DE8413124U1

DE8413124U1 - Teller- bzw. Membranfeder

Info

Publication number: DE8413124U1
Application number: DE8413124U
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1986-07-31

Description

FICHTEL & S Ä'c H* S 'Ά 'Ο "- "* S C H W E I N P Ü R T ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12

GEBRAUCHSMUSTER-ANMELDUNG

Teller- bzw. Membranfeder

Beschreibung

Die Neuerung bezieht sich auf eine Teller- bzw. Membranfeder als Kraftspeicherj bestehend aus einem Ringkörper mit in entspanntem Zustand im wesentlichen kegelstumpfartiger Form.

Aus der DE-OS 1 945 233 ist es bereits bekannt, eine Tellerfeder von kegelstumpfartiger Form vorzusehen, die nach radial innen gerichtete Federzungen aufweist, mit deren Hilfe die Tellerfeder beispielsweise zum Betätigen einer Reibungskupplung über einen bestimmten Federweg bewegbar ist. Dabei wirken die Federzungen quasi als Betätigungshebel für den äußeren Ringkörper, der die Wirkung einer Tellerfeder aufweist. Der Ringkörper ist in üblicher Weise mit einem rechteckigen Querschnitt ausgestattet, wobei als wesentlichste Einflußfaktoren für die Auslegung der Kennlinie der Teller- bzw. Membranfeder das Verhältnis der Höhe h des Kegelstumpfes des Ringkörpers zur Materialdicke s anzusehen ist.

Durch die angestrebte Lebensdauer einer solchen Teller- bzw. Membranfeder sind jedoch der Änderung des Verhältnisses h : s bestimmte Grenzen gesetzt, so daß darüber hinaus kaum Einfluß auf die Federkennlinien genommen werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, nach Möglichkeiten der Einflußnahme auf die Federkennlinie von Teller- bzw. Membranfsdern zu suchen, die vom Verhältnis h : s möglichst unabhängig sind.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. - Durch Veränderung der rechteckigen Querschnittsform im Bereich des Ringkörpers in Richtung auf eine Vergrößerung des Plächenträgheitsmomentes bezüglich einer im Bereich des Kegelstumpfes durch die Symmetrieachse verlaufenden Achse ist es möglich, die Federkennlinie trotz eines großen Verhältnisses h : s mit einer geringen Überhöhung auszustatten, wobei beispielsweise bei gleichem Kraftniveau die Materialdicke s der Membranfeder reduziert werden kann und dabei gleichzeitig die Dauerhaltbarkeit erhöht werden kann. Es ist natürlich naheliegend, daß bei Beibehaltung der Materialdicke s das Kraftniveau entsprechend angehoben wird.

Gemäß dem Unteranspruch 2 wird vorgeschlagen, daß die Bereiche der Vergrößerung des Plächenträgheitsmomentes konzentrisch zur Symmetrieachse über den gesamten Umfang verlaufen. Damit wird eine gleichmäßige Belastung der Teller- bzw. Membranfeder erreicht.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, den Federquerschnitt mit von der Achse weiter entfernten Auswölbungen zu versehen. Diese Auswölbungen können in einer bevorzugten Ausführungsform als eine umlaufende Sicke dargestellt sein.

Die Neuerung wird anschließend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Membranfeder entsprechend der Neuerung;

Fig. 2 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Membranfeder mit geänderter Form gegenüber Fig. 1;

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf die Membranfeder gem. Fig. 1 oder 2; Fig. 4 verschiedene Federkennlinien von Membranfedern.

Herkömmliche Membranfedern werden häufig in Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen verwendet und weisen einen Ringkörper auf, an den sich nach radial innen Federzungen anschließen. In entspann-

tem Zustand nimmt eine solche Membranfedcr die Form eines Kegelstumpfes an. Der Querschnitt des Ringkörpers ist üblicherweise rechteckig und wird durch die Materialdicke s und die Höhe h im Hinblick auf eine damit zu erzielende Federkennlinie charakterisiert. Die Membranfeder ist dabei rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet. Prinzipiell ergibt sich aus einer solchen Gestaltung einer Membranfeder eine Kurve A gem. Fig. 4. über den Federweg f ist die Federkraft F aufgezeichnet. Bei einem großen Verhältnis h : s ergibt sich eine große Überhöhung des Kurvenverlaufes, d. h. , daß die Federkraft in Abhängigkeit vom Weg stark

ansteigt, daran anschließend wieder abfällt und nochmals neu an- Jj steigt. Der dabei durchlaufene VJendepunkt entspricht einer Lage ] des Ringkörpers senkrecht zur Symmetrieachse. Wird das Verhältnis | h : s verkleinert, so ergibt sich ein Verlauf der Federkennlinie |j gem. B. Es ist zu erkennen, daß die Überhöhung zwischen dem Kraft- .:' maximum und dem -minimum wesentlich kleiner als bei der Kurve A ist, was in vielen Fällen bei der Bedienung eines mit einer Membranfeder ausgerüsteten Aggregates von Vorteil ist.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Neuerung. Die Membranfeder 1 ist dabei rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse 3 angeordnet. Es ist noch eine weitere Achse 4 dargestellt, die die Rotationsachse 3 schneidet und sich nahe der Kegelstumpfform erstreckt. Die nähere Erläuterung dieser Achse 4 erfolgt im Zusammenhang mit der Erläuterung der Fig. 3. Die Membranfeder 1 weist im Bereich des Ringkörpers 5 eine Auswölbung 8 auf, die von der Achse 4 weggerichtet ist. Dadurch wird eine Erhöhung des Widerstandsmomentes der Membranfeder 1 erzielt, die sich bei der Kraftbeaufschlagung der Membranfeder und bei ihrer Durchbiegung gem. Fig. 3 in einer höheren Federkraft niederschlägt. Mit einer solchen Membranfeder 1 ist beispielsweise eine Federkennlinie gem. C in Fig. 4 zu erzielen. Trotz eines großen Verhältnisses h : s kann mit Hilfe der Auswölbung 8, die gleichmäßig und konzentrisch zur Symmetrieachse 3 im Ringkörper 5 angebracht ist, eine solche Kurvenform erzielt werden, die eine geringe Überhöhung aufweist.

Die Fig. 3 ist eine Teilansicht der Membranfeder 1 oder 2 gem. Fig. 1 oder 2 und zeigt den Ringkörper 5, 6, der sich nach radial

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Λ innen in Form einiger Federzungen 7 fortsetzt,. Ferner ist die |; Symmetrieachse 3 zu erkennenj desgleichen der Verlauf der Achse 4,

die durch die Symmetrieachse 3 hindurchgeht. Die Abstützung der ,, Membranfeder erfolgt beispielsweise im radial äußeren Bereich des I Ringkörpers 5 und ihre Belastung erfolgt an den radial inneren Enden der Federzungen 7. Dabei wird die Membranfeder mit zunehmender Belastung flachergedrückt und kann hierbei eine senkrechte Lage zur Symmetrieachse 3 durchlaufen. Die Belastung des Pingkörf pers kann man sich hierbei gem. Fig. 3 derart vorstellen, daß ei- ^! ne Biegebeanspruchung um die Achse 4 erfolgt, wie sie durch die

beiden Pfeile D angedeutet ist. Die sich hierbei ergebende Feder- |; kennlinie ist in Fig. 4 wiedergegeben.

\\ Fig. 2 zeigt eine weitere Variante einer Membranfeder 2, welche im

Gegensatz zu Fig. 1 mit einer konzentrisch umlaufenden Sicke 9 \ im Ringkörper 6 ausgestattet ist. Diese umlaufende Sicke 9 weist f. von der Achse 4 weg. Die mit einer solchen Membranfeder 2 erziel- I bare Federkennlinie entspricht prinzipiell der Federkennlinie C \ in Fig. 4.

\ Mit der Ausbildung einer Teller- bzw. Membranfeder gemäß den Fi-. guren 1 und 2 kann somit die Federkennlinie trotz eines großen I Verhältnisses h : s mit einer geringen überhöhung ausgeführt wer- i den. Durch die Form des Ringkörpers kann somit bei gleichem Kraft-• niveau die Materdalstärke s der Membranfeder reduziert werden oder mit beibehaltener Materialstärke das Kraftniveau angehoben werden. Gleichzeitig verbessert sich die Dauerhaltbarkeit der Membranfeder.

10.06.1986
FRP Ho/whm

Claims

FICHTEL Sc s'Ä'c'h S 'Ά G - SCHWE INPURT

ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 358

Schutzansprüche

1. Teller- bzw. Membranfeder als Kraftspeicher, bestehend aus einem Ringkörper mit in entspanntem Zustand im wesentlichen kegelstumpfartiger Form, dadurch gekennzeichnet , daß der Federquerschnitt im Bereich des Ringkörpers (5j 6), bezogen auf eine im Bereich des Kegelstumpfes durch die Symmetrieachse (3) verlaufende Achse (4), abweichend von der rechteckigen Form mit einem vergrößerten Flächenträgheitsmoment (8, 9) ausgeführt ist.

2. Teller- bzw. Membranfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (8, 9) zur Vergrößerung des Flächenträgheitsmomente ρ konzentrisch zur Symmetrieachse (3) über den gesamten Umfang angeordnet sind.

3. Teller- bzw. Membranfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federquerschnitt mit von der ichse (4) weiter entfernten Auswölbungen (8, 9) versehen ist.

4. Teller- bzw. Membranfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet j daß vorzugsweise wenigstens eine konzentrisch umlaufende Sicke (9) angeordnet ist.

10.06.1986
FRP Ho/whm