildbar, sodass eine erste Steuerfläche das zumindest eine Sperrelement in eine erste Position verschiebt und eine zweite Steuerfläche, die in Bewegungsrichtung des Steuerelements nach der ersten Steuerfläche angeordnet ist, das zumindest eine Sperrelement weiter, in eine zweite Position verschiebt. Die Verschiebung der Sperrelemente senkrecht zu der Federachse ist durch eine Drehbewegung des Steuerelements um die Drehachse, ohne eine Verschiebebewegung des Steuerelements entlang der Drehachse realisierbar. Eine Verschiebung des Steuerelements entlang der Federachse ist zur Vorspannung der Federanordnung zusätzlich aufbringbar. Bei einer Drehbewegung des Steuerelements sind die Steuerflächen des Steuerelements in Umlaufrichtung als an dem Steuerelement entlanglaufende Sperrelementführungen ausgebildet, die in ihrer Tiefe so ausgebildet sind, dass die Sperrelemente in einer ersten Stellung des Steuerelements in ihrer Entsperrposition sind und durch eine Drehung des Steuerelements um einen ersten Winkel, von beispielsweise 90°, um die Federachse durch eine Verschiebung der Sperrelemente senkrecht zur Federachse in die Sperrposition bringbar sind. Die Sperrelement Gruppen verschiedener Nebenfederpakete sind durch die Abstimmung der Sperrelementführungen, die jeweils eine Gruppe von Sperrelementen steuern, nacheinander in die Sperrposition bring- und haltbar.The control is movably mounted along the spring axis in an advantageous development. The movement along the spring axis is realized by a screwing movement about the spring axis, a rotational movement about the spring axis or a displacement movement along the spring axis in the direction of the spring axis. At its side or side surface facing the at least one secondary spring packet, the control element forms a control surface over at least one section. At least when the control controls the at least one blocking element, the control surface abuts against the blocking element. The control surface is designed to displace the at least one blocking element in a movement of the control element along the spring axis perpendicular to the spring axis. The control is multilevel executable, so a first control surface displacing the at least one blocking element into a first position and a second control surface arranged in the direction of movement of the control element after the first control surface which further displaces at least one blocking element into a second position. The displacement of the locking elements perpendicular to the spring axis is realized by a rotational movement of the control element about the axis of rotation, without a displacement movement of the control element along the axis of rotation. A displacement of the control element along the spring axis can additionally be applied to the prestressing of the spring arrangement. In a rotational movement of the control, the control surfaces of the control in the circumferential direction as formed on the control locking element guides are formed, which are formed in depth so that the locking elements are in a first position of the control in its unlocked position and by a rotation of the control to a first Angle, for example, 90 ° to the spring axis can be brought by a displacement of the locking elements perpendicular to the spring axis in the locked position. The blocking element groups of different sub-spring packets are brought by the vote of the blocking element guides, each controlling a group of blocking elements, successively in the locked position and preserved.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Federanordnung, ist das Steuerelement eine Hülse, die um das Nebenfederpaket oder in dem Nebenfederpaket bewegbar ist. Ist die Hülse durch eine Verschiebebewegung entlang der Federachse verschiebbar, ist die Hülse in einer Linearführung lagerbar. Ist die Hülse durch eine Schraub- oder Drehbewegung bewegbar, ist an einer Oberfläche senkrecht zur Federachse eine spindel- oder gewindeartige Führung ausbildbar, um sie durch die Drehbewegung entlang der Federachse zu verschieben. Alternativ ist die Hülse als Innenhülse in dem Nebenfederpaket bzw. den Nebenfederpaketen angeordnet. Vorteilhafterweise durchläuft ein Dämpfungselement, wie beispielsweise ein Zylinder, des Feder-Dämpfersystems die Hülse, sodass die Hülse entlang des Dämpfersystems in Richtung der Federachse bewegbar ist. Durch die Anordnung der Hülse als Innenhülse um ein Dämpfungselement ist eine besonders platzsparende Anordnung herstellbar.In an advantageous embodiment of the spring arrangement, the control element is a sleeve which is movable about the secondary spring packet or in the secondary spring packet. If the sleeve is displaceable by a displacement movement along the spring axis, the sleeve can be stored in a linear guide. If the sleeve can be moved by a screwing or rotary movement, a spindle-shaped or thread-like guide can be formed on a surface perpendicular to the spring axis in order to displace it by the rotational movement along the spring axis. Alternatively, the sleeve is arranged as an inner sleeve in the secondary spring packet or the secondary spring packets. Advantageously, a damping element, such as a cylinder, of the spring-damper system passes through the sleeve so that the sleeve is movable along the damper system in the direction of the spring axis. By arranging the sleeve as an inner sleeve to a damping element, a particularly space-saving arrangement can be produced.
Alternativ zu der Hülse ist das Steuerelement in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ein Stift, der entlang der Federachse durch einen zentralen Durchgang des Federpakets bewegbar ist. Der Stift ist durch eine Linearführung oder durch eine spindel- bzw. gewindeartige Führung führ- und bewegbar.As an alternative to the sleeve, the control element in a further advantageous embodiment is a pin which is movable along the spring axis through a central passage of the spring assembly. The pin is guided and movable by a linear guide or by a spindle or thread-like guide.
Von Vorteil ist ferner eine Weiterbildung, bei der das Steuerelement in Richtung der Federachse an einer Seite eine Anschlagfläche senkrecht zu der Federachse aufweist. Die Anschlagfläche ist über ein Zwischenelement an der Hauptfeder zum Anschlag bringbar um die Federvorspannung der Hauptfeder zu verstellen. Sind alle Sperrelemente durch das Steuerelement in ihren sperrenden bzw. blockierenden Zustand gebracht, ist die Hauptfeder durch eine weitere Bewegung des Steuerelements in Richtung der Federachse vorspannbar, indem von der Anschlagsfläche eine Kraft auf die Hauptfeder gebracht und die Hauptfeder dadurch gestaucht wird.Another advantage is a development in which the control element in the direction of the spring axis on one side has a stop surface perpendicular to the spring axis. The stop surface can be brought to an abutment via an intermediate element on the main spring in order to adjust the spring preload of the main spring. Are all blocking elements brought by the control in its locking or blocking state, the main spring is prestressed by a further movement of the control in the direction of the spring axis by bringing a force on the main spring of the abutment surface and the main spring is thereby compressed.
In einer vorteilhaften Ausführung der Federanordnung ist das zumindest eine Sperrelement in einem Querschnitt, der parallel zur Federachse verläuft, rund, pyramidenförmig oder trapezförmig ausgebildet. Das zumindest eine Sperrelement erstreckt sich zumindest zum Teil um die Federachse. Beispielsweise ist das zumindest eine Sperrelement als Kugel oder als Keil ausgebildet. Bei einer dreieckigen, pyramiden- oder trapezförmigen Ausbildung verlaufen die zueinander zu laufenden Flächen in Richtung der Federachse. Die aufeinander zu laufenden Flächen sind in ihrem Winkel zueinander so ausbildbar, dass die Flächen der Sperrelemente in der Sperrpostion flächig an der zumindest einen Nebenfeder anliegen.In an advantageous embodiment of the spring arrangement, the at least one blocking element in a cross section which runs parallel to the spring axis, round, pyramidal or trapezoidal. The at least one blocking element extends at least partially around the spring axis. For example, the at least one blocking element is designed as a ball or as a wedge. In the case of a triangular, pyramid-shaped or trapezoidal design, the surfaces running toward one another run in the direction of the spring axis. The converging surfaces can be formed at an angle to each other so that the surfaces of the locking elements lie flat against the at least one secondary spring in the blocking position.
Vorteilhaft ist ferner eine Weiterbildung der Federanordnung, bei der eine Summe der Längen aller Nebenfedern entlang der Federachse kleiner oder gleich einem Durchmesser der zumindest einen Nebenfeder des zumindest einen Nebenfederpaketes ist. Das Längsmaß aller Nebenfedern aller Nebenfederpakete entspricht maximal dem Durchmesser der Nebenfedern der Nebenfederpakete, sodass die Nebenfedern in Summe im Schnitt maximal quadratisch ausgebildet sind.Also advantageous is a further development of the spring arrangement, in which a sum of the lengths of all secondary springs along the spring axis is less than or equal to a diameter of the at least one secondary spring of the at least one secondary spring packet. The longitudinal dimension of all secondary springs of all secondary spring assemblies corresponds at most to the diameter of the secondary springs of the secondary spring assemblies, so that the secondary springs are maximally square in total in section.
Zwischen den Nebenfedern innerhalb eines Nebenfederpaketes oder zwischen Nebenfederpaketen ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung eine Zwischenscheibe anordenbar, die der Stabilisierung der zumindest einen Nebenfeder, der Abstützung der Nebenfeder durch das zumindest eine Sperrelement und/oder der Aufhängung des zumindest einen Sperrelements dient.Between the secondary springs within a secondary spring package or between secondary spring packets an intermediate disc can be arranged in an advantageous development, which serves to stabilize the at least one secondary spring, the support of the secondary spring by the at least one blocking element and / or the suspension of the at least one blocking element.
In einer alternativen Ausführung ist zu der Hauptfeder nur ein Nebenfederpaket mit einer als Spiralfeder ausgebildeten Nebenfeder angeordnet. Die Sperrelemente sind zwischen die Windungen der Nebenfeder bringbar und damit die Spiralfeder abschnittsweise sperrbar.In an alternative embodiment, only a secondary spring package is arranged with a secondary spring designed as a spiral spring to the main spring. The locking elements can be brought between the turns of the secondary spring and thus the coil spring partially blocked.
Die Steuerflächen des Steuerelements sind bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform als ein oder mehrere Gewindegänge ausgebildet, die jeweils zumindest ein Sperrelement aufnehmen. Der oder die Gewindegänge variieren in ihrer Tiefe, sodass das zumindest eine Sperrelement bei einer Bewegung des Steuerelements senkrecht zu der Federachse verschoben wird. The control surfaces of the control are formed in a further advantageous embodiment as one or more threads, each receiving at least one locking element. The thread or threads vary in their depth, so that the at least one blocking element is displaced perpendicular to the spring axis during a movement of the control element.
Das zumindest eine Sperrelement wird in seiner Position in Richtung der Federachse durch einen Käfig oder ein Halteelement fixiert. Der Käfig ist innerhalb des zumindest einen Nebenfederpaketes oder außerhalb anordenbar und umläuft das Nebenfederpaket vollständig oder abschnittsweise. Alternativ ist der Käfig in dem Nebenfederpaket angeordnet. Durch ein Rückstellmittel sind die Sperrelemente ohne wirken einer äußeren Kraft, wie beispielsweise durch das Steuerelement, wieder in ihre Entsperrposition bzw. ihre Ausgangslage bewegbar. Das Rückstellmittel ist durch eine magnetische, anziehende oder abstoßende Kraft oder durch eine Rückstellfeder ausbildbar.The at least one blocking element is fixed in its position in the direction of the spring axis by a cage or a holding element. The cage can be arranged within the at least one secondary spring package or outside and rotates the secondary spring package completely or in sections. Alternatively, the cage is arranged in the secondary spring package. By a restoring means, the locking elements are without an external force, such as by the control, again movable to its unlocked position or its initial position. The return means is formed by a magnetic, attractive or repulsive force or by a return spring.
Vorteilhafterweise besitzt eine Tellerfeder in einer Ausgestaltungsvariante eine Federrate zwischen 500 N/mm und 1500 N/mm.Advantageously, a plate spring in one embodiment variant has a spring rate between 500 N / mm and 1500 N / mm.
Die Federraten der Nebenfedern sind in einer vorteiligen Ausbildungsform gleich, sodass die Gesamtfederrate linear verstellbar ist. Alternativ sind die Federraten unterschiedlich zueinander, sodass die Gesamtfederrate progressiv verstellbar ist.The spring rates of the secondary springs are equal in an advantageous embodiment, so that the total spring rate is linearly adjustable. Alternatively, the spring rates are different from each other so that the overall spring rate is progressively adjustable.
Vorteilhafterweise hat die Federanordnung zwischen 1 und 10 Nebenfedern.Advantageously, the spring arrangement has between 1 and 10 secondary springs.
Bei einem Verfahren zur Änderung der Federrate und der Federvorspannung einer Federanordnung wird ein Steuerelement um eine erste Strecke entlang einer Federachse von einer Entsperrposition in eine Zwischenposition bewegt. Dabei wird zumindest eine Gruppe von Sperrelementen in jeweils ein Nebenfederpaket eingeschoben und die Federwirkung des Nebenfederpakets zunächst teilweise gesperrt bzw. blockiert. Bei einer Bewegung des Steuerelements von der Zwischenposition in eine Sperrposition um eine zweite Strecke entlang der Federachse wird die Federwirkung des Nebenfederpakets vollständig blockiert. Das Steuerelement ist nach dem vollständigen Blockieren der Federwirkung aller Nebenfederpakete durch eine weitere Bewegung um eine dritte Strecke entlang der Federachse mit einer Anschlagfläche an der Hauptfeder zum Anschlag bringbar. Durch eine weitere Bewegung des Steuerelements um eine vierte Strecke entlang der Federachse ist die Hauptfeder vorspannbar.In a method of changing the spring rate and spring preload of a spring assembly, a control is moved a first distance along a spring axis from an unlocked position to an intermediate position. In this case, at least one group of blocking elements is inserted into a respective secondary spring packet and the spring action of the secondary spring packet is initially partially blocked or blocked. Upon movement of the control element from the intermediate position into a blocking position by a second distance along the spring axis, the spring action of the secondary spring packet is completely blocked. After complete blocking of the spring effect of all secondary spring packets, the control can be brought to bear by a further movement about a third distance along the spring axis with a stop surface on the main spring. By a further movement of the control by a fourth distance along the spring axis, the main spring is biased.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined as desired, as far as this is technically possible and they do not contradict each other.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Federanordnung; -
2 a bis c jeweils eine Anordnung von Sperrelementen; -
3 a bis c jeweils eine Detailansicht eines Sperrelements; -
4 a bis c jeweils eine Stellung einer Federanordnung mit Hauptfedervorspannung; -
5 a bis c jeweils eine Nebenfederpaketanordnung mit Sperrelementen;
-
1 a spring assembly; -
2 a to c in each case an arrangement of blocking elements; -
3 a to c in each case a detailed view of a locking element; -
4 a to c in each case a position of a spring arrangement with Hauptfedervorspannung; -
5 a to c in each case a secondary spring packet arrangement with blocking elements;
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are exemplary schematic. Like reference numerals in the figures indicate like functional and / or structural features.
Die
In
Die
In
Die
Das Sperrelement
Die Federanordnungen
In
In
In
Die
In
In
In
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise ist das zumindest eine Sperrelement dauerhaft an der zumindest einen Nebenfeder anordenbar und durch einen elektrischen Impuls in eine sperrende Stellung bringbar.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. For example, the at least one blocking element can be permanently arranged on the at least one secondary spring and can be brought into a blocking position by an electrical pulse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102007015888 A1 [0004]DE 102007015888 A1 [0004]
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