DE847073C - Plattenfeder-Druckmesser mit einer mehrfach kreisfoermig um ihre Mitte gewellten bzw. ausgebogenen Plattenfeder - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1952

E3064 IX bI42 k

Die Erfindung betrifft die Formgebung der Plattenfedern von Plattenfeder-Druckmessern.

Bei derartigen Druckmessern ist ein linearer Zusammenhang zwischen dem Druck und dem Stellweg der Plattenfedermitte erwünscht, um mit einfachen konstruktiven Mitteln eine geradlinige druckproportionale Teilung der Anzeigeskala zu ermöglichen. Auch ist in radialer Richtung eine möglichst gleichmäßige Zunahme des Federhubs von der äußeren Einspannrläche bis zur Federmitte erwünscht, um örtliche Überbeanspruchung des Federmaterials zu vermeiden bzw. um für einen bestimmten Federhub keine zu große wirksame Federfläche zu benötigen.

Es sind eine Anzahl verschiedenartiger Formgebungen bekannt, die das Ziel haben, einen linearen Zusammenhang zwischen Druck und Stellweg der Feder zu erreichen, Bei diesen Formgebungen sind die Wellen oder sonstigen Ausbiegungen in ihrer Höhe mehr oder weniger konstant, oder es besteht zumindest kein stetiger bzw. gesetzmäßiger Zusammenhang zwischen der Ausbiegungshöhe und dem Abstand der Ausbiegung von der Federmitte.

Bei der Auslenkung infolge Druckbelastung ist allen diesen Plattenfederausführungen bei vorausgesetzter gleichmäßiger Materialstärke gemeinsam, daß ein großer Teil des Hubs, häufig z. B. 70%, bereits in dem äußeren Umfangsteil der Feder erfolgt, während der innere, sich etwa über den halben wirksamen Federdurchmesser erstreckende Teil annähernd gleich einer starren Platte ausgelenkt wird. Die Folge hiervon ist, daß der erreichbare Gesamthub der üblichen Federn bis zu 50% geringer ist als im Fall einer gleichmäßigen Zunahme des Federhubs von der äußeren Einspannstelle bis zur Federtnitte.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Plattenfedern besteht darin, daß diese sich nach der Formgebung infolge restlicher Materialspannungen häufig verziehen, so daß ihre Einspannflächen im nicht eingespannten Fall nicht mehr plan in einer Ebene liegen. Dadurch erhält die Feder Vorspan-

• nungen, welche ebenfalls ungünstig der Erzielung eines linearen Zusammenhangs zwischen Druck und Stellweg entgegenstehen.

Die genannten Schwierigkeiten wurden bisher zum Teil dadurch behoben, daß zur Erzielung eines bestimmten Gesamthubs der Plattenfeder ein erheblich größerer wirksamer Federdurchmesser gewählt wurde, als notwendig wäre, wenn auch der mittlere Teil der Plattenfeder ähnlich dem äußeren Teil zu ίο dem Gesamthub beitragen würde.

Durch die Erfindung ist eine annähernd gleichmäßige Zunahme des Federhubs von der äußeren Einspannfläche bis zur Federmitte, eine'praktisch lineare Beziehung zwischen Druck und Stellweg sowie eine starke Verkleinerung der Hysterese des Federhubs zwischen Belastung und Entlastung der Feder erreicht.

Die Erfindung besteht darin, daß die Höhen der Wellen bzw. Ausbiegungen von einem Kleinstwert ao nahe der Mitte der Plattenfeder bis zu einem Größtwert am äußeren Umfang des wirksamen Teils der Plattenfeder zunehmen und daß die eigentliche Plattenfeder unmittelbar an der Einspannstelle derart aus der Einspannebene herausgezogen ist, daß sie, abgesehen von der Wellung, die Form eines mehr oder weniger tiefen Topfes bildet.

Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß das Verhältnis der Höhe zur radialen Breite jeder Welle bzw. Ausbiegung konstant ist, und darin, daß die Wellen bzw. Ausbiegungen proportional ihren Abständen von der Mitte der Plattenfeder zunehmen, und schließlich darin, daß die radiale Ausdehnung jeder Welle bzw. Ausbiegung konstant ist.

Nachstehend wird die Erfindung in vier Ausführungsformen an Hand von fünf Abbildungen gezeigt und beschrieben.
Es zeigt

Abb. ι einen Querschnitt durch eine Plattenfeder mit wellenförmigen Ausbiegungen, deren Höhen mit zunehmendem Abstand von der Federmitte entsprechend einer bogenförmigen Kurve zunehmen;

Abb. 2 einen Querschnitt durch eine Plattenfeder mit wellenförmigen Ausbiegungen, die so geformt ♦5 sind, daß das Verhältnis der Höhe zur radialen Breite jeder Welle für alle Wellen konstant ist; Abb. 3 einen Querschnitt durch eine Plattenfeder

mit wellenförmigen Ausbiegungen, die so geformt sind, daß die Höhe der Wellen bzw. Ausbiegungen proportional ihren Abständen von der Mitte der Plattenfeder zunimmt;

Abb. 4 einen Querschnitt durch eine Plattenfeder mit wellenförmigen Ausbiegungen, die so geformt sind, daß trotz nach außen stetig zunehmender WeI-lenhöhen die radiale Breite aller Wellen konstant ist; Abb. 5 den in einer Kurve dargestellten Zusammenhang zwischen Gesamtfederhub und Abstand von der Federmitte sowohl für eine Plattenfeder bisheriger wie für eine Plattenfeder neuer Ausführung.

In den Abb. 1 bis 5 ist 1 die Tiefe des zwischen j der Einspannstelle und der Federebene gebildeten Topfes und 2 die Mittelachse der Plattenfeder. In Abb. ι ist 3 die bogenförmige Kurve, welche die höchsten Punkte aller wellenförmigen Ausbiegungen einer Plattenfeder verbindet und welche mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse ebenfalls zunehmend von der Federebene abweicht. In Abb. 2 ist α und a' je eine Wellenhöhe über der Plattenfederebene und b und b' die jeweils zugehörige radiale Breite dieser Wellen. Bei der Plattenfeder nach Abb. 2 verhält sich a: b wie a : b' usw. In Abb. 3 ist c und c je eine Wellenhöhe und d und d' der jeweils zugehörige Abstand der Wellenkuppe von der Mittelachse 2. Bei dieser Plattenfeder verhält sich c:c wie d:d' usw. Die Plattenfederausführung hat zur Folge, daß alle Wellenkuppen der einen Federseite wie auch alle Wellenkuppen der anderen Federseite auf je einer Geraden 4 und 4' liegen und daß beide Geraden durch den Plattenfedermittelpunkt gehen. In Abb. 4 ist e die stets gleichbleibende radiale Breite der Plattenfederwellen. In Abb. 5 ist 5 die kurvenmäßige Darstellung des Zusammenhangs zwischen Gesamthub und Abstand von der Federmitte einer bisher üblichen Plattenfeder und 6 derselbe Zusammenhang zwischen Gesamthub und Abstand von der Federmitte für eine erfindungsgemäß ausgeführte Plattenfeder. Die Ordinate 7 des Diagramms stellt die Auslenkung dar, und die Abszisse 8 bezeichnet den Abstand des gemessenen Punkts von der Mittelachse 2 der Plattenfeder.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Plattenfeder-Druckmesser mit einer mehrfach kreisförmig um ihre Mitte gewellten bzw. ausgebogenen Plattenfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen der Wellen bzw. Ausbiegungen von einem Kleinstwert nahe der Mitte der Plattenfeder bis zu einem Größtwert am äußeren Umfang des wirksamen Teils der Plat- ' tenfeder nach beiden Seiten der Feder hin zunehmen.

2. Plattenfeder-Druckmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Plattenfeder unmittelbar an der Einspannstelle derart aus der Einspannebene herausgezogen ist. daß sie abgesehen von der Wellung die Form eines mehr oder weniger tiefen Topfes bildet.

3. Plattenfeder-Druckmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe zur radialen Breite jeder Welle bzw. Ausbiegung konstant ist.

4. Plattenfeder-Druckmesser nach Anspruch 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wellen bzw. Ausbiegungen proportional ihren Abständen von der Mitte der Plattenfeder zunimmt.

5. Plattenfeder-Druckmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung jeder Welle bzw. Ausbiegung konstant ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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