DE20310423U1

DE20310423U1 - Welldruckfeder, insbesondere für die Federvorspanneinrichtung einer Gleitringdichtungsanordnung

Info

Publication number: DE20310423U1
Application number: DE20310423U
Authority: DE
Original assignee: Burgmann Dichtungswerke GmbH and Co KG
Current assignee: EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2013-07-08

Description

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Welldruckfeder, insbesondere für die Federvorspanneinrichtung einer
Gleitringdichtungsanordnung.

Die Erfindung betrifft eine Welldruckfeder, insbesondere für die Federvorspanneinrichtung einer Gleitringdichtungsanordnung, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Welldruckfedern sind die Ankopplungsendbereiche so ausgerichtet, dass sie auf einem unterliegenden Wellenberg einer gewellten benachbarten Windung aufliegen und dadurch abgestützt sind. Beim Einsatz derartiger Welldruckfedern als Vorspannfeder einer Gleitringdichtungsanordnung wurde häufig ein vorzeitiger Ausfall durch Bruch oder übermässigen Verschleiss unter hohen Schwingungsbelastungen festgestellt. Man hat dies auf Reibung zwischen den Ankopplungsendbereichen und den gewellten Windungen der Welldruckfedern zurückgeführt. Als Abhilfe wurde schon vorgeschlagen, statt eines u &eegr; beschichteten, ein reibungsminimierend, z.B. mit einem PTFE-Kunststoffmaterial beschichtetes Federelement vorzusehen. Damit konnten jedoch keine wesentlichen Verbesserungen in der Standzeit der Welldruckfeder unter schwingenden Belastungen erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Welldruckfeder mit verbessertem Langzeitverhalten unter schwingenden Belastungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach sind, bei Betrachtung in einer Axialrichtung der Welldruckfeder, der

Ankopplungsendbereich an einem axialen Ende der Welldruckfeder zu einem Wellenberg der der betreffenden endseitigen Windung benachbarten Windung und der Ankopplungsendbereich am anderen axialen Ende zu einem Wellental der der betreffenden endseitigen Windung benachbarten Windung ausgerichtet. Dies bedeutet, dass die Ankopplungsendbereiche nicht mehr auf Wellenbergen aufliegen, sondern sich über Bereiche der jeweils benachbarten Windung erstrecken, an denen keine Abstützung der Ankopplungsendbereiche vorliegt, d.h. diese verhalten sich wie frei auskragende Kragarme. Mit dieser Massnahme konnten die mit bekannten Welldruckfedern verbundenen Standzeitprobleme in überraschend einfacher Weise behoben werden, wobei ausserdem auf das Vorsehen von teuren PTFE-Beschichtungen des Federelementes verzichtet werden kann. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens einer der Ankopplungsendbereiche, vorzugsweise beide, in einer im Wesentlichen radialen Ebene angeordnet ist, und dass dabei vorzugsweise die betreffende endseitige Windung im Wesentlichen wellungsfrei plan ausgebildet ist und ebenfalls in der radialen Ebenen liegt. Dadurch können an der Welldruckfeder plane Anbindungsenden geschaffen werden, was den bisher notwendigen Einbau von planen Unterlegscheiben an den Enden der bekannten Welldruckfedern erübrigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Welldruckfeder gemäss der Erfindung,

Fig. 2 die Welldruckfeder nach Fig. 1 in einer Ansicht von links, und

Fig. 3 die Welldruckfeder nach Fig. 1 in einer Ansicht von rechts.

In der Zeichnung trägt die Welldruckfeder nach der Erfindung das allgemeine Bezugszeichen 1. Sie umfasst ein Federelement 2, das vorzugsweise in Gestalt eines

Federbandes aus einem geeigneten Material mit federnder Eigenschaft, wie Stahl, gebildet ist. Das Federelement 2 ist wendelartig um eine virtuelle Umfangsfläche längs einer bestimmte axialen Strecke zu einer Rohrform gewickelt. Die Rohrform kann zylindrisch sein, oder es kann eine konische oder tonnenförmige Konfiguration vorgesehen werden.

Ferner ist das Federelement 2, wie dargestellt, in Umfangsrichtung nach Art einer Sinuswelle gewellt. Andere Wellenformen sind ebenfalls möglich. Es wird dadurch eine Aufeinanderfolge von in Axialrichtung ausgeprägten Wellenbergen und Wellentälern längs des Federelementes 2 gebildet. Dabei ist vorgesehen, dass sich Bereiche des gewellten Federelementes 2 an benachbarten Windungen berühren, während andere Bereiche in einem geeigneten axialen Abstand voneinander gehalten sind. Zu diesem Zweck ist die Wellenlänge bei einer Sinuswellenform so auf den Nenndurchmesser (inneren Durchmesser) der Welldruckfeder abgestimmt, dass zwischen benachbarten Windungen eine Phasenverschiebung um 180° in der Aufeinanderfolge der Wellenberge und Wellentäler vorliegt. Dies bewirkt, dass bei Betrachtung in einer Axialrichtung der Welldruckfeder 1, z.B. in Fig. von der linken zur rechten Seite, jedes Wellental 3 einer Windung 4 einem Wellenberg 5 einer benachbarten Windung 6 gegenüber zu liegen kommt, so dass dazwischen ein Hohlraum 7 gebildet ist, während andererseits jeder Wellenberg 8 der einen Windung 4 in Berührung mit einem Wellental 9 der benachbarten Windung 6 steht. An den Berührungsstellen der betreffenden Windungen 4, 6 wird eine auf die Welldruckfeder 1 einwirkende axiale Druckkraft von Windung zu Windung übertragen, wobei die gebildeten Hohlräume 7 für eine federnde Nachgiebigkeit sorgen.

Im Übrigen ist der vorbeschriebene Aufbau einer Welldruckfeder dem Fahmann grundsätzlich bekannt. Es kann z.B. auf BURGMANN, ABC der Gleitringdichtung, Selbstverlag 1988, Seite 80 verwiesen werden. Daraus geht ferner hervor, dass, wenn erwünscht, benachbarte Windungen an den Berührungsstellen miteinander verbunden, z.B. vernietet, verschweisst oder verlötet, sein können, und dass ferner eine

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Welldruckfeder statt durch ein kontinuierlich gewickeltes einzelnes Federelement 2 auch durch eine Aneinanderreihung von ringförmigen Einzelwindungen, jeweils aus einem Federelement gebildet sein kann.

Wie Fig. 1 bis 3 zeigen, sind Ankopplungsendbereiche 10 bzw. 11 an den axialen Enden der Welldruckfeder 1 vorgesehen, an denen diese an benachbarten Bauteilen einer Gerätschaft (nicht gezeigt) abgestützt werden kann. Insbesondere sind die Ankopplungsenbereiche 10, 11 an endseitigen Windungen 12, 13 des Federelementes 2 vorgesehen. Die endseitigen Windungen 12, 13 sind vorzugsweise, anders als die benachbarten innen liegenden Windungen 4, 6, nicht gewellt, sondern liegen plan in radialen Ebenen.

Erfindungsgemäss ist ferner vorgesehen, dass die Ankopplungsendbereiche 10, 11 in Umfangsrichtung der Welldruckfeder 1 gegenüber einem Bereich der benachbarten gewellten Windung 4, 6 liegen, an dem diese vom Ankopplungsendbereich 10, 11 weggewölbt ist, so dass jeder Ankopplungsendbereich 10, 11 frei, d.h. ohne Berührung mit Bereichen der benachbarten gewellten Windung 4, 6 zu liegen kommt. Das freie äussere Ende jedes Ankopplungsendbereiches 10, 11 ist vorzugsweise an der Stelle des grössten axialen Abstandes des Ankopplungsendbereiches von der benachbarten gewellten Windung 4, 6 vorgesehen. Damit hat jeder Ankopplungsendbereich 10, 11 eine Erstreckungs- oder Kraglänge in Umfangsrichtung, die dem umfänglichen Abstand des freien äusseren Endes zu einer angrenzenden Berührungsstelle zwischen der betreffenden endseitigen Windung 12, 13 und der benachbarten gewellten Windung entspricht. Wenn erwünscht, könnte die freie Erstreckungs- oder Kragiänge auch kürzer oder länger sein.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für eine Welldruckfeder mit dem vorgenannten Aufbau ist als Vorspannfeder einer Federvorspanneinrichtung einer

Gleitringdichtungsanordnung. Deren grundsätzlicher Aufbau ist dem Fachmann

bekannt, so dass sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Es kann z.B. auf BURGMANN, ABC der Gleitringdichtung, a.a.O., Seiten 102-103 verwiesen werden.

Claims

1. Welldruckfeder, insbesondere für die Federvorspanneinrichtung einer Gleitringdichtungsanordnung, gebildet aus einem im Wesentlichen wendelartig verlaufenden Federelement (2) oder einer Aneinanderreihung von aus jeweils einem Federelement gebildeten Federringen, wobei das Federelement (2) in sich wellenförmig gewellt ist, so dass in Umfangsrichtung des Federelementes (2) eine Aufeinanderfolge von Wellenbergen (5, 8) und -tälern (3, 9) gebildet ist, wobei die Wellenberge (5) einer Windung (4) der Welldruckfeder gegenüber den Wellenbergen (8) einer benachbarten Windung (6) in Umfangsrichtung zueinander phasenversetzt sind, so dass die Wellenberge (8) einer Windung (4) in Berührung mit den Wellentälern (9) der benachbarten Windung (6) stehen, und wobei die Welldruckfeder an ihren gegenüberliegenden axialen Enden jeweils einen aus einer endseitigen Windung (12, 13) des Federelementes gebildeten Ankopplungsendbereich (10, 11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass, bei Betrachtung in einer Axialrichtung der Welldruckfeder, der Ankopplungsendbereich (10, 11) an einem axialen Ende der Welldruckfeder zu einem Wellenberg (5, 8) der der betreffenden endseitigen Windung (11, 12) benachbarten Windung (4, 6) und der Ankopplungsendbereich (10, 11) am anderen axialen Ende zu einem Wellental (3, 9) der der betreffenden endseitigen Windung (12, 13) benachbarten Windung (4, 6) ausgerichtet ist.

2. Welldruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement aus einem Federband (2) gebildet ist.

3. Welldruckfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Ankopplungsendbereiche (10, 11) in einer im Wesentlichen radialen Ebene angeordnet ist.

4. Welldruckfeder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der endseitigen Windungen (12, 13) im Wesentlichen wellungsfrei ist.