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Tellerfeder für ein Aggregat wie Reibungskupplung, sowie mit
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solchen Tellerfedern ausgerüstete Aggregate Die Erfindung betrifft
eine Tellerfeder für ein Aggregat, wie z.B. eine Reibungskupplung mit einem ringförmigen
Grundkörper und von diesem ausgehenden, nach innen ausgerichteten Zungen, die durch
Schlitze voneinander getrennt sind und wobei die Schlitze radial außen in Erweiterungen
enden.
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Es ist bekannt, daß bei derartigen Tellerfedern,die im Ruhezustand
aufgestellt oder eben sind und die beim Betrieb ihre Konizität ändern, z.B. im Anwendungsfall
einer Kupplung beim Betätigen derselben, d. h. beim Durchdrücken der Tellerfeder7
sich der ringförmige Grundkörper nicht frei verformen kann, weil im Obergangsbereich
zwischen Grundkörper und Zungen zumindest in Umfangsrichtung eine höhere Steifigkeit
vorherrscht, wodurch im vorgespannten Zustand der Tellerfeder in Umfangsrichtung
des ringförmigen Grundkörpers Wellungen auftreten. Die Stärke der Wellungen hängt
ab vom Verhältnis der Breite des ringförmigen
Grundkörpers zur Breite
der Zungen im übergangsbereich. Dabei sind die Wellungen um so größer, je kleiner
dieses Verhältnis ist, also je breiter die Zungen im Übergangsbereich des ringförmigen
Grundköipers im Verhältnis zur Breite desselben sind.
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Weiterhin treten aufgrund der in Umfangsrichtung verlaufenden Wellungen
des Grundkörpers zusätzliche Spannungen auf, welche um so größer sind>je breiter
die Zungen sind und die besonders im Bereich der Erweiterungen zwischen den Zungen
sich kritisch auswirken und dort zu vorzeitigen Brüchen des ringförmigen Grundkörpers
und damit zum Ausfall des Aggregateswie einerReibungskupplung > führen können.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wäre es an sich angezeigt, die Anzahl
der Zungen zu erhöhen und damit ihre Breite, das heißt auch im Verhältnis zum ringförmigen
Grundkörper' zu reduzieren und/oder aber die lochförmigen Ausnehmungen zu vergrößern.
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Aus konstruktiven Gründen und Gründen der Lebensdauer sind solchen
Veränderungen jedoch enge Grenzen gesetzt. Beispielsweise ist es bei einer Anwendung
von Tellerfedern bei Reibungskupplungen, wie dies durch das DE-GM 1 928 288 bekannt
geworden ist, nicht ohne weiteres möglich, eine wesentliche Vergrößerung der lochförmigen
Ausnehmungen,in denen die Schlitze enden, vorzunehmen, da in einem solchen Fall
auch die Haltemittel, nämlich Halteniete, die zur Befestigung der Tellerfeder am
Kupplungsdeckel dienen, mit entsprechend
vergrößertem Schaftquerschnitt
verwendet werden müssen, nachdem diese Halteniete auch zur Zentrierung der Tellerfeder
dienen.
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Neben der durch die Vergrößerung des Sch;rftquerschnittes bedingten
Verteuerung würde aber auch noch der Nachteil hinzukommen, daß derartige Haltemittel
relativ viel radialen und axialen Raum einnehmen und das Gewicht einer Kupplung
vergrößert würde.
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Einer Vergrößerung der Anzahl der Zungen, um damit eine Verringerung
ihrer Breite relativ zum ringförmigen Grundkörper zu erzielen, sind aber in den
meisten Fällen ebenfalls aus konstruktiven Gründen und aus Gründen der Lebensdauer
enge Grenzen gesetzt. So muß zum Beispiel der durch die inneren Enden der Zungen
gebildete Auflagebereich - bei der Verwendung solcher Tellerfedern in einer Reibungskupplung
- zum Beispiel für einen Ausrückring oder ein Ausrücklager ausreichend groß sein,
um möglichst wenig Verschleiß an den ensprechenden Zungenbereichen zu gewährleisten.
Die Schlitzbreite zwischen den Zungen kann jedoch aus fertigungstechnischen Gründen
eine bestimmte Breite nicht unterschreiten, so daß bei einer Erhöhung der Anzahl
der Zungen der Flächenanteil an den Zungen für die Auflage zum Beispiel eines Ausrückringes
oder Ausrücklagers unzulässig verkleinert würde und einen schnellen Verschleiß der
Zungenspitzen zur Folge hätte.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Tellerfedern
für
Aggregate wie Reibungskupplungen zu schaffen, sowie mit solchen
Tellerfedern ausgerüstete Aggregate, bei denen, wenn ihre Konizitrat verändert wird,
die Stärke der im Übergangsbereich zwischen Grundkörper und Zungen auftretenden
Wellungen und damit die dort auftretenden Spannungen möglichst gering ausfallen,
ohne die Auflagefläche, also die Breite, der Zungenspitzen wesentlich herabzusetzen,
um Tellerfedern und somit damit ausgerüstete Aggregate zu erhalten, die sich durch
besonders hohe Lebensdauer auszeichnen. Weiterhin sollen die Tellerfedern und damit
die so ausgerüsteten Aggregate preiswert und leicht herstellbar sein.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß bei einer Tellerfeder
der eingangs genannten Art - in Umfangsrichtung gesehen - jeder Zunge wechselweise
auf der einen Seite ein schmaler Schlitz, der in einer relativ schmalen Erweiterung
endet, und auf der anderen Seite ein relativ breiter Schlitz, der in einer relativ
breiten Erweiterung endet, zugeordnet ist und die Breite der Zungenspitzen der einzelnen
Zungen untereinander jedoch zumindest annähernd gleich groß ist. Dadurch, daß demnach
jeweils beidseits eines schmalen Schlitzes ein breiter Schlitz und beidseits der
E meiterung)in den der jeweils schmale Schlitz endet,jeweils eine relativ große
Erweiterung vorgesehen ist, ist der Gesamtanteil der Übergangsbereiche verringert
und demnach ein die Stärke der Wellungen und damit die Stärke der auftretenden Spannung
verringerndes
Verhältnis zur Breite des ringförmiran Grund-Dt körpers erzielt, wobei durch die
zumindest annähernd gleich breite Ausgestaltung der Zungenspitzen eine Verlagerung
der Flächenanteile der jeweils einem der breiteren Schlitze benachbarten Zungen
in Richtung aufeinander zu eine größere Auflagfläche für ein die Tellerfeder betätigendes
Element,wie ein Druckstück oder ein Ausrücklager,und damit ein größerer Auflagebereich
und eine Verringerung des Verschleißes gewährleistet ist.
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Wenn gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung ---in Umfangsrichtung
gesehen - die jeweils breitere Erweiterung sich zumindest Erweiterung annähernd
aus der zweifachen Breite einer schmalentund der Breite einer Zunge an der entsprechenden
radialen Erstreckung, also im Übergangsbereich derselben ,zusammensetzt und die
Breite der Zungenspitzen zumindest annähernd gleich groß ist, bedeutet dies praktisch,
daß jede Dritte der Zungen entfallen kann, die in Umfangsrichtung auftretenden Wellungen
und damit die Spannungen entsprechend reduziert werden,wohingegen die Fiächenanteile
für die Beaufschlagung durch ein Element wie ein Druckstück oder Ausrücklager,erheblich
weniger reduziert sind als dies an s ch der anteilsmäßigen Reduzierung der Zungen
entspräche.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es besonders vorteilhaft,
wenn die Schlitze, die in den breiteren ErweiLerungen enden, also
diejenigen
Schlitze, die den erheblich größeren Flächenanteil ausmachen, von radial innen her
gesehen, zunächst anannähernd bis zum Auflagebereich für ein weiteres Element, wie
Druckstück, Ausrücklager oder dergleichen, zumindest annähernd parallel verlaufen
und danach unter einem relativ steilen Winkel sich auf die Erweiterungen zu erstrecken.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn bei einer Tellerfeder,
deren Zungen radial außen in Erweiterungen enden, jede dritte der Zungen zumindest
annähernd im Ubergangsbereich zum ringförmigen Grundkörper abgetrennt ist, wohingegen
die Zungenspitzen jedoch - zumindest an dem zur Beaufschlagung durch ein anderes
Element vorgesehenen Berührungsbereich -breiter ausgebildet sind als üblicherweise,
wenn die abgetrennten Zungen vorhanden wären.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung betrifft diese mit mindestens
einem der vorstehenden Merkmale versehenen Tellerfeder ausgerüstete Aggregate, wobei
die Haltemittel zur Befestigung bzw.
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Zentrierung der Tellerfeder, wie Niete, Haltelaschen oder dergleichen
durch die relativ schmalen Erweiterungen in Achsrichtung hindurchreichen, wodurch
es möglich ist, Haltemittel mit relativ geringem Querschnitt einzusetzen.
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Von besonderem Vorteil kann es dabei sein, wenn im Bereich der größeren
Erweiterungen stummelartige Fortsätze vorgesehen sind, welche den Traganteil zum
Beispiel an Abwälzauflagen für die Schwenkbewegungen der Tellerfeder, also beispielsweise
für Kippringe in einer Reibungskupplung, erhöhen.
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Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert: Dabei
zeigt Figur 1 eine Tellerfeder in Ansicht, Figur 2 eine Reibungskupplung mit eingebauter
Tellerfeder im Schnitt, wobei die Tellerfeder in einem Schnitt gemäß der Linie II-II
der Figur 1 dargestellt ist.
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Die Tellerfeder 1 besteht aus dem ringförmigen Grundkörper 2, von
dem aus sich Zungen 3 radial nach innen erstrecken, die in Zungenspitzen 4 enden,
welche eine kreisförmige Innenkontur 5 beschreiben. Zwischen den einzelnen Zungen
sind Schlitze 6, 7 vorgesehen, wobei die Schlitze 6 relativ schmal sind und deren
Breite aus fertigungstechnischen
Gründen einen gewissen MEndestbetrag,
der unter anderem von der Materialdicke abhängt, ausmacht. Die schmalen Schlitze
6 enden in Erweiterungen 8, deren Dimensionierung unter Berücksichtigung unter anderem
von Materialdicke und Eigenschaftenjvon Spannungsproblemen sowie auch von der Stärke
der Haltemittel 9, über die die Tellerfeder an einem Aggregat befestigt wird (in
Fig. 2 ist dies anhand einer Reibungskupplung gezeigt) abhängt.
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Die breiten Schlitze 7 enden in relativ großen Ausnehmungen bzw.
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Erweiterungen 10, deren Breite 11 - in Umfangsrichtung gesehen -sich
zusammensetzt aus der Breite 12 von zwei Ausnehmungen 8 und der Breite 13 einer
der Obergangsbereiche 14 im entsprechenden radialen Bereich in welchem die Zungen
3 in den ringförmigen Grundkörper 2 übergehen.
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Es ist ersichtlich, daß die Konturen 10' der Erweiterungen 10 den
entsprechenden Konturen der Erweiterungen 8 entsprechen und daß die Ausnehmungen
8 und die Konturen 10' der Erweiterungen 10 gleiche Teilung besitzen, so daß zwischen
zwei jeweils einander benachbarten Konturen 10' der Erweiterungen 10,von der Teilung
her gesehen-al sich Platz wäre für eine Zunge. Jedoch sind die Zungenspitzen 4 -
hier jeweils im Bereich der aufeinander zuweisenden Konturen beidseits der
breiteren
Schlitze 7 - derart verbreitert, daß die Zungenspitzen 4 zumindest annähernd gleiche
Breite haben und ebenfalls die zwischen den einzelnen Zungen verbleibenden Enden
7a und 6a der Schlitze 7 und 6 gleiche Breite haben, das heißt zumindest annähernd
der erforderlichen Schnittluft entsprechend.
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Es ist ersichtlich, daß - in Umfangsrichtung gesehen - jeder der Zungen
3 wechselweise einmal ein breiter Schlitz 7 und einmal ein schmaler Schlitz 6 zugeordnet
ist, wobei die schmalen Schlitze in schmalen Ausnehmungen 8 und die breiten Schlitze
in relativ breiten Ausnehmungen 10 enden, wodurch das Verhältnis der Breite des
ringförmigen Grundkörpers 2 zum Gesamtanteil der Breite der Zungen im Obergangsbereich
14 erheblich günstiger ist, als wenn im Bereich der Schlitze 7 ebenfalls jeweils
noch eine Zunge vorhanden wäre.
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Diese Maßnahme bringt einen Giättungseffekt für die sich beim Durchbiegen
der Tellerfeder ergebenden Wellungen und somit eine Spannungsreduzierung, wobei
durch die Maßnahme, daß die Zungenspitzen 4 relativ breit sind, im Abstützbereich
15 - in welchem die Beaufschlagung durch ein Druckstück oder ein AIisrückl ager
erfolgen kann - eine Erhöhung der Flächenanteile und damit eine \tergrößcnulg der
tragenden Fläche verbunden ist, was wiederven den Verschleiß gim1stig beeinflußt.
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Eine weitere Verringerung des Verschleißes ergibt sich, wenn - wie
dies
im oberen Bereich der Figur 1 strichliert dargestellt ist -die Konturen 3a im Bereich
der Zungespitzeii 4 zunächst zumindest annähernd parallel und entsprechend der Breite
der Schlitze 6a voneinander entfernt verlaufen und zwar bis über den Bereich 15
radial nach außen, woraufhin diese Konturen übergehen in die Konturen, die die Schlitze
7 begrenzen.
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Figur 2 zeigt wie bereits erwärmt die Tellerfeder 1 in eingebautem
und bereits vorgespannten Zustand inllerhal1z einer Reibungskupplung 16. Dabei ist
die Tellerfeder über Haltemittel 9 - im vorigen Ausführungsbeispiel Niete - am Deckel
17 befestigt und zwischen zwei Drahtringen 18 in an sich bekannter Weise schwenkbar
gelagert, und zwar über ein weiteres Element, nämlich einen Stützring 19. Radial
außen belastet die Tellerfeder in an sich ebenfalls bekannter Weise eine Druckplatte
20.
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Die Haltemittel 9 durchdringen in Achsrichtng die kleineren Erweiterungen
8, die radial innerhalb des durch die Kippringe 18 gebildeten Auflagdurclunessers
18a vorgesehen sind. Dieser Auflageduxehmesser 1 8a ist in Figur 1 ebenfalls eingezeichnet,
wobei ersichtlich ist, daß im Bereich der breiteren Schlitze 7 sich jeweils ein
stummelartiger Ansatz 21 vom ringförmigen Grundkörper 2 aus nach innen erstreckt,
wodurch der gesamte Auflagebereicl
für die Kippringe 18 vergrößert
ist, wodurch der Verschleiß der Tellerfeder zwischen den Kippringen oder an den
Kippflrgen selbst verringert wird.
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