Die Erfindung betrifft eine Feder, wie zum Beispiel zur Ver ^¬ wendung bei Kraftfahrzeugen oder Maschinen.

Als Stand der Technik sind mechanische Federn, wie z.B.

Schrauben-, Band- oder Blattfedern, bekannt. Die von Fahrzeug ^¬ rädern oder beweglichen Maschinenteilen übertragenen Stoßkräf- te werden von den Federn kompensiert, wobei die Federn, ein ^¬ seitig an einem Festlager zur Aufnahme der Gegenkraft fixiert, auf Torsion bzw. Biegung beansprucht werden.

Konstruktionsbedingt sind diese Torsions- und Biegefedern meist kombinierten Lasten und Spannungszuständen, aus z.B. ei- ner Kombination aus Zug-, Schub- und Druckspannungen, ausge ^¬ setzt. Für die Energieumwandlung dieses kombinierten Lasten ^¬ eintrages in einen entsprechenden Federweg benötigen die Fe ^¬ dern eine Dehnbarkeit von etwa 50 % bei zugleich großen Mate ^¬ rialquerschnitten . Demnach haben derartige Federn einen hohen Materialbedarf, sind sehr schwer und benötigen einen erheblichen Bauraum.

Im Zuge der technischen Bestrebungen nach leichterer, raumspa ^¬ render Bauweise im Maschinenbau und insbesondere auch in der Kraftfahrzeugtechnik, sind die bekannten Federn nachteilig. Bestrebungen der Bauraumeinsparung, z.B. durch Verkürzung des Federweges, gereichen bei der bekannten Federbauweise gerade konträr zu umso größerem Materialbedarf und größerer Gesamt ^¬ masse der Feder. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder bereitzu ^¬ stellen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik beho ^¬ ben werden und die insbesondere den Leichtbauanforderungen hinsichtlich einer Massen- und Bauraumreduzierung genügen.

In diesem Zusammenhang liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun- de eine Feder zu entwickeln, die bei großem Federweg eine hohe Steifigkeit bietet und somit ein hohes Energieaufnahmevermögen gewährleistet .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Feder nach den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 23 sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen hervor.

Erfindungsgemäß wird eine Feder mit wenigstens einem zugspan- nungsbelastbaren Zugkörper und mit einer Kraft-Weg- Übersetzungseinheit zur Kraft-Weg-Übersetzung der Federkraft vorgeschlagen, wobei die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ein be ^¬ weglich ausgebildetes Eingangsstellglied aufweist, welches mit der Federkraft beaufschlagbar ist, und ein beweglich ausgebil- detes Ausgangsstellglied aufweist, welches derart mit dem Zug ^¬ körper in Wirkverbindung steht, dass die Federkraft in einem bestimmten Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis eine Zugspannung im Zugkörper bewirkt.

Ein Zugkörper im Sinne der Erfindung ist ein umlaufend- oder längserstreckter geometrischer Körper mit einem beispielsweise runden, rechteckigen, prismatischen oder kreisringförmigen Querschnitt, der mit einer äußeren Zug- oder Druckkraft beauf ^¬ schlagt, im Wesentlichen nur Zugspannung erfährt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass infolge der kombinierten Lasteinträge in den klassischen mechanischen Fe ^¬ dern die Spannungsverteilung im Materialquerschnitt sehr un ^¬ gleichmäßig ist. So stellt sich im Rohrquerschnitt einer auf Torsion beanspruchten Schraubenfeder ein parabolischer Span ^¬ nungsverlauf von der Innenwand zur Außenwand ein, mit Wechsel von Schub- und Zugspannung und Spitzenspannungswerten an der Rohrinnenwand. Bei einer auf Biegung beanspruchten Blattfeder ergeben sich wechselseitige Druck-, Zugspannungsverteilungen mit einem Nulldurchgang in der Blattachse und höchsten Span ^¬ nungswerten an der unteren und oberen Begrenzungsfläche der Blattfeder. Die Materialbereiche der Federn mit geringen oder Spannungswerten bei „0" sind an der Verformungsarbeit und da ^¬ mit an der Energieaufnahme gar nicht beteiligt. Nur ca. 10 bis 20 % des spezifischen Energieaufnahmevermögens des Materials herkömmlicher mechanischer Federn wird dadurch tatsächlich ausgenutzt. Die Materialauslastung herkömmlicher mechanischer Federn ist daher unvollständig und uneffizient.

Eine gleichmäßigere Spannungsverteilung und damit bessere Ma ^¬ terialauslastung zur Energieaufnahme ist dagegen bei der er ^¬ findungsgemäßen Verwendung eines ausschließlich auf Zug bean ^¬ spruchten Zugkörpers gegeben.

Allerdings hat der umlaufend- oder längserstreckte Zugkörper selbst nur geringe Dehnungseigenschaften, weshalb ein solcher Zugkörper für eine technische Anwendung als Feder bisher nicht geeignet schien. Die Dehnbarkeit der erfindungsgemäßen Zugkör ^¬ per liegt abhängig vom Material und Querschnitt etwa bei 0,1 bis 6 %. Die Erfindung sieht daher vor, die geringe Dehnbar ^¬ keit des Zugkörpers mittels einer abgestimmten Kraft-Weg- Übersetzungseinheit zu kompensieren, die mit einer leistungs ^¬ fähigen Kraft-Weg-Übersetzung eine am Eingangsstellglied der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit über eine Wegstrecke beauf- Schlagte Federkraft in eine hohe Kraft am Ausgangsstellglied umwandelt, welche - bei zugleich geringem Weg des Ausgangs ^¬ stellgliedes - vom Zugkörper infolge seiner hohen Zugspan ^¬ nungsbelastbarkeit aufgenommen werden kann. Die erfindungsge- mäße Kraft-Weg-Übersetzung ermöglicht somit den Einsatz des materialeffizienten Zugkörpers als Feder.

Das erfindungsgemäße Ausgangsstellglied der Kraft-Weg- Übersetzungseinheit und der Zugkörper sind als Wirkeinheit derart gestaltet und zueinander angeordnet, dass über das Aus ^¬ gangsstellglied im Wesentlichen ausschließlich Zugspannung in den Zugkörper eingetragen wird. Das beweglich ausgebildete Ausgangsstellglied kann zur Kraftübertragung in geeigneter Ausgestaltung mit dem festgestellten, fixierten Zugkörper ver- bunden sein oder anderweitig auf diesen einwirken. Es ist eine kraftschlüssige, formschlüssige oder stoffschlüssige Verbin ^¬ dung oder eine pneumatische oder hydraulische Einwirkung denk ^¬ bar. Entsprechende Gestaltungsvarianten sind in den Unteran ^¬ sprüchen und Ausführungsbeispielen beschrieben. Damit ist eine materialeffiziente Feder geschaffen, die eine hohe Kraftaufnahme bei großem Federweg realisiert, was im Er ^¬ gebnis zu einem hohen spezifischen Energieaufnahmevermögen und somit zu einer erheblichen Bauraum- und Materialersparnis führt . Nach einer vorteilhaften Ausführung ist der längserstreckte Zugkörper als ein Zugstab ausgebildet.

In dieser Gestaltung des Zugkörpers kann das Ausgangsstell ^¬ glied der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit die verstärkte Feder ^¬ kraft als Zugkraft konzentriert in Richtung der Mittenachse des Zugstabes eintragen. Damit wirkt die Zugkraft im Wesentli ^¬ chen senkrecht zur Stabquerschnittsfläche des Zugstabes, wo ^¬ raus sich eine weitestgehend gleichmäßige Spannungsverteilung über die gesamte Stabquerschnittsfläche ergibt. Es erfolgt ei ^¬ ne weitestgehend vollständige Ausnutzung des Stabquerschnitts und damit der gesamten Masse des Zugstabes für die Energieauf ^¬ nahme, wodurch der Zugstab bei geringerem Materialeinsatz ein höheres Energieaufnahmevermögen erzielt, als bei herkömmlichen mechanischen Federelementen möglich ist. Wirkt das Ausgangsstellglied genau zentrisch zur Mittelachse des Zugstabs, so dass die Zugkraft genau senkrecht zu Stangen ^¬ querschnittsfläche gerichtet ist, ergibt sich eine geradlinige Spannungsverteilung über die gesamte Stabquerschnittsfläche und damit eine besonders homogene Ausnutzung des Stabquer- Schnittes. Folglich kann der erforderliche Materialeinsatz des Zugstabes weiter verringert werden.

Durch eine reine Zugbelastung des Zugstabes besteht außerdem keine Gefahr des Ausknickens.

Nach einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der Zugkörper als ein Zugring ausgebildet ist.

Hierbei kann ein geeignet gestaltetes und geführtes Ausgangs ^¬ stellglied der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit die verstärkte Federkraft als eine radial von innen auf eine Innenfläche des Zugringes gerichtete Druckkraft einbringen. Im Ringquerschnitt des Zugrings wird hierdurch eine polarorthotrope Zugspannung mit jahresringartiger Ausrichtung ausgelöst, die eine weitest ^¬ gehend vollständige Ausnutzung des Querschnitts des Zugringes für die Energieaufnahme bewirkt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Zugkörper aus Faserverbundmaterial, vorzugsweise aus kohlenstofffaser ^¬ verstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff. Ein Zugkör ^¬ per aus diesem Material ist besonders leicht und ermöglicht neben einem großen Energieaufnahmevermögen eine zugleich güns ^¬ tigere Dehnbarkeit gegenüber beispielsweise einem Zugkörper aus Stahl.

Zur Erzielung eines noch höheren Energieaufnahmevermögens ei ^¬ nes Zugkörpers aus Faserverbundmaterial ist es vorgesehen, dass die Verstärkungsfasern des Faserverbundmaterials entlang der Längsachse des Zugstabes bzw. der Umlaufrichtung des Zu ^¬ gringes, vorzugsweise durchgehend erstreckt, angeordnet sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass am Zugkörpers eine Lageröse ausgebildet ist und die Verstärkungs ^¬ fasern als eine zumindest teilweise um die Lageröse umlaufende Faserschlinge angeordnet sind.

Das erhöht die Festigkeit des Zugkörpers aus Faserverbundmate ^¬ rial an einer möglichen Verbindungstelle mit dem Ausgangs- Stellglied zur Krafteinleitung der Zugkraft in den Zugkörper und/oder an einer möglichen Verbindungstelle mit einem Feder ^¬ gehäuse oder dem Festlager der Feder zur Krafteinleitung der Gegenkraft .

Es wird außerdem eine Feder mit wenigstens einem druckspan- nungsbelastbaren Druckkörper und mit einer Kraft-Weg- Übersetzungseinheit zur Kraft-Weg-Übersetzung der Federkraft vorgeschlagen, wobei die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ein be ^¬ weglich ausgebildetes Eingangsstellglied aufweist, welches mit der Federkraft beaufschlagbar ist, und ein beweglich ausgebil- detes Ausgangsstellglied aufweist, welches derart mit dem

Druckkörper in Wirkverbindung steht, dass die Federkraft in einem bestimmten Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis eine

Druckspannung im Druckkörper bewirkt.

Ein Druckkörper im Sinne der Erfindung ist ein kompakter geo- metrischer Körper mit einem beispielsweise runden, rechtecki ^¬ gen, prismatischen oder kreisringförmigen Querschnitt, der mit einer äußeren Zug- oder Druckkraft beaufschlagt, im Wesentli ^¬ chen nur Druckspannung erfährt .

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines ausschließlich auf Druck beanspruchten Druckkörpers wird ebenfalls eine gleichmä ^¬ ßigere Spannungsverteilung und damit bessere Materialauslas ^¬ tung zur Energieaufnahme erzielt. Zur Kompensierung der geringen Dehnbarkeit des Druckkörpers sieht die Erfindung eine Kraft-Weg-Übersetzungseinheit vor, die mit einer leistungsfähigen Kraft-Weg-Übersetzung die am Eingangsstellglied der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit über eine Wegstrecke beaufschlagte Federkraft in eine hohe Kraft am Aus ^¬ gangsstellglied umwandelt, welche - bei zugleich geringem Weg des Ausgangsstellgliedes - vom Druckkörper infolge seiner ho ^¬ hen Druckspannungsbelastbarkeit aufgenommen werden kann. Die erfindungsgemäße Kraft-Weg-Übersetzung ermöglicht somit den Einsatz des materialeffizienten Druckkörpers als Feder.

Das erfindungsgemäße Ausgangsstellglied der Kraft-Weg- Übersetzungseinheit und der Druckkörper sind als Wirkeinheit derart gestaltet und zueinander angeordnet, dass über das Aus- gangsstellglied im Wesentlichen ausschließlich Druckspannung in den Druckkörper eingetragen wird. Das beweglich ausgebilde ^¬ te Ausgangsstellglied kann zur Kraftübertragung in geeigneter Ausgestaltung mit dem festgestellten, fixierten Druckkörper verbunden sein oder anderweitig auf diesen einwirken. Es ist eine kraftschlüssige, Stoffschlüssige oder formschlüssige Ver ^¬ bindung oder eine pneumatische oder hydraulische Einwirkung denkbar. Entsprechende Gestaltungsvarianten sind in den Unter ^¬ ansprüchen und Ausführungsbeispielen beschrieben.

Auch bei dieser Ausführung ist eine materialeffiziente Feder geschaffen, die eine hohe Kraftaufnahme bei geringem Federweg realisiert, was im Ergebnis zu einer erheblichen Bauraum- und Materialersparnis führt.

Vorzugsweise besteht die Druckfeder aus einem Elastomer.

Dadurch verhält sich der Druckkörper unter der Druckspannungs- belastung viskoelastisch und stellt zusätzlich zur Federwir ^¬ kung eine Dämpfungswirkung bereit.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis der Kraft-Weg- Übersetzungseinheit mindestens 1:3, vorzugsweise 1:10. Ein Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis in der bevorzugten Grö ^¬ ßenordnung erlaubt die Verwendung von Zugkörpern bzw. Druck ^¬ körpern aus an sich steifem Material, wie Federstahl, Faser ^¬ verbundmaterial oder Titan. Bei einem bereitgestellten Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis von beispielsweise 1:50 können Zugkörper bzw. Druckkörper mit besonders steifem Material und sehr geringer Dehnung, wie z.B. Titan verwendet werden. Es können damit Federn mit besonders kurzen Federwegen und noch geringerem Materialeinsatz und Platzbedarf realisiert werden.

Eine besonders raumsparende, schlanke Gestaltung der Feder ergibt sich, wenn das Eingangsstellglied und das Ausgangs ^¬ stellglied der die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit so angeordnet sind, dass deren Symmetrieachsen im Wesentlichen deckungs- gleich sind. Erfolgt auch die Bewegungsrichtung der Stellglie ^¬ der im Wesentlichen in ihrer Symmetrieachse und damit entlang einer gemeinsamen Mittellinie ist ein besonders schlanker, platzsparender Aufbau der Feder möglich.

Besonders vorteilhafte Ausführungen ergeben sich, wenn ein o- der mehrere Zugkörper bzw. ein oder mehrere Druckkörper zent ^¬ risch oder koaxial oder achsensymmetrisch zur Symmetrieachse des Ausgangsstellgliedes angeordnet sind. Das wirkt sich nicht nur günstig auf den Platzbedarf aus. Es kann außerdem eine gleichmäßige, im Besten Falle parallelwirkende, hebelfreie Aufteilung der verstärkten Kraft auf die Zugkörper bzw. Druck ^¬ körper realisiert werden. Dadurch kann eine besonders gleich ^¬ mäßige Zug- bzw. Druckspannungsverteilung über den gesamten Querschnitt des oder der Zugkörper bzw. Druckkörper erzeugt werden . Vorzugsweise sind das Eingangsstellglied, das Ausgangsstell ^¬ glied und/oder der Zugkörper bzw. Druckkörper in einem fest ^¬ stehenden Federgehäuse angeordnet, das Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung der Bauteile der Feder bietet. Außerdem bie- tet das Federgehäuse geeignete Fixierungsmöglichkeiten für die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit und/oder den Zugkörper bzw.

Druckkörper zum Zwecke der Kraftübertragung.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine hydraulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit mit einer hydraulischen Antriebsstufe und einer hydraulischen Abtriebs ^¬ stufe ausgebildet, die zwei miteinander verbundene, mit Hyd ^¬ raulikmedium gefüllte Arbeitsräume aufweist und das Eingangs ^¬ stellglied den antriebsseitigen Arbeitsraum der Antriebsstufe und das Ausgangsstellglied den abtriebsseitigen Arbeitsraum der Abtriebsstufe zumindest teilweise begrenzt.

Die hydraulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit liefert gegen ^¬ über mechanischen Lösungen der Kraft-Weg-Übersetzung hohe Übersetzungsverhältnisse bei zugleich geringem Platz- und Ma- terialbedarf und ist damit sehr effizient. Die Übersetzungsar ^¬ beit übernimmt das Hydraulikmedium, wie z.B. Hydrauliköl, das bei Betätigen des beweglich geführten Eingangsstellgliedes zwischen dem antriebsseitigen Arbeitsraum der Antriebsstufe und dem abtriebsseitigen Arbeitsraum der Abtriebsstufe über- strömt und das beweglich geführte Ausgangsstellglied antreibt. Die Arbeitsräume sind entsprechend dem zu realisierenden Über ^¬ setzungsverhältnisse in ihrer Größe zu einander abgestuft. Die Bauteile der Antriebs- und Abtriebsstufe wie auch die zugehö ^¬ rigen Stellglieder der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzung be- nötigen wenig Raum, sind flexibel zu einander anordenbar und haben eine kleine Masse.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der hydraulischen Kraft- Weg-Übersetzungseinheit weist die Antriebsstufe einen den an ^¬ triebsseitigen Arbeitsraum bildenden Antriebszylinder und ei- nen Antriebskolben auf, der als Eingangsstellglied im An ^¬ triebszylinder beweglich geführt ist und den antriebsseitigen Arbeitsraum begrenzt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der hydrauli ^¬ schen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit weist die Abtriebsstufe einen den abtriebsseitigen Arbeitsraum bildenden Abtriebszy ^¬ linder und einen Abtriebskolben auf, der als Ausgangsstell- glied im Abtriebszylinder beweglich geführt ist und den ab ^¬ triebsseitigen Arbeitsraum begrenzt.

Antriebsstufe und /oder Abtriebsstufe realisieren auf diese Weise mit konstruktiv einfachen Mitteln eine geradlinige Bewe ^¬ gung ihrer Stellglieder als Grundlage für vielfältige Varian- ten der Übertragung der Federkraft als axiale Zug- oder Druck ^¬ kraft auf den Zugkörper bzw. Druckkörper.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Ein ^¬ gangsstellglied einen hohlprofHartigen, insbesondere hohlzy ^¬ lindrischen, Antriebskolben aufweist und/oder das Ausgangs- Stellglied einen hohlprofHartigen, insbesondere hohlzylindri ^¬ schen, Abtriebskolben aufweist.

In Zusammenwirken mit einem zylindrisch geformten Antriebszy ^¬ linder bzw. Abtriebszylinder ist der hohlprofHartige An ^¬ triebskolben bzw. Abtriebskolben vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Auf diese Weise kann die Masse des Antriebskol ^¬ bens und/oder des Abtriebskolben unter Erhalt einer ausrei ^¬ chenden Führung im Antriebszylinder bzw. Abtriebszylinder ver ^¬ ringert werden. Der Hohlraum im Inneren des Antriebskolbens bzw. Abtriebskolbens steht raumsparend dem antriebsseitigen Arbeitsraum bzw. dem abtriebsseitigen Arbeitsraum zur Verfü ^¬ gung .

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass der Abtriebskolben eine bewegliche Membran aufweist, wel ^¬ che den abtriebsseitigen Arbeitsraum begrenzt. Damit ist das Ausgangsstellglied verschleißfrei gelagert. Diese Gestaltung benötigt außerdem keine Dichtung zwischen dem beweglichen Aus ^¬ gangsstellglied und der Kammerwand des abtriebsseit igen Ar- beitsraumes. Das Ausgangstellglied selbst weist durch den Ein ^¬ satz der beweglichen Membran eine besonders geringe Masse auf.

Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Weiterentwicklung der hydraulisch betriebenen Feder sieht vor, dass das Ausgangs- tellglied einen behälterartigen, unidirektional elastischen, vorzugsweise in seiner Längserstreckung elastischen Abtriebs ^¬ kolben aufweist, der den abtriebsseitigen Arbeitsraum allsei ^¬ tig umschließt. Der behälterartige Abtriebskolben kann in der Eigenschaft als unidirektional elastischer Abtriebskolben aus einem Material bestehen, dass im Wesentlichen nur in eine Richtung, vorzugs ^¬ weise in seiner Längsrichtung dehnbar ist. Der behälterartige Abtriebskolben kann aber auch alternativ oder zusätzlich eine gerichtet, vorzugsweise in seiner Längsrichtung, verformbare Wandstruktur aufweisen, wie z.B. eine Wellen-, Faltenstruktur. In andere Richtungen, insbesondere in Umfangsrichtung, ist der behälterartige Abtriebskolben demgegenüber dehnungssteif aus ^¬ gebildet, um die vom abtriebsseitigen Arbeitsraum erzeugten Druckkräfte des Hydraulikmediums aufnehmen zu können. Die

Druckkraft des Hydrauliköls im abtriebsseitigen Arbeitsraum wirkt allseitig auf die Wandung des behälterartigen Abtriebs ^¬ kolbens und bewirkt infolge der unidirektionalen Elastizität eine Dehnung des Abtriebskolben in die bevorzugte Richtung, wodurch dieser gezielt, vorzugsweise in Längsrichtung, ge ^¬ streckt wird und eine gezielte Wirkrichtung realisiert. Der behälterartige Abtriebskolben kann auf diese Weise eine gerad ^¬ linige Verstellbewegung vollführen und die aufzubringende Zug ^¬ oder Druckkraft linear auf den Zugkörper bzw. Druckkörper übertragen, der aufgrund seiner Dehnungssteifigkeit die ent ^¬ sprechende Gegenkraft aufbringt. Der konstruktiv sehr einfache Aufbau des Abtriebskolbens ist sehr mitteleffizient, insbeson ^¬ dere können Abtriebszylinder, sowie Führungen und Dichtungen, wie bei einer Zylinder-/Kolbenausführung der Abtriebsstufe entfallen, was zu einer weiteren Einsparung an konstruktiven Mitteln und zur Masseersparnis führt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der behälterartige, unidi- rektional elastische Abtriebskolben aus Faserverbundmaterial besteht, dessen Verstärkungsfasern im Wesentlichen unidirekti- onal und quer zur Elastizitätsrichtung, vorzugsweise quer zur Längserstreckung des Abtriebskolbens, erstreckt angeordnet sind .

Ein behälterartiger, elastischer Abtriebskolben in dieser Aus- führung ist besonders leicht und gewährleistet durch die er ^¬ findungsgemäße Faserlage eine ausreichende Elastizität in Längserstreckung und eine genügend hohe Steifigkeit in Um- fangsriehtung .

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn der Zugkörper im abtriebsseitigen Arbeitsraum integriert ange ^¬ ordnet ist. Der Zugkörper ist innenseitig mit dem beweglich geführten Ausgangsstellglied, wie zum Beispiel mit dem hohl- profilartigen Abtriebskolben verbindbar und wird in Wirkrich ^¬ tung des Abtriebskolbens mit einer Zugkraft beaufschlagt. In dieser Anordnung kann der Zugkörper, z.B. ein Zugstab, exakt zentrisch zur Symmetrieachse des Abtriebskolbens platziert werden, wodurch die Zugkraft hebelfrei und damit genau senk ^¬ recht zur Stabquerschnittsfläche in den Zugstab eingebracht werden kann und eine optimale Spannungsverteilung erzielt wird. Diese integrierte Anordnung mindert den konstruktiven Aufwand der Verbindung des Zugkörpers mit dem Ausgangsstell ^¬ glied und führt zu Platzersparnis in der Gesamtkonstruktion der erfindungsgemäßen Feder.

Die Einbettung des Zugkörpers im Hydraulikmedium wirkt sich auch auf den Massenbilanz der Feder vorteilhaft aus. Der hyd ^¬ rostatische Druck im Arbeitsraum erhöht die Belastbarkeit des Zugkörpers, infolge dessen der Zugkörper noch schlanker und damit leichter gemacht werden kann. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der hydraulisch be ^¬ triebenen Feder ist vorgesehen, dass das Ausgangstellglied ein behälterartigen, elastischen und zugspannungsbelastbaren Ab ^¬ triebskolben aufweist, der den abtriebsseitigen Arbeitsraum allseitig umschließt und integrativ einen Hohlprofil-Zugkörper bildet .

Der behälterartige, elastische und zugspannungsbelastbare Ab ^¬ triebskolben ist materialspezifisch derart ausgeführt, dass er allseitig, vorzugsweise in seiner Längs - und Umfangserstre- ckung, mit einer angepassten Dehnsteifigkeit verformbar und dehnbar ist. Der behälterartige, zugspannungsbelastbare Ab ^¬ triebskolben kann alternativ oder zusätzlich eine verformbare, dehnungssteife Wandstruktur aufweisen, wie z.B. eine steife Wellen-, Faltenstruktur, die die Dehnbarkeit bei angepasster Dehnsteifigkeit begünstigt. Der behälterartige, elastische Ab ^¬ triebskolben ist allseitig derart steif ausgebildet, dass die vom abtriebsseitigen Arbeitsraum erzeugten Druckkräfte des Hydraulikmediums unter Bereitstellung einer Gegenkraft aufge ^¬ nommen werden können. Unter der Federbelastung kann der behälterartige, elastische und zugspannungsbelastbare Abtriebskolben allseitig, vorzugs ^¬ weise in Längs- und Umfangsrichtung geweitet werden, wobei in ^¬ folge der Dehnsteifigkeit eine gleichmäßig verteilte Zugspan ^¬ nung im Wandquerschnitt des Abtriebskolbens aufgebaut werden kann.

Damit ist der zugspannungsbelastbare Abtriebskolben geeignet zugleich die Funktion eines Zugkörpers zu übernehmen, der eine ausgeprägte Dehnbarkeit und Zugspannungsbelastbarkeit auf ^¬ weist. Das Ausgangstellglied der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit und der Zugkörper bilden hierbei eine funktionelle Einheit, durch die ein separater Zugkörper entbehrlich wird. Der Ab ^¬ triebskolben ist somit zugleich ein Hohlprofil-Zugkörper. Die ^¬ se Ausführung mit Doppelfunktion führt im Weiteren zu erhebli ^¬ chen Masseeinsparungen. Zudem kann eine Feder in dieser kon- struktiven Einfachheit den Bauraumbeschränkungen im Fahrzeug oder der Maschine besonders gut angepasst werden.

In einer besonders geeigneten Ausführung besteht der behälter ^¬ artige, elastische und zugspannungsbelastbare Abtriebskolben aus Faserverbundmaterial, dessen Verstärkungsfasern in Um ^¬ fangrichtung eine Faserorientierung mit einem Winkel von ca. 90° zur Längsachse des Abtriebskolbens aufweisen und die längsgerichteten Verstärkungsfasern in eine Faserorientierung mit einem Winkel von ca. 0° bis ca. ± 60° zur Längsachse auf- weisen.

In dieser Ausführung aus Faserverbundmaterial mit der bevor ^¬ zugten Faserorientierung kann trotz leichter Bauweise die er ^¬ forderliche Elastizität einerseits und Festigkeit andererseits gewährleistet werden, die an die Doppelfunktion aus bewegli- chen Abtriebskolben und zugspannungsbelastbaren Zugkörper ge ^¬ stellt sind. In Abhängigkeit der gewählten Faserorientierung und des Materials der Verstärkungsfasern kann das Verhältnis der Längs- und Umfangsdehnbarkeit des Abtriebskolbens bzw. Zugkörpers bestimmt werden und z.B. die Richtung der Zugspan- nungsbelastung und die Expansionsgeometrie an gegebene Bau ^¬ raumanforderungen angepasst werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der hydraulisch be ^¬ triebenen Feder sieht vor, dass das Ausgangstellglied einen ringförmigen Abtriebskolben aufweist, der integrativ einen als Kolbenzugring gestalteten Zugkörper bildet. In dieser Ausfüh ^¬ rung sind die Vorzüge des Zugringes als Zugkörper einerseits und die der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ande ^¬ rerseits vereint.

Eine praktische Ausgestaltung der Feder sieht vor, dass der antriebsseitige und der abtriebsseitige Arbeitsraum über eine, vorzugsweise flexible, Verbindungsleitung miteinander verbun ^¬ den sind. So können Bauteile der hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit voneinander räumlich getrennt platziert werden, was unter dem Gesichtspunkt der herrschenden Bauraum ^¬ beschränkungen im Maschinenbau, insbesondere im Fahrzeugbau, günstige Anordnungs- und Gestaltungsvarianten der Feder ermög ^¬ licht. Beispielsweise können auf diese Weise im Fahrzeugraum zur Verfügung stehende Bauraumnischen optimal ausgelastet wer ^¬ den und z.B. die Baugruppen der Antriebsstufe bzw. Abtriebs ^¬ stufe dahin platziert werden, wo sie zu Einstellungs- bzw. Wartungszwecken leichter zugänglich und bedienbar sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die hyd- raulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ein Dämpfungsglied auf .

Damit verfügt die erfindungsgemäße Feder neben der Federwir ^¬ kung auch über eine Dämpfungswirkung. Das Dämpfungsglied er ^¬ zeugt bei einer dynamischen Kraftbeaufschlagung der Feder eine geschwindigkeitsabhängige Gegenkraft, welche also bei großer Geschwindigkeit der Krafteinwirkung entsprechend ansteigt. Dadurch wird die mechanische Stoßenergie schneller dissipiert. Mit dem in der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit in ^¬ tegriertem Dämpfungsglied sind übliche Dämpfereinheiten als Ergänzungsbaugruppe zur Feder entbehrlich, was in der Gesamt ^¬ heit des Feder-Dämpfer-Systems betrachtet ebenfalls zu Masse- und Platzeinsparung führt. Damit ist die erfindungsgemäße Fe ^¬ der auch als masse- und platzsparender Feder-Dämpfer einsetz ^¬ bar . Ist das Dämpfungsglied vorzugsweise unmittelbar zwischen dem antriebsseitigen und abtriebsseitigen Arbeitsraum der hydrau ^¬ lischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit angeordnet, führt dies zu einer besonders platzsparenden Gestaltung der Feder- Dämpfer-Einheit . Vorteilhafterweise ist das Dämpfungsglied als ein Ventilblock ausgebildet, der mit dem antriebsseitigen und abtriebsseitigen Arbeitsraum in Strömungsverbindung steht. Der Ventilblock kann mit Umschalt-Strömungsventilen oder einem separaten Druck- und Saug-Strömungsventil ausgestattet sein, die jeweils im Strömungsweg zwischen dem antriebsseitigen und abtriebsseitigen Arbeitsraum angeordnet sind. Entsprechend der Strömungsrichtung und des Strömungswiderstand der Strömungs ^¬ ventile kann der gewünschte Dämpfungsgrad vorgegeben werden. Die einstellbaren Strömungsventile ermöglichen außerdem, den Strömungswiderstand im Druck- bzw. Saugbetrieb unterschiedlich einzustellen, womit verschiedene Dämpfungsraten beim Ein- und Ausfedern verwirklicht werden können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der hydrau ^¬ lisch betrieben Feder ist eine externe Hydraulikeinheit mit einem Ausgleichsarbeitsraum vorgesehen, der mit dem antriebs ^¬ seitigen und abtriebsseitigen Arbeitsraum in Strömungsverbin ^¬ dung steht, wobei das Volumen des Ausgleichsarbeitsraumes mit ^¬ tels eines Stellkolbens veränderbar ist.

Mit diesen Mitteln ist ein einstellbarer Pufferraum für das Hydraulikmedium im Hydrauliksystem geschaffen, mit dem das Vo ^¬ lumen des Hydraulikmediums im antriebsseitigen und abtriebs- seitigen Arbeitsraum der hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit verändert und folglich der Abstand von Eingangs- und Ausgangsstellglied zueinander bestimmt werden kann. Damit kann zum einen die Federlänge an verschiedene Ein ^¬ bauerfordernisse angepasst werden und es ergibt sich zum ande ^¬ ren die Möglichkeit der Höhenverstellung eines mit der Feder verbundenen Maschinenobjektes oder Fahrzeuges. Die erfindungs ^¬ gemäße Ausführungsform der Feder mit einer Höhenniveauregulie- rung ist in ihrer Gesamtheit leichter und platzsparender als bekannte Ausführungen von Niveauregulierung im Maschinen- und Fahrzeugbau .

Mit den erfindungsgemäßen Lösungen in den vorstehenden Ausfüh- rungsformen kann im Ergebnis eine an die Gewichtsanforderungen und den Bauraumbeschränkungen im Fahrzeug oder der maschinel- len Anlage form- und belastungsgerecht angepasste Feder be ^¬ reitgestellt werden.

Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehende Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vor ^¬ teilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein, für die Schutz beansprucht wird.

Die erfindungsgemäße Feder wird nachfolgend an mehreren Aus ^¬ führungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnun- gen zeigen in

Fig. la,b,c Schnittansichten einer mechanischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit zwei Zugstäben und einer me ^¬ chanischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit , Fig. 2a, b Schnittansichten einer mechanischen Zugfeder in zwei Funktionszuständen in einem Ausführungs ^¬ beispiel mit zwei Zugstäben und einer mechani ^¬ schen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ,

Fig. 3 schematische Schnittdarstellung eines Zugstabes aus Faserverbundmaterial,

Fig. 4a,b,c Schnittansichten einer mechanischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit einem Zugring und einer me ^¬ chanischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit , Fig. 5a,b,c Schnittansichten einer hydraulischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit zwei Zugstäben und einer hyd ^¬ raulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ,

Fig. 6a,b,c Schnittansichten der Druckfeder nach Fig. 5 in drei Funktionszuständen mit einem Abtriebskol ^¬ ben mit beweglicher Membran, Schnittansichten einer Druckfeder in drei Funk- tionszuständen in einem Ausführungsbeispiel mit einem Druckkörper und einer hydraulischen

Kraft-Weg-Übersetzungseinheit ,

Schnittansicht der Druckfeder nach Fig. 5 mit einem Dämpfungsglied mit Ventilblock,

Detailschnittansicht aus Fig. 8,

Schnittansicht der Druckfeder nach Fig. 5 mit einer flexiblen Verbindungsleitung zwischen An ^¬ triebs- und Abtriebszylinder und einer externen Hydraulikeinheit ,

Schnittansicht der Druckfeder nach Fig. 5 mit einer flexiblen Verbindungsleitung und einem externen Antriebszylinder,

Schnittansichten einer hydraulischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit einem externen Abtriebszylin ^¬ der mit hohlzylindrischem Abtriebskolben und einem integrierten Zugstab,

Schnittansichten einer hydraulischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit einem behälterartigen, elas ^¬ tischen Abtriebskolben und einem integrierten Zugstab,

Schnittansicht einer hydraulischen Druckfeder in einem Ausführungsbeispiel mit einem behäl ^¬ terartigen, zugspannungsbelastbaren Abtriebs ^¬ kolben mit integrativ ausgebildetem Zugkörper,

Fig. 14a, b,c Schnittansichten einer hydraulischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit einem ringförmigen, zugspan- nungsbelastbaren Abtriebskolben mit integrativ ausgebildetem Zugkörper und schematische Darstellung einer mechanischen Druckfeder in drei Funktionszuständen in einem Ausführungsbeispiel mit einem Zugstab und einer mechanischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit .

Fig. 1 zeigt in drei Funktionszuständen a, b, und c eine er ^¬ findungsgemäße mechanische Druckfeder 1, die zwei Zugstäbe 2 als Zugkörper 2 und eine mit diesen Zugstäben 2 in Wirkverbin ^¬ dung stehende mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 um- fasst. Die Zugstäbe 2 und die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 sind in einem zylindrischen, feststehenden Federgehäuse 4 an ^¬ geordnet, welches ein Festlager 5 zur Befestigung der Feder 1 an einer nicht gezeigten Fahrzeugkonstruktion aufweist.

Die mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 besteht aus einem Hebelgestänge 3, auch Hebelei genannt und umfasst eine beweglich geführte Antriebsstange 6 als Eingangsstellglied 6 und zwei zueinander symmetrisch angeordnete, bewegliche Hebe- Stangen 7 als Ausgangstellglied 7. Die beiden Hebelstangen 7 sind gleich lang.

Die Antriebsstange 6 ist zentrisch zum Federgehäuse 4 angeord ^¬ net und in einer Führung des Federgehäuses 4 axial beweglich geführt. Die beiden Zugstäbe 2 weisen einen vornehmlich quad- ratischen Querschnitt auf; lediglich am Kopfende 10 und am Fußende 11 ist der Querschnitt rechteckig ausgebildet. Die beiden Zugstäbe 2 sind achsensymmetrisch und im Wesentlichen parallel zu den Symmetrieachsen 8, 9 der Antriebsstange 6 und des zylindrischen Federgehäuses 4 angeordnet, die wiederum zu- einander deckungsgleich verlaufen. Die Hebelstangen 7 sind je ^¬ weils an einem Ende mittels eines äußeren Gelenkes am Federge ^¬ häuse 4 verschiebefest, aber drehbeweglich angebracht. An den zueinander zuweisenden Enden sind die Hebelstangen 7 als Lang- loch ausgeführt, in denen der Kopf der Antriebsstange 6 über ein zentrales Gelenk in einem großen Abstand von den äußeren Gelenken der Hebelstangen 7 verschiebebeweglich gelagert ist. Das zentrale Gelenk zur Aufnahme der Antriebsstange 6 befindet sich in einem das Übersetzungsverhältnis bestimmenden Abstand von den äußeren Gelenken der Hebelstangen 7 und den Anschluss ^¬ punkten der Zugstäbe 2 an den Hebelstangen 7.

Nahe den äußeren Gelenken der Hebelstangen 7 sind diese je ^¬ weils mittels eines Kopfgelenkes drehbeweglich mit je einem Kopfende 10 der Zugstäbe 2 verbunden. Anderen Endes sind die Fußenden 11 der Zugstäbe 2 jeweils mittels eines Fußgelenkes mit Befestigungslaschen 12 des feststehenden Federgehäuses 4 verbunden. Die Befestigungslaschen 12 sind an der Stirnwand des feststehenden Federgehäuses 4 angeordnet, die von der An- triebsstange 6 durchdrungen ist.

Die Drehachsen der äußeren Gelenken der Hebelstangen 7 und die der Kopfgelenke und der Fußgelenke der Zugstäbe 2 sowie die Drehachse des zentralen Gelenkes der Antriebsstange 6 sind gleichermaßen senkrecht zur Blattebene in Fig. 1 gerichtet. Für den Anschluss des Kopf- bzw. Fußgelenkes weisen das Kopf ^¬ ende 10 bzw. das Fußende 11 der Zugstäbe 2 jeweils Lagerösen 13 auf, die entlang einer Längsachse 14 des jeweiligen Zugsta ^¬ bes 2 angeordnet sind.

In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck- feder 1 befindet sich die Antriebsstange 6 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung (Fig. la) , und die Zugstäbe 2 sind spannungsfrei.

Bei der Beaufschlagung der Antriebsstange 6 mit einer axial gerichteten Federkraft F bewegt sich diese in das Federgehäuse 4 hinein, wobei das zentrale Gelenk der Antriebsstange 6 ent ^¬ lang der Langlöcher der Hebelstangen 7 gleitet und die Hebel ^¬ stangen 7 um die Drehachse ihrer äußeren Gelenke bewegt wer ^¬ den. Bei einer Mittelstellung (Fig. lb) stehen sich die Hebel- Stangen 7 in etwa gegenüber, wobei die Zugstäbe 2 eine Zug ^¬ kraft erfahren und gedehnt werden.

Die auf die Antriebsstange 6 aufgebrachte Federkraft F wird in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 1:5 entsprechend des Hebelgesetzes verstärkt und mit einem etwa fünffach kürzerem Weg der Hebelstangen 7 als ent ^¬ sprechend verstärkte Zugkraft gleichmäßig und axial, d.h.

längs der Zugstäbe 2 gerichtet, auf die Zugstäbe 2 übertragen. Die einseitig an dem feststehenden Federgehäuse 4 fixierten Zugstäbe 2 werden dabei in Richtung ihrer Längsachsen 14 gleichmäßig gedehnt, wobei jeder Zugstab 2 einer gleichmäßigen Zugspannung ausgesetzt ist, die über den Stabquerschnitt quer zur Längsachse 14 des Zugstabes 2 nahezu homogen verteilt ist. Damit kann die Masse des Zugstabes 2 weitestgehend vollständig zur Energieaufnahme ausgenutzt werden.

Bei einem maximalen Einfederungszustand der Feder 1 unter Ma ^¬ ximallast (Fig. lc) befindet sich die Antriebsstange 6 in ei ^¬ ner weitest möglichen eingefahrenen Stellung und die Hebel ^¬ stangen 7 in einer etwa gespiegelten Stellung gegenüber ihrer lastfreien Ausgangsstellung. Die Zugstäbe 2 unterliegen dabei einer maximalen Zugspannung bei maximal möglicher Dehnung.

Beim Ausfedern der Druckfeder 1 (nicht dargestellt) bewegt sich die Antriebsstange 6 in die Ausgangsstellung nach Fig. la zurück, wobei das zentrale Gelenk der Antriebsstange 6 in um- gekehrter Weise in den Langlöchern der Hebelstangen 7 gleitet und die Zugstäbe 2 entlastet werden.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße mechanische Zugfeder 1.1 in zwei Funktionszuständen a) und b) . Die erfindungsgemäße Zugfe ^¬ der 1.1 umfasst zwei Zugstäbe 2 als Zugkörper 2 und eine mit diesen Zugstäben 2 in Wirkverbindung stehende mechanische

Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3. Die Zugfeder 1.1 umfasst ana ^¬ log die Bauteile wie bei der mechanischen Druckfeder 1 nach Fig. 1, die aber in der Anordnung nach Fig. 2 eine umgekehrte Federwirkung erzeugen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sol ^¬ len nachfolgend nur die sich gegenüber der Federvorrichtung nach Fig. 1 unterscheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben werden. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.

Im Unterschied zur mechanischen Druckfeder 1 nach Fig. 1 sind die Hebelstangen 7 der Hebelei 3 nahe ihrer äußeren Gelenke jeweils mittels des Fußgelenkes drehbeweglich mit je einem Fußende 11 des Zugstabes 2 verbunden. Anderen Endes sind die Kopfenden 10 der Zugstäbe 2 jeweils mittels des Kopfgelenkes mit den Befestigungslaschen 12 des feststehenden Federgehäuses 4 verbunden. Die Befestigungslaschen 12 sind an einer dem Durchgang der Antriebsstange 6 abgewandten Stirnwand des Fe ^¬ dergehäuses 4 angeordnet sind. Die Antriebsstange 6 ist zu- sätzlich in einer dem Gehäusedurchgang gegenüberliegend ange ^¬ ordneten Führung des Federgehäuses 4 axial beweglich geführt.

In einem lastfreien Ausgangszustand der Zugfeder 1.1 befindet sich die Antriebsstange 6 in einer weit in die Führung des Fe ^¬ dergehäuse 4 eingefahrenen Ausgangsstellung (Fig . 2a). Bei Einwirkung einer axial gerichteten Federkraft F an der An ^¬ triebsstange 6 in Pfeilrichtung bewegt sich diese aus dem Fe ^¬ dergehäuse 4 heraus .

Bei einem unter Maximallast voll eingefederten Zustand der Zugfeder 1.1 (Fig. 2b) ist die Antriebsstange 6 weitest mög- lieh aus dem Federgehäuse 4 ausgefahren; die Hebelstangen 7 befinden sich hierbei in einer etwa gespiegelten Stellung ge ^¬ genüber ihrer lastfreien Ausgangsstellung.

Die auf die Antriebsstange 6 einwirkende Federkraft F wird da ^¬ bei entsprechend des Hebelgesetzes mit einem Überset zungsver- hältnis analog der Hebelei 3 nach Fig. 1 verstärkt und mit er ^¬ heblich kürzerem Weg gleichmäßig und axial, d.h. längs der Zugstäbe 2 gerichtet, auf die Zugstäbe 2 übertragen. Auch in dieser Ausführung werden die Zugstäbe 2 gleichmäßig gedehnt, wobei jeder Zugstab 2 unter der homogen über den Stabquer ^¬ schnitt verteilten Zugspannung weitestgehend vollständig zur Energieaufnahme ausgenutzt wird.

In Fig. 3 ist ein Zugstab 2 nach den vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispielen ausschnittsweise und schematisch dargestellt. Der Zugstab 2 besteht aus kohlenstofffaserverstärktem Kunst ^¬ stoff, wobei der Faserverlauf 15 der Kohlenstofffasern durch einzelne Linien dargestellt ist. Die Kohlenstofffasern sind im Wesentlichen entlang der Längsachse 14 des Zugstabes 2 und durchgehend erstreckt angeordnet. Im Bereich des Kopfendes 10 und des Fußendes 11 des Zugstabes 2 ist der Zugstab 2 verdickt und umschließt jeweils eine Lageröse 13. Die Mehrzahl der Koh ^¬ lenstofffasern bilden am Kopfende 10 und Fußende 11 des Zug ^¬ stabes 2 jeweils eine Faserschlinge 16 um die Lagerösen 13 und verstärken somit den Zugstab 2 in diesen Bereichen.

Fig. 4 zeigt in drei Funktionszuständen a, b, c jeweils eine Schnittansicht einer erfindungsgemäße Druckfeder 1.2, die ei ^¬ nen Zugring 17 als Zugkörper 17 und eine auf den Zugring 17 abgestimmtes Konusgestänge 18 als mechanische Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 18 umfasst. Ergänzend zu den Schnittan ^¬ sichten der Druckfeder 1.2 in den Funktionszuständen a, b, c ist in jeweils einer Draufsicht der Zugring 17 im zugehörigen Zustand dargestellt.

Der Zugring 17 und die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 18 sind in dem zylindrischen, feststehenden Federgehäuse 4 angeordnet, welches das Festlager 5 zur Befestigung der Feder 1.2 an einer nicht gezeigten Fahrzeugkonstruktion aufweist.

Die mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 18 verfügt als Eingangsstellglied 19 über eine bewegliche Schubstange 19 und als Ausgangsstellglied 20 über einen direkt mit der Schubstan ^¬ ge 19 verbundenen kegelstumpfförmigen Stößel 20.

Die Schubstange 19 und der in Verlängerung der Schubstange 19 ausgebildete Stößel 20 sind zentrisch zum Federgehäuse 4 ange- ordnet, wobei die Schubstange 19 in einer Führung des Federge ^¬ häuses 4 axial beweglich geführt ist und der Stößel 20 in den Zugring 17 eingreift.

Der Zugring 17 ist koaxial zu den deckungsgleichen Symmetrie- achsen 8, 21, 9 der Antriebsstange 19, des Stößel 20 und des zylindrischen Federgehäuses 4 angeordnet und ist mittels einer an der Innenwand des zylindrischen Federgehäuses 4 ausgebilde ^¬ ten Ringführung 22 mit umlaufender Nut axial fixiert und radi ^¬ al beweglich am Federgehäuse 4 gelagert. Der Zugring 17 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und weist einen rechteckigen Ringquerschnitt auf. Die Glasfasern sind in der Art von Jahresringen entlang der Umlaufachse des Zugringes 17 umlaufend erstreckt angeordnet. Der Faserverlauf 15 der Glasfasern ist in der Draufsicht auf den Zugring 17 durch Kreislinien dargestellt.

Der kegelstumpfförmige Stößel 20 weist an seinem freien Ende einen Durchmesser auf, der dem des spannungsfreien Zugringes 17 entspricht. An dem anderen, der Schubstange 19 zugewandten Ende weist der kegelstumpfförmige Stößel 20 einen Durchmesser auf, der dem geweiteten Durchmesser des vollständig gedehnten Zugrings 17 in einer Vorstufe vor seinem Festigkeitsversagen entspricht .

In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck ^¬ feder 1.2 befindet sich die Schubstange 19 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung (Fig. 4a), so dass das freie Ende des Stößels 20 gerade noch im Eingriff mit dem spannungsfreien Zugring 17 ist.

Bei einer Einfederungsstellung der Schubstange 19 (Fig. 4b) ist diese mit einer axial gerichteten Federkraft F beauf- schlagt, wobei sich die Schubstange 19 in das Federgehäuse 4 hinein bewegt. Bei der axial gerichteten Bewegung der

Schubstange 19 vollführt der kegelstumpfförmige Stößel 20 eine Relativbewegung zu der korrespondierenden konischen Innenflä- che des Zugringes 17. Dabei gleitet die Oberfläche des Stößels 20 auf der korrespondierenden Innenfläche des Zugringes 17. Die Oberfläche des Stößels 20 und die Innenfläche des Zugrin ^¬ ges 17 sind z.B. durch geringe Oberflächenrauigkeit und/ oder durch einen Gleitfilm entsprechend reibungsarm ausgebildet, damit eine Federfunktion ohne wesentliche Losbrechmomente er ^¬ zielt wird.

Beim Vortrieb des Stößels 20 nimmt die Ringführung des Zugrin ^¬ ges 17 die mittelbare, axial auf den Zugring 17 wirkende

Druckkraft auf und hält den Zugring 17 dadurch in einer axial gesicherten Position.

Die auf die Schubstange 19 aufgebrachte Federkraft F wird durch den einfahrenden Stößel 20 entsprechend des Hebelgeset ^¬ zes verstärkt und mit erheblich kürzerem Weg des Stößels 20 in radialer Richtung als verstärkte Druckkraft gleichmäßig auf die Innenfläche des Zugringes 17 übertragen. Im Ringquer ^¬ schnitt des Zugrings 17 wird hierdurch eine polarorthotrop wirkende Zugspannung erzeugt, die in der Art von Jahresringen entlang der Umlaufachse des Zugringes 17 gerichtet ist. Der Zugring 17 wird unter der nahezu homogen über den Ringquer ^¬ schnitt verteilten Zugspannung entlang seiner Umlaufachse gleichmäßig gedehnt, wobei eine weitestgehend vollständige Ausnutzung des Ringquerschnitts für die Energieaufnahme be ^¬ wirkt wird. Bei einem maximalen Einfederungszustand der Feder 1.2 unter

Maximallast (Fig. 4c), bei der der Bereich des kegelstumpfför ^¬ migen Stößels 20 mit dem größten Durchmesser mit der Innenflä ^¬ che des Zugringes 17 korrespondiert, unterliegt der Zugring 17 der maximalen Zugspannung und ist zugleich die maximal mögli- che Dehnung des Zugringes 17 erreicht. Eine weitere Dehnung würde zum Versagen des Zugringes 17 führen, was durch die Geo ^¬ metrie des Stößels 20 und der Führung vermieden ist. Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße hydraulische Druckfeder 23 in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Zugstäben 2 und einer hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 in drei Funkti- onszuständen a, b, c. Diese Ausführungsform einer Druckfeder 23 umfasst im Unter ^¬ schied zu den Federvorrichtungen nach Fig. 1, 2 und 4 anstelle der mechanischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 bzw. 18 eine hydraulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend nur die sich gegenüber der Federvorrichtung nach Fig. 1 unterscheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben werden. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.

Die hydraulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 weist einen mit Hydrauliköl gefüllten, zweistufigen Hydraulikzylinder auf, der in einer Antriebsstufe einen Antriebszylinder 25 mit an ^¬ triebsseitigem Arbeitsraum 26 und in einer Abtriebsstufe einem Abtriebszylinder 27 mit abtriebsseitigem Arbeitsraum 28 des Hydraulikzylinders umfasst. Beide Arbeitsräume 26, 28 sind miteinander verbundenen. Antriebszylinder 25 und Abtriebszylinder 27 des Hydraulikzy ^¬ linders sind in ihrem Durchmesser deutlich abgestuft.

Der Durchmesser des Abtriebszylinders 27 ist im Ausführungs ^¬ beispiel 5-fach größer als der Durchmesser des Antriebszylin ^¬ ders 25. Die hydraulische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 weist außer ^¬ dem als Eingangsstellglied 29 einen Antriebskolben 29 auf, der den antriebsseitigen Arbeitsraum 26 des Antriebszylinders 25 stirnseitig gegenüber der Umgebung begrenzt. Als Ausgangs ^¬ stellglied 30 der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 ist eine Abtriebskolben 30 vorgesehen, der den abtriebssei- tigen Arbeitsraum 28 stirnseitig gegenüber der Umgebung be ^¬ grenzt . Antriebskolben 29 und Abtriebskolben 30 sind im Antriebs- bzw. Abtriebzylinder 25, 27 jeweils axial beweglich geführt und verfügen über Kolbendichtungen 31, die die Arbeitsräume 26, 28 gegenüber der Umgebung abdichten. Die Symmetrieachsen 32, 33 des Eingangsstellgliedes 29 und des Ausgangsstellgliedes 30 verlaufen zueinander deckungsgleich, so dass die Wirkrichtung der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 linear und entlang dieser kongruenten Symmetrieachsen 32, 33 vorgegeben ist. Die Zugstäbe 2 sind achsensymmetrisch und im Wesentlichen parallel zum zweistufigen Hydraulikzylinder und zur Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 angeordnet.

Die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 ist auch zentrisch zur Symmetrieachse 9 des Federgehäuses 4 angeordnet, wobei der An ^¬ triebszylinder 25 fest an der dem Festlager 5 gegenüberliegen- de Stirnwand des Federgehäuses 4 anschließt und der Abtriebs ^¬ zylinder 27 mittels Befestigungsstege 34 mit der Innenwand des Federgehäuses 4 verbunden ist, so dass keine Relativbewegung gegenüber dem Federgehäuse 4 stattfinden kann.

Der Abtriebskolben 30 ist an seinem äußeren Umfang mittels der Kopfgelenke mit je einem Kopfende 10 der Zugstäbe 2 verbunden. Die Fußenden 11 der Zugstäbe 2 sind jeweils mittels eines Fuß ^¬ gelenkes mit Befestigungslaschen 12 verbunden, welche an der Stirnwand des feststehenden Federgehäuses 4 angeordnet sind, an der auch der Antriebszylinder 25 angeschlossen ist. Die La- gerösen 13 am Kopf- 10 und Fußende 11 zur Verbindung mit Ab ^¬ triebskolben 30 und Federgehäuse 4 sind mittig zur Längsachse 14 der Zugstäbe 2 angeordnet.

In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck ^¬ feder 23 befindet sich der Antriebskolben 29 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung (Fig. 5a) und die Zugstäbe 2 sind spannungsfrei.

Beim Einfederungsvorgang, bei dem der Antriebskolben 29 mit einer axial gerichteten Federkraft F beaufschlagt wird, ver- drängt der einfahrende Antriebskolben 29 das Hydraulikol im antriebsseitigen Arbeitsraum 26, so dass es in den abtriebs- seitigen Arbeitsraum 28 überströmt. Das verdrängte Hydraulikol treibt so den Abtriebskolben 30 an, der dadurch angehoben wird (Fig. 5b) . Die Querschnittsdifferenz beider Kolben 29, 30 bzw. Zylinder 25, 27 bewirkt, dass der Abtriebskolben 30 einen etwa 25-fach geringeren Weg als der Antriebskolben 29 zurücklegt, jedoch eine etwa 25-fach höhere Zugkraft als die eingangs be ^¬ aufschlagte Federkraft F an die Zugstäbe 2 überträgt. Der Weg des Abtriebskolbens 30 und die zugehörige Zugkraft dehnen die Zugstäbe 2 entlang ihrer Längsachsen 14 gleichmäßig, wobei je ^¬ der Zugstab 2 unter der nahezu homogen über dessen Stabquer ^¬ schnitt verteilten Zugspannung weitestgehend vollständig zur Energieaufnahme ausgenutzt wird. Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Feder 23 unter Maximallast (Fig. 5c) befindet sich der Abtriebskolben 30 in der höchsten Stellung und die Zugstäbe 2 unterliegen der maxi ^¬ malen Zugspannung bei maximal möglicher Dehnung.

In Fig. 6 ist in drei Funktionszuständen a, b, c eine Druckfe- der 23.1 dargestellt, welche im Unterschied zur Druckfeder 23 nach Fig. 5 einen Abtriebskolben 30 mit einer beweglichen Membran 35 aufweist. Die Membran 35 ist im Ausführungsbeispiel metallisch ausgebildet und weist eine ringförmige Rippenstruk ^¬ tur auf. Sie begrenzt unmittelbar den abtriebsseitigen Ar- beitsraum 28 und ist am umlaufenden Rand dicht mit der Innen ^¬ seite des Abtriebszylinders 27 verbunden, wodurch sich eine Kolbendichtung 31 zur Abdichtung des Abtriebszylinders 27 er ^¬ übrigt. Der Abtriebskolben 30 umfasst außerdem ein Fußteil 36, der mit der Mitte der Membran 35 in Kontakt steht und die Be- wegung der Membran 35 an den Kolbenkopf des Abtriebskolbens 30 überträgt .

Im lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druckfeder 23.1 befindet sich der Antriebskolben 29 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung (Fig. 6a). Die Membran 35 schließt in diesem Zustand den abtriebsseitigen Ar ^¬ beitsraum 28 im Wesentlichen eben ab. Der Abtriebskolben 30 befindet sich demnach im niedrigsten Niveau, bei dem die mit dem Abtriebskolben 30 verbunden Zugstäbe 2 spannungsfrei sind. Beim Einfederungszustand (Fig. 6b) wölbt sich die Membran 35 unter der Federkraft F und dem hydraulischen Druck des ver ^¬ drängten Hydrauliköls nach oben und treibt so den Abtriebskol ^¬ ben 30 an.

Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Feder 23.1 un- ter Maximallast (Fig. 6c) ist die maximale Wölbung der Membran 35 erreicht, wobei sich der Abtriebskolben 30 in der höchsten Stellung befindet und die Zugstäbe 2 der maximalen Zugspannung bei maximal möglicher Dehnung unterliegen.

Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Druckfeder 23.2 in einem Ausführungsbeispiel mit einem druckspannungsbelastbaren Druck ^¬ körper 37 und einer hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24 in drei Funktionszuständen a, b, c.

Im Unterscheid zur Druckfeder 23 nach Fig. 5 findet bei der Federvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel anstelle von zugspannungsbelastbaren Zugkörpern 2 ein druckspannungsbelast ^¬ barer Druckkörper 37 Anwendung. Nachfolgend soll daher nur auf die sich gegenüber der Federvorrichtung nach Fig. 5 unter ^¬ scheidenden Merkmale und Bauteile eingegangen werden. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugs zeichen . Der druckspannungsbelastbare Druckkörper 37 nach dem vorlie ^¬ genden Ausführungsbeispiel ist im lastfreien Ausgangszustand der Druckfeder 23.2 ein zylindrischer Körper aus einem Elasto ^¬ mer (Fig. 7a) Der Druckzylinder 37 weist zwei sich gegenüber ^¬ liegende Anlageflächen 38, 39 auf und ist im Federgehäuse 4 so angeordnet, dass die untere Anlagefläche 38 an einer äußeren Oberfläche des Abtriebskolbens 30 anliegt. Die obere Anlage ^¬ fläche 39 schließt flächig an einer dem Abtriebskolben 30 zu ^¬ gewandten Innenfläche der Stirnwand des Federgehäuses 4 an, die auch das Festlager 5 aufweist. Der Druckkörper 37 ist sym ^¬ metrisch zu den Symmetrieachsen 32, 33 des Eingangsstellglie ^¬ des 29 und des Ausgangsstellgliedes 30 und damit auch symmet ^¬ risch zur Symmetrieachse 9 des Federgehäuses 4 angeordnet. Vorzugsweise sind beide Anlageflächen 38, 39 des Druckkörpers 37 senkrecht zu diesen kongruenten Symmetrieachsen 32, 33, 9 orientiert .

Mit der Aufwärtsbewegung des Abtriebskolbens 30 beim Einfede- rungsvorgang (Fig. 7b) wird der Druckkörper 37 gegen das Fe- dergehäuse 4 gedrückt. Dabei wird der Druckkörper 37 unter leichtem, seitlichem Ausbeulen gleichmäßig gestaucht, wobei er über seine Anlageflächen 38, 39 und infolgedessen über seine planparallele Querschnittfläche eine nahezu homogene

Druckspannung erfährt. Somit kann die Masse des Druckkörpers 37 über den gesamten Querschnitt weitestgehend vollständig zur Energieaufnahme ausgenutzt werden.

Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Druckfeder 23.2 unter Maximallast (Fig. 7c) befindet sich der Abtriebs ^¬ kolben 30 in der höchsten Stellung und der Druckkörper 37 un- terliegt unter höchster Stauchung einer maximal möglichen Druckspannung über die gesamte Querschnittsfläche.

Beim Ausfedern der Druckfeder 23.2 (nicht dargestellt) bewegt sich der Abtriebskolben 30 in die Ausgangsstellung nach Fig. 7a zurück, wobei der Druckkörper 37 entspannt wird und langsam wieder seine kubische Form annimmt.

Der Druckkörper 37 aus Elastomer wirkt materialbedingt visko- elastisch, weshalb er neben der elastischen Federwirkung zu ^¬ sätzlich eine Dämpfungswirkung bereitstellt. Dagegen wirkt ein Druckkörper 37 aus Titan rein elastisch, ohne Dämpfungswir- kung. Das Material des Druckkörpers 37 ist je nach Bedarf des Anwendungsfalls wählbar. Die höhere Steifigkeit eines Druck ^¬ körpers 37 aus Titan wird durch die Gestaltung einer nicht dargestellten Kraft-Weg-Übersetzungseinheit kompensiert, wel- che ein entsprechend höheres Kraft-Weg-Übersetzungsverhältnis realisiert .

In Fig. 8 ist eine erfindungsgemäße Druckfeder 23.3 analog der Druckfeder 23 nach Fig. 5 dargestellt, welche zusätzlich über ein Dämpfungsglied 40 verfügt. Das Dämpfungsglied ist im vor ^¬ liegenden Ausführungsbeispiel als ein Ventilblock 40 ausgebil ^¬ det, der innerhalb des Antriebszylinders 25 am Übergang zum Abtriebszylinder 27 angeordnet ist. Zur Verdeutlichung ist der Ventilblock 40 als vergrößerte Detaildarstellung in Fig. 8.1 gezeigt. Der Ventilblock 40 weist ein Druck-Strömungsventil 41 und ein Saug-Strömungsvent il 42 auf, über die das Hydraulikol vom antriebsseit igen Arbeitsraum 26 in den abtriebsseitige Ar ^¬ beitsraum 28 strömt und umgekehrt.

Entsprechend dem Strömungswiderstand der Ventile 41, 42 kann der gewünschte Dämpfungsgrad vorgegeben werden. Je kleiner der Ventilquerschnitt ausgeführt oder eingestellt wird, desto stärker wird die Druckfeder 23.3 beim Einfedern bzw. Ausfedern gedämpft .

Druck- und Saug-Strömungsvent il 41, 42 haben einen einseitig gerichteten Strömungsdurchgang. In der entgegengesetzten Strö ^¬ mungsrichtung haben sie eine Sperrwirkung. Im Druckbetrieb der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24, also beim Ein ^¬ federn der Druckfeder 23.3 und Einfahren des Antriebskolbens 29 strömt das Hydraulikol durch das Druck-Strömungsventil 41 in den abtriebsseit igen Arbeitsraum 28. Im Saugbetrieb der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24, also beim Aus ^¬ federn der Druckfeder 23.3 und Ausfahren des Antriebskolbens 29 strömt das Hydraulikol durch das Saug-Strömungsvent il 42 in den antriebsseit igen Arbeitsraum 26. Die einseitig gerichteten Strömungsventile 41, 42 ermöglichen es, den Strömungswiderstand im Druck- bzw. Saugbetrieb unter ^¬ schiedlich einzustellen, womit verschiedene Dämpfungsraten beim Ein- und Ausfedern verwirklicht werden können. In Fig. 9 ist eine weiterentwickelte Druckfeder 23.4 gemäß der Druckfeder 23 nach Fig. 5 dargestellt. Bezüglich der überein ^¬ stimmenden Merkmale und Bauteile wird auf die Beschreibung zur Fig. 5 verwiesen. Nachfolgend werden daher nur die sich unter- scheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben. Gleiche Bautei ^¬ le mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.

Der Antriebszylinder 25 und der Abtriebszylinder 27 der hyd ^¬ raulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 haben keine direk ^¬ te Verbindung. Antriebsseitiger und abtriebsseitiger Arbeits- räum 26, 28 sind mittelbar über eine flexible Verbindungslei ^¬ tung 43 miteinander verbunden, in der eine externe Hydrauli ^¬ keinheit 44 eingebunden ist. Die externe Hydraulikeinheit 44 umfasst einen Ventilblock 45, ähnlich dem Ventilblock 40 nach Fig. 8, einen Stellzylinder 46 und einen beweglich geführten Stellkolben 47. Der Stellkolben 47 begrenzt einen Ausgleichs ^¬ arbeitsraum 48, der über den Ventilblock 45 und die flexible Verbindungsleitung 43 mit dem antriebsseitigen und abtriebs- seitigen Arbeitsraum 26, 28 in Verbindung steht. Das Hydrauli- köl wird beim Einfederungs- und Ausfederungsvorgang der Feder 1 über die Verbindungsleitung 43 durch die externe Hydrauli ^¬ keinheit 44 geleitet, wobei das Hydrauliköl nacheinander zwei einstellbare Umschalt-Strömungsventile 49 des Ventilblocks 45 passiert. Die Strömungsrichtung der Umschalt-Strömungsventile 49 ist entsprechend der Anforderung im Druck- und Saugbetrieb der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 wechselwei ^¬ se umschaltbar. Somit lässt sich die Strömung des Hydrauliköls analog der Ausführung nach Fig. 8 beeinflussen und eine Dämp ^¬ fungswirkung der Druckfeder 23.4 erzielen. Gegenüber der Aus ^¬ führung nach Fig. 8 ist der Ventilblock 45 in der externen Hydraulikeinheit 44 besonders leicht zugänglich und damit die Dämpfung auf einfache Weise einstellbar bzw. veränderbar.

Das Hydrauliköl durchströmt außerdem den Stellzylinder 46, wo ^¬ bei das Volumen des Ausgleichsarbeitsraumes 48 durch die Posi ^¬ tion des Stellkolbens 47 im Stellzylinder 46 bestimmt ist. Die Position des Stellkolbens 47 ist im Ausführungsbeispiel über eine nicht dargestellte Motorspindel einstellbar. Damit kann unabhängig von der Federfunktion der erfindungsgemäßen Druck ^¬ feder 23.4 das Gesamtvolumen des antriebsseitigen und ab- triebsseitigen Arbeitsraums 26, 28 erhöht oder reduziert wer ^¬ den. In der Folge sind unterschiedliche Abstandspositionen des Eingangsstellgliedes 29, respektive des Antriebskolbens 29, relativ zum Ausgangsstellglied 30, respektive dem Abtriebskol ^¬ ben 30 der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 und damit auch relativ zum feststehenden Federgehäuse 4 einstell ^¬ bar. Die externe Hydraulikeinheit 44 ermöglicht somit eine konstruktiv einfache Verstellbarkeit der Druckfeder 23.4 da ^¬ hingehend, dass beispielsweise eine Anpassung der Länge der Druckfeder 23.4 an vorgegebene Bauraumbedingungen oder eine wirksame Höhenverstellung der mit der Druckfeder 23.4 verbun ^¬ denen Fahrzeug-Konstruktion realisiert werden kann.

In Fig. 10 zeigt eine Druckfeder 23.5 in einer weiteren Ab ^¬ wandlung der Druckfeder 23 nach Fig. 5. Bei der erfindungsge ^¬ mäßen Druckfeder 23.5 nach Fig. 10 ist im Unterschied zur Druckfeder 23 nach Fig. 5 die Antriebsstufe der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 außerhalb des Federgehäuses 4 angeordnet. Unter Bezugnahme auf die Beschreibung der Druckfe ^¬ der 23 nach Fig. 5 wird zur Vermeidung von Wiederholungen wer ^¬ den nachfolgend nur die sich unterscheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.

Die Antriebsstufe der hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen vom Federgehäuse 4 räumlich getrennt angeordneten exter- ner Antriebszylinder 50 auf, in dem der Antriebskolben 29 ge ^¬ führt ist. An einem dem Antriebskolben 29 gegenüberliegenden Zylinderdeckel 51 des externen Antriebszylinders 50 ist ein Festlager 52 zur Befestigung des externen Antriebszylinders 50 an einer nicht gezeigten Fahrzeugkonstruktion vorgesehen. Im festen Federgehäuse 4 sind die Abtriebsstufe der hydrauli ^¬ schen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 mit dem Abtriebszylin ^¬ der 27 und dem Abtriebskolben 30 sowie die Zugstäbe 2 angeord ^¬ net . Der antriebsseitige Arbeitsraum 26 des externen Antriebszylin ^¬ ders 50 und der abtriebsseitige Arbeitsraum 28 des Abtriebszy ^¬ linders 27 sind über die flexible Verbindungsleitung 43 strö ^¬ mungstechnisch miteinander verbunden.

Auf diese Weise kann die schlanke Antriebsstufe mit dem exter- nen Antriebszylinder 50 und dem beweglichen Antriebskolben 29 beispielsweise im beengten Bereich einer Radaufhängung der nicht dargestellten Fahrzeugkonstruktion besser Platz finden.

Fig. 11 zeigt in drei Funktionszuständen a, b, c eine Druckfe ^¬ der 23.6 in einem Ausführungsbeispiel, bei dem in der Ab- triebsstufe der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 ein integrierter Zugstab 2 angeordnet ist.

Ähnlich der Ausführung der Druckfeder 23.5 nach Fig. 10 ist auch hier die Antriebsstufe und Abtriebsstufe der hydrauli ^¬ schen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 räumlich getrennt von- einander ausgebildet. Die Antriebsstufe ist analog der An ^¬ triebsstufe nach Fig. 10 ausgebildet und mittels Verbindungs ^¬ leitung 43 mit dem abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 verbunden. Hinsichtlich dieser Merkmale wird auf die vorstehende Be ^¬ schreibung zu Fig. 10 verwiesen. Die separierte Abtriebsstufe der hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24 umfasst einen externen Abtriebszylinder 53 für die Ausbildung des abtriebsseitigen Arbeitsraumes 28 und einen beweglichen, hohlprofHartigen, insbesondere hohlzy ^¬ lindrischen Abtriebskolben 54 als Ausgangsstellglied. Der ex- terne Abtriebszylinder 53 und der hohlzylindrischer Abtriebs ^¬ kolben 54 umschließen gemeinsam den abtriebsseitigen Arbeits ^¬ raum 28. Der externe Abtriebszylinder 53 ist mittels eines Festlagers 55 feststehend ausgebildet, wobei der hohlzylindri- sehe Abtriebskolben 54 axial beweglich im externen Abtriebszy ^¬ linder 53 geführt ist. Die Verbindungsleitung 43 mündet seit ^¬ lich in die Zylinderwand des externen Abtriebszylinders 53.

Im abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 ist ein Zugstab 2 inte- griert angeordnet und fixiert. Ein gesondertes feststehendes Federgehäuse zur Befestigung des Abtriebszylinders 53 und des Zugstabes 2 wird in diesem Ausführungsbeispiel daher nicht be ^¬ nötigt .

Das Kopfende 10 des Zugstabes 2 ist mit einem innenseitigen Halter 56 des externen Abtriebszylinders 53 verbunden und des ^¬ sen Fußende 11 ist mit einem innenseitigen Halter 57 des hohl ^¬ zylindrischen Abtriebskolbens 54 verbunden. Dabei ist der Zug ^¬ stab 2 so angeordnet, dass dessen Längsachse 14 kongruent mit den Symmetrieachsen 58, 59 des hohlzylindrischen Abtriebskol- bens 54 und des externen Abtriebszylinders 53 verläuft.

Der Zugstab 2 liegt platzsparend und geschützt im Abtriebszy ^¬ linder 53 und ist vollständig in Hydrauliköl eingebettet.

Durch den hydrostatischen Druck, der auf den Zugstab 2 wirkt, erhöht sich dessen Belastbarkeit. In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck ^¬ feder 23.6 befindet sich der hohlzylindrische Abtriebskolben 54 in einer in den Abtriebszylinder 53 eingefahrenen Ausgangs ^¬ stellung (Fig. IIa), bei dem der Zugstab 2 spannungsfrei ist.

Beim Einfederungsvorgang, bei dem der Antriebskolben 29 mit einer axial gerichteten Federkraft F beaufschlagt wird, drückt dieser das Hydrauliköl aus dem antriebsseitigen Ar ^¬ beitsraum 26 über die Verbindungsleitung 43 seitlich in den externen Abtriebszylinder 53. Das verdrängte Hydrauliköl ver ^¬ größert das Volumen des abtriebsseitigen Arbeitsraumes 28 und treibt den beweglichen Abtriebskolben 54 an, der dadurch aus ^¬ gefahren wird (Fig. IIb) . Die Ausfahrbewegung des Abtriebskol ^¬ bens 54 mit zugehöriger Zugkraft dehnt den Zugstab 2 entlang seiner Längsachse 14 gleichmäßig, wobei die Zugspannung nahezu homogen über dessen Stabquerschnitt verteilt ist und somit die gesamte Masse des Zugstabes 2 zur Energieaufnahme ausgenutzt wird .

Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Feder 23.6 un- ter Maximallast (Fig. 11c) befindet sich der Abtriebskolben 54 in der weitest möglich ausgefahrenen Stellung und der Zugstab 2 unterliegt der maximalen Zugspannung bei maximal möglicher Dehnung .

Fig. 12 zeigt in drei Funktionszuständen eine Druckfeder 23.7 in einem alternativen Ausführungsbeispiel zum Ausführungsbei ^¬ spiel nach Fig. 11. Bei dieser Druckfeder 23.7 ist ebenfalls der integrierte Zugstab 2 im abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 der räumlich getrennt ausgebildeten Abtriebsstufe der hydrau ^¬ lischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 angeordnet. Die An- triebsstufe der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 ist analog der Ausführung nach Fig. 10 ausgebildet und mittels Verbin ^¬ dungsleitung 43 mit dem abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 der Abtriebsstufe der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 verbunden.

Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 11 weist die Abtriebs- stufe als Ausgangsstellglied einen unidirektional elastischen Abtriebskolben 60 auf, der in einer längserstreckten, rotati ^¬ onssymmetrischen und behälterartigen Geometrie den abtriebs- seitigen Arbeitsraum 28 allseitig umschließt. Bei dieser Aus ^¬ führungsform kommt die Abtriebsstufe im Unterschied zu Ausfüh- rung nach Fig. 11 ohne einen Abtriebszylinder 53 und Kolben ^¬ dichtungen 31 aus. Der behälterartige, unidirektional elasti ^¬ sche Abtriebskolben 60 besteht aus einer elastischen Kolben ^¬ wand 61 und jeweils einem festen Kolbenboden 62 und festen Kolbendeckel 63. Die Verbindungsleitung 43 mündet in den Kol- bendeckel 63 des elastischen Abtriebskolbens 60.

Die Kolbenwand 61 ist durch entsprechende Material- und For ^¬ menauswahl derart elastisch ausgebildet, dass der elastische Abtriebskolben 60 im Wesentlichen nur in seiner Längserstre- ckung dehnbar ist und in seiner radialen und Umfangserstre ^¬ ckung steif ist. So verfügt die Kolbenwand 61 über eine in Längsrichtung des elastischen Abtriebskolbens 60 ausgebildete rotationssymmetrische Wellenstruktur, die gleichförmige, um- laufende konvexe und konkave Ausformungen der Kolbenwand 61 bildet. Der unidirektional elastische Abtriebskolben 60 be ^¬ steht im Ausführungsbeispiel außerdem aus Faserverbundmateri ^¬ al, wobei die Faserlagen mit Verstärkungsfasern in Endlos- Wickelungen um den Umfang des Abtriebskolbens herum angeordnet sind. Die Verstärkungsfasern der Wickelungen weisen in Um- fangsrichtung eine Faserorientierung mit einem Winkel von etwa 90° zur Längsachse 64 des elastischen Abtriebskolbens 60 auf.

Der unidirektional elastische Abtriebskolben 60 ist mittels eines am Kolbendeckel 63 angeordneten Festlagers 65 einseitig feststehend ausgebildet, so dass der Abtriebskolben 60 in sei ^¬ ner Längserstreckung frei beweglich und expandierbar ist.

Der integrierte Zugstab 2 ist mit seinem Kopfende 10 mit einem deckelseitigen Halter 66 und mit seinem Fußende 11 mit einem bodenseitigen Halter 67 des elastischen Abtriebskolbens 60 verbunden. Dabei ist der integrierte Zugstab 2 so angeordnet, dass dessen Längsachse 14 kongruent mit der Längsachse 64 des elastischen Abtriebskolbens 60 verläuft.

In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck ^¬ feder 23.7 hat der elastische Abtriebskolben 60 eine deutlich ausgeprägte Wellenstruktur mit gedrungener Längserstreckung, bei der elastische Abtriebskolben 60 mit kürzestem Längenmaß vorliegt. In diesem Zustand ist der integrierte Zugstab 2 spannungsfrei gelagert (Fig. 12a).

Beim Einfederungsvorgang, bei dem der Antriebskolben 29 mit einer axial gerichteten Federkraft F beaufschlagt wird, wird das Hydrauliköl aus dem antriebsseitigen Arbeitsraum 26 über die Verbindungsleitung 43 in den elastischen Abtriebskolben 60 gedrückt. Das verdrängte Hydrauliköl vergrößert das Volumen des abtriebsseitigen Arbeitsraumes 28 und erhöht den Druck im elastischen Abtriebskolben 60, wobei der allseitige Druck des Hydrauliköls die Kolbenwand 61 des elastischen Abtriebskolbens 60 im Wesentlichen nur axial, in Längsrichtung des Abtriebs- kolbens 60 dehnt und folglich der elastische Abtriebskolben 60 axialbeweglich in Richtung seines Kolbenbodens 62 gestreckt wird. Dabei flacht die Wellenstruktur der Kolbenwand 61 ab (Fig. 12b) . Die Kolbenwand 61 ist in radialer und Umfangser ^¬ streckung des elastischen Abtriebskolbens 60 jedoch so steif, dass keine radiale Expansion der Kolbenwand 61 des Abtriebs ^¬ kolbens 60 erzeugt wird. Der behälterartige, unidirektional elastische Abtriebskolbens 60 wird damit nur längengedehnt. Die Druckkräfte des Hydrauliköls beim Einfederungsvorgang wer ^¬ den weitestgehend von dem integrierten Zugstab 2 aufgenommen, der die entsprechende Gegenkraft bereitstellt.

Durch die Streckung des rotationssymmetrischen Abtriebskolbens 60 wird eine axiale Zugkraft auf den zentrisch integrierten Zugstab 2 ausgeübt, die ihn entlang seiner Längsachse 14 gleichmäßig dehnt, wobei die Zugspannung nahezu homogen über dessen Stabquerschnitt verteilt ist und somit die gesamte Mas ^¬ se des Zugstabes 2 zur Energieaufnahme ausgenutzt wird.

Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Feder 23.7 un ^¬ ter Maximallast (Fig. 12c) ist der elastische Abtriebskolben 60 vollständig gestreckt, wobei die Wellenstruktur fast gänz- lieh geglättet ist. In diesen Zustand unterliegt der inte ^¬ grierte Zugstab 2 der maximalen Zugspannung bei maximal mögli ^¬ cher Dehnung.

Beim Ausfedern der Druckfeder 23.7 (nicht dargestellt) nimmt der Druck des Hydrauliköl im abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 ab, so dass sich der elastische Abtriebskolben 60 und mit ihm der integrierte Zugstab 2 in die Ausgangsform nach Fig. 12a zurückbilden und entspannen. In Fig. 13 ist eine Druckfeder 23.8 in einem alternativen Aus ^¬ führungsbeispiel zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 darge ^¬ stellt .

Im Unterschied zur Druckfeder 23.7 nach Fig. 12 weist die Ab- triebsstufe der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 einen nahezu allseitig elastischen und zugspannungsbelastbaren Abtriebskolben 68 als Ausgangstellglied auf, der in einer längserstreckten, behälterartigen und rotationssymmetrischen Geometrie den abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 allseitig um- schließt.

Eine elastische Kolbenwand 69 dieses zugspannungsbelastbaren Abtriebskolbens 68 weist in dessen Längs- und Umfangserstre ^¬ ckung eine Dehnbarkeit mit besonders hoher Dehnsteifigkeit auf . Dieser Abtriebskolben 68 besteht im Ausführungsbeispiel aus Faserverbundmaterial, speziell aus Endlos-Glasfaser- Epoxydharzverbund, mit sowohl in Längsrichtung des Abtriebs ^¬ kolbens als auch in Umfangsrichtung des Abtriebskolbens 68 orientierten Verstärkungsfasern, wobei die Verstärkungsfasern in Längsrichtung des Abtriebskolbens 68 eine Faserorientierung mit einem Winkel von etwa +/- 10 ⁰ zur Längsachse 70 des Ab ^¬ triebskolbens 68 aufweisen und die Verstärkungsfasern in Um- fangsrichtung eine Faserorientierung mit einem Winkel von etwa 90° zur Längsachse 70 des Abtriebskolbens 68 aufweisen. Ent- sprechend des gewählten Winkels der Faserorientierung in

Längsachse 70 des Abtriebskolbens 68 kann die Dehnungssteifig ^¬ keit der Kolbenwand 69 in Längserstreckung beeinflusst werden.

Die Verstärkungsfasern in Längsrichtung des Abtriebskolbens 68 bestehen aus Glasfaser, wogegen die Verstärkungsfasern in Um- fangsrichtung aus hochsteifen Kohlenstofffasern bestehen.

Durch die entsprechende Materialwahl der Verstärkungsfasern kann ein bestimmtes Verhältnis der Längen- und Umfangsdehnung des Abtriebskolbens 68 eingestellt werden. Im Ausführungsbei- spiel führt die Materialauswahl zu einer bevorzugten Län ^¬ gendehnung des Abtriebskolbens 68, der sich damit an schmale Platzverhältnisse anpasst.

Zusätzlich kann die Dehnbarkeit und Dehnungssteifigkeit der Kolbenwand 69 des Abtriebskolbens 68 durch eine entsprechende Ausprägung der Wellenstruktur-Geometrie der Kolbenwand 69 ein ^¬ gestellt werden.

Die Druckkräfte des Hydrauliköls beim Einfederungsvorgang wer ^¬ den infolge der Dehnungssteifigkeit der Kolbenwand 69 weitest- gehend vom behälterartigen Abtriebskolben 68 selbst aufgenom ^¬ men, der somit die entsprechende Gegenkraft bereitstellt.

Damit ist der zugspannungsbelastbare Abtriebskolben 68 geeig ^¬ net zugleich die Funktion eines Zugkörpers 71 zu übernehmen, der mit einer richtungskombinierten, in Längs- und Umfangser- Streckung ausgeprägten, Zugspannungsbelastbarkeit und Dehnbar ^¬ keit ausgestattet ist. Die Verstärkungsfasern in Längsrichtung des Abtriebskolbens 68 lassen den Zugkörper 71 wie ein Zugstab mit Zugspannungsbelastbarkeit in axialer Erstreckung wirken und die Verstärkungsfasern in Umfangsrichtung lassen den Zug- körper 71 wie ein Zugring mit Zugspannungsbelastbarkeit in po- larorthotroper Erstreckung wirken. Der Zugkörper 71 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer an die Form des Abtriebs ^¬ kolben 68 angepassten, längserstreckten und im Wesentlichen hohlzylindrischen Körperform integrativ im Abtriebskolben 68 ausgebildet. Der Abtriebskolben 68, als Ausgangsstellglied der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24, und der Zug ^¬ körper 71 bilden damit eine körperliche und funktionale Ein ^¬ heit .

Beim Einfederungsvorgang der Druckfeder 23.8, bei dem der An- triebskolben 29 mit einer axial gerichteten Federkraft F be ^¬ aufschlagt wird, wird das Hydrauliköl aus dem antriebsseitigen Arbeitsraum 26 über die Verbindungsleitung 43 in den elasti ^¬ schen, zugspannungsbelastbaren Abtriebskolben 68 gedrückt. Das verdrängte Hydrauliköl vergrößert das Volumen des abtriebssei- tigen Arbeitsraumes 28 und erhöht den Druck im Abtriebskolben 68, wobei die allseitig wirkenden Druckkräfte des Hydrauliköls eine Zugspannung in der Kolbenwand 69 in Längs- und Umfangs- richtung des elastischen, zugspannungsbelastbaren Abtriebskol ^¬ ben 68 erzeugen, infolgedessen die Kolbenwand 69 des Abtriebs ^¬ kolbens 68 geringfügig gedehnt wird und dabei der Abtriebskol ^¬ ben 68 in Längs- und Umfangsrichtung gestreckt wird. Infolge der Faserorientierung und -beschaffenheit der Verstärkungsfa- sern wird der Abtriebskolben 68 unter geringen radialen Aus ^¬ formungen der Kolbenwand 69 vorzugsweise längsgedehnt.

Die Zugspannung wird infolge der Rotationssymmetrie des Ab ^¬ triebskolbens 68 gleichmäßig, nahezu homogen über den Wand ^¬ querschnitt der Kolbenwand 69 verteilt; somit kann die gesamte Masse der Kolbenwand 69 zur Energieaufnahme ausgenutzt werden.

Fig. 14 zeigt eine erfindungsgemäße Druckfeder 23.9 mit einer hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 in drei Funkti- onszuständen a, b, c, wobei die hydraulische Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24 einen ringförmigen, zugspannungsbelast- baren Abtriebskolben 72 als Ausgangstellglied aufweist.

Das Federgehäuse 4, die Antriebsstufe der Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24 und das Eingangsstellglied 29 sind mit denjenigen nach Fig. 5 identisch, weshalb diesbezüglich auf die Beschreibung zur Fig. 5 verwiesen wird. Nachfolgend werden daher nur die sich unterscheidenden Merkmale und Bauteile be ^¬ schrieben. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion haben glei ^¬ che Bezugszeichen.

Die Abtriebsstufe der Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 um- fasst eine Abtriebstrommel 73, die den umlaufenden abtriebs- seifigem Arbeitsraum 28 bildet. Als Ausgangsstellglied der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 ist der ring ^¬ förmige, zugspannungsbelastbarer Abtriebskolben 72 vorgesehen, der den abtriebsseitigen Arbeitsraum 28 stirnseitig gegenüber der Umgebung begrenzt.

Die zueinander zugewandten Flächen des ringförmigen Abtriebs ^¬ kolbens 72 und der Abtriebstrommel 73 verfügen jeweils über eine Dichtgleitfläche 74, wodurch der ringförmige Abtriebs ^¬ kolben 72 in der Abtriebstrommel 73 radial beweglich gelagert ist und der Arbeitsraum 28 gegenüber einer äußeren umlaufenden Belüftungskammer 75 der Abtriebstrommel 73 abgedichtet ist. Die umlaufende Belüftungskammer 75 steht mit der Umgebung in Verbindung.

Der Antriebszylinder 25 und die Abtriebstrommel 73 der hydrau ^¬ lischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 haben keine direkte Verbindung. Antriebsseitiger und abtriebsseitiger Arbeitsraum 26, 28 sind über eine Verbindungsleitung 43 miteinander ver- bunden. Die Verbindungsleitung 43 mündet in den gekrümmten Bo ^¬ den der Abtriebstrommel 73.

Die Abtriebstrommel 73 und der ringförmige Abtriebskolben 72 sind koaxial zu den deckungsgleichen Symmetrieachsen 32, 9 des Antriebskolbens 29 und des zylindrischen Federgehäuses 4 ange- ordnet, wobei die Abtriebstrommel 73 mittels Befestigungsstege 34 fest am Federgehäuse 4 gehalten ist.

Der beweglich gelagerte ringförmige Abtriebskolben 72 weist in seiner radialen Erstreckung eine Dehnbarkeit mit bestimmter Dehnsteifigkeit auf. Die Druckkräfte des Hydrauliköls beim Einfederungsvorgang werden infolge der Dehnungssteifigkeit weitestgehend vom ringförmigen Abtriebskolben 72 aufgenommen, der somit die entsprechende Gegenkraft bereitstellt.

Damit ist der ringförmige Abtriebskolben 72 geeignet zugleich die Funktion eines zugspannungsbelastbaren Zugkörpers 76 zu übernehmen, der in Form eines Zugringes, speziell eines Kol ^¬ benzugringes 76, integrativ im ringförmigen Abtriebskolben 72 ausgebildet ist. Der ringförmige Abtriebskolben 72, als Aus ^¬ gangsstellglied der hydraulischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 24, und der Kolbenzugring 76, als Zugkör ^¬ per, bilden damit eine körperliche und funktionale Einheit.

Der ringförmige Abtriebskolben 72 mit integrativem Kolbenzu ^¬ gring besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und weist einen rechteckigen Ringquerschnitt auf. Die Glasfasern sind in der Art von Jahresringen entlang der Umlaufachse des Kolbenzu ^¬ gringes 76 umlaufend erstreckt angeordnet. Der Faserverlauf 15 der Glasfasern ist in der Schnittdarstellung durch Punkte dar ^¬ gestellt. Die Verstärkungsfasern in Umfangsrichtung bewirken eine Zugspannungsbelastbarkeit des Kolbenzugringes 76 in po- larorthotroper Erstreckung.

In einem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Zugfe ^¬ der 23.9 befindet sich der Antriebskolben 29 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung und der ringförmige Abtriebskolben 72 in einer Stellung nahe dem Boden der Abtriebstrommel 73, bei der der integrative Kolbenzugring 76 spannungsfrei ist (Fig. 14a) .

Beim Einfederungsvorgang nach Fig. 14b wird die auf den An ^¬ triebskolben 29 aufgebrachte Federkraft F entsprechend des Hebelgesetzes der hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 24 verstärkt, in dem das Hydrauliköl aus dem antriebsseitigen Arbeitsraum 26 über die Verbindungsleitung 43 in den abtriebs- seitigen Arbeitsraumes 28 verdrängt wird und der erhöhte Druck in dem wesentlich kleineren Arbeitsraum 28 der Abtriebstrommel 73 eine gleichmäßige, radial wirkende Druckkraft auf eine In ^¬ nenfläche des ringförmigen Abtriebskolbens 72 ausübt, der dadurch mit erheblich kürzerem Weg in radialer Richtung gewei ^¬ tet wird. Dabei wird Luft aus der Belüftungskammer 75 ausge ^¬ trieben. Zur Verdeutlichung der Details und der Vorgänge in der Abtriebstrommel 73 mit dem ringförmigen Abtriebskolben 72 ist in einer Detaildarstellung X ein Ausschnitt aus der Fig. 14b vergrößert dargestellt. Im Ringquerschnitt des ringförmigen Abtriebskolbens 72 bzw. des Kolbenzugringes 76 wird eine polarorthotrop wirkende Zug ^¬ spannung erzeugt, die in der Art von Jahresringen entlang der Umlaufachse des Kolbenzugringes 76 gerichtet ist. Der Kolben- zugring 76 wird unter der nahezu homogen über den Ringquer ^¬ schnitt verteilten Zugspannung entlang seiner Umlaufachse gleichmäßig gedehnt, wobei eine weitestgehend vollständige Ausnutzung des Ringquerschnitts für die Energieaufnahme be ^¬ wirkt wird. Bei einem vollständigen Einfederungszustand der Feder 23.9 un ^¬ ter Maximallast (Fig. 14c), ist der ringförmige Abtriebskol ^¬ ben 72 bzw. Kolbenzugring 76 maximal geweitet und unterliegt der maximal möglichen Zugspannung. Eine Dehnung bis zum Versa ^¬ gen ist durch Erreichen der äußeren Begrenzungswand der Belüf- tungskammer 75 vermeiden.

Fig. 15 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere erfindungsgemäße Ausführung einer mechanischen Druckfeder 1.3 mit einem Zugstab 2 und einer mechanischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 3 in drei Funktionszuständen . Der Zugstab 2 und die Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 sind in einem feststehenden Federgehäuse 4 angeordnet, welches ein Festlager 5 zur Befestigung der Feder 1.3 aufweist.

Die mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3 besteht aus einem Vierpunkt-Hebelgestänge 3, welches mit zwei beweglichen Hebestangen 7.1, 7.2 und einer die beweglichen Hebestangen

7.1, 7.2 verbindenden Hebelstange 7.3 bestückt ist. Die be ^¬ weglichen Hebestangen 7.1 und 7.2 bilden das Ausgangstellglied 7 der mechanischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit 3. Als Ein ^¬ gangsstellglied 6 der mechanischen Kraft-Weg- Übersetzungseinheit 3 ist eine beweglich geführte Antriebs ^¬ stange 6 vorgesehen. Die Antriebsstange 6 ist zentrisch zum Federgehäuse 4 angeord ^¬ net und in einer Führung des Federgehäuses 4 axial beweglich geführt .

Die Hebelstangen 7.1, 7.2 sind mit jeweils einer Länge L i und L ₂ gleich lang. Die Länge L i und L ₂ beträgt im Ausführungsbei ^¬ spiel 100 mm. Das eine Ende der Hebelstangen 7.1, 7.2 ist mit je einem äußeren Gelenk am Federgehäuse 4 drehbeweglich ange ^¬ bracht. Die Anordnung der beiden Hebelstangen 7.1, 7.2 am Fe ^¬ dergehäuse 4 erfolgt so, dass deren äußeren Gelenke mit einer Länge L ₄ zueinander beabstandet sind. Der Abstand bzw. die Län ^¬ ge L ₄ beträgt im Ausführungsbeispiel 75 mm. An ihren anderen Enden sind die Hebelstangen 7.1, 7.2 mittels zweier zentraler Gelenke mit der verbindenden Hebelstange 7.3 drehbeweglich verbunden, die eine Länge L ₃ aufweist, die dem Abstand L ₄ der Hebelstangen 7.1, 7.2 am Federgehäuse 4 entspricht. Durch die ^¬ se Anordnung der Hebelstangen 7.1, 7.2, 7.3 ist ein Parallelo ^¬ gramm-artiges Vierpunkt-Hebelgestänge gebildet. An der Hebel ^¬ stange 7.3 des Vierpunkt-Hebelgestänges greift die Antriebs ^¬ stange 6 an. Der aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende Zugstab 2 ist zwischen den Hebelstangen 7.1, 7.2 drehbeweglich aber po ^¬ sitionsfest eingebunden, in dem das Kopfende 10 und das Fußen ^¬ de 11 des Zugstabes 2 mit jeweils der Hebelstange 7.1 bzw. 7.2 drehbeweglich verbunden ist. Die Drehachsen der äußeren und zentralen Gelenke der Hebelstangen 7.1, 7.2 und die des Kopf ^¬ gelenkes und Fußgelenkes des Zugstabes 2 sind gleichermaßen senkrecht zur Blattebene in Fig. 15 gerichtet.

Die Anschlusspunkte des Kopfendes 10 und des Fußendes 11 des Zugstabes 2 an den Hebelstangen 7.1, 7.2 befinden sich in ei- nem das Übersetzungsverhältnis bestimmenden unterschiedlichem Abstand von den äußeren und den zentralen Gelenken der Hebel ^¬ stangen 7.1, 7.2. Die Lage des Anschlusspunktes des Kopfendes 10 gliedert die Hebelstange 7.1 in zwei unterschiedlich lange Stangenabschnitte. Der linke Stangenabschnitt der Hebelstange 7.1 hat im Ausführungsbeispiel eine Länge Lu von 45 mm, woge ^¬ gen der rechte Stangenabschnitt der Hebelstange 7.1 eine Län ^¬ ge L12 von 55 mm hat. Ebenso gliedert die Lage des Anschluss ^¬ punktes des Fußendes 11 die Hebelstange 7.2 in zwei unter- schiedlich lange Stangenabschnitte, wobei mit umgekehrten Län ^¬ genverhältnis der linke Stangenabschnitt der Hebelstange 7.2 eine Länge L ₂ i von 55 mm und der rechte Stangenabschnitt der Hebelstange 7.2 eine Länge L ₂ 2 von 45 mm hat.

Die Anordnung des Zugstabes 2 ergibt sich damit unrechtwinklig in Bezug auf die Lage der Hebelstangen 7.1, 7.2. Der Zugstab 2 hat nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im lastfreien Ausgangszustand nach Fig. 15a eine Länge L ₅ von 72 mm.

In diesem lastfreien, ausgefederten Ausgangszustand der Druck ^¬ feder 1.3 befindet sich die Antriebsstange 6 in einer weit aus dem Federgehäuse 4 ausgefahrenen Ausgangsstellung (Fig. 15a) und das Vierpunkt-Hebelgestänge 3 bildet ein Parallelogramm, in dem der Zugstab 2 spannungsfrei angeordnet ist.

Bei der Beaufschlagung der Antriebsstange 6 mit einer axial gerichteten Federkraft F bewegt sich diese in das Federgehäuse 4 hinein, wobei die Hebelstangen 7.1, 7.2 um die Drehachse ih ^¬ rer äußeren Gelenke bewegt werden. Bei einer Mittelstellung (Fig. 15b), bei der das Vierpunkt-Hebelgestänge 3 annähernd ein Rechteck bildet, stehen die Hebelstangen 7.1, 7.2 in etwa horizontal, wobei die Hebelstangen 7.1, 7.2, 7.3 auf Biegung beansprucht werden. Entsprechend der Biegebelastung bestehen die Hebelstangen 7.1, 7.2, 7.3 aus sehr biegesteifen Material, wie z.B. aus Stahl.

Die Anschlusspunkte des Kopfendes 10 und des Fußendes 11 des Zugstabes 2 an den Hebelstangen 7.1, 7.2 bewegen sich dabei etwas voneinander weg, so dass der an den Hebelstangen 7.1,

7.2 positionsfest eingebundene Zugstab 2 eine axiale Zugkraft erfährt und in Richtung seiner Längsachse 14 gedehnt wird. Der Zugstab 2 ist einer gleichmäßigen Zugspannung ausgesetzt, die über den Stabquerschnitt quer zur Längsachse 14 des Zugstabes 2 nahezu homogen verteilt ist. Damit kann die Masse des Zug ^¬ stabes 2 weitestgehend vollständig zur Energieaufnahme ausge ^¬ nutzt werden. Die auf die Antriebsstange 6 aufgebrachte Federkraft F wird mittels des Vierpunkt-Hebelgestänges 3 nach diesem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 1:12 entsprechend des Hebelgesetzes verstärkt und somit eine etwa 12-fach verstärkte Zugkraft auf den Zugstab 2 übertragen. Bei einem maximalen Einfederungszustand der Feder 1.3 unter Maximallast (Fig. 15c) befindet sich die Antriebsstange 6 in einer weitest möglichen eingefahrenen Stellung und die Hebel ^¬ stangen 7.1, 7.2 in einer Endstellung, in der das Vierpunkt- Hebelgestänge 3 in etwa ein gespiegeltes Parallelogramm gegen- über der lastfreien Ausgangsstellung bildet.

Die Anschlusspunkte des Kopfendes 10 und des Fußendes 11 des Zugstabes 2 an den Hebelstangen 7.1, 7.2 befinden sich dabei in einem weitest möglichem Abstand voneinander, wobei der Zug ^¬ stab 2 einer maximalen Zugspannung bei maximal möglicher Deh- nung unterliegt. Der Zugstab wird in der Endstellung nach Fig. 15c um 6% auf eine Länge L ₅ von 77 mm gedehnt. Das Überset ^¬ zungsverhältnis des Weges des Eingangsstellgliedes 6 zur Län ^¬ genänderung des Abstandes des Ausgangsstellgliedes 7.1, 7.2 an den Anschlusspunkten des Zugstabes 2 beträgt dabei etwa 12:1, d.h. auf den Zugstab wird nur ein Zwölftel des auf das Ein ^¬ gangsstellgliedes 6 aufgebrachten Federweges übertragen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus ^¬ führungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind in der Kombination der Merkmale der vorgestellten Zug- und Druckfedern 1 bis 1.3, 23 bis 23.9 entsprechend weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Feder denkbar, die von der Erfindung um- fasst sind. Bezugs zeichenliste mechanische Feder, Druckfeder, Zugfeder, .1, .2, .3 Zugkörper, Zugstab

mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit, Hebelei, Hebelgestänge, Vierpunkt-Hebelgestänge

Federgehäuse

Festlager des Federgehäuses

Eingangsstellglied, Antriebsstange

Ausgangstellglied, Hebelstange, .1, .2, .3

Symmetrieachse Eingangsstellglied, Antriebsstange Symmetrieachse des zylindrischen Federgehäuses Kopfende des Zugstabes

Fußende des Zugstabes

Befestigungslasche

Lageröse

Längsachse des Zugstabes

Faserverlauf der Kohlenstofffasern, der Glasfasern Faserschlinge

Zugkörper, Zugring

mechanische Kraft-Weg-Übersetzungseinheit, Konusge ^¬ stänge

Eingangsstellglied, Schubstange

Ausgangsstellglied, Stößel

Symmetrieachse Ausgangsstellglied, Stößel

Ringführung

hydraulische Feder, Druckfeder, .1 bis .9

hydraulischen Kraft-Weg-Übersetzungseinheit

Antriebszylinder

antriebsseitiger Arbeitsraum

Abtriebszylinder

abtriebsseitiger Arbeitsraum

Eingangsstellglied, Antriebskolben

Ausgangsstellglied, Abtriebskolben Kolbendichtung

Symmetrieachse Eingangsstellglied, Antriebskolben Symmetrieachse Ausgangsstellglied, Abtriebskolben Befestigungssteg

Membran des Abtriebskolbens

Fußteil des Abtriebskolbens

Druckkörper, Druckzylinder

untere Anlagefläche

obere Anlagefläche

Dämpfungsglied, Ventilblock

Druck-Strömungsventil

Saug-Strömungsventil

Verbindungsleitung

externe Hydraulikeinheit

Dämpfungsglied, Ventilblock

Stellzylinder

Stellkolben

Ausgleichsarbeitsraum

Umschalt-Strömungsventil

externe Antriebszylinder

Zylinderdeckel

Festlager des externen Antriebszylinders

externen Abtriebszylinder

Ausgangstellglied, hohlzylindrischer Abtriebskolben Festlager des externen Abtriebszylinders

Halter des externen Abtriebszylinders

Halter des hohlzylindrischen Abtriebskolbens

Symmetrieachse, Längsachse des hohlzylindrischen Ab ^¬ triebskolbens

Symmetrieachse, Längsachse des externen Abtriebszylin ^¬ ders

Ausgangsstellglied, behälterartiger, unidirektional elastischer Abtriebskolben

elastische Kolbenwand

Kolbenboden

Kolbendeckel 64 Symmetrieachse, Längsachse des elastischen Abtriebs ^¬ kolbens

65 Festlager des elastischen Abtriebskolbens

66 deckelseitigen Halter des elastischen Abtriebskolbens

67 bodenseitigen Halter des elastischen Abtriebskolbens

68 Ausgangstellglied, behälterartiger, zugspannungsbe ^¬ lastbarer Abtriebskolben

69 Kolbenwand

70 Symmetrieachse, Längsachse des zugspannungsbelastbaren AbtriebskoIbens

71 Zugkörper, Hohlprofil-Zugkörper

72 Ausgangstellglied ringförmiger, zugspannungsbelastba ^¬ rer Abtriebskolben

73 Abtriebstrommel

74 Dichtgleitfläche

75 Belüftungskammer

76 Zugkörper, Kolbenzugring

F Federkraft

Li Länge der Hebelstange 7.1

L ₂ Länge der Hebelstange 7.2

L ₃ Länge der Hebelstange 7.3

L ₄ Abstand der Hebelstangen 7.1, 7.2 am Federgehäuse

L ₅ Länge des Zugstabes

L Länge des linken Stangenabschnitts d. Hebelstange 7.1

Ll2 Länge des rechten Stangenabschnitts d . Hebelstange 7.1

L21 Länge des linken Stangenabschnitts d. Hebelstange 7.2

L22 Länge des rechten Stangenabschnitts d . Hebelstange 7.2