DE3423499A1

DE3423499A1 - Kegelstumpffoermige ring-tellerfeder, insbesondere fuer kupplungen

Info

Publication number: DE3423499A1
Application number: DE19843423499
Authority: DE
Inventors: Hugo 7015 Korntal-Münchingen Weber
Original assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Current assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1984-06-26
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3423499C2

Description

Kegelstumpfförmige Ring-Tellerfeder,
insbesondere für Kupplungen Die Erfindung betrifft eine kegelstumpfförmige Ring-Tellerfeder, insbesondere für Kupplungen, bei der vom Innen- und Außenumfang ausgehende und radial gerichtete Schlitze Federzungen abteilen.
Es ist bekannt, daß derartige Ring-Tellerfedern in ihrer Axialrichtung elastisch nachgeben. Die Größe der in Axialrichtung erfolgenden, elastischen Verformungen derartiger Ring-Tellerfedern hängt bei sonst gleichen Verhältnissen von der Länge der Schlitze ab. Die bekannten Ring-Tellerfedern dieser Art sind nur für kleine elastische Verformungen oder nur für kleine Axialkräfte geeignet, wobei die Länge und die Breite der Schlitze eine entscheidende Rolle spielen. Macht man die Schlitze lang und breit, dann sind die zulässigen Axialkräfte klein. Dies ist eine Folge der Tatsache, daß dann die Federzungen nur noch einen kleinen Materialquerschnitt aufweisen und zwar in den auf einem Kreis liegenden Teilen der Ring-Tellerfeder, die nicht von den Schlitzen durchsetzt sind. Bei größerer Axialbeanspruchung wird dieser Materialquerschnitt entweder sofort oder infolge rascher Ermüdung des Materials überbeansprucht, so daß die Ring-Tellerfeder an diesen Stellen bricht. Diese Art Ring-Tellerfedern sind daher nicht für eine große Anzahl von Lastwechseln geeignet, wie sie z.B. bei Kupplungen auftreten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ring-Tellerfeder der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei gegebenen Abmessungen und häufigen Lastwechseln eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweisen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schlitze und die Federzungen zum jeweils zugeordneten und auf den Innenumfang bezogenen Durchmesser gleichsinnig umlaufend in gleichem spitzen Winkel stehen.
Durch diese Schrägstellung der Schlitze und Federzungen wird bei gegebenem Innen- und Außendurchmesser der Ring-Tellerfeder die Federlänge vergrößert und auch die Materialquerschnitte der schrägstehenden Federzungen gleicher Breite wird im Bereich der Belastungskreise größer. Diese Auslegung bringt geringere Radialspannungen in der Ring-Tellerfeder und das Biegemoment an den kritischen Stellen wird herabgesetzt. Dies führt dazu, daß gleich große Axialbeanspruchungen nicht mehr zu einem Bruch der Ring-Tellerfeder führen, wie bei einer Ring-Tellerfeder mit radial gerichteten Schlitzen und radial stehenden Federzungen. Die Ring-Tellerfeder kann aber nach wie vor als billiges Stanz-Biegeteil hergestellt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Schlitze gleicher Breite abwechselnd vom Innen- und Außenumfang ausgehen. Dabei ergibt sich, daß die vom Innenumfang ausgehenden Federzungen jeweils durch zwei vom Außenumfang ausgehenden Schlitzen abgeteilt und jeweils durch einen vom Innenumfang ausgehenden Schlitz in zwei gleiche Federschenkel unterteilt sind und daß die vom Außenumfang ausgehenden Federzungen jeweils durch zwei vom Innenumfang ausgehenden Schlitzen abgeteilt und jeweils durch einen vom Außenumfang ausgehenden Schlitz in zwei gleiche Federschenkel unterteilt sind. Die Ring-Tellerfeder hat in Axialrichtung eine ausreichende Flexibilität und kann trotzdem ausreichend große Axialbeanspruchungen abfangen.
Die Schrägstellung der Schlitze und der Federzungen kann nach einer Ausgestaltung so ausgeführt sein, daß auf die konvexe Oberseite gesehen, die Schlitze und die Federzungen im Uhrzeigersinn den jeweiligen Durchmessern vorauseilen.
Dasselbe Ergebnis wird jedoch auch dadurch erreicht, daß auf die konvexe Oberseite gesehen, die Schlitze und die Federzungen im Uhrzeigersinn den jeweiligen Durchmessern nacheilen.
Die Federlänge der Federschenkel der Federzungen läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch noch vergrößern, daß die Schlitze und die Federzungen selbst bogenförmig ausgebildet sind, wobei sich der Winkel zum zugeordneten Durchmesser zum Außenumfang hin vergrößert. Die Breite der Federschenkel der Federzungen nimmt dabei vom Innenumfang zum Außenumfang der Ring-Teller-Feder hin kontinuierlich zu, was den beanspruchten Materialquerschnitt weiter vergrößert.
Die Bruchgefahr der Ring-Tellerfeder wird nach einer Ausgestaltung dadurch noch weiter reduziert, daß die Enden der Schlitze abgerundet sind.
Scharfe Kanten oder Ecken sind dadurch vermieden, daß die freien Enden der Federzungen im Bereich des Innen- und Außenumfanges abgerundet sind.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Ring-Tellerfeder nach der Erfindung, auf die konvexe Oberseite gesehen.
Der Innenumfang der Ring-Tellerfeder 10 wird durch den Radius r und der Außenumfang durch den Radius R bestimmt. In der gezeigten Ansicht liegt der Innenumfang höher als der Außenumfang, so daß die einsehbaren Flächen auf einer Kegelstumpffläche liegen. Vom Innenumfang gehen in gleichmäßiger Winkelteilung die Schlitze 11 aus, die mit den Abrundungen 20 vor dem Außenumfang enden Vom Außenumfang gehen in gleichmäßiger Winkelteilung - versetzt zu den Schlitzen 11 -die Schlitze 12 aus, so daß die Schlitze 11 und 12 über den Umfang der Ring-Tellerfeder 10 gleichmäßig abwechseln. Die Schlitze 12 sind an ihren Enden ebenfalls abgerundet, wie die Abrundungen 21 zeigen, und reichen nicht bis zum Innenumfang der Ring-Tellerfeder 10.
Entscheidend für die höhere Lebensdauer bei häufigen Lastwechseln ist bei der Ring-Tellerfeder 10, daß die Schlitze 11 und 12, sowie die vom Innenumfang ausgehenden Federzungen 14 und die vom Außenumfang ausgehenden Federzungen 13 nicht radial gerichtet sind, sondern zum jeweils zugeordneten Durchmesser in demselben spitzen Winkel stehen und zwar gleichsinnig umlaufend.
Bezieht man den Durchmesser auf den Innenumfang, dann laufen die Schlitze 11 und 12, sowie die Federzungen 13 und 14 im Uhrzeigersinn ihren.zugeordneten Durchmessern mit gleichem Winkel nach. Dabei sind die Schlitze 11 und 12, sowie die Federzungen 13 und 14 selbst noch bogenförmig ausgebildet, um die Federlänge der Federschenkel 15 der Federzungen 13 und 14 noch zu vergrößern. Die im Uhrzeigersinn vorauseilenden Kanten der Schlitze 11 und 12 und dementsprechend die nacheilenden Kanten der Federschenkel 15 sind konkav gebogen, während die im Uhrzeigersinn nacheilenden Kanten der Schlitze 11 und 12 und dementsprechend die vorauseilenden Kanten der Federschenkel 15 konvex gebogen sind. Da alle Schlitze 11 und 12 gleiche Breite haben, nimmt die Breite der Federzungen 15 zum Außenumfang hin kontinuierlich zu. Die bogenförmigen Teile 16 verbinden im Bereich des Innenumfanges zwei Federzungen 15 zu der Federzunge 13, während die zu den Teilen 16 versetzten bogenförmigen Teile 17 im Bereich des Außenumfanges zwei Federzungen 15 zu einer Federzunge 14 verbinden. Die Teile 16 und 17 sind abgerundet, wie mit den Abrundungen 18 und 19 gezeigt ist.
Es ist leicht einzusehen, daß mit dieser Schrägstellung der Schlitze 11 und 12, sowie der dadurch gebildeten Federzungen 13 und 14 und Federschenkel 15, die Federlänge beachtlich vergrößert werden kann. Außerdem wird der Materialquerschnitt an den kritischen Stellen, an denen die Federschenkel 15 in die Teile 16 und 17 übergehen, auf der beanspruchten Kreisbahn vergrößert. Die so gestaltete Ring-Tellerfeder 10 hält wesentlich mehr Lastwechsel aus, ohne zu brechen.
Die Federzungen 13, die vom Innenumfang ausgehen, wechseln mit den Federzungen 14, die vom Außenumfang ausgehen, ab und beide Federzungen 13 und 14 werden von zwei am freien Ende über ein Teil 16 oder ein Teil 17 miteinander verbundenen Federschenkeln 15 gebildet.

Claims

Ansprüche 1. Kegelstumpfförmige Ring-Tellerfeder, insbesondere für Kupplungen, bei der vom Innen- und Außenumfang ausgehende und radial gerichtete Schlitze Federzungen abteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11,12) und die Federzungen (13,14) zum jeweils zugeordneten und auf den Innenumfang bezogenen Durchmesser gleichsinnig umlaufend in gleichem spitzen Winkel stehen.
2. Ring-Tellerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11,12) gleicher Breite abwechselnd vom Innen- und Außenumfang ausgehen.
3. Ring-Tellerfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die konvexe Oberseite gesehen, die Schlitze (11,12) und die Federzungen (13,14) im Uhrzeigersinn den jeweiligen Durchmessern vorauseilen.
4. Ring-Tellerfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die konvexe Oberseite gesehen, die Schlitze (11,12) und die Federzungen (13,14) im Uhrzeigersinn den jeweiligen Durchmessern nacheilen.
5. Ring-Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Innenumfang ausgehenden Federzungen (14) jeweils durch zwei vom Außenumfang ausgehenden Schlitzen (12) abgeteilt und jeweils durch einen vom Innenumfang ausgehenden Schlitz (11) in zwei gleiche Federschenkel (15) unterteilt sind und daß die vom Außenumfang ausgehenden Federzungen (13) jeweils durch zwei vom Innenumfang ausgehenden Schlitzen (11) abgeteilt und jeweils durch einen vom Außenumfang ausgehenden Schlitz (12) in zwei gleiche Federschenkel (15) unterteilt sind.
6. Ring-Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11,12) und die Federzungen (13,14) selbst bogenförmig ausgebildet sind, wobei sich der Winkel zum zugeordneten Durchmesser zum Außenumfang hin vergrößert.
7. Ring-Tellerfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Federschenkel (15) der Federzungen (13,14) vom Innenumfang zum Außenumfang hin kontinuierlich vergrößert.
8. Ring-Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schlitze (11,12) abgerundet sind.
9. Ring-Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Federzungen (13,14) im Bereich des Innen- und Außenumfanges abgerundet (18,19) sind.