DE19723515C2 - Elastische Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen in einer Bewegungsrichtung - Google Patents

Elastische Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen in einer Bewegungsrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen in einer Bewegungsrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein 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, 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.
Zusätzliche 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 Bewegungsrichtung 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.
Eine Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundene Bauteilen in einer Bewegungsrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-PS 672 024 bekannt. Die bekannte elastische Anordnung dient zum Führen von zwei Bauteilen eines Schwingungsmessers nach dem Seismographen­ prinzip. Sie ist nicht für große Wege und Kräfte vorgesehen, wie sie beispielsweise bei einer Kraftfahrzeugfederung auftreten.
Aus der DE 36 26 254 A1 ist eine Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen bei einem elektromagnetischen Stellelement bekannt. Hier werden zwei unter einem Abstand angeordnete blattfederähnliche elastische Elemente, die sich radial zwischen zwei koaxial angeordneten Anschlüssen für die beiden Bauteile erstrecken zur realtiven Führung und elastischen Abstützung der beiden Bauteile verwendet. Bei dieser Anordnung müssen sich die elastischen Elemente bei jeder Relativver­ schiebung der beiden Bauteile in ihrer Haupterstreckungsebene längen, was zwangsläufig zu einer Deformation der Federkennlinie führt und nur kleine Relativverschiebungen der beiden Bauteile zueinander zulässt. Das eine Bauteil des bekannten elektromagen­ tischen Stellelements weist eine Spule auf, der an dem anderen Bauteil in coaxialer Relativanordnung Permanentmagnete mit wechselnder Magnetisierung in der Bewegungsrichtung zugeordnet sind. Durch Beaufschlagung der Spule mit einem definierten Strom kann eine gewünschte Stellbewegung ausgeführt werden.
Aus der DE-PS 958 792 ist eine Parallelführung von zwei Bautei­ len durch Blattfedern bekannt, bei der sich zwei voneinander beabstandete Blattfedern parallel zueinander und im wesentlichen geradlinig von einem ersten Bauteil zu einem dazu parallel zu führenden zweiten Bauteil erstrecken. Bei der Parallelführung ändert sich jedoch der seitliche Abstand der Bauteile über den Federweg der Blattfedern.
Weiterhin ist eine Parallelschaltung von konventionellen Federn mit positiver Federsteifigkeit und magnetischen Federn mit negativer Steifigkeit bekannt. Hierbei besteht aber bislang das Problem, die beiden Bauteile der Magnetfeder, zwischen denen sehr große magnetische Kräfte quer zu der gewünschten Bewegungs­ richtung wirken, exakt aneinander zu führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, die bei Integration einer Magnetfeder mit negativer Steifigkeit für große Wege und Kräfte geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elastische Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Anordnung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Durch die Anordnung der sich von den beiden Bauteilen erstrec­ kenden Blattfedern der elastischen Elemente in zwei parallel zu der Bewegungsrichtung verlaufenden und sich nicht überdeckenden gedachten Räumen können sich die Anschlüsse für die beiden Bauteile bei den elastischen Elementen 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 den elastischen Elementen auch die Anschlüsse so ausgebildet sind, daß sie sich in jeweils anderen parallel zu der Bewegungs­ richtung 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 die neue Anordnung trotz der hervorragenden Führungseigenschaften der zu Federpaketen gestapelten elastischen Elemente reibungs- und dämpfungsfrei. Bei den Federpaketen treten keine Reibungen zwischen den einzelnen Blattfedern auf den nebeneinander angeordneten Niveaus auf, weil ein mindestens minimaler Abstand in der Grundstellung, bei der sich alle Blattfedern der elastischen Elemente radial zu der Bewegungsrichtung erstrecken, vorgesehen ist. Die Magnet­ feder der neuen Anordnung ist eine Feder mit negativer Steifigkeit, die den elastischen Elementen parallel geschaltet ist und die Gesamtfedersteifigkeit der Anordnung bei einem bestimmten Federweg stark, gegebenenfalls bis in die Nähe von null reduziert. Die beiden Bauteile der Magnetfeder, zwischen denen sehr große magnetische Kräfte quer zu der gewünschten Bewegungsrichtung wirken, werden durch die elastischen Elemente exakt zueinander geführt, wobei gleichzeitig die der magneti­ schen Feder parallel geschaltete Feder mit positiver Steifigkeit ausgebildet wird.
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.
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.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines elastischen Elements mit Blattfedern aus Kohlefaserverbundwerkstoff in einer Ansicht in einer 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 die neue Anordnung zum Führen eines erstes Bauteil in der Bewegungsrichtung gegenüber einem zweiten Bauteil mit zwei Federpaketen aus den elastischen Elementen gemäß Fig. 5.
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 des elastischen Elements 2 gemäß den Fig. 1 und 2 sind die Blattfedern 7 und 8 aus Kohlefaser­ verbundwerkstoff 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 Befestigungsbohrung 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 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 Befesti­ gungsbohrungen 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 Ausführungs­ form gemäß Fig. 3 weist jede Blattfeder 7 denselben Querschnitt auf, wie die beiden mit ihr über das Verbindungsstück 9 verbun­ denen Blattfedern 8 zusammen genommen. So wird verhindert, daß die jeweils weicheren Blattfedern zwischen den Verbindungs­ stücken 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 unter­ scheidet sich die Zahl der Blattfedern 7 und 8 bei der Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 4 zu den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3, doch sind die Blattfedern 7 und 8 immer rotationssymmetrisch zu der Bewegungsrichtung 1 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 eine Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen 16 und 17 mit elastischen Elementen 2. Die Darstellung der Fig. 6 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 2 im Bereich von durch die hier nicht sichtbaren Bohrungen 13 und 15 hindurchgreifenden Anschlußstücken 19 und 20 Distanzstücke 21 und 22 vorgesehen. Die Distanzstücke 21 und 22 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 um die sich in der Bewegungsrichtung 1 ab­ stoßenden Teile einer Magnetfeder 23. Das Bauteil 17 besteht aus Permanentmagneten 24, die mit wechselnder Magnetisierungs­ richtung S-N und N-S entlang der Bewegungsrichtung 1 ausgerich­ tet sind. Dabei sind zwischen den Permanentmagneten 24 Weich­ eisenzwischenstücke 25 angeordnet, die das magnetische Feld der aneinander angrenzenden gleichnamigen Pole der Permanentmagnete 24 radial nach außen richten. Den Weicheisenzwischenstücken 25 sind Weicheisenzwischenringe 26 des Bauteils 16 in radialer Richtung gegenüberliegend zugeordnet. An die Weicheisenzwischen­ ringe 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 ausge­ prägte 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 Bereitstellen 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 konzentrische 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 Anordnung gemäß Fig. 6 aber in jedem Fall ein Stoßdämpfer parallel zu schalten, da diese aber über kein nennenswerte Dämpfung verfügt.

Claims (9)

1. Elastische Anordnung zum Führen von zwei elastisch verbundenen Bauteilen (16 und 17) in einer Bewegungsrichtung (1), wobei das erste Bauteil (16) in zwei in der Bewegungs­ richtung (1) beabstandeten Bereichen über jeweils ein elasti­ sches Element (2) mit zwei koaxial zu der Bewegungsrichtung (1) angeordneten Anschlüssen (3 und 4) für die beiden Bauteile (16 und 17) mit dem zweiten Bauteil (17) verbunden ist, wobei jedes elastische Element (2) sich in rotationssymmetrischer Anordnung zu der Bewegungsrichtung (1) von den beiden Anschlüssen (3 und 4) aus lateral erstreckende Blattfedern (7 und 8), deren freien Enden miteinander verbunden sind, aufweist, wobei sich die sich von dem einen Anschluß (3) aus erstreckenden Blattfedern in einem anderen parallel zu der Bewegungsrichtung (1) verlaufenden gedachten Raum (11) bewegen als die sich von dem anderen An­ schluß (4) aus erstreckenden Blattfedern (8), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Bauteil (16 und 17) die sich in der Bewegungsrichtung (1) abstoßenden Teile einer Magnetfeder (23) sind, wobei die Bauteile (16 und 17) jeweils Permanentmagnete (24 und 25) mit wechselnder Magnetisierung in der Bewegungsrichtung und zwischen den Permanentmagneten (24 und 25) angeordnete Weicheisenzwischenstücke (25 und 26) aufweisen, und daß sich bei jedem elastischen Element (2) von den beiden Anschlüssen (3 und 4) aus in der Bewegungsrichtung (1) hinter­ einander angeordnete Blattfedern (7 und 8) erstrecken, wobei in den Anschlüssen (3 und 4) Distanzstücke (21 und 22) zwischen den Blattfedern (7 und 8) angeordnet sind.
2. Elastische Anordnung nach Anspruch 1, 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.
3. Elastische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Erstreckungsrichtung angeordneten, sich von dem anderen Anschluß (4) erstreckenden Blattfedern (8) verbunden sind.
4. Elastische Anordnung nach Anspruch 3, 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).
5. Elastische Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die sich von dem anderen Anschluß (4) erstreckenden zwei Blattfedern (8) zusammen jeweils denselben Querschnitt aufweisen wie die zugehörige sich von dem einen Anschluß (3) erstreckende Blattfeder (7).
6. Elastische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich drei Blattfedern (7) von dem einen Anschluß (3) aus lateral zu der Bewegungsrichtung erstrecken.
7. Elastische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 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.
8. Elastische Anordnung nach Anspruch 7, 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.
9. Elastische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (7, 8) und ihre Verbindungen (Verbindungsstücke 9) aus Kohlefaserverbundwerk­ stoff ausgebildet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011000656B8 (de) 2011-02-11 2013-03-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Schwingungsfreie Lagerung eines Objekts an einer schwingenden Struktur
DE202012105031U1 (de) 2012-12-21 2014-03-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. In einer Achse stoß- und schwingungsfreie Lagerung
DE102013101671B4 (de) 2013-02-20 2015-01-22 Harald Breitbach Adaptiver Drehschwingungstilger mit einer über Blattfedern an einer Nabe elastisch gelagerten ringförmigen Tilgermasse
US9133900B2 (en) 2013-12-16 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for suspension damping including negative stiffness employing a permanent magnet

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE672024C (de) * 1933-02-15 1939-02-18 Aeg Schwingungsmesser nach dem Seismographenprinzip
DE958792C (de) * 1955-07-22 1957-02-21 Voigt & Haeffner Ag Einzelblattfeder
DE3626254A1 (de) * 1986-08-02 1988-02-11 Bbc Brown Boveri & Cie Elektromagnetisches stellelement
DE19509485C1 (de) * 1995-03-16 1996-05-15 Daimler Benz Ag Schwingungsisolator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE672024C (de) * 1933-02-15 1939-02-18 Aeg Schwingungsmesser nach dem Seismographenprinzip
DE958792C (de) * 1955-07-22 1957-02-21 Voigt & Haeffner Ag Einzelblattfeder
DE3626254A1 (de) * 1986-08-02 1988-02-11 Bbc Brown Boveri & Cie Elektromagnetisches stellelement
DE19509485C1 (de) * 1995-03-16 1996-05-15 Daimler Benz Ag Schwingungsisolator

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