DE6802569U

DE6802569U - Tellerfeder, insbesondere geschlitzte tellerfeder.

Info

Publication number: DE6802569U
Application number: DE19686802569
Authority: DE
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1968-10-17
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1972-01-20

Description

LuK Lamellen und
Kupplungsbau GmbH.

758 Bühl/Baden
Industriestr. 3

0206

Tellerfeder,insbesondere geschlitzte Tellerfeder

Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder, insbesondere eine Zungentellerfeder, wie sie im Maschinenbau beispielsweise für KFZ-Kupplungen, in Getrieben und anderen Aggregaten ganz aligemein verwendet wird.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die mechanischen, physikalischen bzw. chemischen Eigenschaften derartiger Tellerfedern zu verbessern und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen, sowie Beschädigungen der Tellerfedern zu vermeiden, die Tellerfeder selbst als schützendes Teil für andere Aggregate auszubilden und damit die Lebensdauer derartiger Tellerfedern sowie anderer Teile bzw. Aggregate zu verlängern.

Eine Tellerfeder gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest in Teilbereichen ihre Oberfläche mit einem elastischen, flexiblen, vorzugsweise nichtmetallischen Material, wie Gummi, Kunststoffen oder dgl. versehen ist.

Dieses elastische Material, das beispielsweise aus Gummi, Kunststoffen oder dergl. besteht und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung thermisch aufgebracht, kalt oder warm aufvulkanisiert, aufgeklebt oder mittels anderer Verfahren zumindest auf Teilbereiche der Tellerfederoberfläche aufgebracht werden kann, beispielsweise auch durch Verflüchtigen eines Lösungsmittels, in welchem das elastische Material aufgelöst ist, durch Aushärten (duroplastisch), Aufspritzen oder dergl., gewährleistet einen hervorragenden Oberflächenschutz gegen chemische bzw. mechanische Beschädigungen, vor allem auch gegen Korrosion, denen eine Tellerfeder bei den verschiedenen Anwendungsfüllen ausgesetzt ist.

Durch die Eigenelastizität des aufgebrachten elastischen Materials wird gewährleistet, dafi bei den Schwenkbewegungen der Tellerfeder keinerlei Risse oder ähnliche Beschädigungen an diesem Material, auch bei großer Verformung der Tellerfedern, entstehen.

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Als elastisches Material wird ein Stoff verwendet, dessen bevorzugte Eigenschaften je nach dem Verwendungszweck der Tellerfeder besonders korrosionsbeständig, ölbeständig, säurebeständig, hitzebeständig, alterimgsbeständig oder dergl. ist.

Bei einer Tellerfeder, die zum Beispiel in einem stufenlosen Getriebe verwendet wird, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Tellerfeder auf ihrer gesamten freien Oberfläche mit einem elastischen Material versehen wird. Das elastische Material, beispielsweise Gurmni oder dergl., wird dabei mittels der bekannten Verfahren auf die Tellerfeder in Form einer Schicht aufgebracht. Eine derartige Schicht gewährleistet einen hervorragenden Korrosionsschutz, wie er mit anderen Mitteln bisher nicht erzielt werden konnte.

Eine Tellerfeder gemäß der Erfindung bringt aber auch einen hervorragenden mechanischen Schutz, z. B. gegen das Eindringen von Schmutz, Staub, Steinen, Öl oder dergl. mit sich, beispielsweise in verstellbaren Keilriemengetrieben, welche z. B. in Fahrzeugen wie Ackerschleppern oder anderen landwirtschaftlichen Geräten verwendet werden, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das elastische Material zumindest an einer der kegelförmigen Seiten der Tellerfeder vorgesehen ist und sich mindestens von dem durch die Schlitzenden gegebenen Durchmesserbereich

bis wenigstens annähernd zu den Zungenspitzen erstreckt- Eine derartige Tellerfeder verhindert, daß Staub, Steine, Stroh oder dergl. in das Getriebe z. B. eines Mähdreschers oder dergl. gelangen kann, so daß die bisher in Kauf genommenen Beschädigungen derartiger Getriebe sowie der Tellerfedern vermieden werden.

Bei einer Tellerfeder für einen derartigen Verwendungszweck kann es vorteilhaft sein, wenn sich die elastische Schicht bis zum Außendurchmesser der Tellerfeder erstreckt, so daß mechanische und chemische Beschädigungen der für die Federcharakteristik maßgeblichen Teile der Tellerfeder vermieden werden. Die Stärke der elastischen Schicht kann zum innendurchmesser der Tellerfeder hin abnehmen, so daß an dem oftmals teuren elastischen Material Einsparungen vorgenomen werden können.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Stärke der elastischen Schicht im Bereich der Zungenspitzen größer ist als im übrigen Bereich,j so daß die elastische Schicht im Bereich der Zungenspitzen einen Wulst bildet. Dadurch legt sich das mit den Tellerfederzungen in Eingriff befindlichen Teil, beispielsweise das Druckstück, direkt an diesen WuIs] an, wodurch vermieden wird, daß im Zentrum der Tellerfeder Staub, Schmutz oder dergl. Unreinigkeiten, Feuchtigkeit usw., eintreten können!

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Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn sich die elastische Schicht über den Außenumfang der Tellerfeder hinaus erstreckt und vorzugsweise in einem ebenfalls elastischen, ringförmigen Wulst endet. Dieser Wulst kann beispielsweise den Außenrand eines Getriebekegelrades übergreifen und somit eine luftdichte Abdeckung der Tellerfeder gegenüber dem Getriebe erzeugen,,

Es ist bekannt, daß Gummi und andere elastische_;verformbare Materialien bei der Rückfederung bzw. Rückformung nach einer Druckbeanspruchung bedeutend geringere Kräfte entwickeln, als für die Druckbeansprucliung benötigt werden.

Ausgehend von dieser Erkenntnis ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das elastische Material im Bereich zwischen den Zungen der Tellerfeder angeordnet bzw. füllt diesen Bereich zumindest teilweis aus. Dadurch wird erreicht, daß die Rückfederkräfte der Tellerfeder bedeutend geringer sind, als die für die Druckbeanspruchung erforderliche^ da sich bei der Rückformung bzw. Rückfederung die Kennlinien der Tellerfeder und des elastischen Material» überlagern und damit die Hysteresis der Tellerfeder vergrößert wird. Eine derartige Tellerfeder kann überall dort verwendet werden, wo es darauf ankommt, Stöße oder Zugkräfte mit großer Kraft abzufangen und die Rückstellkräfte zu verzögern bzw. zu dämpfen* Besonders vorteilhaft können derartige Tellerfedern beispielsweise bei Puffern für Schienenfahrzeuge verwendet werde

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Anhand der Fig. 1-7 sei die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Tellerfeder 1 mit schlitzen 2 und Zungen 3 in Vorderansicht, während Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 darstellt Insbesondere aus Fig. 2 geht hervor, daß die Tellerfeder gemäß der Erfindung an ihren Oberflächen mit einem elastischen Material 4 versehen ist, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel die gesamte freie Oberfläche der Tellerfeder 1 in Form einer dünnen Schicht einhüllt. Bei den Schwenkbewegungen macht diese elastische Schicht, die beispiels weise aus Gummi bestehen kann und nach den bekannten Verfahren aufgebracht ist, diese Schwenkbewegungen mit, ohne daß in dieser Schicht Risse auftreten. Diese elastische Schicht 4 gewährleistet einen hervorragenden Oberflächenschutz gegen chemische Beschädigungen, so z. B. gegen die normalerweise auftretenden Korrosionserscheinungen.

Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt die Tellerfeder 1, welche für die Verstellung eines stufenlosen Getriebes vorgesehen ist.

Auf einer Welle 5 , die einem tlund 6 trägt, ist ein Getriebekegelrad 7 fest montiert. Auf der gegenüberliegenden Seite des Getriebekegelrades ist auf der Welle 5 ein Druckstück 8 ebenfalls fest verbunden. Zwischen dem Druckstück 8 und dem auf der Welle 5 sitzenden Getriebekegelrad 7 ist ein axial verschiebbares Kegelrad 9 angeordnet, das mit der Welle 5 über Keile IO verdrehfest verbunden ist und zwischen dem Druckstück 8 und dem Getriebekegelrad 9 ist eine Tellerfeder 1 angeordnet, die sich mit ihren Zungenspitzen 11 gegen einen stufenförmigen Randansatz 8* des

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Druckringes 8 abstützt und mit ihrem Außendurchmesser an einem Wulst 9^f des Kegelrades? Zwischen den beiden Kegelrädern befindet sich der Keilriemen 12. Die für den Kraftschluß zwischen dem Keilriemen 12 und den Kegelscheiben 7 und 9 erforderliche Anpreßkraft wird durch die Tellerfeder 1 aufgebracht. Bei Verstellung des Keilriemengetriebes wandert in bekannter Weise der Keilriemen 12 entweder nach außen oder nach innen und verschiebt damit' das Kegelrad 9 mehr oder weniger weit vom Kegelrad 7 weg.

Die Tellerfeder 1 ist an der einen kegelförmigen Seite 13 mit einer Schutzschicht 14 aus elastischem Material versehen, die sich vom Außenumfang der Tellerfeder 1 bis annähernd zu den Zungenspitzen 11 der Tellerfeder erstreckt. Im Bereich dor Zungenspitzen bildet die elastische Schicht einen ringförmigen Wulst 15, der sich gegen den stufenförmig abgesetzten Flansch 8¹¹ des Druckstückes 8 anlegt.

Es ist erkennbar, daß die Stärke der elastischen Schicht zum Außendurchmesser der Tellerfeder 1 hin abnimmt und zwar zweckmäßigerweise ab demjenigen Durchmesserbereich, in welchem die Schlitze 2 der Tellerfeder 1 enden.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn steh die elastische Schicht übe den Umfang der Tellerfeder hinaus erstreckt und in einem strichliert dargestellten ringförmigen Wulst 16 endet, der über dem Außenrand 17 des Tellerkegelrades 9 gestülpt ist.

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Es ist erkennbar, daß die elastische Schutzschicht 14 einen Schutz gegen das Eindringen von Verunreinigungen in den Innenraum 18 des Getriebes gewährleistet und darüberhinaus auch einen mechanischen und chemischen Schutz gegen Beschädigungen der Tellerfeder selbst. Eine derartige Tellerfeder kann in besonders vorteilhafter Weise überall dort eingesetzt werden, wo ein derartiges Getriebe einer starken Verschmutzungsgefahr ausgesetzt ist, beispielsweise in landwirtschaft- f liehen Geräten, wie Mähdreschern oder dergl., bei denen es bisher nicht zu vermeiden war, daß Staub, Stroh und sogar Steine in den Bereich 18 zwischen der Tellerfeder 1 und dem Getriebekegelrad 8 eingedrungen sind, wodurch Beschädigungen und Funktionsstörungen des Getriebes nicht zu vermeiden waren.

Die elastische Schutzschicht 14 verhindert jedoch bei Tellerfedern gemä| der vorliegenden Erfindung das Eindringen derartiger Verschmutzungen in den Getrieberaum 18, wodurch die daraus resultierenden Schäden vermieden werden. Es ist erkennbar, daß dieser Raum 18 durch die satte Anlage des Tellerfederaußenrandes an der Sicke 9' des Kegeltellerrades 9 einerseits und durch die Anlage des Ringwulstes 15 am Absatz 8«' des Druckstückes 8 abgeschlossen ist. Außerdem schützt die Schicht 14 die Tellerfederoberfläche selbst gegen Beschädigungen, wie sie beispielsweise durch aufgewirbelte Steine erfolgen kann und gegen Korrosion, hervorgerufen durch Spritzwasser und dergl.

Unter gewissen Voraussetzungen kann es auch bei einer Tellerfeder, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, vorteilhaft sein, wenn auch die übrigen Oberflächenteile der Tellerfeder mit einer Schutzschicht gemäß Fig. 1 bzw. 2 versehen ist, so daß auch hier eine Beschädigung durch chemische Einflüsse nicht möglich ist.

Anhand der Fig. 4-7 sei eine a«dere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

In Fig. 4 und 5, wobei Fig. 5 eines Schnitt gemäß der Linie V-V der Fig. 4 zeigt, ist wiederum eine Tellerfeder 1 mit den Schlitzen 2 und Zungen 3 dargestellt. Der Bereich zwischen den benachbarten Zungen 3 ist mit einem elastischen Material 19 zumindest teilweise ausgefüllt. Je nach* der vorgesehenen Verwendung der Tellerfeder können verschiedene Materialien und Schichtstärken des elastischen Materials, welches den Bereich 19 zwischen den Zungen 3 ausfüllt, verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, ist es bekannt, daß Gummi und andere elastische verformbare Materialien bei der Rückfederung bzw. Rückformung nach einer Druckbeanspruchung bedeutend geringere Kräfte entwickeln als für die Druckbeanspruchung oder Deformation bzw. Verformung benötigt werden

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In Fig. 6, wobei auf der Abszisse der Federweg f und auf der Ordinate die Kraft P aufgetragen ist, sind an Hand eines Diagrammes die Kennlinien von Gummi schematisch dargestellt. Die mit 20 bezeichnete Kennlinie zeigt den Verlauf bei der Druckbeanspruchung von Gu&uni an, während die mit 21 bezeichnete Kennlinie die Rückformkennlinie bzw. Rückfederkennlinie darstellt.

In Fig. 7 stellt die mit 22 bezeichnete Linie den Kraftwegverlauf einer Tellerfeder dar. Die Rückfederungskennlinie einer Tellerfeder unterscheidet sich nur unwesentlich von der Kurve 22.

Durch die Kombination der Tellerfederkennlinien mit denen des elastisch' Materials verändert sich bei der Druckbeanspruchung die Kennlinie einer erfindungsgemäßen Tellerfeder gemäß der Linie 23, während bei der Rückfederung einer derartigen Tellerfeder eine Kennlinie gemäß der Kurve 24 entsteht. Es ist also ersichtlich, daß bei der Rückfederung der erfindungsgemäßen Tellerfeder ein Kraftverlust entsprechend dem schraffiert gezeichneten Feld zwischen den Linien 23 und 24 entsteht, d. h. die Rückfederkraft einer derartigen Tellerfeder wird entsprechend dem schraffierten Feld gedämpft. Wie bereits erwähnt, kann eine derartige Tellerfeder in besonders vorteilhafter Weise, z. B. bei Puffern für Schienenfahrzeuge oder dergl. verwendet werden.

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Die Dämpfungswirkung der erfindungsgemäßen Tellerfeder kann in besonders vorteilhafter Weise noch dadurch erhöht werden, wenn eine oder beide der kegelförmigen Seiten der Tellerfeder zusätzlich mit einer Schicht aus elastischen Material versehen ist, wobei diese Schicht auch aus anderem Material bestehen kann als dasjenige, welches zwischen den Zungen angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung ist nich auf die dargestellten Avsführung·-;-beispiele beschränkt, sondern bezieht sich auch auf Kombinationen der verschiedenen Teilmerkmale der einzelnen Figuren bzw. Beschroibungs- und Anspruc hsmerkmale.

So ζ. B. kann es unter bestimmten Voraussetzungen besonders vorteilhaft sein, wenn lediglich die Schlitze 2 der Tellerfeder ganiz oder teilweise mit .Lappen aus elastischem bzw. flexiblem Material abgedeckt sind, in dem diese Lappen auf die Zungen 3 aufgeklebt werden und somit einen oder mehrere der Schlitze 2 überdecken. Die benachbarten Schlitze können dann ebenfalls in gleicher Weise von derartigen Lappen abgedeckt werden. Die Schutzschicht besteht dann aus mehreren, gegebenenfalls im Abstand voneinander angeordneten Lappen, die einen oder mehrere der Schlitze gleichzeitig abdecken.

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Da die Zungenspitzen der erfindungsgemäßen Tellerfeder, ζ. Β. bei der Verwendung in einem Getriebe, Reibungsbeanspruchungen ausgesetzt sind, bzw. je nach der Ausgestaltung eines derartigen Getriebes auch zur Übertragung eines Drehmomentes dienen können, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Spitzen 11 der Zungen 3 in an sich bekannter Weise eine größere Härte aufweisen als der übrige Bereich der Tellerfeder und/oder an den den Reibungseinflüssen besonders ausgesetzten Stellen mit einem Material versehen sind, welches günstige Gleiteigenschäften aufweist. Hierzu können auf die Zungenspitzen beispielsweise Chrom, Molybdän oder dergl. auf elektrolytischem Wege oder durch bekannte Metallspritzverfahren aufgebracht werden.

Außerdem kann es unter gewissen Voraussetzungen vorteilhaft sein, wenn die elastische Schutzschicht 14 lediglich auf dem äußeren Durchmesserbereich der Tellerfeder aufgeklebt ist und auf den übrigen Bereich frei aufliegt und im Bereich der Zungenspitzen einen Wulst bildet, wobei dieser Wulst zwischen dem Druckstück und den Zungen der Tellerfeder eingeklemmt wird, so daß das durch die Fliehkraft bedingte Abheben der Schutzschicht von der Tellerfeder vermieden wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Tellerfeder-Kennlinie durch die Schutzschicht 14 nicht verändert wird.

Claims

15. Ιο. 68 0206

Ansprüche

1. Tellerfeder, insbesondere Zungentellerfeder, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest in Teilbereichen ihrer Oberfläche mit einem elastischen Material (4, 14 19) versehen ist.

2. Tellerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (4) die gesamte Oberfläche der Tellerfeder (1) einhüllt.

3. Tellerfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (14) schichtartig zumindest an einer der kegelförmigen Seiten (13) der Tellerfeder (1) vorgesehen ist und sich mindestens von dem durch die Enden der Schlitze (2) gegebenen Durchmesserbereich bis wenigstens annähernd zu den Zungenspitzen (11) erstreckt.

4. Tellerfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (14) sich bis zum Außendurchmesser der Tellerfeder (1) erstreckt.

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5. Tellerfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der elastischen Schicht (14) zum Außendurchmesser der Tellerfeder (1) hin abnimmt.

6. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der elastischen Schicht (14) im Bereich der Zungenspitzen (11) größer ist als im übrigen Bereich.

7. Tellerfeder nach Anspruch 6_f dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (14) im Bereich der Zungenspitzen (11) einen Wulst (15) bildet.

8. Tellerfeder nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Schicht (14) über den Außenumfang der Tellerfeder (1) hinaus erstreckt und vorzugsweise in einem elastischen Wulst (16) endet.

9. Tellerfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (19) den Bereich (2) zwischen den Zungen (3) zumindest teilweise ausfüllt»

10. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (4, 14, 19) thermisch aufgebracht ist.

880256920.1.72

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11. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (4, 14, 19) aufvulkanisiert ist.

12. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (4, 14, 19) aufgeklebt ist.

13. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (4, 14, 19) aufgespritzt ist.

14. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Y/eise die Spitzen (11) der Zungen (3) der Tellerfeder (1) eine größere Härte aufweisen als der übrige Bereich der Tellerfeder.

15. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (11) der Zungen (3) eine verschleißgeschützte Zone aus einer harten metallischen Auflage aufweisen.