DE19723515A1 - Elastisches Element mit Blattfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Element für eine in einer Bewegungsrichtung elastischen Verbindung von zwei Bauteilen, mit zwei koaxial zu der Bewegungsrichtung angeord­ neten Anschlüssen für die beiden Bauteile und mit sich in rotationssymmetrischer Anordnung zu der Bewegungsrichtung von den beiden Anschlüssen aus lateral erstreckenden Blattfedern, deren freien Enden miteinander verbunden sind.

Ein elastisches Element der eingangs beschriebenen Art ist zur Federung von Rädern oder ganzen Achsen bei Kraftfahrzeugen bekannt. Die Räder bzw. die Achsen werden durch das elastische Element nicht selbst geführt. Hierfür sind vielmehr zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs und den Rädern bzw. der Achse wirkende Lenker vorgesehen.

Auch bei aus dem Kraftfahrzeugbau bekannten Federbeinen mit Spiralfeder erfolgt die Führung der Räder bzw. der Achse gegenüber der Karosserie nicht durch die Spiralfeder, sondern durch zusätzliche Führungselemente.

Führungselemente für die Bewegung von zwei über ein elastisches Element miteinander verbundene Bauteile führen immer zum Auftreten von Reibung. Darüberhinaus ist für die Führung zusätzlicher konstruktiver Aufwand notwendig.

Mit Blattfedern kann eine Führung für ein erstes Bauteil in einer Bewegungsrichtung gegenüber einem zweiten Bauteil aus­ gebildet werden, wenn sich auf zwei Niveaus der Bewegungs­ richtung Blattfedern lateral und in rotationssymmetrischer Anordnung zu der Bewegungsrichtung von dem einen Bauteil zu dem anderen Bauteil erstrecken. Bei ausreichendem Abstand der beiden Niveaus ergeben sich hervorragende Führungseigenschaften, d. h. eine Nachgiebigkeit in der Bewegungsrichtung und extreme Steifigkeiten in allen anderen Freiheitsgraden der Bewegung. Die Führung weist auch eine geringe Dämpfung auf. Sie zeichnet sich jedoch durch eine geringe Linearität der Rückstellkraft, die zwischen den beiden Bauteilen wirkt, aus. Die beobachtete hohe Progressivität des Kraft-Weg-Verlaufs beruht auf den in der Haupterstreckungsrichtung der Blattfedern wirkenden Zugkräften, deren Komponenten in der Bewegungsrichtung zu einem erheblichen zusätzlichen Kraftaufwand pro Wegeinheit führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Element der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, das bei hoher Linearität und geringer Dämpfung sehr gute Führungs­ eigenschaften aufweist, um beispielsweise zur Körperschall­ isolierung besonders geeignet zu sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein elastisches Element der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei dem sich die von dem einen Anschluß aus erstreckenden Blattfedern in einem anderen parallel zu der Bewegungsrichtung verlaufenden gedachten Raum bewegen als die sich von dem anderen Anschluß aus erstreckenden Blattfedern. Durch die Anordnung der sich von den beiden Bauteilen erstreckenden Blattfedern in zwei parallel zu der Bewegungsrichtung verlaufenden und sich nicht überdeckenden gedachten Räumen können sich die Anschlüsse für die beiden Bauteile bei dem elastischen Element in der Bewegungsrichtung aneinander vorbeibewegen. Dabei führt die Verbindung der sich von den beiden Anschlüssen lateral zu der Bewegungsrichtung erstreckenden Blattfedern zu einer exakten Ausrichtung der beiden Bauteile quer zu der Bewegungsrichtung. Wenn sich die beiden Anschlüsse für die beiden Bauteile auf etwa demselben Niveau in der Bewegungsrichtung befinden, sind die Blattfedern jeweils etwa senkrecht zu der Bewegungsrichtung ausgerichtet. Bei dieser Anordnung wirken sie einer Verschiebung der beiden Bauteile senkrecht zu der Bewegungsrichtung mit ihren extrem hohen Steifigkeiten in ihrer Haupterstreckungsrichtung entgegen. Im Ergebnis werden hervorragende Führungseigenschaften des neuen elastischen Elements erreicht. Zugleich ist ein sehr großer verfügbarer Federweg gegeben, der nicht durch ein aneinander Anstoßen der sich von den beiden Anschlüssen erstreckenden Blattfedern begrenzt wird. Es versteht sich, daß bei dem neuen elastischen Element auch die Anschlüsse so ausgebildet sind, daß sie sich in jeweils anderen parallel zu der Bewegungsrichtung verlaufenden gedachten Räumen bewegen. Die miteinander verbundenen freien Enden der sich von den beiden Anschlüssen erstreckenden Blattfedern vollführen bei einer Relativbewegung der beiden Bauteile in der Bewegungsrichtung auch eine Bewegung senkrecht zu der Bewegungsrichtung. Da die freien Enden der Blattfedern aber nur miteinander und nicht etwa mit einem der beiden Bauteile verbunden sind, resultiert hieraus keine die Linearität des elastischen Elements beeinflussende zusätzliche Kraftkomponente. Vielmehr zeichnet sich das neue elastische Element durch eine sehr gute Linearität über einen weiten Federweg aus. Bis auf eine von dem Material der Blattfedern abhängige innere Reibung ist das neue elastische Element trotz seiner hervorragenden Führungseigenschaften reibungs- und dämpfungsfrei.

Vorzugsweise wird die Anordnung der sich von den beiden Anschlüssen aus erstreckenden Blattfedern im anderen parallel zu der Bewegungsrichtung verlaufenden gedachten Räumen dadurch erreicht, daß sich die Blattfedern von dem einen Anschluß aus radial zu der Bewegungsrichtung erstrecken und an ihren freien Enden jeweils mit zwei symmetrisch zu ihrer Erstreckungsrichtung angeordneten, sich von dem anderen Anschluß erstreckenden Blattfedern verbunden sind. Das heißt, die sich von dem einen Anschluß aus strahlförmig erstreckenden Blattfedern werden von einer doppelten Anzahl von sich von dem anderen Anschluß aus erstreckenden Blattfedern eingerahmt.

Die sich von dem einen Anschluß erstreckende Blattfeder kann in der Nullage des elastischen Elements in derselben senkrecht zu der Bewegungsrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sein, wie die zugehörige sich von dem anderen Anschluß erstreckenden zwei Blattfedern. Dann wird die maximale Führung der beiden Bauteile durch das elastische Element in der Nullage erzielt, d. h. ohne das Auftreten von Kräften in der Bewegungsrichtung zwischen den beiden Bauteilen. Wenn in der Grundstellung Kräfte in der Bewegungsrichtung zwischen den beiden Bauteilen auftreten, ist es zum Erreichen der maximalen Führung jedoch sinnvoller, wenn die sich von dem einen Anschluß erstreckenden Blattfeder beim Aufbringen der im Grundzustand zwischen den beiden Bauteilen wirkenden Kraft durch das elastische Element in derselben senkrecht zu der Bewegungsrichtung verlaufenden Ebene angeordnet ist wie die zugehörigen sich von dem anderen Anschluß erstreckenden zwei Blattfeder.

Die sich von dem anderen Anschluß erstreckenden zwei Blattfedern können zusammen jeweils denselben Querschnitt aufweisen wie die zugehörige sich von dem einen Anschluß erstreckende Blattfeder. Auf diese Weise wird bei gleichen Materialien der Blattfeder für eine gleichmäßige Durchbiegung der Blattfedern auch ohne Berücksichtigung der Verbindung ihrer freien Enden gesorgt. Dies ist ein Garantie für eine besonders hohe Linearität der Rück­ stellkraft bei dem neuen elastischen Element.

Wenn sich nur zwei Blattfedern von dem einen Anschluß aus lateral zu der Bewegungsrichtung erstrecken, ist die Steifigkeit des elastischen Elements senkrecht zu der Bewegungsrichtung nicht in allen Raumrichtungen gleich groß. Dies wird jedoch annähernd erreicht, wenn sich drei Blattfedern von dem einen Anschluß aus lateral zu der Bewegungsrichtung erstrecken. Hier ist der konstruktive Aufwand des elastischen Elements zudem noch überschaubar. Insbesondere im Bereich der Anschlüsse wird der Aufbau des elastischen Elements immer aufwendiger, wenn sich vier oder mehr Blattfedern von dem einen Anschluß aus lateral zu der Bewegungsrichtung erstrecken.

Die sich jeweils von dem einen Anschluß aus erstreckende Blatt­ feder kann zusammen mit den zugehörigen sich von dem anderen Anschluß aus erstreckenden Blattfedern aus einem Stück Feder­ bandstahl ausgebildet sein. Das heißt, die jeweils miteinander verbundenen Blattfedern der beiden Bauteile sind einstückig aus dem Federbandstahl ausbildbar, beispielsweise durch Ausstanzen oder Herauserodieren aus flächigem Ausgangsmaterial.

In dieser konstruktiven Richtung fortschreitend ist es auch möglich, alle rotationssymmetrisch zu der Bewegungsrichtung zueinander angeordneten, sich von dem einen Anschluß erstreckenden Blattfedern und die zugehörigen sich von dem anderen Anschluß erstreckenden Blattfedern aus einem Stück Federbandstahl ausbilden.

Es ist auch möglich, die Blattfedern und ihre Verbindungen aus Kohlefaserverbundwerkstoff auszubilden. Hierbei ist es jedoch bevorzugt, die Blattfedern zunächst separat herzustellen und dann mit geeigneten Verbindungsstücken zu versehen.

Das neue elastische Element kann ohne weiteres zu Federpaketen gestapelt werden, wobei sich von den beiden Anschlüssen aus in der Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Blattfedern erstrecken.

Vorzugsweise erstrecken sich 3n Blattfedern auf n Niveaus von dem einen Anschluß aus lateral zu der Bewegungsrichtung, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist.

Bei den Federpaketen aus dem neuen elastischen Element treten keine Reibungen zwischen den einzelnen Blattfedern auf den nebeneinander angeordneten Niveaus auf, wenn nur ein minimaler Abstand in der Grundstellung, bei der sich alle Blattfedern radial zu der Bewegungsrichtung erstrecken, vorgesehen wird.

Eine Führung für ein erstes Bauteil in einer Bewegungsrichtung gegenüber einem zweiten Bauteil ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil in zwei in der Bewegungs­ richtung beabstandeten Bereichen über das neue elastische Element mit dem zweiten Bauteil verbunden ist.

Eine besonders interessante Anwendungsmöglichkeit dieser Führung ergibt sich, wenn das erste und das zweite Bauteil die sich in der Bewegungsrichtung abstoßende Teile einer Magnetfeder sind. Die Magnetfeder ist eine Feder mit negativer Steifigkeit, die dem erfindungsgemäßen elastischen Element parallel geschaltet ist und die Gesamtfedersteifigkeit der Anordnung bei einem bestimmten Federweg stark, gegebenenfalls bis in die Nähe von null reduziert. Die Parallelschaltung von konventionellen Federn mit positiver Federsteifigkeit und magnetischen Federn mit negativer Steifigkeit ist grundsätzlich bekannt. Hierbei bestand aber bislang das Problem, die beiden Bauteile der Magnetfeder, zwischen denen sehr große magnetische Kräfte quer zu der gewünschten Bewegungsrichtung wirken, exakt aneinander zu führen. Dies wird durch das neue elastische Elemente erreicht, wobei gleichzeitig die der magnetischen Feder parallel geschaltete Feder mit positiver Steifigkeit ausgebildet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des elastischen Elements mit Blattfedern aus Kohlefaserverbundwerkstoff in einer Ansicht in der Bewegungsrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das elastische Element gemäß Fig. 1 entlang der Bewegungsrichtung,

Fig. 3 eine Abwandlung des elastischen Elements gemäß den Fig. 1 und 2 mit Blattfedern aus Federbandstahl,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des elastischen Elements mit Blattfedern aus Kohlefaserverbundwerkstoffen in einer Ansicht in der Bewegungsrichtung,

Fig. 5 eine Abwandlung des elastischen Elements gemäß Fig. 4 mit Blattfedern aus Federbandstahl,

Fig. 6 eine Führung für ein erstes Bauteil in der Bewegungs­ richtung gegenüber einem zweiten Bauteil mit zwei elastischen Elementen gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 eine Führung für ein erstes Bauteil in der Bewegungs­ richtung gegenüber einem zweiten Bauteil mit zwei Federpaketen aus den elastischen Elementen gemäß Fig. 5, wobei das erste und das zweite Bauteil sich in der Bewegungsrichtung abstoßende Teile einer Magnetfeder sind.

Das in den Fig. 1 und 2 einmal in der Blickrichtung der Bewegungsrichtung 1 und einmal in einem Schnitt längs der Bewegungsrichtung 1 dargestellte elastische Element 2 weist zwei Anschlüsse 3 und 4 für zwei mit dem elastischen Element 2 zu verbindende und hier nicht dargestellte Bauteile auf. Die Anschlüsse 3 und 4 sind koaxial zu der Bewegungsrichtung 1 angeordnet, wobei der Anschluß 4 zweiteilig ausgebildet ist. Die beiden Teile 5 und 6 des Anschlusses 4 sind achsensymmetrisch zu der Bewegungsrichtung 1 ausgebildet und angeordnet. Von den Anschlüssen 3 und 4 erstrecken sich in lateraler Richtung zu der Bewegungsrichtung 1 Blattfedern 7 und 8. Dabei geht von dem zentralen Anschluß 3 jeweils eine Blattfeder 7 aus, deren freies Ende über ein Verbindungsstück 9 mit den freien Enden von zwei Blattfedern 8 verbunden ist, die sich von den beiden Teilen 5 und 6 des dezentralen Anschlusses 4 erstrecken. Insgesamt ist die Anordnung der Blattfedern 7 und 8 und der Anschlüsse 3 und 4 derart, daß sich der Anschluß 3 und die Blattfedern 7 in einem anderen Raum 10 längs der Bewegungsrichtung 1 bewegen als die Blattfedern 8 und der Anschluß 4. Die Blattfedern 8 und der Anschluß 4 bewegen sich in zwei Teilräumen 11 und 12, die parallel zu der Bewegungsrichtung 1 verlaufen. Die Räume 10 bis 12, die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien begrenzt sind, sind in der Realität nicht voneinander getrennt. Vielmehr handelt es sich um gedachte Räume. Die Relativanordnung der gedachten Räume 10 bis 12 ermöglicht jedoch, daß sich die Anschlüsse 3 und 4 in der Bewegungsrichtung 1 aneinander vorbei bewegen. In dieser, weder in Fig. 1 noch in Fig. 2 dargestellten Relativposition erstrecken sich die Blattfedern 7 und 8 in einer senkrecht zu der Bewegungsrichtung 1 verlaufenden Ebene und stehen so einer Relativverschiebung der Anschlüsse 3 und 4 in dieser Ebene mit sehr hoher Steifigkeit entgegen. Die Ausrichtung der Blattfedern 7 und 8 in einer senkrecht zu der Bewegungsrichtung 1 verlau­ fenden Ebene kann die Nullstellung des elastischen Elements 2 gemäß den Fig. 1 und 2 sein. Die Nullstellung des elastischen Elements kann aber auch Fig. 2 entsprechen. Dies ist insbeson­ dere dann sinnvoll, wenn die zwischen den zu verbindenden Bauteilen immer auftretenden Kräfte das elastische Element 2 in oder in die Nähe einer ebenen Ausrichtung der Blattfedern 7 und 8 verformen.

In der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 sind die Blatt­ federn 7 und 8 aus Kohlefaserverbundwerkstoff ausgebildet. Auch die Anschlüsse 3 und 4 sowie die Verbindungsstücke 9 bestehen aus Kohlefaserverbundwerkstoff. Es versteht sich jedoch, daß das Material der Blattfedern 7 und 8 von demjenigen der Anschlüsse 3 und 4 und demjenigen der Verbindungsstücke 9 abweichen kann, um den jeweils auftretenden Materialanforderungen in optimaler Weise Rechnung zu tragen. In dem Anschluß 3 ist eine Befesti­ gungsbohrung 13 vorgesehen, eine solche Befestigungsbohrung fehlt in den Teilen 5 und 6 des Anschlusses 4. Diese Teile sind flächig an dem jeweiligen Bauteil einzuspannen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des elastischen Elements 2 gemäß den Fig. 1 und 2 ist vollständig aus einem Stück Federbandstahl 14 ausgebildet. Dabei kann das Trennen der Blattfedern 7 und 8 und das Ausbilden der Befestigungsbohrung 13 sowie weitere Befestigungsbohrungen 15 in Teilen 5 und 6 des Anschlusses 4 durch Ausstanzen oder Erodieren erfolgen. Diese Verfahren sind auch geeignet, um die äußeren Konturen des Stücks Federbandstahl 14 festzulegen. Bei dem elastischen Element 2 in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist jede Blattfeder 7 denselben Querschnitt auf, wie die beiden mit ihr über das Verbindungsstück 9 verbundenen Blattfedern 8 zusammen genommen. So wird verhindert, daß die jeweils weicheren Blattfedern zwischen den Verbindungsstücken 9 auf Druck oder Zug beansprucht werden, wodurch die Linearität der von dem elastischen Element 2 aufgebrachten Rückstellkraft negativ beeinflußt würde. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 weist das elastische Element 2 gemäß Fig. 3 auch die Befestigungsbohrungen 15 in dem Anschluß 4 auf. Weiterhin sind die Blattfedern 7 und 8 in der dargestellten Grundstellung des elastischen Elements ohne Rückstellkraft in einer senkrecht zu der Bewegungsrichtung 1 verlaufenden Ebene angeordnet.

Letzteres gilt auch für die Ausführungsform des elastischen Elements 2 gemäß Fig. 4, obwohl hier die Anschlüsse 3 und 4, die Blattfedern 7 und 8 und die Verbindungsstücke 9 wieder aus Kohlefaserverbundwerkstoff ausgebildet sind. Der entscheidende Unterschied dieser Ausführungsform zu derjenigen gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aber darin, daß sich von dem Anschluß 3 insgesamt drei Blattfedern 7 lateral zu der Bewegungsrichtung 1 erstrecken. Diese drei Blattfedern 7 sind wieder jeweils mit zwei Blattfedern 8 über die Verbindungsstücke 9 verbunden. So sind insgesamt sechs Blattfedern 8 vorgesehen. Zwar unterscheidet sich die Zahl der Blattfedern 7 und 8 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 zu den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3, doch sind die Blattfedern 7 und 8 immer rotationssymmetrisch zu der Bewegungsrichtung 11 angeordnet. Durch den höheren Grad der Rotationssymmetrie der Ausführungs­ form gemäß Fig. 4 sind die Steifigkeiten des elastischen Elements in der Zeichenebene gemäß Fig. 4 jedoch gleichmäßiger verteilt. Gleichzeitig wird ein Druckpunkt beim aneinander vorbei Bewegen der beiden Anschlüsse 3 und 4 seltener beobachtet als bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3. Dort tritt der Druckpunkt bereits bei minimalen Unterschieden der geometrischen oder effektiven Längen der Blattfedern 7 und 8 auf und zerstört so punktuell die grundsätzlich hohe Linearität der Rückstellkraft des elastischen Elements 2.

Das elastische Element gemäß Fig. 5 entspricht bis auf das andere Ausgangsmaterial dem elastischen Element gemäß Fig. 4. Analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das gesamte elastische Element gemäß Fig. 5 aus einem Stück Federbandstahl ausgebildet. Die Verwendung von Federbandstahl für das elasti­ sche Element 2 hat nicht nur den Vorteil, der Einstückigkeit, sondern ist auch kostengünstiger als die Ausbildung des elastischen Elements 2 aus Kohlefaserverbundwerkstoff. Als Nachteil ist ein höheres Gewicht zu berücksichtigen.

Fig. 6 zeigt ein Bauteil 16, das mittels zweier elastischer Elemente 2 gemäß Fig. 5 mit einem Bauteil 17 verbunden ist. Die elastischen Elemente 2 sind in einem Abstand 18 entlang der Bewegungsrichtung 1 angeordnet. An jedem der beiden elastischen Elemente 2 ist das Bauteil 16 mit drei Anschlußstücken 19 befestigt, die jeweils durch eine der Befestigungsbohrungen 15 in dem hier weiter nicht sichtbaren Anschluß 4 hindurchgreifen. Das Bauteil 17 ist mit einem Anschlußstück 20 an dem Anschluß 3 der elastischen Elemente 2 befestigt und greift dort durch die Bohrung 13 hindurch. Das Bauteil 16 ist in der Bewegungsrichtung gegen eine linear mit dem Federweg anwachsende Rückstellkraft verschiebbar. Senkrecht zur Bewegungsrichtung und um beliebige Kippachsen ist eine Relativbewegung des Bauteils 16 gegenüber dem Bauteil 17 jedoch nahezu unmöglich. Hier weist die Führung durch die beiden elastischen Elemente 2 eine sehr hohe Steifig­ keit auf. Bei dem Bauteil 16 kann es sich um ein Lagerstück einer Maschine handeln, die gegenüber einem Fundament als Bauteil 17 elastisch zu lagern ist.

Fig. 7 zeigt eine andere Anwendung einer Führung aus den elastischen Elementen 2. Die Darstellung der Fig. 2 ist ein Längsschnitt parallel zu der Bewegungsrichtung 1. Die elastischen Elemente 2 sind zu zwei Paketen von jeweils drei elastischen Elementen 2 in dem Abstand 18 angeordnet. Dabei sind zwischen den einzelnen elastischen Elementen im Bereich der durch die hier nicht sichtbaren Bohrungen 13 und 15 hindurch­ greifenden Anschlußstücke 19 und 20 Distanzstücke 21 und 22 vorgesehen. Die Distanzstücke verhindern selbst bei nur geringer Dicke eine Berührung und damit eine Reibung zwischen den einzelnen einander direkt benachbarten elastischen Elementen 2. Durch die Zusammenfassung mehrerer elastischer Elemente 2 zu Federpaketen kann eine sehr große Rückstellkraft zwischen den beiden Bauteilen 16 und 17 bereitgestellt werden. Bei den beiden Bauteilen 16 und 17 handelt es sich hier um die sich in der Bewegungsrichtung 1 abstoßenden Teile einer Magnetfeder 23. Das Bauteil 17 besteht aus Permanentmagneten 24, die mit wechselnder Magnetisierungsrichtung S-N und N-S entlang der Bewegungs­ richtung 1 ausgerichtet sind. Dabei sind zwischen den Permanent­ magneten 24 Weicheisenzwischenstücke 25 angeordnet, die das magnetische Feld der aneinander angrenzenden gleichnamigen Pole der Permanentmagnete 24 radial nach außen richten. Den Weich­ eisenzwischenstücken 25 sind Weicheisenzwischenringe 26 des Bauteils 16 in radialer Richtung gegenüberliegend zugeordnet. An die Weicheisenzwischenringe 26 grenzen gleichnamige Pole N bzw. S von Ringmagneten 27 an, bei denen es sich ebenfalls um Permanentmagnete handelt. Die aus den Bauteilen 16 und 17 bestehende magnetische Feder 23 weist aus der dargestellten Grundstellung heraus eine ausgeprägte negative Federsteifigkeit auf. Das heißt, bereits geringe Verschiebungen der Bauteile 16 und 17 in der Bewegungsrichtung führen zu großen abstoßenden Kräften zwischen den beiden Bauteilen, die die Verschiebung zu vergrößern trachten. Der magnetischen Feder 23 sind jedoch die zu den zwei Federpaketen zusammengefaßten elastischen Elemente 2 parallel geschaltet. Im Ergebnis ergibt sich eine sehr geringe, bei null liegende Gesamtsteifigkeit in der Nähe der dargestellten Grundstellung, die außerhalb der Grundstellung stark anwächst. Diese Eigenschaften sind beispielsweise für die Ausbildung einer extrem weichen Kfz-Federung von Vorteil. Die elastischen Elemente 2 dienen dabei aber nicht nur zum Bereit­ stellen einer positiven Federsteifigkeit, sondern auch zur reibungsfreien Führung der beiden Bauteile 16 und 17 der Magnetfeder 23 gegeneinander. Bei der Magnetfeder 23 treten massive laterale Kräfte zwischen den Bauteilen 16 und 17 auf, die jedoch aufgrund der hohen Führungsqualitäten der elastischen Elemente 2 zuverlässig abgetragen werden, so daß eine konzentri­ sche Anordnung der Bauteile 16 und 17 unter Betriebsbedingungen tatsächlich gewährleistet ist. Das Bauteil 16 kann über Befestigungsstücke 28 beispielsweise an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs befestigt sein, während das Bauteil 17 über ein Befestigungsstück 29 an dem Rad oder der Achse eines Kraft­ fahrzeugs befestigt ist. Bei dieser Anwendung ist der Baueinheit gemäß Fig. 7 aber in jedem Fall ein Stoßdämpfer parallel zu schalten, da diese aber über kein nennenswerte Dämpfung verfügt.

Bezugszeichenliste

1

Bewegungsrichtung

2

elastisches Element

3

Anschluß

4

Anschluß

5

Teil

6

Teil

7

Blattfeder

8

Blattfeder

9

Verbindungsstück

10

gedachter Raum

11

gedachter Teilraum

12

gedachter Teilraum

13

Befestigungsbohrung

14

Stück Federbandstahl

15

Befestigungsbohrung

16

Bauteil

17

Bauteil

18

Abstand

19

Anschlußstück

20

Anschlußstück

21

Distanzstück

22

Distanzstück

23

Magnetfeder

24

Permanentmagnet

25

Weicheisenzwischenstück

26

Weicheisenzwischenring

27

Ringmagnet

28

Befestigungsstück

29

Befestigungsstück

Claims (12)

1. Elastisches Element für eine in einer Bewegungsrichtung elastische Verbindung von zwei Bauteilen, mit zwei koaxial zu der Bewegungsrichtung angeordneten Anschlüssen für die beiden Bauteile und mit sich in rotationssymmetrischer Anordnung zu der Bewegungsrichtung von den beiden Anschlüssen aus lateral erstreckenden Blattfedern, deren freien Enden miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die sich von dem einen Anschluß (3) aus erstreckenden Blattfedern (7) in einem anderen parallel zu der Bewegungsrichtung (1) verlaufenden gedachten Raum (10) bewegen als die sich von dem anderen An­ schluß (4) aus erstreckenden Blattfedern (8).

2. Elastisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Blattfedern (7) von dem einen Anschluß (3) aus radial zu der Bewegungsrichtung (1) erstrecken und an ihren freien Enden jeweils mit zwei symmetrisch zu ihrer Erstreckungs­ richtung angeordneten, sich von dem anderen Anschluß (4) er­ streckenden Blattfedern (8) verbunden sind.

3. Elastisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die sich von dem einen Anschluß (3) erstreckende Blattfeder (7) in der Nullage des elastischen Elements (2) in derselben senkrecht zu der Bewegungsrichtung (1) verlaufenden Ebene angeordnet ist wie die zugehörige sich von dem anderen Anschluß (4) erstreckenden zwei Blattfedern (8).

4. Elastisches Element nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die sich von dem anderen Anschluß (4) erstrecken­ den zwei Blattfedern (8) zusammen jeweils denselben Querschnitt aufweisen wie die zugehörige sich von dem einen Anschluß (3) erstreckende Blattfeder (7).

5. Elastisches Element nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich drei Blattfedern (7) von dem einen Anschluß (3) aus lateral zu der Bewegungsrichtung erstrecken.

6. Elastisches Element nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich von dem einen Anschluß (3) aus erstreckende Blattfeder (7) zusammen mit den zugehörigen sich von dem anderen Anschluß (4) aus erstreckenden Blattfedern (8) aus einem Stück Federbandstahl (14) ausgebildet ist.

7. Elastisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß alle rotationssymmetrisch zu der Bewegungsrichtung (1) zueinander angeordneten, sich von dem einen Anschluß (3) erstreckenden Blattfedern (7) und die zugehörigen sich von dem anderen Anschluß (4) erstreckenden Blattfedern (8) aus einem Stück Federbandstahl (14) ausgebildet sind.

8. Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (7, 8) und ihre Verbindungen (Verbindungsstücke 9) aus Kohlefaserverbundwerk­ stoff ausgebildet sind.

9. Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich von den beiden Anschlüssen (3, 4) aus in der Bewegungsrichtung (1) hintereinander angeordnete Blattfedern erstrecken.

10. Elastisches Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß sich 3n Blattfedern (7) auf n Niveaus von dem einen Anschluß (3) aus lateral zu der Bewegungsrichtung (1) erstrecken, wobei n eine ganze Zahl größer als eins ist.

11. Führung für ein erstes Bauteil in einer Bewegungsrichtung gegenüber einem zweiten Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (16) in zwei in der Bewegungsrichtung beabstande­ ten Bereichen über jeweils ein elastisches Element (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit dem zweiten Bauteil (17) ver­ bunden ist.

12. Führung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Bauteil (16 und 17) die sich in der Bewegungsrichtung (1) abstoßenden Teile einer Magnetfeder (23) sind.