WO2011128042A1 - Spring structure having a plurality of spring elements - Google Patents

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WO2011128042A1
WO2011128042A1 PCT/EP2011/001731 EP2011001731W WO2011128042A1 WO 2011128042 A1 WO2011128042 A1 WO 2011128042A1 EP 2011001731 W EP2011001731 W EP 2011001731W WO 2011128042 A1 WO2011128042 A1 WO 2011128042A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring structure
spring
band
sections
springs
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/001731
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Hoffmann
Original Assignee
Uwe Hoffmann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Uwe Hoffmann filed Critical Uwe Hoffmann
Publication of WO2011128042A1 publication Critical patent/WO2011128042A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape

Definitions

  • the invention relates to a spring structure comprising at least three wave-shaped band springs, each band spring having in order to form a waveform reversing sections and intermediate pieces, each connecting two consecutive reversal sections.
  • European Patent Application EP 2 082 903 A2 describes inter alia a wave-shaped band spring of the aforementioned type, i. a band spring with wavy course.
  • This band spring has to form a waveform reversing sections and intermediate pieces, wherein the intermediate pieces connect successive reversal sections together.
  • a disadvantage of the band spring according to EP 2 082 903 A2 is that, in principle, there is an increased risk of buckling. Under load, i. upon introduction of a force in the direction of the longitudinal center line L, around which the band spring meanders, the band spring can easily move away to the side.
  • the band spring is provided in the intermediate pieces with holes which are arranged along the longitudinal center line and which are aligned with each other. Through the holes, a rod-shaped shock absorber leg is guided, which also serves as a damper and the leadership of the band spring in addition to the actual task and should prevent lateral buckling. At the ends of the band spring spring plates are provided, with which the damper is firmly connected and where the band spring is supported.
  • the band spring rubs with the inner surfaces of the holes on the shock absorber leg, when the spring is compressed under load and relaxed again when discharged.
  • the friction between damper strut and band is not insignificant, since the damper leg for guiding the band does not exert small lateral forces as soon as the coil spring has lost its kinking stability.
  • band spring A significant disadvantage of the described band spring is also to be seen in the fact that to stabilize the band spring necessarily a damper unit must be provided, i. the band spring can only be used in combination with a damper unit in the form of a shock absorber. In a variety of applications, however, a separation of spring and damper unit is preferred or exclusively a spring needed without damping should take place.
  • a spring structure is formed using two wave-shaped band springs.
  • the two band springs are sandwiched on each other in such a way that the band springs touch each other in the turnaround sections. In the contact surfaces formed in this way, the band springs are connected together.
  • this embodiment is more stable, i. kink-proof, is as a single coil spring, the spring structure is still not self-supporting.
  • a rod-shaped shock absorber leg is again provided. The holes required to receive the damper leg are in the interconnected reversal sections, i. in the most stressed areas of the two band springs.
  • the US 4,832,320 also describes a combined spring-damper unit, cooperate in the two wave-shaped band springs and a damper. Also, the spring structure disclosed in US 4,832,320 is not self-supporting. Rather, spring plates are necessary, which receive and fix the band springs at their ends, wherein the two band springs only by the spring plate a fixed arrangement, especially to each other, is awarded.
  • the European patent application EP 0 132 048 AI has a wavy strip spring to the object.
  • a spring structure comprising four is described Wavy band springs, which are arranged in pairs opposite one another, wherein the pairs are grouped in such a way that the two planes, which are spanned by the two pairs of band spring, perpendicular to each other.
  • the four band springs are connected together at the free ends of the spring structure where they converge.
  • a higher number of shafts may be required if a high-performance spring structure capable of accommodating a large amount of energy is required, which may be the case, for example, in vehicle construction.
  • the spring structure of EP 0 132 048 A1 is a closed spring structure, i. a closed spring body, in contrast to an open, sleeve-like, i. bangle-like structure. Consequently, it is not possible to guide a rod-shaped damper unit through the structure.
  • the formation of the free ends requires the introduction of the force as a point load.
  • a spring structure comprising at least three wavy band springs, each band spring to form a waveform reversing sections and spacers, each connecting two consecutive reversal sections together, and characterized in that the at least three band springs circumferentially to form a sleeve-shaped spring structure the longitudinal axis of the spring structure around and in pairs adjacent to each other are arranged in such a way that
  • the turnarounds and the intermediate pieces of each band spring follow each other alternately, wherein the turnarounds are directed inward - as inward turnarounds - inwardly and - as outboard turnarounds - outward, and - each Band spring between the two free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs at least one cohesive connection, so that the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, wherein the at least one cohesive connection is formed in the region of a turnaround.
  • the band springs are sleeve-shaped to form a spring structure, i. grouped in the form of a sleeve.
  • the band springs are circumferentially, i. on a circumference about the longitudinal axis of the spring structure to be built up from them, side by side, i. in pairs adjacent to each other, arranged.
  • the inversion sections and the intermediate pieces of the band springs alternate along the longitudinal axis.
  • This type of arrangement or grouping of the band springs allows passing a rod-shaped damper unit through the sleeve-shaped spring structure and thus basically opens the use of a damper unit, if this is desired or required for a specific application.
  • the provision of such a damper unit is not absolutely necessary, in particular not to lead or support the band springs grouped to the sleeve, since the spring structure according to the invention has a high kink resistance from the house.
  • the spring structure according to the invention is a self-supporting spring structure, which has a relatively high dimensional stability in the unloaded state, without additional stabilizing elements must be provided.
  • Each band spring is integrally connected to each of the two adjacent band springs at least at one point.
  • the cohesive connection is formed in each case in the region of an inversion section of the band springs and leads to the formation of a dimensionally stable spring structure in the region of the connection.
  • the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, which has a high kink resistance and is self-supporting.
  • the special structure of the spring structure according to the invention allows embodiments with a high number of waves, i.
  • Embodiments of the spring structure which have more than five turnaround sections, in particular also more than ten or more than fifteen turnaround sections may have.
  • the spring structure according to the invention is essentially subjected to bending and the highest voltages occur in the reversing sections, the spring structure is thus also suitable as a high-performance spring, which is able to absorb and store large amounts of energy.
  • a spring structure which overcomes the problems known from the prior art, namely that which is self-supporting, over a high one nickstabiltician features, used as a high-performance spring and can be combined with a rod-shaped damper when needed, but not necessarily combined.
  • the spring structure is constructed from at least three band springs, so that the spring structure along the longitudinal axis at least in places or in sections has a triangular or arbitrary polygonal cross-section.
  • the spring structure comprises four, five, six or more band springs. Then the spring structure in the basic form approaches a cylinder.
  • Embodiments of the spring structure in which the at least one cohesive connection is a punk-like connection or has a line-like configuration are advantageous.
  • each band spring has at least one cohesive connection between the free ends of the spring structure for each of the two adjacent band springs. Apart from these connections between the free ends embodiments are particularly advantageous in which each band spring additionally has a cohesive connection at one or both free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs.
  • the spring structure according to the invention is suitable both as a tension spring and as a compression spring, i.
  • the spring structure is suitable for absorbing tensile forces and compressive forces.
  • the at least one cohesive connection is formed in the region of an inboard reversing section. If the internal inversion sections are used to form the integral connections, it is readily ensured that the band springs Under load do not interfere with each other in the context of their change in shape or affect, because the outer inversion sections can move freely in a compression of the spring structure to the outside and stretch in an expansion or discharge.
  • the band springs should preferably not touch as part of a change in shape, since this can disturb or endanger the functioning of the spring structure.
  • embodiments may also be advantageous in which the at least one cohesive connection, which has each band spring between the two free ends of the spring structure to the two adjacent band springs, is formed in the region of an external reversing section. Then, in essence, the inner inversion sections move in a change in shape and that inward, so that the spring structure in their outer dimensions - apart from the change in length - almost does not vary.
  • the inner reversal sections move inwards when the spring structure is compressed.
  • An inwardly directed trapezoidal taper of the inboard reversal sections can prevent the band springs from interfering with each other under load in their change in shape.
  • Embodiments of the spring structure in which at least one free end of the spring structure has the at least three band springs have an inner reversing section are advantageous. This embodiment is particularly advantageous if the band springs have a material connection in pairs in the region of these inward reversal sections. This increases the dimensional stability of the spring structure, in particular the dimensional stability of the correspondingly shaped end.
  • the spring structure according to the invention requires at its ends no additional force-introducing or shaping elements, such as spring plate, since it is a self-supporting structure that can be used without further attachments.
  • the spring forces are then introduced directly into the structure without interposing further elements.
  • embodiments of the spring structure are advantageous in which the at least three band springs have an inner reversing section at both free ends of the spring structure.
  • a cohesive connection of the inner reversing sections is also advantageous.
  • embodiments of the spring structure are advantageous in which adjacent at least one free end of the spring structure band springs have a material connection.
  • a comparable embodiment can also be realized analogously in spring structures in which the at least three band springs have an external inversion section on at least one free end.
  • the intermediate pieces in the unloaded state of the band springs with a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the spring structure at least partially an angle ⁇ ⁇ 20 °, preferably an angle ⁇ 10 °, form.
  • the sharper the angle ⁇ is chosen the more compact the spring structure can be formed. At small angles, the inversion sections are almost in folded form.
  • Such a spring structure can absorb large amounts of energy at a small volume.
  • Embodiments of the spring structure may be advantageous in which the reversing sections are formed unevenly. This can be the inversion sections of different band springs, but in particular also the reversal sections of a single band spring.
  • turnaround portions of a single band spring may have different thicknesses, different widths, different lengths and / or different shapes.
  • the nonuniform design of the reversal sections of a strip spring can be influenced on the spring characteristic of the spring structure. Differently formed reversing sections are usually different stiff. So, progressive spring characteristics can be modeled. The corresponding spring structure hardens when loaded in stages.
  • Embodiments of the spring structure may also be advantageous, in which the at least three band springs are of non-uniform design.
  • Different band springs can for example be made of different materials.
  • the band springs may also differ in material thickness, width, length and / or shape as described for the reversal sections.
  • the non-uniform design of the band springs leads to an asymmetric spring structure, which is distinguished from a symmetrical spring structure in that the line of action of the resulting spring force eccentrically and / or optionally employed, that is inclined at an angle to the longitudinal axis of the spring structure.
  • the resulting spring force usually runs along the longitudinal axis.
  • Composite materials are characterized by the fact that they combine the properties of different materials in an advantageous manner, such as strength, lightweight construction and the like.
  • Fiber-reinforced plastic is characterized by a very high strength and low specific weight.
  • the specific energy intake, i. the weight-related energy absorption capacity is comparatively large.
  • plastic is corrosion resistant.
  • the spring structure in which the at least three band springs are at least made of plastic.
  • the band springs of the spring structure can be made of plastic.
  • Plastics whether fiber-reinforced or not, enable a simple, ie cost-effective, and only a few steps production of the spring structure, for example by injection molding or in Resin Transfer Molding (RTM). Also advantageous are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of metal.
  • metal In contrast to plastics, metal is heat resistant, i. also suitable for use at higher temperatures.
  • the higher weight is usually considered a disadvantage.
  • the at least three band springs need not be made uniformly from plastic, fiber reinforced plastic or metal according to the above embodiments, but may also be nonuniform, i. made of different materials.
  • Embodiments of the spring structure in which at least one band spring has a convex curvature similar to a curved shell segment in the circumferential direction of the sleeve-shaped spring structure are advantageous.
  • the curved shape results in an improved stress state within each band spring, particularly in the edge regions adjacent to other band springs.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the
  • Fig. 2 is a perspective view of a second embodiment of the
  • FIG. 3 is a perspective view of a third embodiment of the
  • Spring structure 4 is a perspective view of a fourth embodiment of the spring structure
  • Fig. 5 is a perspective view of a fifth embodiment of
  • FIG. 6 shows the cross section Y - Y shown in FIG. 5 to show a first cross section
  • FIG. 7 shows the cross section Z - Z shown in FIG. 5 to show a second cross section
  • Fig. 8 is a perspective view of a sixth embodiment of the
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the spring structure 1.
  • the spring structure 1 shown comprises three wave-shaped band springs 2.
  • Each band spring 2 has five reversal sections 3, 4 and four intermediate pieces 5 for forming a waveform, the reversal sections 3, 4 being connected to each other via an intermediate piece 5.
  • the three band springs 2 form a sleeve-shaped spring structure 1.
  • the band springs 2 are arranged on a triangular-shaped circumference about the longitudinal axis 8 of the spring structure 1 around - in pairs adjacent - side by side.
  • the orientation of the band springs 2 is such that, starting from a free end 7a of the spring structure 1 toward the other free end 7b of the spring structure 1, the reversing sections 3, 4 and the intermediate pieces 5 alternately follow one another.
  • the reversing sections 3, 4 are directed inwards-as inward reversing sections 3 -inwards, and-as external reversing sections 4-outwards, wherein the spring structure 1 begins and ends with an inward reversing section 3.
  • Each band spring 2 has a cohesive connection 6 to each of the two adjacent band springs 2 in the region of the inward reversal sections 3, so that the band springs 2 in their entirety form a sleeve-shaped monolithic spring structure 1, which is self-supporting and has a high kink resistance.
  • the inner inversion sections 3 are used to form the integral connections 6, it is readily ensured that the band springs 2 do not interfere with each other under load as part of their deformation, so that proper functioning of the Spring structure 1 is guaranteed.
  • the outer reversing sections 4 are formed unevenly in such a way that the reversing sections 4 are of different lengths.
  • the outer inversion section 4 arranged in FIG. 1 at the lower end 7b of the spring structure 1 is longer than the overlying section 4, so that it is less rigid.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a second embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in Figure 1 will be discussed, which is why reference is otherwise made to Figure 1. For the same components, the same reference numerals have been used.
  • the spring structure 1 shown in FIG. 2 comprises six wave-shaped band springs 2, each having four reversal sections 3, 4 and four intermediate sections 5. Due to the six band springs 2, the spring structure 1 has a hexagonal cross section or circumference in sections. FIG. 2 discloses that the spring structure 1 increasingly approaches a cylinder in the basic form, the more band springs 2 are provided.
  • the spring structure 1 forms on the lower end 7b outboard turnarounds 4, while the band springs 2 end at the upper end 7a in the region of the intermediate pieces 5.
  • FIG. 3 shows in a perspective view a third embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in FIG. 1 will be discussed, for which reason reference is made to FIG. 1. The same reference numerals have been used for the same components.
  • the spring structure 1 shown in FIG. 3 comprises eight wave-shaped band springs 2, each having nine reversing sections 3, 4 and 8 intermediate pieces 5.
  • the spring structure 1 has an octagonal cross section or circumference in sections.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a fourth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from those shown in FIG Otherwise, reference is made to FIG. 3. For the same components, the same reference numerals have been used.
  • the integral connections 6 are provided on the outer reversing sections 4.
  • the inner reversing sections 3 move inward, which is why the band springs 2 taper inwards, starting from an outer reversing section 4. This ensures that the reversing sections 3 moving inwards under load do not hinder each other within the scope of their change in shape.
  • the outer reversal sections 4 remain virtually unchanged on their circumference and change their position only in the direction of the longitudinal axis 8 of the spring structure 1.
  • the spring structure 1 according to Figure 4 is characterized in that the circumference of the structure 1 under load almost not increased.
  • Figure 5 shows a perspective view of a fifth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in Figure 3 will be discussed, for which reason reference is made to Figure 3. For the same components, the same reference numerals have been used.
  • the spring structure 1 shown in FIG. 5 has at each end 7 a, 7 b a separate closing element 9 in the form of a ring 10.
  • FIG. 6 shows the cross section Y - Y drawn in FIG. 5.
  • the end element 9 provided at the one end 7a of the spring structure 1 receives the band springs 2 in a form-fitting manner.
  • end element 9 outwardly on one side open recesses, in which the formed as intermediate pieces 5 band spring ends are inserted.
  • FIG. 7 shows the cross section Z - Z shown in FIG. 5 and a second embodiment of a terminating element 9. In contrast to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a sixth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in FIG. 1 will be discussed, for which reason reference is made to FIG. 1. The same reference numerals have been used for the same components.
  • the band springs 2 of the spring structure 1 shown in FIG. 8 have a convex curvature similar to a curved shell segment in the circumferential direction of the sleeve-shaped spring structure 1.

Abstract

The invention relates to a spring structure (1) comprising at least three undulating leaf springs (2), wherein each leaf spring (2) has reversing sections (3, 4), in order to form an undulating shape, and intermediate pieces (5) which in each case connect two reversing sections (3, 4) which follow one another to one another. A spring structure (1) of the stated type is to be provided which is self-supporting, has a high bending stability, is suitable as a high-performance spring and can be used both with and without a rod-shaped damper unit. This problem is solved by a spring structure (1) which is characterized in that, in order to form a sleeve-shaped spring structure (1), the at least three leaf springs (2) are arranged circumferentially around the longitudinal axis (8) of the spring structure (1) and adjacently to one another in pairs, in such a way that, starting from a free end (7a) of the spring structure (1) towards the other free end (7b) of the spring structure (1), the reversing sections (3, 4) and the intermediate pieces (5) of each leaf spring (2) follow one another alternately, wherein the reversing sections (3, 4) are alternately directed to the inside as reversing sections (3) which lie on the inside and to the outside as reversing sections (4) which lie on the outside, and each leaf spring (2) has at least one material-to-material connection (6) between the two free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) to each of the two adjacent leaf springs (2), with the result that the at least three leaf springs (2) form a sleeve-shaped monolithic spring structure (1), wherein the at least one material-to-material connection (6) is formed in the region of a reversing section (3, 4).

Description

Federstruktur aus mehreren Federelementen  Spring structure of several spring elements
Die Erfindung betrifft eine Federstruktur umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern, wobei jede Bandfeder zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte aufweist und Zwischenstücke, die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte miteinander verbinden. The invention relates to a spring structure comprising at least three wave-shaped band springs, each band spring having in order to form a waveform reversing sections and intermediate pieces, each connecting two consecutive reversal sections.
Die Europäische Patentanmeldung EP 2 082 903 A2 beschreibt unter anderem eine wellenförmige Bandfeder der zuvor genannten Art, d.h. eine Bandfeder mit wellenförmigem Verlauf. Diese Bandfeder weist zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte und Zwischenstücke auf, wobei die Zwischenstücke aufeinander folgende Umkehrabschnitte miteinander verbinden. European Patent Application EP 2 082 903 A2 describes inter alia a wave-shaped band spring of the aforementioned type, i. a band spring with wavy course. This band spring has to form a waveform reversing sections and intermediate pieces, wherein the intermediate pieces connect successive reversal sections together.
Nachteilig an der Bandfeder gemäß der EP 2 082 903 A2 ist, dass prinzipbedingt eine erhöhte Knickgefahr besteht. Bei Belastung, d.h. bei Einleiten einer Kraft in Richtung der Längsmittellinie L, um welche die Bandfeder mäandert, kann die Bandfeder leicht zur Seite weggehen. A disadvantage of the band spring according to EP 2 082 903 A2 is that, in principle, there is an increased risk of buckling. Under load, i. upon introduction of a force in the direction of the longitudinal center line L, around which the band spring meanders, the band spring can easily move away to the side.
Um die Knickgefahr zu reduzieren, wird die Bandfeder in den Zwischenstücken mit Löchern versehen, welche entlang der Längsmittellinie angeordnet sind und die miteinander fluchten. Durch die Löcher wird ein stabförmiges Dämpferbein hindurch geführt, welches neben der eigentlichen Aufgabe als Dämpfer auch der Führung der Bandfeder dient und ein seitliches Ausknicken verhindern soll. An den Enden der Bandfeder werden Federteller vorgesehen, mit denen der Dämpfer fest verbunden ist und an denen sich die Bandfeder abstützt. To reduce the risk of buckling, the band spring is provided in the intermediate pieces with holes which are arranged along the longitudinal center line and which are aligned with each other. Through the holes, a rod-shaped shock absorber leg is guided, which also serves as a damper and the leadership of the band spring in addition to the actual task and should prevent lateral buckling. At the ends of the band spring spring plates are provided, with which the damper is firmly connected and where the band spring is supported.
Das Einbringen der Löcher ist aufwendig und kostenintensiv und kann erst nach der Formgebung, d.h. der Ausbildung des wellenförmigen Bandes, erfolgen. Auch wenn die höchsten Spannungen der vorwiegend biegebelasteten Bandfeder in den Umkehrabschnitten auftreten und nicht in den die Löcher aufnehmenden Zwischenstücken, schwächen die Löcher die Bandfeder in ihrer Festigkeit. The introduction of the holes is expensive and expensive and can only after the molding, i. the formation of the wavy band, done. Even if the highest stresses of the predominantly bending-stressed band spring occur in the reversal sections and not in the holes receiving spacers, the holes weaken the band spring in their strength.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Zudem reibt die Bandfeder mit den Innenflächen der Löcher auf dem Dämpferbein, wenn die Feder unter Belastung komprimiert wird und sich bei Entlastung wieder entspannt. Die Reibung zwischen Dämpferbein und Band ist nicht unerheblich, da das Dämpferbein zur Führung des Bandes nicht geringe seitliche Kräfte ausübt, sobald die Bandfeder ihre Knickstabilität verloren hat. CONFIRMATION COPY In addition, the band spring rubs with the inner surfaces of the holes on the shock absorber leg, when the spring is compressed under load and relaxed again when discharged. The friction between damper strut and band is not insignificant, since the damper leg for guiding the band does not exert small lateral forces as soon as the coil spring has lost its kinking stability.
Ein wesentlicher Nachteil der beschriebenen Bandfeder ist auch darin zu sehen, dass zur Stabilisierung der Bandfeder zwingend eine Dämpfereinheit vorgesehen werden muss, d.h. die Bandfeder nur in Kombination mit einer Dämpfereinheit in Gestalt eines Federbeins nutzbar ist. In einer Vielzahl von Anwendungsfällen wird aber eine Trennung von Feder- und Dämpfereinheit bevorzugt bzw. ausschließlich eine Feder benötigt, ohne dass eine Dämpfung erfolgen soll. A significant disadvantage of the described band spring is also to be seen in the fact that to stabilize the band spring necessarily a damper unit must be provided, i. the band spring can only be used in combination with a damper unit in the form of a shock absorber. In a variety of applications, however, a separation of spring and damper unit is preferred or exclusively a spring needed without damping should take place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der EP 2 082 903 A2 wird eine Federstruktur unter Verwendung von zwei wellenförmigen Bandfedern ausgebildet. Die beiden Bandfedern werden dabei sandwichartig aufeinandergelegt und zwar in der Art, dass die Bandfedern sich in den Umkehrabschnitten berühren. In den auf diese Weise ausgebildeten Kontaktflächen werden die Bandfedern miteinander verbunden. According to a further embodiment of EP 2 082 903 A2, a spring structure is formed using two wave-shaped band springs. The two band springs are sandwiched on each other in such a way that the band springs touch each other in the turnaround sections. In the contact surfaces formed in this way, the band springs are connected together.
Auch wenn diese Ausführungsform stabiler, d.h. knicksicherer, ist als eine einzelne Bandfeder, ist die Federstruktur nach wie vor nicht selbsttragend. Zur Stabilisierung wird wieder ein stabförmiges Dämpferbein vorgesehen. Die zur Aufnahme des Dämpferbeins erforderlichen Löcher befinden sich hierbei in den miteinander verbundenen Umkehrabschnitten, d.h. in den am höchsten beanspruchten Bereichen der beiden Bandfedern. Although this embodiment is more stable, i. kink-proof, is as a single coil spring, the spring structure is still not self-supporting. To stabilize a rod-shaped shock absorber leg is again provided. The holes required to receive the damper leg are in the interconnected reversal sections, i. in the most stressed areas of the two band springs.
Die US 4,832,320 beschreibt ebenfalls eine kombinierte Feder-Dämpfer-Einheit, bei der zwei wellenförmige Bandfedern und ein Dämpfer zusammenwirken. Auch die in der US 4,832,320 offenbarte Federstruktur ist nicht selbsttragend. Vielmehr sind Federteller notwendig, welche die Bandfedern an ihren Enden aufnehmen und fixieren, wobei den beiden Bandfedern erst durch die Federteller eine feste Anordnung, insbesondere auch zueinander, verliehen wird. The US 4,832,320 also describes a combined spring-damper unit, cooperate in the two wave-shaped band springs and a damper. Also, the spring structure disclosed in US 4,832,320 is not self-supporting. Rather, spring plates are necessary, which receive and fix the band springs at their ends, wherein the two band springs only by the spring plate a fixed arrangement, especially to each other, is awarded.
Auch die Europäische Patentanmeldung EP 0 132 048 AI hat eine wellenförmige Bandfeder zum Gegenstand. Beschrieben wird unter anderem eine Federstruktur umfassend vier wellenförmige Bandfedern, die paarweise gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Paare in der Art gruppiert werden, dass die beiden Ebenen, die von den zwei Bandfederpaaren aufgespannt werden, senkrecht aufeinander stehen. Die vier Bandfedern werden an den freien Enden der Federstruktur, an denen sie zusammenlaufen, miteinander verbunden. The European patent application EP 0 132 048 AI has a wavy strip spring to the object. Among other things, a spring structure comprising four is described Wavy band springs, which are arranged in pairs opposite one another, wherein the pairs are grouped in such a way that the two planes, which are spanned by the two pairs of band spring, perpendicular to each other. The four band springs are connected together at the free ends of the spring structure where they converge.
Eine derartige Anordnung der Bandfedern und das Verbinden an den Enden sollen die Steifigkeit und die Knickstabilität der gesamten Federstruktur erhöhen. Bei den in der EP 0 132 048 AI graphisch dargestellten Ausführungsformen der Federstruktur kann dies noch angenommen werden, da die einzelnen Bandfedern lediglich fünf Umkehrabschnitte aufweisen. Bei einer Erhöhung der Wellenanzahl, d.h. bei Erhöhung der Anzahl der Umkehrabschnitte, kann hingegen nicht mehr von einer knicksicheren Federstruktur ausgegangen werden, da die Bandfedern gemäß der EP 0 132 048 AI zwischen den freien Enden der Federstruktur in ihrer Bewegung völlig frei sind, insbesondere knicken können. Such an arrangement of the band springs and the connection at the ends to increase the rigidity and the buckling stability of the entire spring structure. In the case of the embodiments of the spring structure shown graphically in EP 0 132 048 A1, this can still be assumed since the individual band springs have only five reversal sections. When increasing the number of waves, i. By increasing the number of reversing sections, however, can no longer be expected from a kink-proof spring structure, since the band springs according to EP 0 132 048 AI between the free ends of the spring structure in their movement are completely free, in particular can buckle.
Eine höhere Anzahl an Wellen kann erforderlich werden, falls eine Hochleistungs- Federstruktur verlangt wird, die eine große Energiemenge aufzunehmen in der Lage ist, was beispielsweise im Fahrzeugbau der Fall sein kann. A higher number of shafts may be required if a high-performance spring structure capable of accommodating a large amount of energy is required, which may be the case, for example, in vehicle construction.
Ein weiterer Nachteil der in Rede stehenden Federstruktur ist die Art, in der die Bandfedern an den freien Enden der Struktur miteinander verbunden sind. Die Bandfedern laufen an den freien Enden der Struktur nach innen in Richtung der Längsachse der Federgruppe. Im Bereich der Längsachse treffen die einzelnen Bandfedern aufeinander und sind miteinander verbunden. Insofern handelt es sich bei der Federstruktur der EP 0 132 048 AI um eine geschlossene Federstruktur, d.h. einen geschlossenen Federkörper, im Gegensatz zu einer offenen, hüllenartigen, d.h. armreifähnlichen Struktur. Folglich ist es nicht möglich eine stabförmige Dämpfereinheit durch die Struktur hindurch zu führen. Zudem erfordert die Ausbildung der freien Enden die Einleitung der Kraft als Punktlast. Another disadvantage of the spring structure in question is the way in which the band springs are connected together at the free ends of the structure. The band springs run inward at the free ends of the structure in the direction of the longitudinal axis of the spring assembly. In the area of the longitudinal axis, the individual band springs meet one another and are connected to one another. In this respect, the spring structure of EP 0 132 048 A1 is a closed spring structure, i. a closed spring body, in contrast to an open, sleeve-like, i. bangle-like structure. Consequently, it is not possible to guide a rod-shaped damper unit through the structure. In addition, the formation of the free ends requires the introduction of the force as a point load.
Vor dem Hintergrund des vorstehend Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d.h. der gattungsbildenden Art, bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwunden werden, die insbesondere selbsttragend ist, über eine hohe Knickstabilität verfügt, als Hochleistungsfeder geeignet ist und die sowohl mit einer als auch ohne eine stabförmige Dämpfereinheit verwendbar ist, d.h. mit einem stabförmigen Dämpfer bei Bedarf kombiniert werden kann, aber nicht zwingend kombiniert werden muss. Against the background of the above, it is the object of the present invention to provide a spring structure according to the preamble of claim 1, ie of the generic type, with which the problems known from the prior art are overcome, which in particular is self-supporting, via a has high kink resistance, is suitable as a high-performance spring and with both one and can be used without a rod-shaped damper unit, that can be combined with a rod-shaped damper when needed, but does not necessarily have to be combined.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Federstruktur umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern, wobei jede Bandfeder zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte aufweist und Zwischenstücke, die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte miteinander verbinden, und dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern zur Ausbildung einer hülsenförmigen Federstruktur umfänglich um die Längsachse der Federstruktur herum und paarweise benachbart nebeneinander angeordnet sind in der Art, dass This object is achieved by a spring structure comprising at least three wavy band springs, each band spring to form a waveform reversing sections and spacers, each connecting two consecutive reversal sections together, and characterized in that the at least three band springs circumferentially to form a sleeve-shaped spring structure the longitudinal axis of the spring structure around and in pairs adjacent to each other are arranged in such a way that
ausgehend von einem freien Ende der Federstruktur hin zum anderen freien Ende der Federstruktur die Umkehrabschnitte und die Zwischenstücke jeder Bandfeder abwechselnd aufeinander folgen, wobei die Umkehrabschnitte abwechselnd - als innenliegende Umkehrabschnitte - nach innen und - als außenliegende Umkehrabschnitte - nach außen gerichtet sind, und - jede Bandfeder zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern mindestens eine stoffschlüssige Verbindung aufweist, so dass die mindestens drei Bandfedern eine hülsenförmige monolithische Federstruktur bilden, wobei die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung im Bereich eines Umkehrabschnitts ausgebildet ist.  starting from a free end of the spring structure towards the other free end of the spring structure, the turnarounds and the intermediate pieces of each band spring follow each other alternately, wherein the turnarounds are directed inward - as inward turnarounds - inwardly and - as outboard turnarounds - outward, and - each Band spring between the two free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs at least one cohesive connection, so that the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, wherein the at least one cohesive connection is formed in the region of a turnaround.
Erfindungsgemäß sind die Bandfedern zur Ausbildung einer Federstruktur hülsenförmig angeordnet, d.h. in Form einer Hülse gruppiert. Dabei werden die Bandfedern umfänglich, d.h. auf einem Umfang, um die Längsachse der aus ihnen aufzubauenden Federstruktur herum, nebeneinander, d.h. paarweise benachbart zueinander, angeordnet. Die Umkehrabschnitte und die Zwischenstücke der Bandfedern wechseln sich entlang der Längsachse ab. According to the invention, the band springs are sleeve-shaped to form a spring structure, i. grouped in the form of a sleeve. In this case, the band springs are circumferentially, i. on a circumference about the longitudinal axis of the spring structure to be built up from them, side by side, i. in pairs adjacent to each other, arranged. The inversion sections and the intermediate pieces of the band springs alternate along the longitudinal axis.
Diese Art der Anordnung bzw. Gruppierung der Bandfedern gestattet das Hindurchführen einer stabförmigen Dämpfereinheit durch die hülsenförmige Federstruktur und eröffnet damit grundsätzlich die Verwendung einer Dämpfereinheit, falls dies für einen konkreten Anwendungsfall erwünscht bzw. erforderlich ist. Andererseits ist das Vorsehen einer derartigen Dämpfereinheit nicht zwingend erforderlich, insbesondere nicht, um die zur Hülse gruppierten Bandfedern zu führen bzw. zu stützen, da die erfindungsgemäße Federstruktur von Haus aus eine hohe Knickstabilität aufweist. Die erfindungsgemäße Federstruktur ist eine selbsttragende Federstruktur, die im unbelasteten Zustand über eine vergleichsweise hohe Formstabilität verfügt, ohne dass zusätzliche stabilisierende Elemente vorgesehen werden müssen. This type of arrangement or grouping of the band springs allows passing a rod-shaped damper unit through the sleeve-shaped spring structure and thus basically opens the use of a damper unit, if this is desired or required for a specific application. On the other hand, the provision of such a damper unit is not absolutely necessary, in particular not to lead or support the band springs grouped to the sleeve, since the spring structure according to the invention has a high kink resistance from the house. The spring structure according to the invention is a self-supporting spring structure, which has a relatively high dimensional stability in the unloaded state, without additional stabilizing elements must be provided.
Die gegenüber dem Stand der Technik vergleichsweise hohe Knickstabilität, wird durch die Hülsenform und dadurch erzielt, dass die Bandfedern - zumindest auch - zwischen den freien Enden der Federstruktur miteinander verbunden sind. The comparison with the prior art comparatively high buckling stability is achieved by the sleeve shape and the fact that the band springs are - at least - connected to each other between the free ends of the spring structure.
Jede Bandfeder ist mit jeder der beiden benachbarten Bandfedern zumindest an einer Stelle stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung wird jeweils im Bereich eines Umkehrabschnitts der Bandfedern ausgebildet und führt zur Ausbildung einer formstabilen Federstruktur im Bereich der Verbindung. Each band spring is integrally connected to each of the two adjacent band springs at least at one point. The cohesive connection is formed in each case in the region of an inversion section of the band springs and leads to the formation of a dimensionally stable spring structure in the region of the connection.
Auf diese Weise bilden die mindestens drei Bandfedern eine hülsenförmige monolithische Federstruktur aus, die eine hohe Knickstabilität aufweist und selbsttragend ist. In this way, the at least three band springs form a sleeve-shaped monolithic spring structure, which has a high kink resistance and is self-supporting.
Der spezielle Aufbau der erfindungsgemäßen Federstruktur, insbesondere das konstruktive Merkmal, nach welchem die Bandfedern zwischen den Enden stoffschlüssig miteinander verbunden sind, gestattet Ausführungen mit hoher Wellenanzahl, d.h. Ausführungsformen der Federstruktur, die mehr als fünf Umkehrabschnitte aufweisen, insbesondere auch mehr als zehn bzw. mehr als fünfzehn Umkehrabschnitte aufweisen können. The special structure of the spring structure according to the invention, in particular the structural feature, according to which the band springs between the ends are materially connected to each other, allows embodiments with a high number of waves, i. Embodiments of the spring structure, which have more than five turnaround sections, in particular also more than ten or more than fifteen turnaround sections may have.
Da die erfindungsgemäße Federstruktur im Wesentlichen auf Biegung beansprucht wird und die höchsten Spannungen in den Umkehrabschnitten auftreten, ist die Federstruktur somit auch als Hochleistungsfeder geeignet, welche in der Lage ist, hohe Energiemengen aufzunehmen und zu speichern. Since the spring structure according to the invention is essentially subjected to bending and the highest voltages occur in the reversing sections, the spring structure is thus also suitable as a high-performance spring, which is able to absorb and store large amounts of energy.
Mit der erfindungsgemäßen Federstruktur wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst. Es wird eine Federstruktur bereitgestellt, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwunden werden, die nämlich selbsttragend ist, über eine hohe nickstabilität verfügt, als Hochleistungsfeder verwendet und die mit einem stabförmigen Dämpfer bei Bedarf kombiniert werden kann, aber nicht zwingend kombiniert werden muss. With the spring structure according to the invention, the object underlying the invention is achieved. A spring structure is provided which overcomes the problems known from the prior art, namely that which is self-supporting, over a high one nickstabilität features, used as a high-performance spring and can be combined with a rod-shaped damper when needed, but not necessarily combined.
Die Federstruktur ist aus mindestens drei Bandfedern aufgebaut, so dass die Federstruktur entlang der Längsachse zumindest stellenweise bzw. abschnittsweise einen dreieckigen bzw. beliebig polygonalen Querschnitt aufweist. The spring structure is constructed from at least three band springs, so that the spring structure along the longitudinal axis at least in places or in sections has a triangular or arbitrary polygonal cross-section.
Vorteilhaft sind nämlich auch Ausführungsformen, bei denen die Federstruktur vier, fünf, sechs oder mehr Bandfedern umfasst. Dann nähert sich die Federstruktur in der Grundform einem Zylinder an. Namely advantageous are embodiments in which the spring structure comprises four, five, six or more band springs. Then the spring structure in the basic form approaches a cylinder.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung eine punkartige Verbindung ist bzw. linienartige Ausgestaltung hat. Embodiments of the spring structure in which the at least one cohesive connection is a punk-like connection or has a line-like configuration are advantageous.
Erfindungsgemäß weist jede Bandfeder zwischen den freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern mindestens eine stoffschlüssige Verbindung auf. Abgesehen von diesen Verbindungen zwischen den freien Enden sind Ausführungsformen besonders vorteilhaft, bei denen jede Bandfeder an einem oder an beiden freien Enden der Federstruktur zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung aufweist. According to the invention, each band spring has at least one cohesive connection between the free ends of the spring structure for each of the two adjacent band springs. Apart from these connections between the free ends embodiments are particularly advantageous in which each band spring additionally has a cohesive connection at one or both free ends of the spring structure to each of the two adjacent band springs.
Die erfindungsgemäße Federstruktur eignet sich sowohl als Zugfeder wie auch als Druckfeder, d.h. die Federstruktur eignet sich zur Aufnahme von Zugkräften und Druckkräften. The spring structure according to the invention is suitable both as a tension spring and as a compression spring, i. The spring structure is suitable for absorbing tensile forces and compressive forces.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Federstruktur werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert. Further advantageous embodiments of the spring structure are discussed in connection with the subclaims.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung im Bereich eines innenliegenden Umkehrabschnitts ausgebildet ist. Wenn die innenliegenden Umkehrabschnitte zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindungen herangezogen werden, ist ohne weiteres sichergestellt, dass die Bandfedern sich unter Belastung nicht gegenseitig im Rahmen ihrer Formänderung behindern bzw. beeinträchtigen, denn die außenliegenden Umkehrabschnitte können sich bei einer Kompression der Federstruktur ungehindert nach außen bewegen und bei einer Expansion bzw. Entlastung strecken. Advantageous embodiments of the spring structure, in which the at least one cohesive connection is formed in the region of an inboard reversing section. If the internal inversion sections are used to form the integral connections, it is readily ensured that the band springs Under load do not interfere with each other in the context of their change in shape or affect, because the outer inversion sections can move freely in a compression of the spring structure to the outside and stretch in an expansion or discharge.
Abgesehen von den stoffschlüssigen Verbindungen sollten sich die Bandfedern im Rahmen einer Formänderung vorzugsweise nicht berühren, da dies die Funktionsweise der Federstruktur stören bzw. gefährden kann. Apart from the cohesive connections, the band springs should preferably not touch as part of a change in shape, since this can disturb or endanger the functioning of the spring structure.
Grundsätzlich können auch Ausführungen vorteilhaft sein, bei denen die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung, die jede Bandfeder zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur zu den beiden benachbarten Bandfedern aufweist, im Bereich eines außenliegenden Umkehrabschnitts ausgebildet ist. Dann bewegen sich im Wesentlichen die innenliegenden Umkehrabschnitte bei einer Formänderung und zwar nach innen, so dass die Federstruktur in ihren Außenabmessungen - abgesehen von der Längenänderung - nahezu nicht variiert. Bei der konstruktiven Auslegung der Feder muss berücksichtigt werden, dass die innenliegenden Umkehrabschnitte sich bei einer Kompression der Federstruktur nach innen bewegen. Eine nach innen gerichtete trapezförmige Verjüngung der innenliegenden Umkehrabschnitte kann verhindern, dass sich die Bandfedern unter Belastung in ihrer Formänderung gegenseitig behindern. In principle, embodiments may also be advantageous in which the at least one cohesive connection, which has each band spring between the two free ends of the spring structure to the two adjacent band springs, is formed in the region of an external reversing section. Then, in essence, the inner inversion sections move in a change in shape and that inward, so that the spring structure in their outer dimensions - apart from the change in length - almost does not vary. When constructing the spring, it must be taken into account that the inner reversal sections move inwards when the spring structure is compressed. An inwardly directed trapezoidal taper of the inboard reversal sections can prevent the band springs from interfering with each other under load in their change in shape.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen benachbarte Bandfedern zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur im Bereich sämtlicher innenliegender Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. Advantageous embodiments of the spring structure, in which adjacent band springs between the two free ends of the spring structure in the region of all internal inversion sections have a material connection.
Vorteilhaft sind ebenfalls Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen benachbarte Bandfedern zwischen den beiden freien Enden der Federstruktur im Bereich sämtlicher außenliegender Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. Also advantageous are embodiments of the spring structure, in which adjacent band springs between the two free ends of the spring structure in the region of all external inversion sections have a cohesive connection.
Je mehr stoffschlüssig Verbindungen in die Federstruktur eingebracht werden, d.h. je höher die Anzahl an Verbindungen ist, die zwei benachbarte Bandfedern aufweisen, desto ausgeprägter ist die ohnehin hohe Knickstabilität und desto größer ist die Formstabilität der Federstruktur im Allgemeinen. Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen an mindestens einem freien Ende der Federstruktur die mindestens drei Bandfedern einen innenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die Bandfedern paarweise im Bereich dieser innenliegenden Umkehrabschnitte eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. Dies erhöht die Formstabilität der Federstruktur, insbesondere die Formstabilität des entsprechend ausgebildeten Endes. The more cohesively compounds are introduced into the spring structure, ie, the higher the number of compounds that have two adjacent band springs, the more pronounced is the already high buckling stability and the greater the dimensional stability of the spring structure in general. Embodiments of the spring structure in which at least one free end of the spring structure has the at least three band springs have an inner reversing section are advantageous. This embodiment is particularly advantageous if the band springs have a material connection in pairs in the region of these inward reversal sections. This increases the dimensional stability of the spring structure, in particular the dimensional stability of the correspondingly shaped end.
Grundsätzlich benötigt die erfindungsgemäße Federstruktur an ihren Enden keine zusätzlichen krafteinleitenden bzw. formgebenden Elemente, beispielsweise Federteller, da es sich um eine selbsttragende Struktur handelt, die ohne weitere Anbauteile einsetzbar ist. Die Federkräfte werden dann ohne Zwischenschalten weiterer Elemente direkt in die Struktur eingeleitet. Basically, the spring structure according to the invention requires at its ends no additional force-introducing or shaping elements, such as spring plate, since it is a self-supporting structure that can be used without further attachments. The spring forces are then introduced directly into the structure without interposing further elements.
Aus den zuvor genannten Gründen sind Ausführungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen die mindestens drei Bandfedern an beiden freien Enden der Federstruktur einen innenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Ein stoffschlüssiges Verbinden der innenliegenden Umkehrabschnitte ist auch dabei vorteilhaft. For the reasons mentioned above, embodiments of the spring structure are advantageous in which the at least three band springs have an inner reversing section at both free ends of the spring structure. A cohesive connection of the inner reversing sections is also advantageous.
Grundsätzlich sind Ausführungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen an mindestens einem freien Ende der Federstruktur benachbarte Bandfedern eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. In principle, embodiments of the spring structure are advantageous in which adjacent at least one free end of the spring structure band springs have a material connection.
Eine derartige konstruktive Ausgestaltung eines Endes ist vorstehend bereits für Ausführungsformen erörtert worden, die an einem Ende der Struktur innenliegende Umkehrabschnitte aufweisen. Such a structural design of one end has already been discussed above for embodiments having inboard turnarounds at one end of the structure.
Eine vergleichbare Ausgestaltung lässt sich in analoger Weise auch bei Federstrukturen realisieren, bei denen an mindestens einem freien Ende die mindestens drei Bandfedern einen außenliegenden Umkehrabschnitt aufweisen. Die Vorteile sind die oben Genannten. A comparable embodiment can also be realized analogously in spring structures in which the at least three band springs have an external inversion section on at least one free end. The advantages are the above.
Vorteilhaft ist es wiederum, wenn die in Rede stehende Ausgestaltung des Endes, bei der benachbarte Bandfedern stoffschlüssig verbunden werden, wieder an beiden Enden der Federstruktur realisiert wird. Folglich sind Ausfiihrungsformen der Federstruktur vorteilhaft, bei denen benachbarte Bandfedern an beiden freien Enden der Federstruktur eine stoffschlüssige Verbindung aufweisen. It is in turn advantageous if the present embodiment of the end, are connected in the adjacent band springs cohesively, again realized at both ends of the spring structure. Consequently, embodiments of the spring structure are advantageous in which adjacent band springs have a material-locking connection at both free ends of the spring structure.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die Zwischenstücke im unbelasteten Zustand der Bandfedern mit einer Ebene, welche senkrecht auf der Längsachse der Federstruktur steht, zumindest abschnittsweise einen Winkel α < 20°, vorzugsweise einen Winkel < 10°, bilden. Je spitzer der Winkel α gewählt wird, desto kompakter kann die Federstruktur ausgebildet werden. Bei kleinen Winkeln liegen sich die Umkehrabschnitte nahezu in gefalteter Form gegenüber. Eine derartige Federstruktur kann bei kleinem Volumen große Energiemengen aufnehmen. Advantageous embodiments of the spring structure, in which the intermediate pieces in the unloaded state of the band springs with a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the spring structure, at least partially an angle α <20 °, preferably an angle <10 °, form. The sharper the angle α is chosen, the more compact the spring structure can be formed. At small angles, the inversion sections are almost in folded form. Such a spring structure can absorb large amounts of energy at a small volume.
Vorteilhaft können Ausführungsformen der Federstruktur sein, bei denen die Umkehrabschnitte uneinheitlich ausgebildet sind. Das können die Umkehrabschnitte verschiedener Bandfedern, aber insbesondere auch die Umkehrabschnitte einer einzelnen Bandfeder sein. Embodiments of the spring structure may be advantageous in which the reversing sections are formed unevenly. This can be the inversion sections of different band springs, but in particular also the reversal sections of a single band spring.
Einzelne Umkehrabschnitte können beispielsweise in der Gestalt oder im Material variieren. So können die Umkehrabschnitte einer einzelnen Bandfeder unterschiedlich dick, unterschiedlich breit, unterschiedlich lang und/oder unterschiedlich geformt sein. Individual reversal sections may vary in shape or material, for example. Thus, the turnaround portions of a single band spring may have different thicknesses, different widths, different lengths and / or different shapes.
Durch die uneinheitliche Ausbildung der Umkehrabschnitte einer Bandfeder kann Einfluss genommen werden auf die Federkennlinie der Federstruktur. Unterschiedlich ausgebildete Umkehrabschnitte sind in der Regel unterschiedlich steif. So können progressive Federkennlinien modelliert werden. Die entsprechende Federstruktur wird bei Belastung in Stufen härter. The nonuniform design of the reversal sections of a strip spring can be influenced on the spring characteristic of the spring structure. Differently formed reversing sections are usually different stiff. So, progressive spring characteristics can be modeled. The corresponding spring structure hardens when loaded in stages.
Vorteilhaft können ebenfalls Ausführungsformen der Federstruktur sein, bei denen die mindestens drei Bandfedern uneinheitlich ausgebildet sind. Verschiedene Bandfedern können beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Die Bandfedern können sich aber auch - wie für die Umkehrabschnitte beschrieben - in der Materialstärke, in der Breite, in der Länge und/oder in der Form unterscheiden. Die uneinheitliche Ausbildung der Bandfedern führt zu einer asymmetrischen Federstruktur, die sich gegenüber einer symmetrischen Federstruktur dadurch auszeichnet, dass die Wirkungslinie der resultierenden Federkraft außermittig und/oder gegebenenfalls angestellt, d.h. um einen Winkel gegenüber der Längsachse der Federstruktur geneigt, verläuft. Bei einer symmetrischen Federstruktur verläuft die resultierende Federkraft in der Regel entlang der Längsachse. Embodiments of the spring structure may also be advantageous, in which the at least three band springs are of non-uniform design. Different band springs can for example be made of different materials. However, the band springs may also differ in material thickness, width, length and / or shape as described for the reversal sections. The non-uniform design of the band springs leads to an asymmetric spring structure, which is distinguished from a symmetrical spring structure in that the line of action of the resulting spring force eccentrically and / or optionally employed, that is inclined at an angle to the longitudinal axis of the spring structure. In a symmetrical spring structure, the resulting spring force usually runs along the longitudinal axis.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Verbundmaterial gefertigt sind. Advantageous embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of composite material.
Verbundmaterialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Eigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe in vorteilhafter Weise miteinander kombinieren, wie beispielsweise Festigkeit, Leichtbau und dergleichen. Composite materials are characterized by the fact that they combine the properties of different materials in an advantageous manner, such as strength, lightweight construction and the like.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang insbesondere Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind. Particularly advantageous in this context are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of fiber-reinforced plastic.
Faserverstärkter Kunststoff zeichnet sich durch eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem spezifischem Gewicht aus. Die spezifische Energieaufnahme, d.h. die auf das Gewicht bezogene Energieaufnahmekapazität ist vergleichsweise groß. Zudem ist Kunststoff korrosionsbeständig. Fiber-reinforced plastic is characterized by a very high strength and low specific weight. The specific energy intake, i. the weight-related energy absorption capacity is comparatively large. In addition, plastic is corrosion resistant.
Vorteilhaft sind daneben auch Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Kunststoff gefertigt sind. Insbesondere bei geringen Belastungen können die Bandfedern der Federstruktur aus Kunststoff gefertigt sein. Also advantageous are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of plastic. Especially at low loads, the band springs of the spring structure can be made of plastic.
Kunststoffe, ob faserverstärkt oder nicht, ermöglichen eine einfache, d.h. eine kostengünstige und nur wenige Arbeitsschritte umfassende Herstellung der Federstruktur, beispielsweise im Spritzgießverfahren oder im Resin Transfer Moulding (RTM). Vorteilhaft sind daneben auch Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen die mindestens drei Bandfedern zumindest auch aus Metall gefertigt sind. Plastics, whether fiber-reinforced or not, enable a simple, ie cost-effective, and only a few steps production of the spring structure, for example by injection molding or in Resin Transfer Molding (RTM). Also advantageous are embodiments of the spring structure in which the at least three band springs are at least made of metal.
Im Gegensatz zu Kunststoffen ist Metall hitzebeständig, d.h. auch für den Einsatz bei höheren Temperaturen geeignet. Das höhere Gewicht hingegen wird in der Regel als Nachteil angesehen. In contrast to plastics, metal is heat resistant, i. also suitable for use at higher temperatures. The higher weight, however, is usually considered a disadvantage.
Die mindestens drei Bandfedern müssen gemäß den vorstehenden Ausführungsformen nicht einheitlich aus Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Metall gefertigt sein, sondern können durchaus auch uneinheitlich, d.h. aus verschiedenen Materialien bestehen. The at least three band springs need not be made uniformly from plastic, fiber reinforced plastic or metal according to the above embodiments, but may also be nonuniform, i. made of different materials.
Zudem sind Variationen und Weiterbildungen denkbar, beispielsweise die Beschichtung einer aus Metall gefertigten Bandfeder mit Kunststoff zum Zweck des Korrosionsschutzes. In addition, variations and developments are conceivable, for example, the coating of a made of metal band spring with plastic for the purpose of corrosion protection.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Federstruktur, bei denen mindestens eine Bandfeder ähnlich einem gewölbten Schalensegment in Umfangsrichtung der hülsenförmigen Federstruktur eine konvexe Krümmung aufweist. Embodiments of the spring structure in which at least one band spring has a convex curvature similar to a curved shell segment in the circumferential direction of the sleeve-shaped spring structure are advantageous.
Die gekrümmte Form führt zu einem verbesserten Spannungszustand innerhalb jeder Bandfeder, insbesondere in den zu anderen Bandfedern benachbarten Randbereichen. The curved shape results in an improved stress state within each band spring, particularly in the edge regions adjacent to other band springs.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von sechs Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 8 näher beschrieben. Hierbei zeigt: The invention will be described in more detail below with reference to six exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 8. Hereby shows:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine erste Ausführungsform der 1 is a perspective view of a first embodiment of the
Federstruktur,  Spring structure
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung eine zweite Ausführungsform der Fig. 2 is a perspective view of a second embodiment of the
Federstruktur,  Spring structure
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung eine dritte Ausführungsform der 3 is a perspective view of a third embodiment of the
Federstruktur, Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung eine vierte Ausführungsform der Federstruktur, Spring structure 4 is a perspective view of a fourth embodiment of the spring structure,
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung eine fünfte Ausführungsform der Fig. 5 is a perspective view of a fifth embodiment of
Federstruktur,  Spring structure
Fig. 6 den in Figur 5 eingezeichneten Querschnitt Y - Y zur Darstellung einer ersten FIG. 6 shows the cross section Y - Y shown in FIG. 5 to show a first cross section
Ausführungsform eines Abschlusselementes,  Embodiment of a closure element,
Fig. 7 den in Figur 5 eingezeichneten Querschnitt Z - Z zur Darstellung einer zweiten FIG. 7 shows the cross section Z - Z shown in FIG. 5 to show a second cross section
Ausführungsform eines Abschlusselementes, und  Embodiment of a closure element, and
Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung eine sechste Ausführungsform der Fig. 8 is a perspective view of a sixth embodiment of the
Federstruktur.  Spring structure.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erste Ausführungsform der Federstruktur 1. FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the spring structure 1.
Die dargestellte Federstruktur 1 umfasst drei wellenförmige Bandfedern 2. Jede Bandfeder 2 weist zur Ausbildung einer Wellenform fünf Umkehrabschnitte 3,4 und vier Zwischenstücke 5 auf, wobei die Umkehrabschnitte 3,4 jeweils über ein Zwischenstück 5 miteinander verbunden sind. The spring structure 1 shown comprises three wave-shaped band springs 2. Each band spring 2 has five reversal sections 3, 4 and four intermediate pieces 5 for forming a waveform, the reversal sections 3, 4 being connected to each other via an intermediate piece 5.
Die drei Bandfedern 2 bilden eine hülsenförmige Federstruktur 1 aus. Hierzu sind die Bandfedern 2 auf einem dreieckfötmigen Umfang um die Längsachse 8 der Federstruktur 1 herum - paarweise benachbart - nebeneinander angeordnet. The three band springs 2 form a sleeve-shaped spring structure 1. For this purpose, the band springs 2 are arranged on a triangular-shaped circumference about the longitudinal axis 8 of the spring structure 1 around - in pairs adjacent - side by side.
Die Orientierung der Bandfedern 2 ist dabei derart, dass ausgehend von einem freien Ende 7a der Federstruktur 1 hin zum anderen freien Ende 7b der Federstruktur 1 die Umkehrabschnitte 3,4 und die Zwischenstücke 5 abwechselnd aufeinander folgen. Die Umkehrabschnitte 3,4 sind abwechselnd - als innenliegende Umkehrabschnitte 3 - nach innen und - als außenliegende Umkehrabschnitte 4 - nach außen gerichtet, wobei die Federstruktur 1 mit einem innenliegenden Umkehrabschnitt 3 anfängt und endet. Jede Bandfeder 2 weist zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern 2 im Bereich der innenliegenden Umkehrabschnitte 3 eine stoffschlüssige Verbindung 6 auf, so dass die Bandfedern 2 in der Gesamtheit eine hülsenförmige monolithische Federstruktur 1 ausbilden, die selbsttragend ist und eine hohe Knickstabilität aufweist. The orientation of the band springs 2 is such that, starting from a free end 7a of the spring structure 1 toward the other free end 7b of the spring structure 1, the reversing sections 3, 4 and the intermediate pieces 5 alternately follow one another. The reversing sections 3, 4 are directed inwards-as inward reversing sections 3 -inwards, and-as external reversing sections 4-outwards, wherein the spring structure 1 begins and ends with an inward reversing section 3. Each band spring 2 has a cohesive connection 6 to each of the two adjacent band springs 2 in the region of the inward reversal sections 3, so that the band springs 2 in their entirety form a sleeve-shaped monolithic spring structure 1, which is self-supporting and has a high kink resistance.
Es sind nicht nur stoffschlüssige Verbindungen 6 zwischen den beiden freien Enden 7a,7b der Federstruktur 1 vorgesehen, sondern auch an den beiden freien Enden 7a,7b selbst. Dies erhöht die Formstabilität der Federstruktur 1 , insbesondere die Formstabilität der entsprechend ausgebildeten Enden7a,7b. Not only cohesive connections 6 are provided between the two free ends 7a, 7b of the spring structure 1, but also at the two free ends 7a, 7b themselves. This increases the dimensional stability of the spring structure 1, in particular the dimensional stability of the correspondingly formed ends 7a, 7b.
Bei einer Kompression der Federstruktur 1 bewegen sich die außenliegenden Umkehrabschnitte 4 nach außen, um sich bei Entlastung wieder zu entspannen, d.h. zu strecken. Die innenliegenden Umkehrabschnitte 3 verbleiben nahezu unverändert auf ihrem Umfang und damit - abgesehen von ihrer Lageänderung in Richtung der Längsachse 8 - in ihrer Position. Upon compression of the spring structure 1, the outboard turnarounds 4 move outwardly to relax again upon relief, i. to stretch. The inner reversing sections 3 remain virtually unchanged on their circumference and thus - apart from their change in position in the direction of the longitudinal axis 8 - in their position.
Wenn, wie vorliegend bei der Ausführungsform gemäß Figur 1, die innenliegenden Umkehrabschnitte 3 zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindungen 6 herangezogen werden, ist ohne weiteres sichergestellt, dass die Bandfedern 2 sich unter Belastung nicht gegenseitig im Rahmen ihrer Formänderung behindern, so dass eine einwandfreie Funktionsweise der Federstruktur 1 gewährleistet ist. If, as in the case of the embodiment according to FIG. 1, the inner inversion sections 3 are used to form the integral connections 6, it is readily ensured that the band springs 2 do not interfere with each other under load as part of their deformation, so that proper functioning of the Spring structure 1 is guaranteed.
Bei den Bandfedern 2 der in Figur 1 dargestellten Federstruktur 1 sind die außenliegenden Umkehrabschnitte 4 uneinheitlich ausgebildet in der Art, dass die Umkehrabschnitte 4 unterschiedlich lang sind. Der in Figur 1 am unteren Ende 7b der Federstruktur 1 angeordnete außenliegende Umkehrabschnitt 4 ist länger als der darüber liegende Abschnitt 4, so dass dieser weniger steif ist. In the band springs 2 of the spring structure 1 shown in Figure 1, the outer reversing sections 4 are formed unevenly in such a way that the reversing sections 4 are of different lengths. The outer inversion section 4 arranged in FIG. 1 at the lower end 7b of the spring structure 1 is longer than the overlying section 4, so that it is less rigid.
Als Folge dieser uneinheitlichen Ausgestaltung kommt der untere äußere Umkehrabschnitt 4 bei Erreichen einer bestimmten Last zur Anlage und die Federung wird allein von dem oberen äußeren Umkehrabschnitt 4 übernommen. Eine progressive Federkennlinie ist das Resultat. Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine zweite Ausführungsform der Federstruktur 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. As a result of this non-uniform configuration of the lower outer reversing section 4 comes when it reaches a certain load to the system and the suspension is taken over only by the upper outer reversing section 4. A progressive spring characteristic is the result. Figure 2 shows a perspective view of a second embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in Figure 1 will be discussed, which is why reference is otherwise made to Figure 1. For the same components, the same reference numerals have been used.
Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die in Figur 2 dargestellte Federstruktur 1 sechs wellenförmige Bandfedern 2, die jeweils vier Umkehrabschnitte 3,4 und vier Zwischenstücke 5 aufweisen. Die Federstruktur 1 weist aufgrund der sechs Bandfedern 2 abschnittweise einen sechseckigen Querschnitt bzw. Umfang auf. Figur 2 offenbart, dass die Federstruktur 1 sich in der Grundform zunehmend einem Zylinder annähert, je mehr Bandfedern 2 vorgesehen werden. In contrast to the embodiment illustrated in FIG. 1, the spring structure 1 shown in FIG. 2 comprises six wave-shaped band springs 2, each having four reversal sections 3, 4 and four intermediate sections 5. Due to the six band springs 2, the spring structure 1 has a hexagonal cross section or circumference in sections. FIG. 2 discloses that the spring structure 1 increasingly approaches a cylinder in the basic form, the more band springs 2 are provided.
Die Federstruktur 1 bildet am unteren Ende 7b außenliegende Umkehrabschnitte 4 aus, während die Bandfedern 2 am oberen Ende 7a im Bereich der Zwischenstücke 5 enden. The spring structure 1 forms on the lower end 7b outboard turnarounds 4, while the band springs 2 end at the upper end 7a in the region of the intermediate pieces 5.
Die Ausbildung der Federstruktur 1 führt dazu, dass zwei benachbarte Bandfedern 2 lediglich zwei stoffschlüssige Verbindungen 6 aufweisen, und zwar wie bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform an den innenliegenden Umkehrabschnitten 3. The design of the spring structure 1 causes two adjacent band springs 2 have only two cohesive connections 6, and indeed as in the embodiment shown in Figure 1 at the inner reversing sections. 3
Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine dritte Ausführungsform der Federstruktur 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. FIG. 3 shows in a perspective view a third embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in FIG. 1 will be discussed, for which reason reference is made to FIG. 1. The same reference numerals have been used for the same components.
Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die in Figur 3 dargestellte Federstruktur 1 acht wellenförmige Bandfedern 2, die jeweils neun Umkehrabschnitte 3,4 und acht Zwischenstücke 5 aufweisen. Die Federstruktur 1 weist infolge der acht Bandfedern 2 abschnittsweise einen achteckigen Querschnitt bzw. Umfang auf. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, the spring structure 1 shown in FIG. 3 comprises eight wave-shaped band springs 2, each having nine reversing sections 3, 4 and 8 intermediate pieces 5. As a result of the eight band springs 2, the spring structure 1 has an octagonal cross section or circumference in sections.
Figur 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine vierte Ausführungsform der Federstruktur 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 3. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. FIG. 4 shows a perspective view of a fourth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from those shown in FIG Otherwise, reference is made to FIG. 3. For the same components, the same reference numerals have been used.
Im Unterschied zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind die stoffschlüssigen Verbindungen 6 an den außenliegenden Umkehrabschnitten 4 vorgesehen. Bei einer Kompression der Federstruktur 1 bewegen sich die innenliegenden Umkehrabschnitte 3 nach innen, weshalb sich die Bandfedern 2 ausgehend von einem außenliegenden Umkehrabschnitt 4 nach innen verjüngen. Dadurch wird sichergestellt, dass die sich unter Belastung nach innen bewegenden Umkehrabschnitte 3 nicht gegenseitig im Rahmen ihrer Formänderung behindern. In contrast to the embodiment illustrated in FIG. 3, the integral connections 6 are provided on the outer reversing sections 4. Upon compression of the spring structure 1, the inner reversing sections 3 move inward, which is why the band springs 2 taper inwards, starting from an outer reversing section 4. This ensures that the reversing sections 3 moving inwards under load do not hinder each other within the scope of their change in shape.
Die außenliegenden Umkehrabschnitte 4 verharren nahezu unverändert auf ihrem Umfang und ändern ihre Lage nur in Richtung der Längsachse 8 der Federstruktur 1. Die Federstruktur 1 gemäß Figur 4 zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Umfang der Struktur 1 unter Belastung nahezu nicht vergrößert. The outer reversal sections 4 remain virtually unchanged on their circumference and change their position only in the direction of the longitudinal axis 8 of the spring structure 1. The spring structure 1 according to Figure 4 is characterized in that the circumference of the structure 1 under load almost not increased.
Figur 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine fünfte Ausführungsform der Federstruktur 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 3. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. Figure 5 shows a perspective view of a fifth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in Figure 3 will be discussed, for which reason reference is made to Figure 3. For the same components, the same reference numerals have been used.
In Ergänzung zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform weist die in Figur 5 gezeigte Federstruktur 1 an jedem Ende 7a,7b ein separates Abschlusselement 9 in Gestalt eines Ringes 10 auf. In addition to the embodiment shown in FIG. 3, the spring structure 1 shown in FIG. 5 has at each end 7 a, 7 b a separate closing element 9 in the form of a ring 10.
Figur 6 zeigt den in Figur 5 eingezeichneten Querschnitt Y - Y. Das an dem einen Ende 7a der Federstruktur 1 vorgesehene Abschlusselement 9 nimmt die Bandfedern 2 formschlüssig auf. Hierzu weist das in Gestalt eines Ringes 10 ausgebildete Abschlusselement 9 nach außen hin einseitig offene Ausnehmungen auf, in welche die als Zwischenstücke 5 ausgebildeten Bandfederenden hinein gesteckt werden. Hinsichtlich der übrigen Bauteile wird Bezug genommen auf die übrigen Figuren. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. Figur 7 zeigt den in Figur 5 eingezeichneten Querschnitt Z - Z und eine zweite Ausführungsform eines Abschlusselementes 9. Im Unterschied zu der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform wird zwischen dem als Ring 10 ausgebildeten Abschlusselement 9 und der Federstruktur 1, d.h. den Bandfederenden eine stoffschlüssige Verbindung in Gestalt einer Klebeverbindung ausgebildet. Der Ring 10, welcher einen Absatz aufweist, wird von oben auf das Ende 7a der Federstruktur 1 aufgesetzt. Hinsichtlich der übrigen Bauteile wird Bezug genommen auf die übrigen Figuren. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. FIG. 6 shows the cross section Y - Y drawn in FIG. 5. The end element 9 provided at the one end 7a of the spring structure 1 receives the band springs 2 in a form-fitting manner. For this purpose, in the form of a ring 10 formed end element 9 outwardly on one side open recesses, in which the formed as intermediate pieces 5 band spring ends are inserted. With regard to the remaining components, reference is made to the remaining figures. The same reference numerals have been used for the same components. FIG. 7 shows the cross section Z - Z shown in FIG. 5 and a second embodiment of a terminating element 9. In contrast to the embodiment shown in FIG. 6, a cohesive connection between the closure element 9 formed as a ring 10 and the spring structure 1, ie the band spring ends Shape of an adhesive bond formed. The ring 10, which has a shoulder, is placed from above on the end 7 a of the spring structure 1. With regard to the remaining components, reference is made to the remaining figures. The same reference numerals have been used for the same components.
Figur 8 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine sechste Ausführungsform der Federstruktur 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. FIG. 8 shows a perspective view of a sixth embodiment of the spring structure 1. Only the differences from the embodiment shown in FIG. 1 will be discussed, for which reason reference is made to FIG. 1. The same reference numerals have been used for the same components.
Im Unterschied zu Figur 1 weisen die Bandfedern 2 der in Figur 8 dargestellten Federstruktur 1 ähnlich einem gewölbten Schalensegment in Umfangsrichtung der hülsenförmigen Federstruktur 1 eine konvexe Krümmung auf. In contrast to FIG. 1, the band springs 2 of the spring structure 1 shown in FIG. 8 have a convex curvature similar to a curved shell segment in the circumferential direction of the sleeve-shaped spring structure 1.
Bezugszeichen reference numeral
Federstruktur spring structure
Bandfeder  band spring
innenliegende Umkehrabschnitte außenliegende Umkehrabschnitte internal reversing sections external reversing sections
Zwischenstücke spacers
stoffschlüssige Verbindunga ein freies Ende der Federstrukturb anderes freies Ende der Federstruktur  cohesive connectionaa free end of the spring structure b other free end of the spring structure
Längsachse  longitudinal axis
Abschlusselement termination element
0 Ring 0 ring

Claims

Patentansprüche claims
1. Federstruktur (1) umfassend mindestens drei wellenförmige Bandfedern (2), wobei jede Bandfeder (2) zur Ausbildung einer Wellenform Umkehrabschnitte (3,4) aufweist und Zwischenstücke (5), die jeweils zwei aufeinander folgende Umkehrabschnitte (3,4) miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern (2) zur Ausbildung einer hülsenförmigen Federstruktur (1) umfänglich um die Längsachse (8) der Federstruktur (1) herum und paarweise benachbart nebeneinander angeordnet sind in der Art, dass 1. spring structure (1) comprising at least three wave-shaped band springs (2), wherein each band spring (2) for forming a waveform reversal sections (3,4) and intermediate pieces (5), each two consecutive reversal sections (3,4) with each other connect, characterized in that the at least three band springs (2) for forming a sleeve-shaped spring structure (1) circumferentially around the longitudinal axis (8) of the spring structure (1) around and in pairs adjacent to each other are arranged in such a way that
ausgehend von einem freien Ende (7a) der Federstruktur (1) hin zum anderen freien Ende (7b) der Federstruktur (1) die Umkehrabschnitte (3,4) und die Zwischenstücke (5) jeder Bandfeder (2) abwechselnd aufeinander folgen, wobei die Umkehrabschnitte (3,4) abwechselnd - als innenliegende Umkehrabschnitte (3) - nach innen und - als außenliegende Umkehrabschnitte (4) - nach außen gerichtet sind, und  starting from a free end (7a) of the spring structure (1) towards the other free end (7b) of the spring structure (1), the inversion sections (3, 4) and the intermediate pieces (5) of each strip spring (2) follow one another alternately, wherein the Reverse sections (3,4) alternately - as inward turnaround sections (3) - inwards and - as outer turnaround sections (4) - are directed outwards, and
- jede Bandfeder (2) zwischen den beiden freien Enden (7a,7b) der Federstruktur (1) zu jeder der beiden benachbarten Bandfedern (2) mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) aufweist, so dass die mindestens drei Bandfedern (2) eine hülsenförmige monolithische Federstruktur (1) bilden, wobei die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) im Bereich eines Umkehrabschnitts (3,4) ausgebildet ist.  - Each band spring (2) between the two free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) to each of the two adjacent band springs (2) at least one cohesive connection (6), so that the at least three band springs (2) has a sleeve-shaped form monolithic spring structure (1), wherein the at least one cohesive connection (6) in the region of a turnaround portion (3,4) is formed.
2. Federstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) im Bereich eines innenliegenden Umkehrabschnitts (3) ausgebildet ist. 2. spring structure (1) according to claim 1, characterized in that the at least one cohesive connection (6) in the region of an inner reversing section (3) is formed.
3. Federstruktur (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine stoffschlüssige Verbindung (6) im Bereich eines außenliegenden Umkehrabschnitts (4) ausgebildet ist. 3. spring structure (1) according to claim 1, characterized in that the at least one cohesive connection (6) in the region of an outer reversing section (4) is formed.
4. Federstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bandfedern (2) zwischen den beiden freien Enden (7a,7b) der Federstruktur (1 ) im Bereich sämtlicher innenliegender Umkehrabschnitte (3) eine stoffschlüssige Verbindung (6) aufweisen. 4. spring structure (1) according to claim 1 or 2, characterized in that adjacent strip springs (2) between the two free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) in the region of all internal inversion sections (3) a cohesive connection (6) exhibit.
5. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem freien Ende (7a) der Federstruktur (1) die mindestens drei Bandfedern (2) einen innenliegenden Umkehrabschnitt (3) aufweisen. 5. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one free end (7a) of the spring structure (1), the at least three band springs (2) have an inner reversing portion (3).
6. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern (2) an beiden freien Enden (7a,7b) der Federstruktur (1 ) einen innenliegenden Umkehrabschnitt (3) aufweisen. 6. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least three band springs (2) at both free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) have an inner reversing portion (3).
7. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem freien Ende (7a,7b) der Federstruktur (1) benachbarte Bandfedern (2) eine stoffschlüssige Verbindung (6) aufweisen. 7. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one free end (7a, 7b) of the spring structure (1) adjacent band springs (2) have a cohesive connection (6).
8. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bandfedern (2) an beiden freien Enden (7a,7b) der Federstruktur (1 ) eine stoffschlüssige Verbindung (6) aufweisen. 8. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent strip springs (2) at both free ends (7a, 7b) of the spring structure (1) have a cohesive connection (6).
9. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke (5) im unbelasteten Zustand der Bandfedern (2) mit einer Ebene, welche senkrecht auf der Längsachse (8) der Federstruktur (1) steht, zumindest abschnittsweise einen Winkel α < 20° bilden. 9. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate pieces (5) in the unloaded state of the band springs (2) with a plane which is perpendicular to the longitudinal axis (8) of the spring structure (1), at least in sections form an angle α <20 °.
10. Federstruktur (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass gilt: α < 10° 10. spring structure (1) according to claim 9, characterized in that the following applies: α <10 °
11. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrabschnitte (3,4) uneinheitlich ausgebildet sind. 11. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reversing sections (3,4) are formed unevenly.
12. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern (2) uneinheitlich ausgebildet sind. 12. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least three band springs (2) are formed unevenly.
13. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern (2) zumindest auch aus Verbundmaterial gefertigt sind. 13. spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least three band springs (2) are made at least also of composite material.
14. Federstruktur (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Bandfedern (2) zumindest auch aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind. 14. spring structure (1) according to claim 12, characterized in that the at least three band springs (2) are made at least also of fiber-reinforced plastic.
15. Federstruktur (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bandfeder (2) ähnlich einem gewölbten Schalensegment in Umfangsrichtung der hülsenförmigen Federstruktur (1) eine konvexe Krümmung aufweist. 15. Spring structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one band spring (2) similar to a curved shell segment in the circumferential direction of the sleeve-shaped spring structure (1) has a convex curvature.
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