DE1273267C2 - Tellerfeder - Google Patents

Description

Spiel zwischen dem Führungsgehäuse und den Tellerfedern) nicht mehr erforderlich ist Die Folge davon ist eiwe weiter reduzierte Reibung in der Federsäule, eine weitgehend gleichmäßige Einfederung und Beanspruchung aller Tellerfedern einer Tellerfedersäule und eine erhebliche Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig.l einen Schrift durch eine Tellerfeder mit einem im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt,

Fig.2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Pig. l,

F i g. 3 und 4 jeweils einen Schnitt durch verschiedene Ausführungsformen von innen geführten Tellerfedem mit etwa rechteckigem Ringquerschnitt,

F i g. 5 und 6 jeweils einen Schnitt durch verschiedene Ausführungsformen von außen geführten Tellerfedern mit etwa rechteckigem Ringquerschnitt,

Fig.7 eine Darstellung der Einfederung bei einer innen geführten Tellerfeder und

Fig.8 eine Darstellung der Einfederung bei einer außen geführten Tellerfeder.

Die in den Figuren dargestellten Tellerfedern weisen einen rechteckigen Ringquerschnitt 1 auf und werden auf einem Führungsbolzen 2 (F i g. 3, 4 und 7) bzw. in einem Führungsgehäuse 3 (F i g. 5,6 und 8) geführt.

Wie dargestellt, weist jeweils die dem Führungsbolzen 2 (Fig. 3, 4 und ⁷) bzw. die dem Führungsgehäuse 3 (Fig.5, 6 und 8) zugewandte Begrenzung 4 des Ringquerschnitts 1 einen Kreisbogen 5 auf, dessen Kreismittelpunkt 6 im Stülpmittelpunkt 7 liegt. Im übrigen geht der Kreisbogen 5 wenigstens über einen Winkelbereich, der durch zwei durch den Stülpmittelpunkt 7 gelegte, senkrecht zur Tellerfederachse 9 verlaufende Geraden 10, 11 bestimmt ist, wobei die erste Gerade 10 im unbelasteten Zustand und die zweite Gerade 11 bei maximaler Einfederung fm*x durch den Stülppunkt 7 gelegt ist (vgl. die F ig. 7 und 8).

Die Fig. 3, 4 bzw. 5, 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tellerfeder in bezug auf die an den Kreisbogen 5 angrenzenden \bschnitte 12 und 13 der dem Fuhrungsbolzen 2 (Fig.3 und 4) bzw. der dem Führungsgehause 3 (Fig.5 und 6) zugewandten Begrenzung 4 des Ringquerschnitts 1. Der zwischen dem Eckpunkt 1 des Ringquerschnitts 1 (Fig.3 und 4) bzw. dem Eckpunkt UI des Ringquerschnitts 1 (Fig.5 und 6) und dem Kreisbogen 5 liegende Abschnitt 12 der Begrenzung 4 verläuft jeweils parallel zu der dem Führungsbolzen 2 bzw. dem Führungsgehäuse 3 abgewandten Begrenzung 14 des Ringquerschnitts. Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 3 und 4 sowie 5 und 6 sind die Abschnitte 13 der Begrenzung 4 kreisbogenförmig ausgeführt. Dabei handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig.3 und 5 bei den kreisbogenförmigen Abschnitten 13 um Verlängerungen des Kreisbogens 5; mit anderen Worten ist der Krümmungsradius der kreisbogenförmigen Abschnitte 13 in den Ausfuhrungsbeispielen nach den Fig.3 und 5 der gleiche wie der des Kreisbogens 5. Dagegen ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig.4 und 6 der kreisbogenform.ge Abschnitt 13 stärker gekrümmt als der Kreisbogen 5; der Kreismiuelpunkt 15 der kreisbogenförmigen Abschnitte 13 liegt in den Ausführungsbeispielen nach den Fig 4 und 6 auf der durch den Stülpmittelpunkt 7 gelegten, senkrecht zur Tellerfederachse 9 verlaufenden Geraden 10.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tellerfeder mit einem rechteckigen, trapezförmigen oder ähnlichen Ringquerschnitt, die auf einem Führungsbolzen oder in einem Führungsgehäuse geführt wird und bei der die dem Führungsbolzec bzw. dem Führungsgehäuse zugewandte Begrenzung des Ringquerschnitts einen Kreisbogen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreismittelpunkt (6) des Kreisbogens (5) im Stülpmittelpunkt (7) liegt und der Kreisbogen (5) wenigstens über einen Winkelbereich geht, der durch zwei durch den Stülpmittelpunkt (7) gelegte, senkrecht zur Tellerfederachse (9) verlaufende Geraden (10, II) bestimmt ist, wobei die erste Gerade (10) im unbelasteten Zustand und die zweite Gerade (U) bei maximaler Einfederung (fmx) durch den Stülpmittelpunkt (7)gelegt ist.

   Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder mit einem rechteckigen, trapezförmigen oder ähnlichen Ringquerschnitt, die auf einem Führungsbolzen oder in einem Führungsgehäuse geführt wird und bei der die dem Führungsbolzen bzw. dem Führungsgehäuse zugewandte Begrenzung des Ringquerschnitts einen Kreisbogen aufweist (vgl. die eingetragenen Unterlagen des DT-Gbm18 44 847).

   Bekannte Tellerfedern der in Rede stehenden Art sind in bezug auf ihren Ringquerschnitt so ausgeführt, daß sich beim Zusammendrücken, d.h. also beim Aufbringen der Federkraft, der Innendurchmesser verringert und der Außendurchmesser vergrößert (vgl. DIN 2093, Ausgabe April 1967, wo es unter 4.4. Spiel zwischen Führungsbolzen und Innendurchmesser Di heißt: »Da sich der Innendurchmesser Di beim' Zusammendrücken der Tellerfeder verringert, ist bei Führung am Innendurchmesser ein Spiel zwischen Führungsbolzen und Di erforderlich. Hierfür werden folgende Werte empfohlen: ...«). Das wegen der Verringerung des Innendurchmessers erforderliche Spiel zwischen dem Führungsbolzen und den zumeist zu Tellerfedersäulen zusammengebauten Tellerfedern hat zwischen den einzelnen Tellerfedern untereinander sowie den Tellerfedern und dem Führungsbolzen bzw. dem Führungsgehäuse Reibung zur Folge. Diese Reibung hat trotz guter Schmierung der Tellerfedersäu-Ie einen nicht unerheblichen Arbeitsverlust zur Folge, den man auch als Hysteresisverlust oder Dämpfungsarbeit bezeichnet. Infolge der Reibung werden bei einer Tellerfedersäule die Tellerfedern am ruhenden Ende der Telierfedersäule weniger, die Tellerfedern am bewegten Ende der Tellerfedersäute stärker zusammengedrückt und !.ansprucht, als dies dem errechneten Wert entspricht. Deshalb treten, insbesondere bei dynamisch beanspruchten Tellerfedersäulen, Brüche der einzelnen Tellerfedern fast immer am bewegten Ende der Tellerfedersäule auf (vgl. K.-H. Hertzer »Über die Dauerfestigkeit und das Setzen von Tellerfedern«, Diss. TH Braunschweig, 1959, und »Konstruktion«, 1962, Heft 4, S. 147 bis 153). Die Tellerfedersäule arbeitet folglich unwirtschaftlich, da ihre Dauerschwingfestigkcit durch diejenige der am höchsten beanspruchten Tellerfedern bestimmt ist, während andere Tellerfedern unterbeansprucht sind.

   Aus den zuvor aufgezeigten Gründer haben sich die Hersteller von Tellerfedern seit langem bemüht geeignete Maßnahmen zur Herabsetzung der Reibung in Tellerfedersäulen zu finden.

   Zunächst ging man von der Annahme aus. daß für die Reibung zwischen den Tellerfedern in einer Tellerfeder säule in erster linie Unebenheiten in den Auflagekrei sen verantwortlich seien: die Konsequenz war die Ausrüstung von Tellerfedern größerer Abmessunger mit Auflageflächen. Schon nach dem Entwurf von DIN 2093 vom Juni 1963 wurden für Tellerfedern mit einei Dicke von 3,5 mm und darüber Auflageflächen vorgese hen. In DIN 2093. Ausgabe April 1967, sind füi Tellerfedern mit einer Dicke von 4 mm und darüber die allseitige spanende Bearbeitung und Auflageflächer vorgeschrieben.

   Weiter hat man bereits zur Herabsetzung der Reibung in Teüerfedersäulen besondere Hilfsmittel vorgesehen, nämlich elastische Führungsbolzen, elastische Zwischenglieder zwischen dem Führungsbolzen und den Tellerfedern sowie kugelzentrierte Tellerfe

   dem. Im übrigen ist es seit langem bekannt, bei Tellerfedern zur Verringerung der Reibung zwischen den Tellerfe dem und dem Führungsbolzen bzw. dem Führungsge häuse und zur Verbesserung der Dauerfestigkeit die Kanten am Innendurchmesser oder am Innen- und Außjndurchmesser zu runden. Nach DIN 2093, Ausgabe April 1967, ist für Tellerfedern mit einer Dicke von 1 mm und darüber (Gruppe 2) das Runden der Kanten am Innendurchmesser, für Tellerfedern mit einer Dicke von 4 mm und darüber (Gruppe 3) das Runden der Kanten am Innen- und Außendurchmesser vorgeschrieben. Das Runden der Kanten erfolgt z. B. mit einem Rundungsradius von einem Viertel der Dicke der Tellerfeder (vgl. P. Bühl »Zur Berechnung von Tellerfedern mit Auflageflächen« in »DRAHT-FACHZEITSCHRIFT für das gesamte Gebiet der Drahtherstellung, Drahtbearbeitung, Drahtverarbeitung«, 17. Jahrgang, Heft 10, Oktober 1966).

   Die zuvor beschriebenen, von der Fachwelt bisher ergriffenen Maßnahmen zur Herabsetzung der Reibung in Tellerfedersäulen haben nur teilweise Erfolg gehabt (Auflagefläche und Runden der Kanten) bzw. sind in der Fertigung und/oder Montage aufwendig (besondere Hilfsmittel).

   Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Tellerfeder anzugeben, die zu einer weiteren Reduzierung der Reibung in daraus zusammengebauten Tellerfedersäulen mit einem Führungsbolzen oder einem Führungsgehäuse führt.

   Die erfindungsgemäße Tellerfeder, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kreismittelpunkt des Kreisbogens im Stülpmittelpunkt liegt und der Kreisbogen wenigstens über einen Winkelbereich geht, der durch zwei durch den Stülpmittelpunkt gelegte, senkrecht zur Tellerfederachse verlaufende Geraden bestimmt ist, wobei die erste Gerade im unbelasteten Zustand und die zweite Gerade bei maximaler Einfederung durch den Stülpmittelpunkt gelegt ist.

   Bei der erfindungsgemäßen Tellerfeder bleibt der Innendurchmesser (bei Innenführung) bzw. der Außendurchmesser (bei Außenführung) beim Einfedern praktisch konstant, so daß ein eine Verringerung des Innendurchmessers zulassendes Spiel zwischen dem Führungsbolzen und den Tellerfedern (bzw. ein eine Vergrößerung des Außendurchmessers zulassendes