DE3643781A1 - Tellerfeder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine geschlitzte Teller­ feder, bestehend aus einer Ringscheibe mit radial sowie auf dem Scheibenumfang verteilt angeordneten, jeweils in einem spitzen Winkel zu zwei Federauflageebenen ver­ laufenden und in einer zu den Auflageebenen senkrechten, axialen Richtung federelastischen Federzungen.

Derartige Tellerfedern finden in vielen Bereichen der Technik Verwendung. Aufgrund ihres degressiven Kennli­ nienverlaufs, bei dem in einem gewissen Bereich trotz zu- bzw. abnehmender Verformung Kraftänderungen nicht oder nur in geringfügigem Ausmaß auftreten, eignen sich Tellerfedern insbesondere zum Spielausgleich bei Kugel­ lagern durch axiales Verspannen, zum Dehnungsausgleich bei Schrauben oder anderen Bauelementen, die durch Tem­ peratureinflüsse unerwünschte Längenänderungen erfahren, zur Überwindung von Fertigungstoleranzen, zum Ausgleich von Verschleiß, usw. Insbesondere mit geschlitzten Teller­ federn können bei geringen Kräften große Federwege mit flach verlaufender Kennlinie erreicht werden.

Bekannte Tellerfedern haben eine kegelförmige Ausbildung, so daß zwei kreisförmige, die Auflageebenen der Feder bestimmende Auflagebereiche mit unterschiedlichen Durch­ messern gebildet sind. Diese Ausbildung führt jedoch zu dem entscheidenden Nachteil, daß ihre Einbaulage, d.h. ihre Ausrichtung, genau einzuhalten ist, weshalb sie in der Regel manuell montiert werden müssen, da eine automatische Montage durch die erforderliche räumliche Ausrichtung - wenn überhaupt - nur mit sehr aufwendigen Mitteln möglich ist. Aber auch bei der manuellen Montage der bekannten Tellerfedern treten immer wieder Fehler auf, da oftmals zwei oder mehrere Federn in gleicher Ausrichtung aneinander haften, was von dem Montagepersonal insbesondere bei kleinen, dünnen Tellerfedern nicht immer festgestellt wird, so daß durch Einbau von zwei oder mehreren Tellerfedern eine unzulässige Vervielfachung der Federkraft auftritt. Bei dem beschriebenen Anwen­ dungsfall zum axialen Verspannen von Kugellagern kann dies zu erhöhtem Lagerverschleiß und zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Lager führen.

In vielen Anwendungsfällen werden Tellerfedern wechsel­ sinnig aufeinandergeschichtet, um bei gleichbleibender Federkraft eine Vergrößerung des Federweges zu erreichen. Auch diese Anordnung mehrerer Tellerfedern ist montage­ mäßig sehr aufwendig und nur manuell durchführbar.

Es sind zwar auch wellenförmig gebogene Ringscheiben­ federn bekannt, bei denen die geschilderten Montage­ probleme nicht in dem beschriebenen Ausmaß auftreten. Jedoch weisen derartige Wellenscheiben-Federn nahezu lineare Kennlinien auf, so daß sie insbesondere für den beschriebenen Anwendungsfall des axialen Verspannens von Kugellagern ungeeignet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tellerfeder anzugeben, die sowohl manuell als auch automatisch fehlerfrei montiert werden kann, und die gegenüber bekannten Tellerfedern einen vergleichsweise größeren Federweg aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeweils zwei umfänglich benachbarte Federzungen ausgehend von einer durch die Ringscheibe bestimmten, zu den Auflage­ ebenen parallelen Mittelebene in verschiedene Richtungen spitzwinklig von der Mittelebene weg verlaufen. Aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist die erfindungsge­ mäße Tellerfeder unabhängig von ihrer Ausrichtung mon­ tierbar, so daß demzufolge die Montage auch automatisiert werden kann. Aufgrund der vorteilhaften Anordnung bzw. Ausrichtung der Federzungen ist es völlig ausgeschlossen, daß zwei oder mehrere Federn "ineinanderliegend" anein­ ander haften, so daß stets die richtige Federkraft gewährleistet ist. Weiterhin wird bei der erfindungs­ gemäßen Tellerfeder auch eine Verdoppelung des Federweges gegenüber bekannten Tellerfedern erreicht, so daß sich in den meisten Anwendungsfällen ein Aufeinanderschichten mehrerer Federn erübrigen kann, d.h. es reicht in der Regel eine einzelne erfindungsgemäße Tellerfeder aus. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tellerfeder und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tellerfeder und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 3.

Eine erfindungsgemäße Tellerfeder 1 besteht aus einer Ringscheibe 2 mit radial sowie auf den Umfang der Ring­ scheibe 2 verteilt angeordneten Federzungen 3. In den dargestellten Beispielen verlaufen die mit der Ringscheibe 2 einstückigen und durch Schlitze 4 voneinander getrennten Federzungen 3 ausgehend von der Ringscheibe 2, d.h. von deren Innenrand 5, radial nach innen. Es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn die Federzungen ausgehend von der Ringscheibe, d.h. von deren Außenrand, radial nach außen verlaufen (nicht dargestellt).

Die Ringscheibe 2 ist im wesentlichen plan ausgebildet und bestimmt eine Mittelebene 6. Erfindungsgemäß ver­ laufen jeweils zwei in Umfangsrichtung der Ringscheibe 2 benachbarte Federzungen 3 ausgehend von der Mittelebene 6 in verschiedene Richtungen spitzwinklig von der Mittel­ ebene 6 weg. Durch diese Ausbildung erhält die erfindungs­ gemäße Tellerfeder 1 auf beiden Seiten ihrer Ringscheibe 2 eine etwa kegelförmige Hüllfläche, so daß ein "Inein­ anderliegen" mehrerer Federn ausgeschlossen ist. Die Federzungen 3 sind in axialer Richtung 7 federelastisch.

Erfindungsgemäß weisen die Federzungen 3 an ihren freien Enden Abflachungen 9 auf, die zwei zu der Mittelebene 6 parallele Auflageebenen 11 a, 11 b der Tellerfeder 1 fest­ legen. Durch die Abflachungen 9 werden vorteilhafter­ weise scharfe Kanten vermieden, so daß der Verschleiß im Auflagebereich der Federzungen 3 reduziert ist. Die Abflachungen 9 liegen vorteilhafterweise auf zu der Ringscheibe 2 konzentrischen Kreisen, die im dargestell­ ten Beispiel gleichen Durchmesser aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, durch unterschiedliche Längen der Federzungen 3 zwei kreisförmige Auflagebereiche mit unterschiedlichen Durchmessern zu bilden, was für bestimm­ te Anwendungsfälle zweckmäßig sein dürfte.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Abfla­ chungen 9 dadurch gebildet, daß die Federzungen 3 im Bereich ihrer freien Enden in die Auflageebenen 11 a, 11 b abgebogen sind. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die freien Enden der Federzungen 3 z.B. anzuschleifen, um so die Abflachungen 9 zu bilden.

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Teller­ feder 1 einen maximalen Federweg aufweist, der dem Abstand der beiden Auflageebenen 11 a, 11 b voneinander entspricht. Gegenüber herkömmlichen Tellerfedern, deren Federweg maxi­ mal dem Abstand der Mittelebene 6 von einer der Auflage­ ebenen 11 a oder 11 b entsprechen würde, bedeutet dies somit eine Verdoppelung des Federweges.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Federzungen 3 derart umfangsgemäß voneinander beabstandet, daß jeweils zwei benachbarte von in der gleichen Richtung von der Mittelebene 6 wegverlaufende Federzungen 3 an ihren freien Enden etwa um die Breite des freien Endes einer Federzunge 3 voneinander beabstan­ det sind.

In einer in den Fig. 3 und 4 dargestellten Weiterbildung der Erfindung weisen die Federzungen 3 im Anschluß an die Abflachungen 9 axial in Richtung auf die Mittelebene 6 umgebogene bzw. gebördelte Fortsätze 12 auf. Aufgrund dieser Fortsätze 12 wird ein Verbacken, d.h. Aneinander­ haften bei automatischer Montage sicher vermieden, da die Fortsätze 12 praktisch als Abstandhalter zwischen den einzelnen Tellerfedern 1 wirken.

Claims (7)

1. Geschlitzte Tellerfeder, bestehend aus einer Ring­ scheibe mit radial sowie auf dem Scheibenumfang verteilt angeordneten, jeweils in einem spitzen Winkel zu zwei Federauflageebenen verlaufenden und in einer zu den Auflageebenen senkrechten, axialen Richtung federelastischen Federzungen, da­ durch gekennzeichnet, daß jeweils zwei umfänglich benachbarte Federzungen (3) ausgehend von einer durch die Ringscheibe (2) bestimmten, zu den Auflageebenen (11 a, 11 b) parallelen Mittel­ ebene (6) in verschiedene Richtungen spitzwinklig von der Mittelebene (6) weg verlaufen.

2. Tellerfeder nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federzungen (3) an ihren freien Enden Abflachungen (9) aufweisen, die die zur Mittelebene (6) parallelen Auflageebenen (11 a, 11 b) bestimmen.

3. Tellerfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (9) der Federzungen (3) auf zu der Ringscheibe (2) konzentrischen Kreisen liegen.

4. Tellerfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (3) im Anschluß an die Abflachun­ gen (9) axial in Richtung auf die Mittelebene (6) um­ gebogene bzw. umgebördelte Fortsätze (12) aufweisen.

5. Tellerfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (3) ausgehend von der Ring­ scheibe (2) radial nach innen verlaufen.

6. Tellerfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (3) derart umfangsgemäß vonein­ ander beabstandet sind, daß jeweils zwei benachbarte von in der gleichen Richtung von der Mittelebene (6) weg verlaufenden Federzungen (3) an ihren freien Enden etwa um die Breite des freien Endes einer Federzunge (3) voneinander beabstandet sind.

7. Tellerfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (3) ausgehend von der Ringscheibe (2) radial nach außen verlaufen.