DE10205595A1

DE10205595A1 - Belleville spring

Info

Publication number: DE10205595A1
Application number: DE10205595A
Authority: DE
Inventors: Bernfried Hesselmann; Vladimir Kobelev
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Tellerfeder (1) mit einer inneren Querschnittsstelle (2) in einem der Längsachse benachbarten Innenbereich der Telllerfeder (1), mit einer äußeren Querschnittsstelle (3) in einem randnahen Außenbereich der Tellerfeder (1) und mit einer zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) liegenden weiteren Querschnittsstelle (4) im Bereich des neutralen Punktes, wobei im eingebauten Zustand der Tellerfeder (1) die maximale Beanspruchung im Bereich der inneren Querschnittsstelle (2) und/oder der äußeren Querschnittsstelle (3) liegt. DOLLAR A Um eine homogene Spannungsverteilung über die Tellerfeder (1) sicherzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) kleiner als die innere Querschnittsstelle (2) und kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3) ist.A disc spring (1) with an inner cross-sectional location (2) in an inner region of the Telller spring (1) adjacent to the longitudinal axis is described and illustrated, with an outer cross-sectional location (3) in an outer region of the disc spring (1) near the edge and with an intermediate one between the inner Cross-sectional area (2) and the outer cross-sectional area (3) lying further cross-sectional area (4) in the area of the neutral point, the maximum stress in the area of the inner cross-sectional area (2) and / or the outer cross-sectional area in the installed state of the disc spring (1) 3) lies. DOLLAR A To ensure a homogeneous distribution of stress over the plate spring (1), it is provided according to the invention that the plate thickness of the further cross-sectional area (4) is smaller than the inner cross-sectional area (2) and smaller than the plate thickness of the outer cross-sectional area (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder mit einer inneren Querschnittsstelle in einem der Längsachse benachbarten Innenbereich der Tellerfeder, mit einer äußeren Querschnittsstelle in einem randnahen Außenbereich der Tellerfeder und mit einer zwischen der inneren Querschnittsstelle und der äußeren Querschnittsstelle liegenden weiteren Querschnittsstelle im Bereich des neutralen Punktes, wobei im eingebauten Zustand der Tellerfeder die maximale Beanspruchung im Bereich der inneren Querschnittsstelle und/oder der äußeren Querschnittsstelle liegt. The invention relates to a plate spring with an inner cross-sectional location in an inner region of the plate spring adjacent to the longitudinal axis, with a outer cross-sectional area in an outer region of the disc spring near the edge and with one between the inner cross-sectional location and the outer Cross-sectional location lying further cross-sectional location in the area of the neutral Point, the maximum when the disc spring is installed Stress in the area of the inner cross-sectional area and / or the outer Cross-sectional location.

Tellerfedern sind kegelförmige Ringschalen, die als Einzeltellerfedern oder kombiniert zu Federpaketen oder Federsäulen in axialer Richtung belastet werden. Die Ringscheiben werden beispielsweise aus Federband ausgeschnitten. Tellerfedern zeichnen sich durch eine relativ große Federsteife aus, die durch die Art der Kombination der Tellerfedern und deren Schichtung beeinflußt werden kann. Disc springs are conical ring shells that are used as single disc springs or combined to form spring assemblies or spring columns loaded in the axial direction become. The washers are made of spring band, for example cut out. Disc springs are characterized by a relatively large spring stiffness by the type of combination of the disc springs and their layering can be influenced.

Die Tellerfeder ist ein Bauelement mit völlig unsymmetrischer Spannungsverteilung über dem Querschnitt. Eine bis in Planlage eingefederte Tellerfeder hat in ihrer Oberseite tangential gerichtete Druckspannungen. Dagegen wird die Unterseite von tangential gerichteten Zugspannungen beansprucht. Die unsymmetrische Spannungsverteilung über dem Querschnitt führt zu einer inhomogenen Beanspruchung der Tellerfeder. Die maximalen Beanspruchungen treten an den Querschnittsecken auf, wobei die Stellen an der Unterkante der Bohrung sowie die äußere Unterkante besonders hoch beansprucht sind. Für eine geschlossene Tellerfeder ohne Bohrung, auch Linsenfeder genannt, ist die Beanspruchung im Federmittelpunkt etwa vier bis zehnmal so hoch wie an der Außenkante. Dabei ist die Materialausnutzung für die ungebohrte, geschlossene Tellerfeder bei konstanter Tellerdicke besonders ungünstig. Kommt es bei schwingend belasteten Tellerfedern zum Bruch, geht dieser infolge der hohen Zugspannungen an der Unterseite der Tellerfeder in der Regel von der zugbeanspruchten Unterseite aus. The disc spring is a component with a completely asymmetrical Stress distribution across the cross section. A disc spring sprung into flat position has tangential compressive stresses in its upper side. Against the underside of tangential tensile stresses. The asymmetrical stress distribution across the cross section leads to a inhomogeneous stress on the disc spring. The maximum stresses occur at the cross-sectional corners, the locations on the lower edge of the Bore and the outer lower edge are particularly stressed. For is a closed disc spring without a bore, also called a lens spring the stress at the center of the spring is about four to ten times as high the outer edge. The material utilization for the undrilled, closed disc spring with a constant disc thickness is particularly unfavorable. If there is a fracture in the case of vibrating disc springs, it breaks usually due to the high tensile stresses on the underside of the plate spring from the tensile underside.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tellerfeder anzugeben, bei der die infolge einer Beanspruchung auftretenden Spannungen im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnitt verteilt sind. The object of the invention is to provide a plate spring in which the result stresses occurring substantially uniformly are distributed over the cross section.

Die erfindungsgemäße Tellerfeder, bei der die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle kleiner als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle und kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle ist. The plate spring according to the invention, in which the previously derived and problem is solved, is characterized in that the plate thickness of the further cross-sectional area smaller than the plate thickness of the inner Cross-sectional area and is smaller than the plate thickness of the outer cross-sectional area.

Im Gegensatz zu reinen Biegefedern gibt es bei Tellerfedern keine neutrale Faser im Querschnitt, sondern nur einen neutralen Punkt, den sogenannten Stülppunkt. Im Stülppunkt treten die geringsten Spannungen auf. Wirkt auf den Einzelteller eine Federkraft, die zwischen ebenen Platten über den Umfang des oberen Innenrandes an der inneren Querschnittsstelle und des unteren Außenrandes an der äußeren Querschnittsstelle gleichmäßig verteilt eingeleitet wird, vermindert sich die freie lichte Tellerhöhe um den Federweg. Durch die Einfederung wird der Kegelwinkel verkleinert, wobei im Tellerquerschnitt tangentiale Spannungen auftreten, die an der Telleroberseite als Druckspannung, an der Tellerunterseite als Zugspannung wirksam werden; im übrigen treten vernachlässigbar geringe radiale Spannungen auf. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, die Tellerdicke an die Beanspruchung der Tellerfeder anzupassen, um eine homogene Spannungsverteilung über den Federquerschnitt sicherzustellen. In contrast to pure spiral springs, there are no neutral springs for disc springs Fiber in cross section, but only a neutral point, the so-called Stülppunkt. The lowest tensions occur at the slip point. Affects the individual plate has a spring force that lies between flat plates over the Circumference of the upper inner edge at the inner cross-sectional point and the lower Evenly distributed outer edge at the outer cross-sectional point is initiated, the clear plate height is reduced by the travel. By the deflection of the cone angle is reduced, with the plate cross-section Tangential stresses occur that are on the top of the plate Compressive stress acting on the underside of the plate as tensile stress; Furthermore negligible radial stresses occur. According to the invention it therefore provided the plate thickness to the stress of the plate spring adapt to a homogeneous distribution of stress over the Ensure the spring cross section.

Da die größten Spannungen je nach Durchmesserverhältnis sowie dem Verhältnis der lichten Höhe zur Tellerdicke an der inneren Querschnittsstelle bzw. der äußeren Querschnittsstelle auftreten und die geringsten Spannungen im Bereich des neutralen Punktes auftreten, weist die erfindungsgemäße Tellerfeder im Bereich des neutralen Punktes eine geringere Tellerdicke auf als im Bereich der inneren bzw. der äußeren Querschnittsstelle. Eine entscheidende Rolle für die Festigkeit der Tellerfedern spielen die Bereiche an der Materialoberfläche, an denen das Material mit Zugspannungen beansprucht wird. Die maximalen Hauptnormalspannungen, also die höchsten Zugspannungen, sind über diesen Bereichen an der Materialoberfläche stets positiv. Der Höchstwert der Hauptnormalspannungen limitiert die Beanspruchungsgrenze der Tellerfeder. Durch das variable Dickenprofil der Tellerfedern ergibt sich eine gleichmäßige und im optimierten Fall konstante Hauptnormalspannung des Materials über den Bereichen der Materialoberfläche der Tellerfeder. Das Federmaterial wird dabei optimal ausgenutzt. Because the greatest stresses depending on the diameter ratio and the Ratio of the clear height to the plate thickness at the inner cross-sectional point or occur at the outer cross-sectional point and the lowest stresses in the Range of the neutral point occur, has the inventive Disc spring has a smaller disc thickness in the area of the neutral point than in Area of the inner or outer cross-sectional area. A crucial one The areas of the disc play a role in the strength of the disc springs Material surface on which the material is subjected to tensile stresses. The maximum main normal stresses, i.e. the highest tensile stresses always positive over these areas on the material surface. The maximum of the main normal stresses limits the stress limit of the Belleville spring. The variable thickness profile of the disc springs results in a uniform and in the optimized case constant main normal stress of the Material over the areas of the material surface of the disc spring. The Spring material is optimally used.

Für schwingungsbeanspruchte Tellerfedern soll die optimale Tellerfeder aus der Bedingung der konstanten Schädigung des Materials an der Materialoberfläche definiert werden. Das Maß für die Schädigung des Materials für die schwingbeanspruchte Tellerfeder ist üblicherweise der Schädigungsparameter nach SMITH, WATSON, TOOPER. Für die optimale schwingbeanspruchte Tellerfeder ergibt sich eine konstante Größe der Schädigungsparameter über der zugbeanspruchten Materialoberfläche. Die Wahl des Optimierungskriteriums wird eindeutig durch den Einsatz der Tellerfeder bestimmt. For disc springs subject to vibration, the optimal disc spring should be sufficient the condition of constant damage to the material at the Material surface can be defined. The measure of the damage to the material for the Belleville spring is usually the damage parameter after SMITH, WATSON, TOOPER. For the optimal vibration stress Belleville spring results in a constant size of the damage parameters the tensile material surface. The choice of The optimization criterion is clearly determined by the use of the disc spring.

Bei erfindungsgemäßen Tellerfedern können besonders hohe Federkonstanten realisiert werden. In the case of disc springs according to the invention, particularly high spring constants can be used will be realized.

Die bessere Materialausnutzung führt zu dem weiteren Vorteil, daß Federsäulen aus erfindungsgemäßen Federn gegenüber bekannten Federsäulen aus Federn konstanter Tellerdicke infolge der gleichmäßigen Spannungsverteilung der erfindungsgemäßen Feder weniger schnell brechen. The better material utilization leads to the further advantage that Spring pillars made of springs according to the invention compared to known spring pillars Springs of constant plate thickness due to the even tension distribution break the spring according to the invention less quickly.

Die erfindungsgemäße Tellerfeder läßt sich mit einer Mehrzahl von geometrischen Ausgestaltungen der kegelförmigen Ringschale realisieren. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es jedoch besonders bevorzugt, die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle zu realisieren. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Beanspruchung der äußeren Querschnittsstelle höher als die Beanspruchung der inneren Querschnittsstelle ist. Infolge der größeren Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle sind trotz der höheren Beanspruchung die resultierenden Spannungen geringer, so daß letztlich eine homogene Spannungsverteilung zwischen der inneren und der äußeren Querschnittsstelle der Tellerfeder vorliegt. Selbstverständlich ist es bei einer höheren Beanspruchung der inneren Querschnittsstelle auch möglich, die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle größer als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle zu realisieren. Bei gleicher Beanspruchung der inneren und der äußeren Querschnittsstellen sollte die Tellerdicke der inneren und der äußeren Querschnittsstelle im wesentlichen gleich sein. The plate spring according to the invention can be used with a plurality of Realize geometric configurations of the conical ring shell. According to A preferred development of the invention, however, is special preferred, the plate thickness of the inner cross-sectional point is smaller than the plate thickness to realize the outer cross-sectional point. This is particularly useful then when the stress on the outer cross-sectional area is higher than that Stress on the inner cross-sectional area. As a result of the larger Despite the higher loads, the plate thickness of the outer cross-sectional area is resulting tensions lower, so that ultimately a homogeneous Stress distribution between the inner and outer cross-sectional location of the Belleville washer is present. Of course it is with a higher one Stress on the inner cross-sectional area is also possible, the plate thickness of the inner cross-sectional area larger than the plate thickness of the outer Realize cross-section. With the same stress on the inner and outer Cross sections should be the plate thickness of the inner and outer Cross-sectional location to be substantially the same.

Bei ähnlicher Beanspruchung der inneren und der äußeren Querschnittsstelle ist es weiterhin von Vorteil, das Dickenprofil der Tellerfeder zwischen der inneren und der äußeren Querschnittsstelle im wesentlichen aus zwei spiegelsymmetrischen Hälften um die weitere Querschnittsstelle, die wie bereits oben erwähnt im Bereich des neutralen Punktes des Tellerfeder liegt, zusammenzusetzen. Dadurch wird die angestrebte Homogenisierung der Spannungsverteilung in der Tellerfeder besonders gut erreicht. With similar stresses on the inner and outer cross-section it is also advantageous to change the thickness profile of the disc spring between the inner and the outer cross-section essentially of two mirror-symmetrical halves around the further cross-sectional area, as already above mentioned in the area of the neutral point of the disc spring, reassemble. The desired homogenization of the Stress distribution in the diaphragm spring particularly well achieved.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tellerfeder ist vorgesehen, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle im wesentlichen der Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle entspricht und die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle kleiner als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle ist. Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Tellerfeder bietet sich insbesondere dann an, wenn die Beanspruchung der Tellerfeder im Bereich der inneren Querschnittsstelle besonders hoch ist. Alternativ dazu ist es natürlich auch möglich, die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle im wesentlichen der Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle entsprechend und die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle zu realisieren. Diese Ausgestaltung des Dickenprofils der Tellerfeder bietet sich insbesondere bei hoher Beanspruchung der Tellerfeder im Bereich der äußeren Querschnittsstelle an. In an alternative embodiment of the plate spring according to the invention it is provided that the plate thickness of the further cross-sectional point in corresponds essentially to the plate thickness of the outer cross-sectional area and the The plate thickness of the further cross-sectional area is smaller than the plate thickness of the inner one Cross-sectional location is. This inventive design of the plate spring lends itself particularly well when the stress on the disc spring in The area of the inner cross-sectional area is particularly high. Alternatively, it is it is of course also possible to adjust the plate thickness of the other cross-sectional area essentially corresponding to the plate thickness of the inner cross-sectional area and the plate thickness of the further cross-sectional area is smaller than the plate thickness of the to realize outer cross-sectional area. This configuration of the Thickness profile of the disc spring is particularly useful when the Disc spring in the area of the outer cross-sectional area.

Um der Tellerfeder eine gegenüber der äußeren bzw. inneren Querschnittsstelle unterschiedliche Tellerdicke im Bereich der weiteren Querschnittsstelle vorzugeben, ist es möglich, die Tellerdicke ausgehend von der Zugspannungsseite der Tellerfeder, nämlich von der Tellerunterseite, und/oder ausgehend von der Druckspannungsseite der Tellerfeder, nämlich von der Telleroberseite, gegenüber der Tellerdicke der äußeren und/oder der inneren Querschnittsstelle zu verjüngen. Verjüngt bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Tellerdicke gegenüber der Tellerdicke einer Tellerfeder mit konstanter Tellerdicke verringert ist. Around the disc spring one opposite the outer or inner Cross-section point different plate thickness in the area of the further cross-section point it is possible to specify the plate thickness based on the Tension side of the plate spring, namely from the underside of the plate, and / or starting from the compressive stress side of the plate spring, namely from the Plate top, opposite the plate thickness of the outer and / or inner Taper cross-sectional area. In this context, rejuvenated means that the plate thickness compared to the plate thickness of a plate spring with constant Plate thickness is reduced.

Im übrigen kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Tellerfeder mit wenigstens einer zusätzlichen Querschnittsstelle zwischen der inneren und der weiteren und/oder zwischen der weiteren und der äußeren Querschnittsstelle zu versehen, wobei die Tellerdicke der zusätzlichen Querschnittsstelle kleiner ist als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle und/ oder kleiner ist als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle. Die Tellerdicke kann dabei an jeder Stelle dem Spannungsverlauf der Tellerfeder angepaßt werden. In addition, it can be advantageous to use the plate spring according to the invention at least one additional cross-sectional location between the inner and the further and / or between the further and the outer cross-sectional location to be provided, the plate thickness of the additional cross-sectional point being smaller is than the plate thickness of the inner cross-sectional area and / or is less than the plate thickness of the outer cross-sectional area. The plate thickness can increase can be adapted to the tension curve of the diaphragm spring at any point.

Bei üblicher Belastung der Tellerfeder, also bei einer über den Umfang des oberen Innenrandes und des unteren Außenrandes gleichmäßig eingeleiteten Kraft, ist die Tellerdicke der zusätzlichen Querschnittsstelle vorzugsweise größer als die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle. Wesentlich dabei ist lediglich, daß die Tellerfeder an einer Stelle hoher Beanspruchung eine entsprechend große Tellerdicke aufweisen muß, um letztlich zu einer über die Tellerfeder homogenen Spannungsverteilung im Querschnitt zu gelangen. Die Anpassung des Dickenprofils der erfindungsgemäßen Tellerfeder ist dabei nicht nur auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß Dickenprofil der Tellerfeder an nahezu jede beliebige Beanspruchung anzupassen oder auch Bereiche vorzugeben, die aufgrund einer größeren Tellerdicke stärker belastet werden können, ohne daß es dabei zu einem Federbruch kommt. With the usual load on the disc spring, that is to say over the circumference of the upper inner edge and the lower outer edge evenly introduced Force, the plate thickness of the additional cross-sectional area is preferred greater than the plate thickness of the other cross-sectional area. It is essential only that the plate spring at a point of high stress must have a correspondingly large plate thickness, in order to ultimately become one over the Diaphragm spring to achieve homogeneous stress distribution in cross section. The Adjustment of the thickness profile of the plate spring according to the invention is included not only limited to the exemplary embodiments described above. According to the invention, it is also possible that the thickness profile of the plate spring to adapt almost any load or to specify areas, which can be loaded more heavily due to a larger plate thickness that there is a spring break.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Tellerfeder auszugestalten und weiterzubilden. So kann die Tellerfeder gelocht oder ungelocht und/oder innen geschlitzt und/oder außen geschlitzt sein. Die Besonderheiten bzw. Vorteile gelochter und/oder geschlitzter erfindungsgemäßer Tellerfedern sind im wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannt. In detail, there are now a multitude of possibilities To design and further develop disc spring according to the invention. So can the disc spring perforated or unperforated and / or slotted on the inside and / or slotted on the outside his. The peculiarities or advantages of perforated and / or slotted Disc springs according to the invention are essentially from the prior art known.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Tellerfeder anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des Dickenprofils einer herkömmlichen Tellerfeder mit konstanter Tellerdicke zwischen der inneren und der äußeren Querschnittsstelle, Preferred exemplary embodiments of the plate spring according to the invention are explained below with reference to the drawing. In the drawings Fig. 1 shows a schematic representation of the thickness profile of a conventional diaphragm spring with a constant plate thickness between the inner and outer cross-sectional location,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Tellerfeder gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von unten, Fig. 2 shows a cross section through a Belleville spring in accordance with a first preferred embodiment in a view from below,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer gelochten Tellerfeder gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 is a schematic representation of a perforated plate spring according to the first preferred embodiment of the invention,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine ungelochte Tellerfeder gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 shows a cross section through an unperforated disc spring according to a second preferred embodiment of the invention and

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ungelochten Tellerfeder gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 is a schematic representation of an unperforated plate spring according to the second preferred embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Dickenprofils einer herkömmlichen Tellerfeder 1 mit konstanter Tellerdicke. Es wird eine Kraft F zwischen dem Umfang des oberen Innenrandes, nachfolgend als innere Querschnittsstelle 2 bezeichnet, und dem unteren Außenrand, nachfolgend als äußere Querschnittsstelle 3 bezeichnet, gleichmäßig verteilt eingeleitet. Folglich treten die maximalen Beanspruchungen und daraus resultierend die größten Spannungen an den Querschnittsstellen 2, 3 auf. Dabei ist zu beachten, daß die maximale Druckspannung im Bereich der inneren Querschnittsstelle 2 am oberen Innenrand der Tellerfeder 1 auftritt, während die maximale Zugspannung im Bereich der äußeren Querschnittsstelle 3 am unteren Außenrand der Tellerfeder 1 auftritt. Fig. 1 shows a schematic representation of the thickness profile of a conventional plate spring 1 with a constant plate thickness. A force F is introduced between the circumference of the upper inner edge, hereinafter referred to as the inner cross-sectional area 2 , and the lower outer edge, hereinafter referred to as the outer cross-sectional area 3 . Consequently, the maximum stresses and, as a result, the greatest stresses occur at the cross-sectional locations 2 , 3 . It should be noted that the maximum compressive stress occurs in the area of the inner cross-sectional area 2 at the upper inner edge of the plate spring 1 , while the maximum tensile stress occurs in the area of the outer cross-sectional area 3 at the lower outer edge of the plate spring 1 .

Im Bereich des neutralen Punktes, im nachfolgenden als weitere Querschnittsstelle 4 bezeichnet, ist die Beanspruchung der Tellerfeder 1 dagegen minimal. Daraus ergibt sich, daß im Bereich des neutralen Punktes bzw. an der weiteren Querschnittsstelle 4 die aus der Beanspruchung der Tellerfeder 1 resultierenden Spannungen ebenfalls klein sind. Der neutrale Punkt liegt zwischen der Oberseite und der Unterseite der Tellerfeder 1, wobei die genaue Lage des neutralen Punktes von dem Beanspruchungsprofil der Tellerfeder 1 und deren Geometrie abhängt. Von Bedeutung ist weiterhin, daß die weitere Querschnittsstelle 4 nicht in jedem Fall mittig zwischen der inneren Querschnittsstelle 2 und der äußeren Querschnittsstelle 3 liegen muß. Die Lage der weiteren Querschnittsstelle 4 ergibt sich letztlich allein durch das Dickenprofil und die Beanspruchungen der Tellerfeder 1. In contrast, in the area of the neutral point, hereinafter referred to as a further cross-sectional point 4 , the stress on the plate spring 1 is minimal. It follows from this that in the area of the neutral point or at the further cross-sectional point 4, the stresses resulting from the loading of the plate spring 1 are also small. The neutral point lies between the top and the bottom of the plate spring 1 , the exact location of the neutral point depending on the stress profile of the plate spring 1 and its geometry. It is also important that the further cross-sectional area 4 does not always have to be centered between the inner cross-sectional area 2 and the outer cross-sectional area 3 . The position of the further cross-sectional point 4 ultimately results solely from the thickness profile and the stresses on the disc spring 1 .

Gemäß der Fig. 2 ist die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle 4 kleiner als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle 2 und kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle 3. Wesentlich dabei ist, daß im Bereich hoher Beanspruchungen der Tellerfeder 1 die Tellerdicke entsprechend vergrößert ist. Im Bereich kleiner Beanspruchung der Tellerfeder 1, nämlich vorliegend im Bereich der weiteren Querschnittsstelle 4 bzw. des neutralen Punktes, weist die erfindungsgemäße Tellerfeder 1 daher die geringste Tellerdicke auf. Gemäß der Fig. 2 ist vorgesehen, daß die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle 2 und die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle 3 im wesentlichen gleich sind. Das Dickenprofil der Tellerfeder 1 kann sich somit aus zwei spiegelsymmetrischen Hälften um die Querschnittsstelle 4 zusammensetzen. Dies ist jedoch nur eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tellerfeder 1. Prinzipiell kann das Dickenprofil der Tellerfeder 1 an jede beliebige Beanspruchung angepaßt werden. According to FIG. 2, the plate thickness of the further cross-sectional area 4 is smaller than the plate thickness of the inner cross-sectional area 2 and smaller than the plate thickness of the outer cross-sectional area 3 . It is essential that the plate thickness is increased accordingly in the area of high loads on the plate spring 1 . In the area of small stresses on the plate spring 1 , namely in the area of the further cross-sectional area 4 or the neutral point, the plate spring 1 according to the invention therefore has the smallest plate thickness. According to FIG. 2 it is provided that the plate thickness of the inner cross-sectional area 2 and the plate thickness of the outer cross-sectional area 3 are essentially the same. The thickness profile of the plate spring 1 can thus be composed of two mirror-symmetrical halves around the cross-sectional point 4 . However, this is only a preferred embodiment of the plate spring 1 according to the invention. In principle, the thickness profile of the plate spring 1 can be adapted to any load.

Unter Umständen weist die Tellerfeder 1 zwischen der inneren Querschnittsstelle 2 und der äußeren Querschnittsstelle 3 eine Mehrzahl weiterer Querschnittsstellen 5, 6 auf, mit unterschiedlich starken Tellerdicken. Im übrigen ist es nicht in jedem Beanspruchungsfall notwendig, daß die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle 2 und die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle 3 gleich sind. Die Tellerdicke ist im wesentlichen abhängig von der an der betrachteten Stelle vorliegenden Beanspruchung der Tellerfeder 1. Dabei gilt, daß bei hoher Beanspruchung eine große Tellerdicke, bei geringer Beanspruchung dementsprechend eine kleine Tellerdicke der Tellerfeder 1 vorge- geben wird. Die Profilgestaltung dient dabei in erster Linie dem Ziel, eine gleichmäßige Spannungsverteilung über den Querschnitt der Tellerfeder 1 in den verschiedenen Querschnittsbereichen sicherzustellen. Under certain circumstances, the plate spring 1 has a plurality of further cross-sectional points 5 , 6 between the inner cross-sectional point 2 and the outer cross-sectional point 3 , with different plate thicknesses. Moreover, it is not necessary in every case that the plate thickness of the inner cross-sectional area 2 and the plate thickness of the outer cross-sectional area 3 are the same. The plate thickness is essentially dependent on the stress on the plate spring 1 present at the point under consideration. The rule here is that a large plate thickness is specified for the plate spring 1 under high loads, and accordingly a small plate thickness under low loads. The profile design serves primarily the goal of ensuring a uniform stress distribution over the cross section of the plate spring 1 in the different cross-sectional areas.

Weiterhin ist aus der Fig. 2 ersichtlich, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle 4 sowohl auf der Zugspannungsseite der Tellerfeder I als auch auf der Druckspannungsseite der Tellerfeder 1 gegenüber der Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle 2 und der äußeren Querschnittsstelle 3 verjüngt ist. Diese Verjüngung läßt sich beispielsweise durch eine entsprechende Profilierung des zur Herstellung der Tellerfeder 1 verwendeten Federbandes umsetzen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle 4 ausgehend von der Druckspannungsseite oder der Zugspannungsseite gegenüber der Tellerdicke der inneren bzw. äußeren Querschnittsstellen 2, 3 zu verjüngen. It can also be seen from FIG. 2 that the plate thickness of the further cross-sectional area 4 is tapered both on the tension side of the plate spring I and on the compressive stress side of the plate spring 1 with respect to the plate thickness of the inner cross-section 2 and the outer cross-section 3 . This tapering can be implemented, for example, by appropriate profiling of the spring band used to manufacture the plate spring 1 . However, it is of course also possible to taper the plate thickness of the further cross-sectional area 4, starting from the compressive stress side or the tensile stress side, with respect to the plate thickness of the inner or outer cross-sectional areas 2 , 3 .

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tellerfeder 1, und zwar einer ungelochten Tellerfeder. Die Abstufung der Tellerdicke kann bereichsweise in Abhängigkeit von den Punkten maximaler Beanspruchung der Tellerfeder 1 erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, eine stufenlose Veränderung der Tellerdicke zwischen der inneren Querschnittsfläche 2 und der äußeren Querschnittsfläche 3 vorzusehen und das Dickenprofil der Tellerfeder bogenförmig gewölbt auszuführen. FIGS. 4 and 5 show a second preferred embodiment of a disk spring 1 according to the invention, namely a non-perforated plate spring. The grading of the plate thickness can take place in some areas depending on the points of maximum stress on the plate spring 1 . However, it is also possible to provide a continuous change in the plate thickness between the inner cross-sectional area 2 and the outer cross-sectional area 3 and to design the thickness profile of the plate spring to be arched.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tellerfedern, die in den Figuren nicht dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet ist, daß die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle, der äußeren Querschnittsstelle und der weiteren Querschnittsstelle, also die Tellerdicke über die gesamte Tellerfeder, so gewählt ist, daß sich eine konstante Hauptnormalspannung, also eine konstante Zugspannung, über alle Bereiche der Materialoberfläche der Tellerfedern ergibt. Finally, it should be noted that one is particularly preferred Embodiment of the plate springs according to the invention, which are not in the figures is shown, characterized in that the plate thickness of the inner Cross-sectional location, the outer cross-sectional location and the other Cross-sectional location, that is, the plate thickness over the entire plate spring, selected in this way is that there is a constant main normal stress, i.e. a constant Tensile stress across all areas of the material surface of the disc springs.

Claims

1. Tellerfeder (1) mit einer inneren Querschnittsstelle (2) in einem der Längsachse benachbarten Innenbereich der Tellerfeder (1), mit einer äußeren Querschnittsstelle (3) in einem randnahen Außenbereich der Tellerfeder (1) und mit einer zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) liegenden weiteren Querschnittsstelle (4) im Bereich des neutralen Punktes, wobei im eingebauten Zustand der Tellerfeder (1) die maximale Beanspruchung im Bereich der inneren Querschnittsstelle (2) und/oder der äußeren Querschnittsstelle (3) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) kleiner als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) und kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3) ist. 1. Belleville washer ( 1 ) with an inner cross-sectional area ( 2 ) in an inner area of the Belleville washer ( 1 ) adjacent to the longitudinal axis, with an outer cross-sectional area ( 3 ) in an outer area of the Belleville washer ( 1 ) near the edge and with an between the inner cross-sectional area ( 2 ) and the outer cross-sectional point ( 3 ) lying further cross-sectional point ( 4 ) in the region of the neutral point, the maximum stress in the installed state of the disc spring ( 1 ) being in the region of the inner cross-sectional point ( 2 ) and / or the outer cross-sectional point ( 3 ) , characterized in that the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) is smaller than the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ) and less than the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ).

2. Tellerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) kleiner als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3) ist oder die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) im wesentlichen gleich sind. 2. Disc spring according to claim 1, characterized in that the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ) is smaller than the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ) or the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ) and the outer cross-sectional area ( 3 ) are substantially the same ,

3. Tellerfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Dickenprofil der Tellerfeder (1) zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) im wesentlichen aus zwei spiegelsymmetrische Hälften um die weitere Querschnittsstelle (4) zusammensetzt. 3. Belleville washer according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness profile of the Belleville washer ( 1 ) between the inner cross-sectional area ( 2 ) and the outer cross-sectional area ( 3 ) consists essentially of two mirror-symmetrical halves around the further cross-sectional area ( 4 ).

4. Tellerfeder (1) mit einer inneren Querschnittsstelle (2) in einem der Längsachse benachbarten Innenbereich der Tellerfeder (1), mit einer äußeren Querschnittsstelle (3) in einem randnahen Außenbereich der Tellerfeder (1) und mit einer zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) liegenden weiteren Querschnittsstelle (4) im Bereich des neutralen Punktes, wobei im eingebauten Zustand der Tellerfeder (1) die maximale Beanspruchung im Bereich der inneren Querschnittsstelle (2) und/oder der äußeren Querschnittsstelle (3) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) im wesentlichen der Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3) entspricht und die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) kleiner ist als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2). 4. Belleville washer ( 1 ) with an inner cross-sectional area ( 2 ) in an inner area of the Belleville washer ( 1 ) adjacent to the longitudinal axis, with an outer cross-sectional area ( 3 ) in an outer area of the Belleville washer ( 1 ) near the edge and with an between the inner cross-sectional area ( 2 ) and the outer cross-sectional point ( 3 ) lying further cross-sectional point ( 4 ) in the region of the neutral point, the maximum stress in the installed state of the disc spring ( 1 ) being in the region of the inner cross-sectional point ( 2 ) and / or the outer cross-sectional point ( 3 ) , characterized in that the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) essentially corresponds to the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ) and the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) is smaller than the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ).

5. Tellerfeder (1) mit einer inneren Querschnittsstelle (2) in einem der Längsachse benachbarten Innenbereich der Tellerfeder (1), mit einer äußeren Querschnittsstelle (3) in einem randnahen Außenbereich der Tellerfeder (1) und mit einer zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der äußeren Querschnittsstelle (3) liegenden weiteren Querschnittsstelle (4) im Bereich des neutralen Punktes, wobei im eingebauten Zustand der Tellerfeder (1) die maximale Beanspruchung im Bereich der inneren Querschnittsstelle (2) und/oder der äußeren Querschnittsstelle (3) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) im wesentlichen der Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) entspricht und die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) kleiner ist als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3). 5. Belleville washer ( 1 ) with an inner cross-sectional area ( 2 ) in an inner area of the Belleville washer ( 1 ) adjacent to the longitudinal axis, with an outer cross-sectional area ( 3 ) in an outer area of the Belleville washer ( 1 ) near the edge and with an between the inner cross-sectional area ( 2 ) and the outer cross-sectional point ( 3 ) lying further cross-sectional point ( 4 ) in the region of the neutral point, the maximum stress in the installed state of the disc spring ( 1 ) being in the region of the inner cross-sectional point ( 2 ) and / or the outer cross-sectional point ( 3 ) , characterized in that the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) essentially corresponds to the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ) and the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) is smaller than the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ).

6. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) auf der Zugspannungsseite der Tellerfeder (1) und/oder auf der Druckspannungsseite der Tellerfeder (1) gegenüber der Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3) und/oder gegenüber der Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) verjüngt ist. 6. disc spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ) on the tension side of the plate spring ( 1 ) and / or on the compressive stress side of the plate spring ( 1 ) relative to the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ) and / or is tapered relative to the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ).

7. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Querschnittsstelle (5, 6) zwischen der inneren Querschnittsstelle (2) und der weiteren Querschnittsstelle (4) und/oder zwischen der weiteren Querschnittsstelle (4) und der äußeren Querschnittsstelle (3) vorgesehen ist und die Tellerdicke der zusätzlichen Querschnittsstelle (5, 6) kleiner ist als die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle (2) und/oder kleiner ist als die Tellerdicke der äußeren Querschnittsstelle (3). 7. Belleville washer according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one additional cross-sectional area ( 5 , 6 ) between the inner cross-sectional area ( 2 ) and the further cross-sectional area ( 4 ) and / or between the further cross-sectional area ( 4 ) and the outer cross-sectional area ( 3 ) is provided and the plate thickness of the additional cross-sectional area ( 5 , 6 ) is smaller than the plate thickness of the inner cross-sectional area ( 2 ) and / or less than the plate thickness of the outer cross-sectional area ( 3 ).

8. Tellerfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der zusätzlichen Querschnittsstelle (5, 6) größer als die Tellerdicke der weiteren Querschnittsstelle (4) ist. 8. disc spring according to claim 7, characterized in that the plate thickness of the additional cross-sectional area ( 5 , 6 ) is greater than the plate thickness of the further cross-sectional area ( 4 ).

9. Tellerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich maximaler Beanspruchung wenigstens eine Auflagefläche vorgesehen ist. 9. disc spring according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the area of maximum stress at least one contact surface is provided.

10. Tellerfedern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerdicke der inneren Querschnittsstelle, der äußeren Querschnittsstelle und der weiteren Querschnittsstelle, also die Tellerdicke über die gesamte Tellerfeder, so gewählt ist, daß sich eine konstante Hauptnormalspannung, also eine konstante Zugspannung, über alle Bereiche der Materialoberfläche der Tellerfeder ergibt. 10. Disc springs according to one of claims 1 to 9, characterized in that the plate thickness of the inner cross-sectional area, the outer Cross-section point and the further cross-section point, i.e. the plate thickness over the entire disc spring is chosen so that there is a constant Main normal stress, i.e. a constant tensile stress, across all areas of the Material surface of the disc spring results.