DE102004019701A1

DE102004019701A1 - Spring comprises two spring elements of which at least one has non-linear characteristic, whereby assembled springs have force-travel characteristic with rising first end section and falling second end section

Info

Publication number: DE102004019701A1
Application number: DE200410019701
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr.Rer.Nat. Kobelev
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-17

Abstract

The spring (10) comprises two spring elements (11,12) of which at least one has a non-linear characteristic. The spring elements are connected in series and interconnected for the transmission of tensile and compressive forces. The assembled springs have a force-travel characteristic with a rising first characteristic end section with a first spring rating up to a maximum, and a falling second end section with a second spring rating. Independent claims are also included for the following: (A) a spring element which is formed by a band spring, whereby a first spring element is riveted to a second spring element; (B) a use for the aforesaid spring which is in an operating or adjusting device with stable neutral or end positions; and (C) a spring system with two springs with steeping falling spring characteristics.

Description

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Federelementen zusammengesetzte axial belastbare Zug-/Druckfeder mit steil abfallender Kennlinie. Als Federkennlinie wird hier und im weiteren wie üblich das Verhältnis von Federkraft F über der Längenänderung bzw. dem Verformungsweg X in graphischer Darstellung bezeichnet. Als Federrate R wird die Ableitung der Federkraft nach dem Verformungsweg X (dF/dX) bezeichnet.The The invention relates to a composite of several spring elements axially loadable compression / compression spring with steeply sloping characteristic. As a spring characteristic is here and in the other as usual the relationship from spring force F over the change in length or the deformation path X in graphical representation. The spring rate R is the derivative of the spring force after the deformation X (dF / dX).

Als Beispiele für Federn, die eine nichtlineare Kennlinie mit einem ansteigenden Kennlinienabschnitt I mit einer Federrate R₁ bis zu einem Maximum und einem abfallenden Kennlinienabschnitt mit einer Federrate R₂ haben, sind Tellerfedern zu nennen. Im Anschluß an den zweiten Kennlinienabschnitt II geht die Kennlinie nach einem Minimum in einen dritten Kennlinienabschnitt III über.As examples of springs having a non-linear characteristic with a rising characteristic section I with a spring rate R ₁ to a maximum and a falling characteristic section with a spring rate R ₂ , disc springs are mentioned. Subsequent to the second characteristic section II, the characteristic curve transitions to a minimum in a third characteristic section III.

Nachteilig bei Tellerfedern ist der geringe zur Verfügung stehende Verformungsweg. Hierbei sind im Bereich großer Zahlenverhältnisse von Federhöhe h_o zu Federdicke t die Federraten R₁ und R₂ dem Betrag nach gleich.A disadvantage of disc springs is the low deformation available. In this case, in the range of large ratios of spring height h _o to spring thickness t, the spring rates R ₁ and R _{2 are} equal in magnitude.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Federeinheit bereitzustellen, mit der eine stark abfallende Federkennlinie dargestellt werden kann.Of these, The present invention is based on the object, To provide a spring unit, with a strongly sloping Spring characteristic can be displayed.

Eine erste Lösung hierfür besteht aus einer aus mehreren Federelementen zusammengesetzten Zug-/Druckfeder umfassend
zwei Federelemente, von denen zumindest ein Federelement mit nichtlinearer Kennlinie behaftet ist, wobei die Federelemente in Reihe geschaltet und zur Übertragung von Zug- und Druckkräften miteinander fest verbunden sind und die zusammengesetzte Feder einen ansteigenden ersten Kennlinienabschnitt I mit einer Federrate R₁ bis zu einem Maximum und einen abfallenden zweiten Kennlinienabschnitt II mit einer Federrate R₂ und einem Nulldurchgang hat.A first solution for this consists of a composite of several spring elements tension / compression spring comprising
two spring elements, of which at least one spring element is associated with non-linear characteristic, wherein the spring elements connected in series and fixedly connected to transmit tensile and compressive forces and the composite spring is a rising first characteristic section I with a spring rate R ₁ to a maximum and a falling second characteristic section II having a spring rate R ₂ and a zero crossing.

Hiermit können Federn dargestellt werden, bei denen die Federrate R₂ des zweiten Kennlinienabschnitts II unendlich werden kann, d.h. die Kennlinie fällt senkrecht ab. Darüberhinaus kann der zweite Kennlinienabschnitt II sogar mit positiver Steigung unterhalb des ersten Kennlinienabschnitts I liegen. Beispiele hierfür werden später graphisch dargestellt.Hereby, springs can be represented, in which the spring rate R _{2 of} the second characteristic section II can become infinite, ie the characteristic curve drops vertically. In addition, the second characteristic section II may even lie with a positive slope below the first characteristic section I. Examples of this will be shown graphically later.

Bevorzugte Ausführungen gehen somit dahin, daß die Federrate R₂ des zweiten Kennlinienabschnitts II dem Betrag nach größer ist als die Federrate R₁ des ersten Kennlinienabschnitts I, d.h. IR₂I>IR₁I, und weiterhin, daß sich an den zweiten Kennlinienabschnitt II in einem Minimum ein dritter Kennlinienabschnitt III mit einem weiteren Nulldurchgang anschließt.Preferred embodiments are thus to the effect that the spring rate R _{2 of} the second characteristic section II is greater in magnitude than the spring rate R _{1 of} the first characteristic section I, ie IR ₂ I> IR ₁ I, and further that adjoins the second characteristic section II in a minimum connects a third characteristic section III with another zero crossing.

Federeinheiten der hiermit genannten Art erlauben eine besonders günstige Verwendung in Betätigungs- oder Verstellvorrichtungen mit zwei stabilen Endstellungen oder Ruhestellungen. Hierbei wird die Federeinheit so eingesetzt, daß sie in den Endstellungen bzw. Ruhestellungen der Vorrichtung sich nahe den beiden Nulldurchgängen ihrer Federkennlinie befindet. Damit wird sichergestellt, daß von Null abweichende Betätigungskräfte nur zur Verstellung von der einen End- bzw. Ruheposition in die andere End- oder Ruheposition aufgebracht werden müssen, während die Vorrichtung in den genannten Positionen frei von äußeren Haltekräften von der Federeinheit gehalten werden kann.spring units the type mentioned here allow a particularly favorable use in actuation or adjusting devices with two stable end positions or Rest positions. Here, the spring unit is inserted so that they are in Close to the end positions or rest positions of the device the two zero crossings their spring characteristic is located. This ensures that non-zero Operating forces only for adjustment from one end or rest position to the other end position or resting position must be applied while the device in the mentioned positions free of external holding forces of the spring unit can be kept.

In besonders günstiger konkreter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das erste Federelement aus einer zu einer geschlossenen Kurve gebogenen Bandfeder gebildet wird. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das zweite Federelement von einer mehrfach gebogenen Bandfeder, einer Membranfeder oder einer Tellerfeder gebildet wird.In especially cheaper concrete embodiment, it is provided that the first spring element of a is formed to a closed curve bent band spring. Furthermore, it is proposed that the second spring element of a multi-curved strip spring, a diaphragm spring or a Disc spring is formed.

Eine besonders günstige konstruktive Ausführung besteht darin, daß das erste Federelement und das zweite Federelement von Bandfedern gebildet werden, die aus einem einzigen Blechzuschnitt in senkrecht zueinander liegenden Biegeebenen gebogen sind. Alternativ dazu ist es möglich, daß das erste Federelement und das zweite Federelement von Bandfedern gebildet werden, von denen eine mit der anderen mittels Laschen verklammert ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das erste Federelement und das zweite Federelement von Bandfedern gebildet werden, von denen eine mit der anderen vernietet ist. Die beiden letztgenannten Ausführungen können bei Anordnung der Bandfedern in einer Biegeebene sehr schmal und platzsparend bauen. Mit den genannten Verbindungsarten wird eine Schweißverbindung zwischen den Elementen vermieden, die zur Beeinträchtigung der Federeigenschaften führen könnte.A especially cheap constructive design is that the first spring element and the second spring element formed by band springs be made of a single sheet metal blank in perpendicular to each other lying bending planes are bent. Alternatively, it is possible that the first Spring element and the second spring element formed by band springs one of which is clamped to the other by means of tabs is. Furthermore, it is proposed that the first spring element and the second spring element are formed by band springs, of which one is riveted to the other. The latter two embodiments can at Arrangement of the band springs in a bending plane very narrow and space-saving to build. With the mentioned types of connection becomes a welded joint avoided between the elements leading to impairment could lead to the spring properties.

Eine zweite Lösung besteht aus einer aus mehreren Federeinheiten zusammengesetzten Zug-/Druckfeder, umfassend
zwei Einheiten mit steil abfallender Federkennlinie, die jeweils gebildet sind aus zwei Federelementen, von denen zumindest ein Federelement mit nichtlinearer Kennlinie behaftet ist, wobei die Federelemente in Reihe geschaltet und zur Übertragung von Zug- und Druckkräften miteinander fest verbunden sind und die Einheiten jeweils einen ansteigenden ersten Kennlinienabschnitt I mit einer Federrate R₁ bis zu einem Maximum und einen abfallenden zweiten Kennlinienabschnitt II mit einer Federrate R₂ und einem Nulldurchgang haben,
wobei die zwei Einheiten ihrerseits in symmetrischer Anordnung in Reihe geschaltet und zur Übertragung von Zug- und Druckkräften miteinander fest verbunden sind.A second solution consists of a composed of several spring units tension / compression spring, comprising
two units with steeply sloping spring characteristic, which are each formed from two spring elements, of which at least one spring element is subject to non-linear characteristic, wherein the spring elements connected in series and fixedly connected to transmit tensile and compressive forces and the units each have a rising first characteristic section I having a spring rate R ₁ up to a maximum and a falling second characteristic section II having a spring rate R ₂ and a zero crossing,
the two units in turn being more symmetrical Arrangement connected in series and are firmly connected to each other for the transmission of tensile and compressive forces.

Die weiteren Eigenschaften ebenso wie der konstruktive Aufbau der beiden Einheiten entspricht hierbei vorzugsweise den bereits vorbeschriebenen Kombinationsfedern aus einem ersten Federelement mit linearer Kennlinie und einem zweiten Federelement mit nichtlinearer Kennlinie.The other properties as well as the structural design of the two Units here preferably correspond to the already described combination springs from a first spring element with linear characteristic and a second Spring element with non-linear characteristic.

Soweit von den genannten Federelementen gesprochen wird, ist anzumerken, daß diese auch jeweils aus mehreren beispielsweise geschichteten Einzelteilen zusam mengesetzt sein können. Das Wort Federelement ist insoweit nicht auf die Einstückigkeit beschränkt.So far is spoken by the said spring elements, it should be noted that these also each of several, for example, layered items can be together. The word spring element is not so far on the one-piece limited.

Eine bevorzugte Verwendung einer Federeinheit nach der letztgenannten Lösung, bei der jeweils die beiden Elemente mit linearer Kennlinie innen liegen und unmittelbar miteinander verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Krafteinleitung im Bereich der Verbindung der beiden Elemente mit linearer Kennlinie erfolgt und die außenliegenden Elemente mit nichtlinearer Kennlinie sich an außenliegenden festen Widerlagern abstützen. Eine bevorzugte Verwendung einer Federeinheit nach der letztgenannten Lösung, bei der jeweils die beiden Elemente mit linearer Kennlinie außen liegen und über ein Koppelelement miteinander verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Krafteinleitung in die Koppel erfolgt und die beiden innenliegenden Elemente mit nichtlinearer Kennlinie sich an einem zentralen Widerlager abstützen.A preferred use of a spring unit according to the latter Solution, at each of the two elements with linear characteristic inside lying and are directly connected to each other, is characterized that one Force transmission in the area of the connection of the two elements with linear characteristic and the external elements with non-linear Characteristic to external support fixed abutments. A preferred use of a spring unit according to the latter Solution, in which the two elements with linear characteristic lie outside and over a coupling element are interconnected, characterized in that that one Force is introduced into the coupling and the two internal elements with non-linear characteristic are supported on a central abutment.

1 zeigt Kennlinien von nichtlinearen Federn nach dem Stand der Technik

a) die Federkennlinie einer ersten Feder,
b) die Ableitung der Federkennlinie nach a),
c) die Federkennlinie einer zweiten Feder
d) die Ableitung der Federkennlinie nach c);

1 shows characteristics of nonlinear springs according to the prior art

a) the spring characteristic of a first spring,
b) the derivation of the spring characteristic according to a),
c) the spring characteristic of a second spring
d) the derivation of the spring characteristic according to c);

2 zeigt Kennlinien einer erfindungsgemäßen Kombinationsfeder in einer ersten Ausführung

a) die Federkennlinie
b) die Ableitung der Federkennlinie;

2 shows characteristics of a combination spring according to the invention in a first embodiment

a) the spring characteristic
b) the derivation of the spring characteristic;

3 zeigt Kennlinien einer erfindungsgemäßen Kombinationsfeder in einer zweiten Ausführung

a) die Federkennlinie
b) die Ableitung der Federkennlinie;

3 shows characteristics of a combination spring according to the invention in a second embodiment

a) the spring characteristic
b) the derivation of the spring characteristic;

4 zeigt ein Ersatzschaubild einer erfindungsgemäßen Feder; 4 shows a replacement diagram of a spring according to the invention;

5 zeigt eine erfindungsgemäße Kombinationsfeder in 3D-Darstellung in einer ersten Ansicht; 5 shows a combination spring according to the invention in a 3D representation in a first view;

6 zeigt die erfindungsgemäße Kombinationsfeder nach 5 in einer zweiten Ansicht; 6 shows the combination spring according to the invention 5 in a second view;

7 zeigt den Blechzuschnitt für eine Feder nach den 5 und 6; 7 shows the sheet metal blank for a spring after the 5 and 6 ;

8 zeigt eine Kombinationsfeder in einer zweiten Ausführung in 3D-Darstellung; 8th shows a combination spring in a second embodiment in 3D representation;

9 zeigt eine Doppeleinheit gemäß der Erfindung in einer ersten Anwendung als Prinzipbild; 9 shows a double unit according to the invention in a first application as a schematic diagram;

10 zeigt eine Doppeleinheit gemäß der Erfindung in einer zweiten Anwendung als Prinzipbild. 10 shows a double unit according to the invention in a second application as a schematic diagram.

1 zeigt die Kennlinie zweier einzelner nichtlinearen Federn, beispielsweise von doppelt gebogenen Bandfedern nach dem Stand der Technik. Die nachstehend beschriebenen einzelnen Federn lassen sich zu einer Feder gemäß der Erfindung kombinieren. In Darstellung a) hat die Kennlinie der ersten Feder eine stetig ansteigende Federkennlinie mit einem Wendepunkt. In Darstellung b) ist die Ableitung der Federkraft F nach dem Federweg X, d.h. die Federrate gezeigt, die ein Minimum R_min größer 0 bei X₁ hat. In Darstellung c) hat die Kennlinie der zweiten Feder einen ersten Abschnitt I mit zunächst ansteigender Kennlinie bis zu einem Maximum bei X₀ und einen zweiten Abschnitt II mit hierzu symmetrisch abfallender Kennlinie bis zu einem Nulldurchgang bei X₁ und weiter bis zu einem Minimum X₃. Hieran schließt sich ein dritter Kennlinienabschnitt III an mit einem weiteren Nulldurchgang bei X₂. In Darstellung d) ist die Ableitung der Federkraft F nach dem Federweg X der zweiten Feder gezeigt, das heißt die Federrate R, wobei Nulldurchgänge bei X₀ und X₂ und ein Minimum bei X₁ zu erkennen ist. 1 shows the characteristic of two individual non-linear springs, for example, of double-bent band springs according to the prior art. The individual springs described below can be combined to form a spring according to the invention. In illustration a), the characteristic of the first spring has a steadily increasing spring characteristic with a point of inflection. In illustration b) the derivative of the spring force F for the spring travel X, ie the spring rate is shown, which has a minimum R _min greater than 0 at X ₁ . In illustration c), the characteristic curve of the second spring has a first section I with an initially rising characteristic up to a maximum at X ₀ and a second section II with a symmetrically decreasing characteristic up to a zero crossing at X ₁ and further up to a minimum X ₃ , This is followed by a third characteristic section III connects with another zero crossing at X ₂ . In illustration d), the derivative of the spring force F for the spring travel X of the second spring is shown, that is, the spring rate R, wherein zero crossings at X ₀ and X ₂ and a minimum at X ₁ can be seen.

In 2 sind Kennlinien einer erfindungsgemäßen Kombinationsfeder, bestehend aus einem Element mit linearer Kennlinie und einem Element mit nichtlinearer Kennlinie in einer ersten Ausführung gezeigt. Darstellung a) zeigt die Federkennlinie (Kraft F über Federweg X). Darstellung b) zeigt die Ableitung F' nach dem Federweg X. Die Federkennlinie umfaßt einen ersten Abschnitt I bis zu einem Maximum bei X₀, einen zweiten Kennlinienabschnitt II vom Maximum bei X₀ bis zu einem Minimum bei X₂ sowie einen dritten Kennlinienabschnitt III, der sich an den zweiten anschließt. Bei X₁ ist ein Nulldurchgang. Die Steigung des zweiten Kennlinienabschnitts II ist negativ. Dies ist erkennbar aus der Darstellung b), wobei die Federrate des ersten Abschnitts I einen Nulldurchgang bei X₀ hat und bei X₁ negativ ist und die Federrate des dritten Kennlinienabschnitts III symmetrisch dazu in Bezug auf X₁ mit einem Nulldurchgang bei X₂ ist. F' von X₁ kann hierbei auch minus unendlich werden.In 2 are characteristic curves of a combination spring according to the invention, consisting of an element with a linear characteristic and an element with a non-linear characteristic shown in a first embodiment. Illustration a) shows the spring characteristic (force F via spring travel X). Representation b) shows the derivative F 'according to the spring travel X. The spring characteristic comprises a first section I up to a maximum at X ₀ , a second characteristic section II from the maximum at X ₀ to a minimum at X ₂ and a third characteristic section III, which connects to the second. At X ₁ is a zero crossing. The slope of the second characteristic section II is negative. This can be seen from the representation b), wherein the spring rate of the first section I has a zero crossing at X ₀ and is negative at X ₁ and the spring rate of the third characteristic section III is symmetrical with respect to X ₁ with a zero crossing at X ₂ . F 'of X ₁ can also be minus un finally become.

In 3 sind Kennlinien einer erfindungsgemäßen Kombinationsfeder, bestehend aus einem Element mit linearer Kennlinie und einem Element mit nichtlinearer Kennlinie in einer zweiten Ausführung gezeigt. In Darstellung a) ist die Federkennlinie gezeigt, wobei ein erster Kennlinienabschnitt I bis zu einem Maximum bei X₀ geht, ein zweiter Kennlinienabschnitt II über einen ersten Umkehrpunkt mit unendlicher Steigung bei X₂ und einen zweiten Umkehrpunkt mit unendlicher Steigung bei X₂ zu einem Minimum bei X₃ geht und ein dritter Kennlinienabschnitt III im Anschluß hieran in Bezug auf einen Nulldurchgang bei X₄ symmetrisch zum ersten Abschnitt I verläuft.In 3 are characteristic curves of a combination spring according to the invention, consisting of an element with a linear characteristic and an element with a non-linear characteristic shown in a second embodiment. In representation a), the spring characteristic is shown, wherein a first characteristic section I goes to a maximum at X ₀ , a second characteristic section II over a first inflection point with infinite slope at X ₂ and a second inflection point with infinite slope at X ₂ to a minimum at X ₃ and a third characteristic section III is connected thereto in relation to a zero crossing at X ₄ symmetrical to the first section I.

In Darstellung b) sind die Federraten der genannten Abschnitte gezeigt, wobei die Federrate des Abschnitts I abfallend mit einem Nulldurchgang bei X₀ verläuft und bei X₁ gegen minus unendlich geht, die Federrate des Abschnitts III bei X₂ von minus unendlich kommend einen Nulldurchgang bei X₃ hat und ansteigend verläuft und die Federrate des Kennlinienabschnitts II von unendlich bei X₂ gegen unendlich bei X₁ verläuft und bei X₄ ein Minimum hat.In illustration b), the spring rates of said sections are shown, with the spring rate of section I decreasing with a zero crossing at X ₀ and going to minus infinity at X ₁ , the spring rate of section III at X ₂ coming from minus infinity at zero crossing X ₃ has and rising and the spring rate of the characteristic section II of infinity at X _{2 runs} towards infinity at X ₁ and at X _{4 has} a minimum.

In 4 ist das Ersatzschaubild einer erfindungsgemäßen kombinierten Feder mit einem ersten Federelement 10 mit linearer Kennlinie und einem zweiten Federelement 20 mit nichtlinearer Kennlinie gezeigt, wobei letzteres aus zwei unter einem Winkel an dem Element 10 angreifenden Einzelelementen 40, 50 besteht.In 4 is the replacement diagram of a combined spring according to the invention with a first spring element 10 with linear characteristic and a second spring element 20 shown with non-linear characteristic, the latter of two at an angle to the element 10 attacking individual elements 40 . 50 consists.

Die 5 und 6 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Die Figuren zeigen eine kombinierte Feder 10 aus einem Element mit einer linearen Kennlinie (unten) und einem Element mit einer nichtlinearen Kennlinie (oben). Das Element 11 mit linearer Kennlinie ist eine Bandfeder, die zu einer flachen Schlaufe rundgebogen ist und insoweit zwei entgegengesetzt angeordneten C-förmigen Bügelfedern entspricht.The 5 and 6 will be described together below. The figures show a combined spring 10 An element with a linear characteristic (below) and an element with a non-linear characteristic (top). The element 11 with a linear characteristic is a band spring, which is bent into a flat loop and in this respect corresponds to two oppositely arranged C-shaped bow springs.

Das Element 12 mit nichtlinearer Kennlinie besteht aus zwei mehrfach gebogenen äußeren Bügeln 13, 14 mit jeweils einem Wendepunkt in der Biegung und einem mittleren mehrfach gebogenen Bügel 15 ebenfalls mit einem Wendepunkt in der Biegung. Die Bügel 13, 14 15 gehen einstückig in die Bandfeder 11 über, die bei 16 überlappend geschlossen ist. In zueinander koaxialer Anordnung findet sich eine Bohrung 17 im Bügel 15 sowie Bohrungen 18, 19 im Federelement 11. Die Achse der Bohrungen entspricht der Achse der Federbewegung.The element 12 with non-linear characteristic consists of two multiply bent outer brackets 13 . 14 each with a turning point in the bend and a middle multiply bent bracket 15 also with a turning point in the bend. The temples 13 . 14 15 go in one piece in the band spring 11 about that at 16 overlapping is closed. In mutually coaxial arrangement there is a hole 17 in the temple 15 as well as drilling 18 . 19 in the spring element 11 , The axis of the holes corresponds to the axis of the spring movement.

In 7 ist ein Blechzuschnitt gezeigt, aus dem die Feder nach den 5 und 6 in leicht nachvollziehbarer Weise jeweils durch Biegen der erkennbaren Bandabschnitte in einer Richtung erfolgen kann. Die einzelnen Abschnitte sind mit gleichen Bezugsziffern wie in den 5 und 6 bezeichnet. Das Loch 19, 19' ist doppelt vorgesehen und kommt durch Rundbiegen des Bandabschnitts 11 aufeinander zu liegen.In 7 is shown a sheet metal blank from which the spring after the 5 and 6 can be done in an easily understandable manner in each case by bending the recognizable band sections in one direction. The individual sections are given the same reference numbers as in the 5 and 6 designated. The hole 19 . 19 ' is provided twice and comes by bending the band section 11 to lie on each other.

In 8 ist eine erfindungsgemäße Feder in einer zweiten Ausführung gezeigt. Als Element mit linearer Kennlinie sind zwei C-förmige Bandfederabschnitte 11', 11'' erkennbar, die nicht miteinander verbunden sind. Als Elemente mit nichtlinearer Kennlinie sind daran einstückig ansetzende mehrfach gebogene Bandfedern 17', 17'' gezeigt, die jeweils einen Wendepunkt im Biegeverlauf haben.In 8th a spring according to the invention is shown in a second embodiment. As a linear characteristic element are two C-shaped strip spring sections 11 ' . 11 '' recognizable, which are not connected to each other. As elements with non-linear characteristic are integrally attaching multi-curved band springs 17 ' . 17 '' shown, each having a turning point in the bending process.

9 zeigt eine erfindungsgemäße Federkombination bestehend aus zwei Einheiten 10, 20, die jeweils aus einem Federelement mit linearer Kennlinie 11'', 21 und einem Federelement mit nichtlinearer Kennlinie 12'', 22 bestehen. Diese sind über ein Verbindungselement 31 symmetrisch miteinander verbunden und über eine Zug-/Druckstange 32 betätigbar. Die Federn mit nichtlinearer Kennlinie 12'', 22 stützen sich an äußeren Widerlagern 33, 34 ab. Aufgrund der metastabilen Eigenschaft der kombinierten Federn mit zwei Nulldurchgängen der Federkennlinie sind zwei stabile Zustände einstellbar, bei denen jeweils eine der Einheiten 10, 20 verkürzt und die andere verlängert ist. Das heißt, beide Einheiten sind aus ihrer Mittellage heraus, die hier dargestellt ist, verformt. In der hier gewählten Ausführung liegen die Bandfedern alle in einer Ebene. 9 shows a spring combination according to the invention consisting of two units 10 . 20 , each consisting of a spring element with linear characteristic 11 '' . 21 and a spring element with non-linear characteristic 12 '' . 22 consist. These are about a connecting element 31 symmetrically connected to each other and a pull / push rod 32 actuated. The springs with non-linear characteristic 12 '' . 22 are supported by outer abutments 33 . 34 from. Due to the metastable property of the combined springs with two zero crossings of the spring characteristic, two stable states are adjustable, each one of the units 10 . 20 shortened and the other is extended. That is, both units are deformed out of their central position, which is shown here. In the design chosen here, the band springs are all in one plane.

In 10 ist eine erfindungsgemäße Federkombination aus zwei kombinierten Federeinheiten 10', 20' gezeigt, die jeweils aus außenliegenden Federelementen 11''', 21' mit konstanter Federkennlinie und zweiten Federelementen 12''', 22' mit nichtlinearer Kennlinie bestehen. Über Befestigungspunkte 36, 37 sind die außenliegenden Federn mit linearer Kennlinie 11''', 21' über eine Koppelstange 38 miteinander verbunden. Die jeweils innenliegenden Federn 12''', 22' mit nichtlinearer Kennlinie stützen sich an einem mittig angeordneten Widerlager 35 ab. Über die verlängerte Koppel 38' werden Axialkräfte in die Elemente 11''', 21' eingeleitet. Wie bereits im Zusammenhang mit der Ausführung nach 9 beschrieben, hat auch diese Einheit metastabiles Verhalten, wobei jeweils eine der Federn verkürzt und die andere verlängert ist, wenn stabile axialkraftfreie Zustände in zwei verschiedenen Positionen eintreten.In 10 is a spring combination according to the invention of two combined spring units 10 ' . 20 ' shown, each consisting of external spring elements 11 ''' . 21 ' with constant spring characteristic and second spring elements 12 ''' . 22 ' exist with non-linear characteristic. About attachment points 36 . 37 are the external springs with linear characteristic 11 ''' . 21 ' via a coupling rod 38 connected with each other. The respective inner springs 12 ''' . 22 ' with non-linear characteristic are based on a centrally arranged abutment 35 from. Over the extended paddock 38 ' Axial forces are in the elements 11 ''' . 21 ' initiated. As already mentioned in connection with the execution 9 This unit also has metastable behavior, with one of the springs shortened and the other lengthened when stable axial force-free states occur in two different positions.

Claims

Tension spring composed of several spring elements ( 10 . 20 ) comprising two spring elements ( 11 . 12 . 21 . 22 ) Of which at least one has a non-linear characteristic, wherein the spring elements connected in series and the Übertra tion of tensile and compressive forces are firmly connected together and the composite spring ( 10 . 20 ) has a rising first characteristic section I with a spring rate R ₁ up to a maximum and a falling second characteristic section II with a spring rate R ₂ and a zero crossing.

Spring according to claim 1, characterized in that one of the two spring elements ( 11 . 12 . 21 . 22 ) has a substantially linear characteristic.

Spring according to one of claims 1 or 2, characterized in that the spring rate R _{2 of} the second characteristic section II is greater in magnitude than the spring rate R _{1 of} the first characteristic section I, ie IR ₂ I> IR ₁ I.

Spring according to claim 3, characterized in that on the second characteristic section II in a minimum a third Connects characteristic section III with another zero crossing.

Spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first spring element ( 11 . 21 ) is formed from a bent to a closed curve band spring.

Spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second spring element ( 12 . 22 ) is formed by a multi-curved band spring, a diaphragm spring or a plate spring.

Spring according to one of claims 1 to 6, characterized that this first spring element and the second spring element formed by band springs which are bent from a single sheet metal blank.

Spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first Spring element and the second spring element formed by band springs one of which is clamped to the other by means of tabs is.

Spring element according to one of claims 1 to 6, characterized that this first spring element and the second spring element formed by band springs one of which is riveted to the other.

Use of a spring unit according to one of claims 1 to 9 in an actuating or adjusting device with two stable rest or end positions, characterized in that the spring unit ( 10 . 20 ) is in the rest or end positions of the device is close to the two zero crossings of their spring characteristic.

Compression spring composed of several spring units, comprising two units ( 10 . 20 ) with steeply decreasing spring characteristic, which are each formed from two spring elements ( 11 . 12 . 21 . 22 ), at least one of which has a non-linear characteristic, wherein the spring elements are connected in series and fixedly connected to each other for the transmission of tensile and compressive forces and the units ( 10 . 20 ) each having a rising first characteristic section I having a spring rate R ₁ to a maximum and a falling second characteristic section II having a spring rate R ₂ and a zero crossing, the two units ( 10 . 20 ) in turn connected in a symmetrical arrangement in series and are firmly connected to each other for the transmission of tensile and compressive forces.

Spring according to claim 11, characterized in that in each case one of the two spring elements ( 11 . 12 . 21 . 22 ) has a substantially linear characteristic.

Spring unit according to one of claims 11 or 12, characterized in that in each of the spring units, the spring rate R _{2 of} the second characteristic section II is greater in magnitude than the spring rate R _{1 of} the first characteristic section, ie IR ₂ I> IR ₁ I.

Spring unit according to one of claims 11 to 13, characterized in that in both spring units to the second characteristic section II in a minimum, a third characteristic section III with another Zero crossing connects.

Spring according to one of claims 11 to 14, characterized that in at least one spring unit, the first spring element from one to a closed curve curved band spring is formed.

Spring according to one of claims 11 to 15, characterized that in at least one spring unit, the second spring element of a multiple curved band spring, a diaphragm spring or a plate spring formed becomes.

Spring according to one of claims 11 to 16, characterized that in at least one spring unit, the first spring element and the second spring element formed by band springs, made from a single sheet metal blank are bent.

Spring according to one of claims 11 to 16, characterized that in at least one spring unit, the first spring element and the second spring element be formed by band springs, one of which with the other by means Laschen is clamped.

Spring according to one of claims 11 to 16, characterized that in at least one spring unit, the first spring element and the second spring element formed by band springs, one riveted to the other is.

Use of a spring unit according to one of claims 11 to 19 in an actuator or adjusting device with two stable end positions or rest positions, characterized characterized in that both Spring units are in the end positions or rest positions of Device close to the two zero crossings of their combined spring characteristics located.

Use of a spring according to one of claims 11 to 19, in each case the two elements with linear characteristic each lie inside and are directly connected, thereby characterized in that a Force transmission in the area of the connection of the two elements with linear characteristic and the external elements with non-linear Characteristic to external fixed Support abutments.

Use of a spring according to one of claims 11 to 19, in which the two elements lie with a linear characteristic outside and over a coupling are connected to each other, characterized that one Force is introduced into the paddock and the two inside Elements with non-linear characteristic are located at a central abutment support.