DE102020101685A1

DE102020101685A1 - Federscheibendruckbegrenzer

Info

Publication number: DE102020101685A1
Application number: DE102020101685.9A
Authority: DE
Inventors: Michael A. Karram; Terrence J. Christensen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2020-08-27
Also published as: US20200271152A1; US10982708B2; CN111609026A; CN111609026B

Abstract

Eine begrenzende Federscheibe beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt und einen Seitenabschnitt, der ein kegelstumpfförmiger sein kann und sich vom Hauptkörperabschnitt erstreckt. Der Hauptkörperabschnitt definiert eine durchgehende Scheibenöffnung. Der Hauptkörperabschnitt ist dicker als der Seitenabschnitt. Eine Bolzenanordnung beinhaltet ein Bauteil, das eine Bauteilöffnung durch sie hindurch definiert. Ein Begrenzer ist innerhalb der Bauteilöffnung angeordnet. Ein Bolzen ist konfiguriert, um das Bauteil an einem Gegenstand zu befestigen. In der Bolzenanordnung ist die begrenzende Federscheibe in Kontakt mit dem Begrenzer, dem Bolzen und dem Bauteil angeordnet. Der Bolzen ist konfiguriert, um eine Gesamtlast aufzubringen, wobei ein erster Teil der Gesamtlast von dem Teil aufgenommen wird und ein zweiter Teil der Gesamtlast von dem Begrenzer aufgenommen wird.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Federscheibe mit einer Druckbegrenzungsfunktion, die in einer Bolzenanordnung verwendet werden kann.
EINFÜHRUNG
In verschiedenen Bolzenbaugruppen werden zwei Komponenten mit einem Bolzen miteinander verbunden. Eine Komponente kann beispielsweise ein Flansch sein, wie beispielsweise ein Flansch für ein Ansaugrohr eines Kraftfahrzeugmotors. In einigen Anordnungen wird ein Begrenzer innerhalb des Flansches angebracht, um den Flansch strukturell zu stützen und einen Bauteil der Schraubenlast aufzunehmen, die sonst auf den Flansch aufgebracht würde. Der Begrenzer ist besonders nützlich, wenn der Flansch aus einem anderen Material als der Bolzen und/oder das Bauteil gebildet werden kann, an dem der Flansch durch den Bolzen befestigt ist. Somit kann der Begrenzer einen Teil der Last von dem Bolzen des Flansches selbst abnehmen, um ein Abdriften der befestigten Komponenten zu verhindern.
Eine Federscheibe, wie beispielsweise eine Tellerfeder, kann auch verwendet werden, um die Kraftsicherung der Schraubklemme zu verbessern. Eine solche Tellerfeder ist jedoch nicht immer stabil zwischen Bolzen und Begrenzer, da beim Zusammendrücken der Federscheibe zwischen Bolzen und Begrenzer die Federscheibe diagonal zwischen ihnen angeordnet wird und keine ebene Fläche zum Zusammendrücken der Bolzen bietet. Infolgedessen können der Flansch und das Bauteil, an dem der Flansch durch die Bolzenanordnung befestigt ist, irgendwann voneinander abweichen, wenn sich die Federscheibe unter Ermüdung und/oder Verschleiß bewegt.
Dementsprechend besteht Bedarf an einer neuen und verbesserten Baugruppe, die eine Beschädigung des Flansches minimiert oder verhindert und gleichzeitig eine Verbindung zwischen den zu verbindenden Bauteilen auch nach längerem Gebrauch aufrechterhält.
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bietet eine verbesserte Federscheibe, die eine Kompressionsbegrenzungsfunktion beinhaltet, die für einen flachen Oberflächenkontakt zwischen der Federscheibe und der Bolzen sowie zwischen der Federscheibe und dem Begrenzer sorgt.
In einer Variation, die mit den anderen hierin vorgesehenen Variationen kombiniert oder getrennt werden kann, ist eine begrenzende Federscheibe vorgesehen, die einen Hauptkörperabschnitt und einen sich vom Hauptkörperabschnitt erstreckenden Seitenabschnitt beinhaltet. Der Hauptkörperabschnitt definiert eine Öffnung durch ihn hindurch, und der Hauptkörperabschnitt hat eine Hauptkörperdicke. Der Seitenabschnitt hat eine Beindicke, aber die Hauptkörperdicke ist größer als die Beindicke.
In einer weiteren Variation, die mit den anderen hierin beschriebenen Variationen kombiniert oder getrennt werden kann, ist eine Bolzenanordnung vorgesehen, die ein Bauteil, das eine Bauteilöffnung durch sie hindurch definiert, und eine Schraube, die konfiguriert ist, um das Bauteil an einem Gegenstand zu befestigen, beinhaltet. Ein Begrenzer ist innerhalb der Bauteilöffnung angeordnet. Eine begrenzende Federscheibe ist in Kontakt mit dem Begrenzer, dem Bolzen und dem Bauteil angeordnet. Die begrenzende Federscheibe weist einen Hauptkörperabschnitt und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, der sich vom Hauptkörperabschnitt aus erstreckt. Der Hauptkörperabschnitt definiert eine durchgehende Scheibenöffnung. Der Hauptkörperabschnitt hat eine Hauptkörperdicke, und der kegelstumpfförmige Abschnitt hat eine Beindicke, wobei die Hauptkörperdicke größer ist als die Beindicke. Der Bolzen ist konfiguriert, um eine Gesamtlast aufzubringen, wobei ein erster Teil der Gesamtlast von dem Bauteil aufgenommen wird und ein zweiter Teil der Gesamtlast von dem Begrenzer aufgenommen wird.
Optional können zusätzliche Funktionen bereitgestellt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die folgenden:

Der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe kann eine ebene Grundfläche aufweisen, die in einer Grundebene angeordnet ist;
Der Seitenabschnitt kann kegelstumpfförmig sein;
Der Seitenabschnitt (oder kegelstumpfförmiger Abschnitt) kann sich in einem Winkel in Bezug auf den Grundabschnitt in einem nicht komprimierten Zustand erstrecken; und der Winkel kann im Bereich von 110 Grad bis 178 Grad liegen;
Der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe kann eine der Grundfläche gegenüberliegende Außenfläche aufweisen und in einer zur Grundfläche parallelen Außenebene angeordnet sein;
Die Hauptkörperdicke kann sich zwischen der Grundfläche und der Außenfläche erstrecken;
Die Außenfläche und die Außenebene können gegenüber dem Seitenabschnitt (oder dem kegelstumpfförmigen Abschnitt) versetzt sein;
Der Seitenabschnitt (oder kegelstumpfförmiger Abschnitt) kann eine kreisförmige Außenkante definieren, die von der Grundebene und der Außenebene versetzt ist,
Der Hauptkörperabschnitt kann einen festen Ring mit der Hauptkörperdicke definieren;
Der Hauptkörperabschnitt kann einen Innenabschnitt und einen Außenabschnitt beinhalten;
Die Grundfläche kann auf dem Innenabschnitt und die Außenfläche auf dem Außenabschnitt angeordnet sein;
Der Außenabschnitt kann über einen Verbindungsabschnitt auf den Innenabschnitt gefaltet werden;
Die Hauptkörperdicke kann so definiert werden, dass sie sich sowohl durch den inneren als auch den äußeren Abschnitt erstreckt;
Die begrenzende Federscheibe kann aus einem Federstahl gebildet sein;
Der Bolzen kann einen Kopf und einen Schaft beinhalten;
Der Begrenzer kann eine Begrenzeröffnung durch ihn hindurch definieren;
Die Welle kann innerhalb der Begrenzungsöffnung und durch die Scheibenöffnung der begrenzenden Federscheibe angeordnet werden;
Der Bolzenkopf kann eine Kontaktfläche aufweisen, die den Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe berührt;
Die Kontaktfläche kann frei von Kontakt mit dem Begrenzer sein;
Die Kontaktfläche kann frei von Kontakt mit dem kegelstumpfförmigen Teil der begrenzenden Federscheibe sein;
Der Begrenzer kann eine obere Fläche in einer oberen Ebene definieren;
Die obere Ebene kann koplanar mit der Grundebene sein, so dass die Grundfläche der begrenzenden Federscheibe flach gegen die Oberseite des Begrenzers gedrückt wird;
Die Kontaktfläche kann in einer Kontaktfläche angeordnet werden;
Die Kontaktfläche kann die Außenfläche des Hauptkörperabschnitts der begrenzenden Federscheibe berühren;
Die Außenebene kann koplanar mit der Kontaktfläche sein, so dass die Außenfläche der begrenzenden Federscheibe flach gegen die Kontaktfläche des Bolzenkopfs gedrückt wird;
Der kegelstumpfförmige Bauteil der begrenzenden Federscheibe kann das Bauteil berühren;
Der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe kann einen festen Ring mit der Hauptdicke definieren;
Das Bauteil kann aus einem Verbundwerkstoff gebildet sein, und/oder der Begrenzer kann aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein; und
Mindestens 54% der Gesamtlast können vom Begrenzer aufgenommen werden.

Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hierin enthaltenen Beschreibung. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht dazu dienen, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Figuren dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

1A ist eine perspektivische Ansicht einer begrenzenden Federscheibe im unkomprimierten Zustand gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1B ist eine Querschnittsansicht der in 1 dargestellten begrenzenden Federscheibe im unkomprimierten Zustand nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2A ist eine Querschnittsansicht einer Bolzenanordnung mit der begrenzenden Federscheibe der 1A-1B gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2B ist eine Nahaufnahme eines Abschnitts der Bolzenanordnung von 2A, die die Linien 2B-2B in 2A gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung aufnimmt; und
3 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer anderen Bolzenanordnung mit einer anderen Variation einer begrenzenden Federscheibe gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken.
Unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten anzeigen, zeigen die 1A-1B eine begrenzende Federscheibe 10 in einem nicht komprimierten Zustand. Die begrenzende Federscheibe 10 wird als „begrenzend“ bezeichnet, da sie eine Druckbegrenzungsfunktion 12 aufweist, die hierin näher beschrieben wird.
Die begrenzende Federscheibe 10 beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt 14, der eine Öffnung 16 durch sie hindurch definiert. Ein Seitenabschnitt 18 erstreckt sich vom Hauptkörperabschnitt 14. Der Seitenabschnitt 18 kann kegelstumpfförmig sein oder eine andere Form aufweisen, wie beispielsweise eine bogenförmige Form. Der Einfachheit halber wird der Seitenabschnitt 18 im Folgenden als kegelstumpfförmiger Abschnitt 18 bezeichnet.
Der Hauptkörperabschnitt 14 weist eine ebene Grundfläche 20 auf, die in einer Grundebene B angeordnet ist. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 18 erstreckt sich in einem unkomprimierten Zustand unter einem Winkel A zum Grundabschnitt 20, wie in 1B dargestellt. Der Winkel A kann beispielsweise im Bereich von 110 Grad bis 178 Grad im unkomprimierten Zustand liegen. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 18 ist kompressibel, und die begrenzende Federscheibe 10 ist eine Variante einer Tellerfeder, bei der sich der kegelstumpfförmige Abschnitt 18 biegt, wenn die begrenzende Federscheibe 10 durch einen Bolzen zusammengedrückt wird.
Der Hauptkörperabschnitt 14 der begrenzenden Federscheibe 10 weist auch eine der Grundfläche 20 gegenüberliegende Außenfläche 22 auf, die in einer Außenebene O angeordnet ist. Die Außenebene O ist parallel zur Grundebene B. Die Außenfläche 22 und die Außenebene O sind um einen Abstand D vom kegelstumpfartigen Abschnitt 18 versetzt. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 18 definiert eine kreisförmige Außenkante 24, die von der Grundebene B und der Außenebene O versetzt ist. Die kreisförmige Außenkante 24 liegt in einer Ebene N im unkomprimierten Zustand, wie in 1A-1B dargestellt. Somit ist die Ebene N gegenüber den Ebenen B und O versetzt und parallel dazu.
Der Hauptkörperabschnitt 14 weist eine Hauptkörperdicke T auf. Die Hauptkörperdicke T erstreckt sich zwischen der Grundfläche 20 und der Außenfläche 22. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 18 weist eine Beindicke U auf. Die Hauptkörperdicke T ist dicker als die Beindicke U des kegelstumpfförmigen Abschnitts 18; und in dem dargestellten Beispiel ist die Hauptkörperdicke T wesentlich größer als die Beindicke U. So kann beispielsweise die Hauptkörperdicke T doppelt so dick oder anderthalb Mal so dick sein wie die Beindicke U. Die größere Dicke T des Hauptkörperabschnitts 14 erzeugt das Begrenzungsmerkmal 12, ein Abstandsmerkmal, das sich vom kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 nach außen in die in 1B dargestellte Richtung Z erstreckt. Im Beispiel von 1A-1B definiert der Hauptkörperabschnitt 14 einen festen Ring mit der Hauptkörperdicke T.
Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B ist die begrenzende Federscheibe 10 in der Bolzenanordnung 30 eingebaut dargestellt. 2B ist eine Nahaufnahme des Abschnitts von 2A, der entlang der Linien 2B-2B aufgenommen wurde, um die veranschaulichten Elemente genauer zu zeigen. Die Bolzenanordnung 30 beinhaltet einen Bolzen 32, der einen Bolzenkopf 34 und einen Schaft 36 aufweist. Der Bolzenschaft 36 weist typischerweise einen Gewindeabschnitt 38 auf. Der Bolzenschaft 36 durchläuft die Scheibenöffnung 16 innerhalb des Hauptkörperabschnitts 14 der begrenzenden Federscheibe 10.
Die Bolzenanordnung 30 beinhaltet ferner einen Begrenzer 40, der innerhalb einer Öffnung 41 positioniert ist, die innerhalb eines Bauteils 42 ausgebildet ist, wobei der Bauteil 42 ein Flansch eines Ansaugkrümmers sein könnte. Der Begrenzer 40 kann in das Bauteil 42 eingepresst werden, um eine strukturelle Unterstützung für das Bauteil 42 zu gewährleisten. Alternativ kann der Begrenzer 40 lose in das Bauteil 42 eingeschoben werden und durch eine Rückhaltevorrichtung fixiert werden. Der Begrenzer 40 ist im Allgemeinen aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, gebildet. Das Bauteil 42 kann aus einem metallischen Werkstoff oder einem Verbundwerkstoff gebildet sein. Das Verbundmaterial kann ein Verbundkunststoff sein, wie beispielsweise ein kurzglasfaserverstärktes Nylon. Die begrenzende Federscheibenanordnung 10 wird vorzugsweise aus einem Federstahl gebildet, der typischerweise eine sehr hohe Streckgrenze aufweist, wie beispielsweise eine Stahllegierung, die einen relativ geringen Anteil an Mangan und einen mittleren oder hohen Anteil an Kohlenstoff aufweist.
Der Begrenzer 40 ist im Allgemeinen zylindrisch geformt und hat eine durchgehende Öffnung 44. Im dargestellten Beispiel erstreckt sich der Begrenzer 40 über die Oberseite 46 des Flansches oder des Bauteils 42 hinaus. Der Gewindeabschnitt 38 der Bolzenwelle 36 durchläuft die Öffnung 44 des Begrenzers 40 und wird in eine andere Komponente 48 eingeschraubt, um das Bauteil 42 mit der Komponente 48 zu verbinden. So könnte beispielsweise die Komponente 48 ein Motorzylinder sein, an dem die Bolzenanordnung 30 einen Ansaugkrümmerflansch befestigt, der das Bauteil 42 ist. Es ist jedoch zu beachten, dass das Bauteil 42 und die Komponente 48 andere Elemente sein können, wie beispielsweise Teile einer Wasserpumpe. Die hierin beschriebene begrenzende Federscheibe 10 ist besonders vorteilhaft, wenn sie an Verbindungselementen aus ungleichen Materialien verwendet wird, wie z.B. das Verbinden einer metallischen Komponente 48 mit einem Verbundteil 42.
Beim Anziehen und Einschrauben des Bolzens 32 in das Bauteil 48 übt der Bolzenkopf 34 eine Last auf die begrenzende Federscheibe 10, den Begrenzer 40 und das Bauteil 42 aus. Ohne das Begrenzungsmerkmal 12, das durch den Hauptkörperabschnitt 14 der begrenzenden Federscheibe 10 gebildet wird, würde die Kontaktfläche 50 des Bolzenkopfs 34 den kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 berühren und eine unerwünschte Last an der Verbindung 52 zwischen dem Hauptkörperabschnitt 14 und dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 ausüben. Darüber hinaus kann das vollständige Weglassen der begrenzenden Federscheibe 10 zu einer Beschädigung des Bauteils 42 führen, insbesondere wenn das Bauteil 42 aus einem Verbundwerkstoff und der Bolzen 32 aus Metall besteht. Das Begrenzungsmerkmal 12 beseitigt diese Probleme jedoch.
Beim Anziehen der Bolzen 32 belastet der Bolzenkopf 34 die begrenzende Federscheibe 10 durch das Begrenzungsmerkmal 12. Die begrenzende Federscheibe 10 ist in Kontakt mit dem Begrenzer 40, dem Bolzen 32 und dem Bauteil 42 angeordnet, und somit wird die durch die begrenzende Federscheibe 10 aufgebrachte Last von dem Bolzen 32 auf den Begrenzer 40 und auf das Bauteil 42 übertragen. Insbesondere wird die Last von dem Bolzen 32 auf das Begrenzungsmerkmal 12 der begrenzenden Federscheibe 10 übertragen. Die begrenzende Federscheibe 10 überträgt dann einen ersten Abschnitt der Last auf den Begrenzer 40 durch den Hauptkörperabschnitt 14 und einen zweiten Abschnitt der Last auf das Bauteil 42 durch den kegelstumpfförmigen Abschnitt 18, um die Bolzenanordnung 30 so zu stabilisieren, dass verhindert wird, dass sich der Bolzen 32 von der Bolzenanordnung 30 löst. Somit wird ein erster Teil der Gesamtlast von dem Bauteil 42 und ein zweiter Teil der Gesamtlast von dem Begrenzer 40 aufgenommen.
In dem veranschaulichten Beispiel ist die auf den Begrenzer 40 wirkende Last größer als die auf das Bauteil 42 wirkende Last. So kann beispielsweise in verschiedenen Anordnungen die auf den Begrenzer 40 ausgeübte Last mindestens 54 % der Gesamtlast betragen, die auf die Bolzenanordnung 30 mit dem Bolzen 32 ausgeübt wird, wobei die auf das Bauteil 42 ausgeübte Last 46 % oder weniger der Gesamtlast beträgt. In einigen Beispielen kann die auf den Begrenzer 40 ausgeübte Last mindestens 55 % der auf die Bolzenanordnung 30 ausgeübten Gesamtlast betragen, wobei die auf das Bauteil 42 ausgeübte Last 45 % oder weniger der Gesamtlast ausmacht. Dadurch wird die Beschädigung des Bauteils 42 minimiert oder beseitigt, insbesondere wenn das Bauteil 42 ein Flansch aus Verbundwerkstoffen ist.
Wenn die Bolzenanordnung 30 mit angezogenem Bolzen 32 montiert wird, ist die Kontaktfläche 50 des Bolzenkopfs 34 frei von Kontakt mit dem Begrenzer 40, so dass der Bolzenkopf 34 den Begrenzer 40 nicht zusammendrückt. Darüber hinaus ist die Kontaktfläche 50 des Bolzenkopfs 34 frei von Kontakt mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 der begrenzenden Federscheibe 10, so dass der Bolzenkopf 34 weder direkt gegen die Verbindung 52 zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 und dem Hauptkörperabschnitt 14 noch gegen einen Teil des kegelstumpfförmigen Abschnitts 18 drückt oder berührt.
Die erfinderische begrenzende Federscheibe 10 sorgt für eine stabile Übertragung der Last vom Bolzen 32. So ist beispielsweise die Grundfläche 20 des Hauptkörperabschnitts 14 der begrenzenden Federscheibe 10 flach und innerhalb der Grundebene B angeordnet. Der Begrenzer 40 definiert eine Oberseite 54 in einer oberen Ebene P. Die obere Ebene P ist koplanar mit der Grundebene B, so dass die Grundfläche 20 der begrenzenden Federscheibe 10 flach gegen die Oberseite 54 des Begrenzers 40 gedrückt wird.
Darüber hinaus berührt die Kontaktfläche 50 des Bolzenkopfs 34 flach die Außenfläche 22 des Hauptkörperabschnitts 14 der begrenzenden Federscheibe 10. Insbesondere ist die Kontaktfläche 50 in einer Kontaktfläche C angeordnet, und die Kontaktfläche 50 kontaktiert die Außenfläche 22 des Hauptkörperabschnitts 14 der begrenzenden Federscheibe 10, die flach ist und in der Außenebene O angeordnet ist. Die Außenebene O ist koplanar zur Kontaktfläche C, so dass die Außenfläche 22 der begrenzenden Federscheibe 10 flach gegen die Kontaktfläche 50 des Kopfes 34 der Bolzen 32 gedrückt wird. Ein solcher flacher Kontakt zwischen der Kontaktfläche 50 der Bolzen und der Außenfläche 22 des Hauptkörperabschnitts 14 sowie zwischen der Oberseite 54 des Begrenzers 40 und der Grundfläche 20 des Hauptkörperabschnitts 14 sorgt für eine stabile Verbindung, die durch die Bolzenanordnung 30 gebildet wird.
Weitere Stabilität bietet der kegelstumpfförmige Abschnitt 18, der das Bauteil 42 kontaktiert. Da kein direkter Kontakt zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 oder dem Verbindungsabschnitt 52 und der Bolzen 32 besteht, ist der durch den kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 erzeugte Biegearm länger, als es der Fall wäre, wenn der Bolzenkopf 34 einen Teil des kegelstumpfförmigen Abschnitts 18 berühren und gegen ihn drücken würde. Der Biegearm kann sich vom Verbindungsabschnitt 52 bis zur kreisförmigen Außenkante 24 des kegelstumpfförmigen Abschnitts 18 erstrecken. Die größere Biegearmlänge sorgt für mehr Toleranzabweichung. Da die Biegearmlänge am Verbindungsabschnitt 52 beginnen kann, wird der Bauraum reduziert, da die Länge so lang ist, wie es für die Größe des vorgesehenen kegelstumpfförmigen Abschnitts 18 möglich ist, und nicht durch einen Biegearm, der an einem Punkt entlang der Länge des kegelstumpfförmigen Abschnitts 18 beginnt, zusätzliche Länge benötigt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine weitere Variante einer begrenzenden Federscheibe 110 in einer halben Querschnittsansicht dargestellt. Es ist zu verstehen, dass die begrenzende Federscheibe 110 anstelle der in der Bolzenanordnung 30 der 2A-2B dargestellten begrenzenden Federscheibe 10 verwendet werden kann. Sofern die begrenzende Federscheibe 110 nicht als von der begrenzenden Federscheibe 10 verschieden beschrieben wird, ist außerdem zu beachten, dass die vorstehende Beschreibung in Bezug auf die begrenzende Federscheibe 10 auch für die begrenzende Federscheibe 110 gilt. Im dargestellten Beispiel ist die begrenzende Federscheibe 110 zwischen dem Bolzen 32 und dem Begrenzer 40 und dem Bauteil 42 zusammengepresst dargestellt. Dementsprechend wird der kegelstumpfförmige Abschnitt 118 in 3 komprimiert.
Anstatt einen einzigen festen Ring zu haben, der den Hauptkörperabschnitt 14 bildet, wie in 1B dargestellt, weist die begrenzende Federscheibe 110 von 3 einen Hauptkörperabschnitt 114 auf, der einen Innenabschnitt 158 und einen Außenabschnitt 160 beinhaltet. Der Hauptkörperabschnitt 114 weist noch eine ebene Grundfläche 120 auf, die in diesem Beispiel auf dem Innenabschnitt 158 angeordnet ist. Der Hauptkörperabschnitt 114 weist eine ebene Außenfläche 122 auf, die auf dem Außenabschnitt 160 angeordnet ist. Im Idealfall sind die Grundfläche 120 und die Außenfläche 122 parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander.
Der Außenabschnitt 160 wird über einen Verbindungsabschnitt 162 auf den Innenabschnitt 158 gefaltet. Somit weist der Außenabschnitt 160 eine Innenfläche 164 und der Innenabschnitt 158 eine Außenfläche 166 auf, die zusammen, in Kontakt miteinander und parallel zueinander angeordnet sind.
Die Hauptkörperdicke T1 ist definiert als die Ausdehnung durch den inneren und äußeren Abschnitt 158, 160. Die Dicke U2 des kegelstumpfförmigen Abschnitts 118 ist kleiner als die Hauptkörperdicke T1. Insbesondere haben in diesem Beispiel jeder der inneren und äußeren Abschnitte 158, 160 die Dicke U1, und somit ist die Dicke T1 des Hauptkörperabschnitts 14 doppelt so groß wie U1. Somit erzeugt der umgebogene Außenabschnitt 160 einen Abstand mit einer Dicke U1, der zu einem begrenzenden Druckmerkmal 112 der begrenzende Federscheibe 110 führt.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist lediglich exemplarischer Natur und Abweichungen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegen. Solche Abweichungen sind nicht als Abweichung von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.

Claims

Eine begrenzende Federscheibe, umfassend: einen Hauptkörperabschnitt, der eine durch diesen hindurch angeordnete Öffnung definiert, wobei der Hauptkörperabschnitt eine Hauptkörperdicke aufweist; einen Seitenabschnitt, der sich von dem Hauptkörperabschnitt erstreckt, wobei der Seitenabschnitt eine Beindicke aufweist, wobei die Hauptkörperdicke größer als die Beindicke ist.
Eine begrenzende Federscheibe nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörperabschnitt eine ebene Grundfläche aufweist, die in einer Grundebene angeordnet ist, wobei der Seitenabschnitt kegelstumpfförmig ist und sich in einem nicht komprimierten Zustand in einem Winkel zum Grundabschnitt erstreckt, wobei der Winkel im Bereich von 110 Grad bis 178 Grad liegt, wobei der Hauptkörperabschnitt eine der Grundfläche gegenüberliegende Außenfläche aufweist und in einer zur Grundebene parallelen Außenebene angeordnet ist, wobei sich die Hauptkörperdicke zwischen der Grundfläche und der Außenfläche erstreckt, wobei die Außenfläche und die Außenebene von dem Seitenabschnitt versetzt sind, wobei der Seitenabschnitt eine kreisförmige Außenkante definiert, die von der Grundebene und der Außenebene versetzt ist.
Die begrenzende Federscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hauptkörperabschnitt einen festen Ring mit der Hauptkörperdicke definiert.
Die begrenzende Federscheibe nach Anspruch 2, wobei der Hauptkörperabschnitt einen Innenabschnitt und einen Außenabschnitt umfasst, wobei die Grundfläche auf dem Innenabschnitt und die Außenfläche auf dem Außenabschnitt angeordnet ist, wobei der Außenabschnitt über einen Verbindungsabschnitt auf den Innenabschnitt gefaltet ist und die Hauptkörperdicke so definiert ist, dass sie sich sowohl durch den Innen- als auch den Außenabschnitt erstreckt.
Die begrenzende Federscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die begrenzende Federscheibe aus einem Federstahl gebildet ist.
Eine Bolzenanordnung, umfassend: ein Bauteil, das eine durch dieses hindurch angeordnete Bauteilöffnung definiert; einen Bolzen, der konfiguriert ist, um das Bauteil an einem Gegenstand zu befestigen; einen Begrenzer, der innerhalb der Bauteilöffnung angeordnet ist; eine begrenzende Federscheibe, die in Kontakt mit dem Begrenzer, dem Bolzen und dem Bauteil angeordnet ist, wobei die begrenzende Federscheibe umfasst: einen Hauptkörperabschnitt, der eine durch diese hindurch angeordnete Scheibenöffnung definiert, wobei der Hauptkörperabschnitt eine Hauptkörperdicke aufweist; einen kegelstumpfförmigen Abschnitt, der sich von dem Hauptkörperabschnitt erstreckt, wobei der kegelstumpfförmige Abschnitt eine Beindicke aufweist, wobei die Hauptkörperdicke größer als die Beindicke ist, wobei der Bolzen konfiguriert ist, um eine Gesamtlast aufzubringen, wobei ein erster Teil der Gesamtlast von dem Bauteil absorbiert wird und ein zweiter Teil der Gesamtlast von dem Begrenzer absorbiert wird.
Die Bolzenanordnung nach Anspruch 6, wobei der Bolzen einen Kopf und eine Welle umfasst, wobei der Begrenzer eine durch diesen hindurch angeordnete Begrenzungsöffnung dadurch definiert, wobei die Welle innerhalb der Begrenzungsöffnung und durch die Scheibenöffnung angeordnet ist, wobei der Kopf eine Kontaktfläche aufweist, die den Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe berührt, wobei die Kontaktfläche frei von Kontakt mit dem Begrenzer ist, wobei die Kontaktfläche frei von Kontakt mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt der begrenzenden Federscheibe ist.
Die Bolzenanordnung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe eine ebene Grundfläche aufweist, die in einer Grundebene angeordnet ist, wobei der Begrenzer eine Oberseite in einer oberen Ebene definiert, wobei die obere Ebene koplanar mit der Grundebene ist, so dass die Grundfläche der begrenzenden Federscheibe flach gegen die Oberseite des Begrenzers gedrückt wird, der Hauptkörperabschnitt der begrenzende Federscheibe eine der Grundfläche gegenüberliegende Außenfläche aufweist, die in einer zur Grundebene parallelen Außenebene angeordnet ist, wobei sich die Hauptkörperdicke zwischen der Grundfläche und der Außenfläche erstreckt, wobei der Bolzen einen Kopf und einen Schaft umfasst, wobei der Kopf eine in einer Kontaktebene angeordnete Kontaktfläche aufweist, die Kontaktfläche die Außenfläche des Hauptkörperabschnitts der begrenzenden Federscheibe berührt, wobei die Außenebene koplanar mit der Kontaktebene ist, so dass die Außenfläche der begrenzenden Federscheibe flach gegen die Kontaktfläche des Bolzenkopfs gedrückt wird, wobei sich der kegelstumpfförmige Abschnitt in einem Winkel in Bezug auf den Grundabschnitt der begrenzenden Federscheibe erstreckt, wobei der Winkel im Bereich von 110 Grad bis 178 Grad liegt, wobei der kegelstumpfförmige Abschnitt das Bauteil berührt, wobei die Außenfläche der begrenzenden Federscheibe und die Außenebene von dem kegelstumpfförmigen Abschnitt der begrenzenden Federscheibe versetzt sind, wobei der kegelstumpfförmige Abschnitt der begrenzenden Federscheibe eine kreisförmige Außenkante definiert, die von der Grundebene und der Außenebene versetzt ist, wobei das Bauteil aus einem Verbundmaterial und der Begrenzer aus einem metallischen Material gebildet ist, und wobei mindestens 54% der Gesamtlast durch den Begrenzer absorbiert werden.
Die Bolzenanordnung nach Anspruch 6, Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe einen festen Ring mit der Hauptdicke definiert.
Die Bolzenanordnung nach Anspruch 6, Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei der Hauptkörperabschnitt der begrenzenden Federscheibe einen Innenabschnitt und einen Außenabschnitt umfasst, wobei die Grundfläche auf dem Innenabschnitt und die Außenfläche auf dem Außenabschnitt angeordnet sind, wobei der Außenabschnitt über einen Verbindungsabschnitt auf den Innenabschnitt gefaltet ist und die Hauptkörperdicke definiert ist, indem sie sich sowohl durch den Innen- als auch den Außenabschnitt erstreckt.