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"Tellerfeder, insb. für Reibungskupplungen"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tellerfeder insb. für
Reibungskupplungen.
Es ist bekannt, Reibungskupplungen mit
Tellerfedern zu versehen.
Die besondere Kennung,dieser Fe-
derart bietet für diesen Anwendungsfall
manche Vorteile.
Da die Tellerfedern bei der Einfederung
ihren Außendurchmesser und auch ihren Innendurchmesser verändern,
ist es je-
doch schwierig' eine zuverlässige Zentrierung
gegenüber der
Kupplungsachse zu erzielen. Die Zentrierung
der Tellerfeder
ist aber besonders wichtig, weil durch ein seitliches Ver-
schieben
der Tellerfeder Unwuchten in der Kupplung entstehen,
die bei höheren
Drehzahlen nicht zulässig sind. Andererseits
ist es für die wirtschaftliche
Anwendung der Tellerfedern
notwendig, daßl,dieselben zur Übertragung
-des Drehmomentes
von einem Kupplungsteil auf einen anderen mit herangezogen
werden
können.
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Die Tellerfeder nach der Erfindung ist besonders geeignet für
den beschriebenen Anwendungsbereich und bietet hinsicht- lich ihrer Herstellung
besondere Vorteile. Nach der Erfindung sind mindestens am äußeren Rand
der Teilerfeder, welche im ungespannten Zustand kegelstumpfförmigist,
muschelförmige Vertiefungen konzentrisch angeordnet.
Die muschelförmigen
Vertiefungen sind vorzugsweise symmetrisch am Umfang verteilt angeordnet.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an der
Innen= Bohrung der Tellerfeder an. sich bekannte radiale Schlitze,
vorzugsweise symmetrisch angebracht. Biese können mit ver-
schiedener
Scheiteltiefe ausgeführt sein, wobei den muschelförmigen Vertiefungen
am äußeren Rand Schlitze mit geringerer
Scheiteltiefe zugeordnet sind.
Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung können die durch die
Radi_alschlitze
gebildeten zungenförmigen Verlängerungen der
Tellerfeder
abgebogen sein.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Umfang der Tellerfeder die
Form eines regelmäßigen Vieleckes hat, und daß die muschelförmigen Vertiefungen
jeweils in den Ecken angebracht sind. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der
ideelle Mittelpunkt der muschelförmigen Vertiefungen bei der Einbauvorspannung annähernd
in der Abstütz-Ebene des- anderen Endes des Kegelmantels angeordnet. Besonders vorteilhaft
ist eine Ausbildung der Tellerfeder, bei der mindestens einige der muschelförmigen
Vertiefungen zu zungenförmigen Ansätzen verlängert sind. Die Tellerfeder nach der
Erfindung bringt eine Anzahl beachtlicher Vorteile bei der Anwendung als Anpressfeder
von Reibungskupplungen: Sie läßt sich ohne besondere Hilfseinrichtungen selbstzentrierend
einsetzen und dabei zur Ubertragung von Drehmomenten von einem Kupplungsteil auf
den anderen verwenden. Durch die muschelförmigen Vertiefungen kann die Charakteristik
vorteilhaft beeinflußt werden. Infolge der Vieleckform mit in den Ecken angebrachten
muschelförmigen Vertiefungen läßt sich trotz geringem Außendurchmesser ein größeres
elastisches Arbeitsvermögen erzielen. In die muschelförmigen Vertiefungen können
vorzugsweise Mitnehmer eingelegt werden, welche einerseits die Selbstzentrierung
der Kupplung und andererseits eine oft erwünschte Selbstregelung der Anpreßkraft
in Abhängigkeit vom Drehmoment bzw. vom Reibungsbeiwert-des-Kupplungsbelages herbeiführen.
Der Federweg der Tellerfeder kann in dem gewünschten Maße vergrößert werden, wodurch-
die genannte Selbstregelung wesentlich erleichtert wird. Dadurch, daß die Spannungsfelder
in dem Ringteil der Tellerfeder verändert werden, können den typischen Spannungsfeldern
einer in unbelastetem Zustand kegelstumpfförmigen Tellerfeder sektorenweise Biegungseinflüsse
überlagert werden. Die letzteren reduzieren dabei die Spannungsspitzen in der Nähe-der
Vertiefungen.
Die Tellerfedern nach der Erfindung sind hierdurch
auch nicht so stark wie bekannte Tellerfedern in ihrer Kennung abhängig von .der
Blechstärke, der Neigung des Ringteiles und cleir Eigenspannungsfeldern. Bei der
Serienherstellung können daher wesentlich gröbere Abmaße zugelassen werden. Auch
hat sich gezeigt, daß der Verlauf der Kennlinie zwar wie üblich über Durchmesserverhältnis,und
Neigung des eigentlichen Ringteiles vorgegeben wird; die Absolutwerte der Kräfte
können bei verschiedenen Federwegen durch die neuartige Gestaltung jedoch leichter
als bisher in engen Grenzen gehalten werden. Schließlich kann eine bisher kaum mögliche
gleichzeitige Übertragung von Axial-, Radial- und Umfangskräften erzielt werden,
weil die besondere Form der muschelförmigen Vertiefungen es erlaubt, einerseits
einen gewissen Formschluß für die Kraftübertragung zu erzielen, zugleich aber kinematisch
die Durchmesseränderung des Außenrandes bei wechselnder Einfederung weitgehend auszugleichen.
Ohne wesentlichen Einfluß auf die Axialkräfte kann über einen gewissen Federwegbereich
zur zuverlässigen konzentrischen Führung der durch die Feder verbundenen Bauteile
eine Radialvorspannung erzielt werden. In einem anderen Teil des Federwegbereiches
kann außerdem über eine stärkere Radialvorspannung auch die Axial-Federkennung beeinflußt
werden. Die besondere Formgebung der Tellerfedern nach der Erfindung mit muschelförmigen
Vertiefungen ermöglicht es ferner, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung diese
oder an ihnen noch befindliche Ansätze mit zusätzlichen Kräften zu be- oder entlasten,
ohne dadurch unzulässig große Änderungen der Spannungsfelder*zu bewirken. Hierdurch
können die muschelförmigen Vertiefungen oder die an diesen befindlichen Ansätze
als zusätzliche Trag-, Stütz- oder Führungspunkte dienen, so z.B. für die Ausriickeinrichtung
oder für Hilfsglieder, z.B. Hilfsfedern. Dazu können zungenförmige Ansätze an den
muschelförmigen Vertiefungen von besonderem Vorteil sein,- weil sie bei. Federwegen
der Tellerfeder noch gewisse Relativbewegungen zum übrigen Teil der Feder ausführen.
Dadurch eignen sie sich auch z.B. zum
kinematischen Ausgleich von
Teilbewegungen innerhalb einer Reibungskupplung sowie zur Aufnahme von Hilfsfederkräften,
z.B. zum Ausgleich von Kraftänderungen bei Verschleiß. Eine gleichartige Wirkung
kann bei anderen Proportionen und Arbeitsbereichen solcher Federn durch muschelartige
Vertiefungen am inneren Rand der Tellerfeder erreicht werden. Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Figur 1 zeigt einen Mittelschnitt der Tellerfeder; Figur 2 zeigt einen
Teilschnitt durch den Kegelmantel mit einer anderen Ausbildung; Figur 3 zeigt eine
Tellerfeder nach det Erfindung, perspektivisch gesehen. Die im ungespannten,Zustand
kegelstumpfförmige Tellerfeder hat nach Fg. 1 am Außenrand muschelförmige Vertiefungen
1. An der rechten Seite der in Figur 1 dargestellten Tellerfeder ist an der muschelförmigen
Vertiefung 1 ein zungenförmiger Ansatz 2 angebracht, welcher hier gegen den Boden
der Vertiefung 1 nochmals abgesetzt ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist
die zungenförmige Verlängerung 2 ohne diese Absetzung gegenüber dem Boden der muschelförmigen
Vertiefung 1 angebracht. Am Innenrand der Tellerfeder nach Figur 1 und Figur 3 sind
Radial-Schlitze verschiedener Scheiteltiefe und auch verschiedener Breite 3 vorgesehen.
Die Radial-Schlitze mit der geringeren Scheiteltiefe sind jeweils den muschelförmigen
Vertiefungen 1 zugeordnet. Die durch diese Radial-Schlitze entstehenden Zungen am
Innenrand des Kegelmantels können gegebenenfalls nach der einen oder anderen Seite
abgebogen sein, falls die Anordnung der Tellerfeder oder sonstige konstruktive Gründe-dieses
erfordern. Diese Abbiegung ist der Einfachheit halber bei den gezeichneten Tellerfedern
weggelassen worden. Bei der Tellerfeder, deren Schnitt durch den Kegelmantel in
Figur 2 dargestellt ist, sind innen und außen muschelförmige Vertiefungen 1 angebracht,
Die Form der muschelförmigen Vertiefungen ist jeweils so gewählt, daß der ideelle
Mittelpunkt
der Vertiefung in der Abstütz-Ebene des anderen Randes
des Kegelmantels liegt. Als Abstütz-Ebene ist entweder die Auflagekante oder -Fläche
der Tellerfeder an ihrem Innenrand anzusehen oder bei dem Ausführungsbeispiel Nr.
Z jeweils der ideelle Mittelpunkt der innen oder außen angebrachten muschelförmigen
Vertiefungen. Die beschriebene Lage des ideellen Mittelpunktes versteht sich bei
der durch den Einbau jeweils gegebenen Vorspannung. Durch diese Maßnahme wird erreicht,
daß bei der im Betrieb vorkommenden Spannungsänderung die Veränderung des Abstütz-Halbmessers
am kleinsten bleibt, so daß die oben erwähnte genaue Zentrierung auch bei dem jewelligen
Spannungszustand.aufrecht erhalten wird. Es ist somit möglich, die Tellerfeder außer
mit einer axialen zusätzlich mit einer radialen Vorspannung einzubauen. Diese ist
dann besonders vorteilhaft, wenn die Tellerfeder als Kupplungsfeder einer Reibungskupplung
Anwendung findet. Sie kann dann zugleich die Zentrierung eines oder mehrerer Teile
der Kupplung übernehmen. Durch eine relativ geringe radiale Vorspannung der Tellerfeder
kann dabei die Abnutzung an den Abstützgliedern in gewissen Grenzen ausgeglichen
werden, so daß die genaue Zentrierung auch bei längerem Betrieb sichergestellt bleibt.
Über eine stärkere radiale Vorspannung kann darüber hinaus auch die Kennung der
Tellerfeder in gewissen Grenzen verändert werden.