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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder, insbesondere für ein Kupplungsausrücklager, die als Ring ausgebildet ist und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnete und bezüglich einer durch den Ring festgelegten Ebene abgewinkelte radiale Federelemente aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Verschiedene Typen von Kupplungsausrücklagern sind für den Einsatz bei unterschiedlichen Zuständen vorgesehen. Beispiele dafür sind Betriebszustände, bei denen häufige Startvorgänge und Stoppvorgänge stattfinden. Aufgrund von Toleranzen und der Positionierung einzelner Komponenten sowie durch unterschiedliche Lasten sowie Herstellungs- und Einbautoleranzen besteht die Gefahr, dass ein Lager in einem Zustand in Betrieb genommen wird, in dem es nicht richtig ausgerichtet ist. Dadurch können verschiedene Probleme entstehen wie eine unerwünschte Abnutzung oder ein Versagen nach einer zu kurzen Betriebsdauer, ebenso besteht die Gefahr, dass sogenannte Rattermarken an den Lagerflächen entstehen. Um diesen Nachteil zu beseitigen sind bereits Lager vorgeschlagen worden, die selbstzentrierende Tellerfedern aufweisen, wodurch eine Inbetriebnahme in einem nicht ausgerichteten Zustand vermieden werden soll. Das Zentriervermögen wird durch die Größe und Form der Tellerfeder beeinflusst.
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Eine derartige ringförmige Tellerfeder ist aus der
DE 101 14 846 A1 bekannt. Diese Tellerfeder wird in einem selbsteinstellenden Kupplungsausrücklager eingesetzt, um eine gegebenenfalls auftretende fehlende Ausrichtung zu korrigieren. Neben der dort beschriebenen Tellerfeder sind auch Tellerfedern mit radialen Federelementen oder Fingern bekannt, ähnlich wie sie bei der Tellerfeder einer Einscheibentrockenkupplung verwendet werden.
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Derartige Tellerfedern weisen allerdings den Nachteil auf, dass die geforderte Zentrierkraft sehr hohe Materialspannungen in der Tellerfeder hervorruft. Diese lokal sehr hohen auftretenden Spannungen können zu plastischen Verformungen und nachfolgendem Versagen der Tellerfeder führen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tellerfeder anzugeben, die zur Erzeugung einer hohen Anpresskraft geeignet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Tellerfeder der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Federelemente wellenförmig abgewinkelt sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Tellerfeder mit denselben günstigen Eigenschaften wie eine herkömmliche Tellerfeder geschaffen werden kann, bei der wesentlich geringere Materialspannungen auftreten, indem die Federelemente wellenförmig abgewinkelt sind. Während bei einer herkömmlichen Tellerfeder die in Umfangsrichtung angeordneten Federelemente lediglich einfach abgewinkelt sind, sind die Federelemente der erfindungsgemäßen Tellerfeder mehrfach abgewinkelt. Bei herkömmlichen Tellerfedern tritt im Bereich der einzigen Abwinklung die höchste Spannung im Material auf, demgegenüber verteilt sich die wirkende Belastung bei den Federelementen der erfindungsgemäßen Tellerfeder auf mehrere Abwinklungen, so dass in dem verwendeten Werkstoff, üblicherweise ein Federstahl, wesentlich geringere Spannungen entstehen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein kostengünstigerer Werkstoff verwendet werden kann, alternativ oder zusätzlich kann ein Wärmebehandlungsverfahren vereinfacht werden oder vollständig entfallen, wodurch sich ebenfalls Kostenvorteile ergeben.
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Versuche haben gezeigt, dass die Federelemente der erfindungsgemäßen Tellerfeder bei konstanter Last eine etwas höhere Verschiebung, d. h. eine elastische Verformung, zeigen, dies ist jedoch kein Nachteil sondern sogar vorteilhaft, da die geringere Steifigkeit zu einem „weicheren“ Anlaufverhalten führen, beispielsweise wenn ein Kupplungsausrücklager aus dem Stand in Rotation versetzt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Tellerfeder wird es besonders bevorzugt, dass die Federelemente zweifach bis fünffach abgewinkelt sind. Bereits eine zweifache Abwinklung ist vorteilhaft im Gegensatz zu einer herkömmlichen Tellerfeder, die lediglich einfach abgewinkelt ist. Besonders bevorzugt wird eine Variante, bei der die Federelemente der Tellerfeder vierfach abgewinkelt sind.
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Um die Federelemente der erfindungsgemäßen Tellerfeder wellenförmig auszubilden kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass benachbarte Abwinklungen entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. Das bedeutet, dass eine Abwinklung z. B. im Uhrzeigersinn erfolgt, die nächste, benachbarte Abwinklung erfolgt dann gegen den Uhrzeigersinn usw. Auf diese Weise wird die wellenförmige Gestalt der radialen Federelemente der erfindungsgemäßen Tellerfeder erhalten.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kupplungsausrücklager. Das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager umfasst eine Tellerfeder der beschriebenen Art.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Tellerfeder;
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2 ein vergrößertes Detail eines Segments der in 1 gezeigten Tellerfeder; und
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3 das in 2 gezeigte Segment der erfindungsgemäßen Tellerfeder aus einer anderen Perspektive.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Die in 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigte Tellerfeder 1 ist als Ring 3 ausgebildet und weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Federelemente 2 auf. Die Federelemente 2 sind fingerförmig ausgebildet und erstrecken sich von dem Ring 3 radial nach innen. Benachbarte Federelemente 2 sind jeweils mit Abstand zueinander angeordnet. Der Ring 3 spannt eine Ebene auf, bezüglich der die Federelemente 2 abgewinkelt sind. In 1 erkennt man, dass die Federelemente 2 bezüglich der Ebene zu einer Seite hin abgewinkelt sind.
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Die 2 und 3 zeigen jeweils ein Segment der Tellerfeder 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei das in 2 gezeigte Segment zwei Federelemente 2 und das in 3 gezeigte Segment lediglich ein Federelement 2 umfasst.
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In der perspektivischen Ansicht von 3 erkennt man am besten, dass das Federelement 2 mehrere Abwinklungen 4, 5, 6, 7 aufweist, wobei benachbarte Abwinklungen entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abwinklung 4 im Uhrzeigersinn gebogen, die benachbarte Abwinklung 5 ist hingegen im Gegenuhrzeigersinn gebogen bzw. abgewinkelt. Durch diese sich einander abwechselnden Abwinklungen 4, 5, 6, 7 entsteht die Wellenform der Federelemente 2, die eine besonders gleichmäßige Spannungsverteilung in Längsrichtung der Federelemente 2 bewirkt.
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Durch die alternierenden Abwinklungen 4, 5, 6, 7 werden Spannungsspitzen vermieden, die bei herkömmlichen, lediglich einfach abgewinkelten Federelementen zu plastischen Verformungen und in der Folge zu Brüchen führen konnten. Durch die im Vergleich zu einer herkömmlichen Tellerfeder geringere Steifigkeit ergibt sich eine gleichmäßige Verformung, daneben vereinfacht sich die Montage.
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Wegen der geringeren auftretenden Materialspannungen ist die Tellerfeder 1 aus einem kostengünstigeren Werkstoff hergestellt im Vergleich zu einer herkömmlichen Tellerfeder. Darüber hinaus kann auf teure Wärmebehandlungsverfahren verzichtet werden.
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Die in den 1–3 gezeigte Tellerfeder 1 ist Bestandteil eines Ausrücklagers für eine Kupplung, insbesondere eine Einscheibentrockenkupplung, eines Kraftfahrzeugs.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tellerfeder
- 2
- Federelement
- 3
- Ring
- 4
- Abwinklung
- 5
- Abwinklung
- 6
- Abwinklung
- 7
- Abwinklung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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