DE8413124U1 - Disc or diaphragm spring - Google Patents

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. 12FICHTEL & S Ä'c H * S 'Ά' Ο "- " * SCHWEINP Ü RT ANR 1 001 485 Reg. 12th

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Teller- bzw. MembranfederDisc or diaphragm spring

Beschreibungdescription

Die Neuerung bezieht sich auf eine Teller- bzw. Membranfeder als Kraftspeicherj bestehend aus einem Ringkörper mit in entspanntem Zustand im wesentlichen kegelstumpfartiger Form.The innovation relates to a plate or diaphragm spring as a force storage device consisting of an annular body with a relaxed State of essentially truncated cone shape.

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.From DE-OS 1 945 233 it is already known, a plate spring of frustoconical shape to be provided, the radially inwardly directed Has spring tongues, with the help of which the plate spring for example to actuate a friction clutch via a certain spring travel is movable. The spring tongues act as an actuating lever for the outer ring body, which the Has the effect of a disc spring. The ring body is equipped in the usual way with a rectangular cross section, as most important influencing factors for the design of the characteristic curve of the The disc or diaphragm spring is the ratio of the height h of the truncated cone of the ring body to the material thickness s is to be considered.

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.Due to the desired service life of such a disc or diaphragm spring However, certain limits are set for the change in the ratio h: s, so that beyond that there is hardly any influence on the spring characteristics can be taken.

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.It is the task of the present innovation to find ways of influencing the spring characteristics of plate or membrane springs to look for which are as independent as possible of the ratio h: s.

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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.According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the main claim. - By changing the rectangular Cross-sectional shape in the area of the annular body in the direction of an increase in the areal moment of inertia with respect to an area of the truncated cone axis running through the axis of symmetry, it is possible to maintain the spring characteristic despite a large ratio h: s to be provided with a slight cant, for example, with the same force level, the material thickness s the diaphragm spring can be reduced and at the same time the durability can be increased. It is of course obvious that while maintaining the material thickness s, the force level is increased accordingly.

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.According to the dependent claim 2 it is proposed that the areas of enlargement of the surface moment of inertia concentric to Axis of symmetry run over the entire circumference. This becomes a uniform loading of the disc or diaphragm spring achieved.

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.It is also proposed to provide the spring cross-section with bulges further away from the axis. These bulges can be shown in a preferred embodiment as a circumferential bead.

Die Neuerung wird anschließend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The innovation will then be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments. They show in detail:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Membranfeder entsprechend der Neuerung;Fig. 1 is the upper half of a longitudinal section through a diaphragm spring according to the innovation;

Fig. 2 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Membranfeder mit geänderter Form gegenüber Fig. 1;2 shows the upper half of a longitudinal section through a diaphragm spring with a modified form compared to FIG. 1;

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf die Membranfeder gem. Fig. 1 oder 2; Fig. 4 verschiedene Federkennlinien von Membranfedern.3 shows a partial plan view of the diaphragm spring according to FIG. 1 or 2; 4 shows different spring characteristics of diaphragm springs.

Herkömmliche Membranfedern werden häufig in Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen verwendet und weisen einen Ringkörper auf, an den sich nach radial innen Federzungen anschließen. In entspann-Conventional diaphragm springs are often used in automotive friction clutches used and have an annular body to which spring tongues are connected radially inward. In relaxing

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 starkSuch a diaphragm spring assumes the shape of a truncated cone. The cross section of the ring body is customary rectangular and is characterized by the material thickness s and the height h with regard to a spring characteristic to be achieved with it. The diaphragm spring is arranged rotationally symmetrical to the axis of symmetry. In principle, this results from such a Design of a diaphragm spring a curve A according to Fig. 4. The spring force F is recorded over the spring travel f. With a big one The ratio h: s results in a large exaggeration of the course of the curve, i.e. H. that the spring force is strong depending on the path

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.rises, then falls again and starts again again increases. The V-end point passed through corresponds to a position] of the ring body perpendicular to the axis of symmetry. If the ratio | h: s reduced, the result is a course of the spring characteristic | j according to B. It can be seen that the superelevation between the force maximum and the minimum is significantly smaller than in curve A. is what is advantageous in many cases when operating a unit equipped with a diaphragm spring.

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. Fig. 1 shows a possible embodiment of the innovation. The diaphragm spring 1 is arranged rotationally symmetrical to the axis of symmetry 3. There is also another axis 4 shown, which the Axis of rotation 3 intersects and extends near the truncated cone shape. This axis 4 is explained in more detail in context with the explanation of FIG. 3. The diaphragm spring 1 has a bulge 8 in the area of the annular body 5, which protrudes from the Axis 4 is directed away. As a result, an increase in the moment of resistance of the diaphragm spring 1 is achieved, which is achieved when the force is applied of the diaphragm spring and is reflected in a higher spring force when it deflects according to FIG. With such a Diaphragm spring 1 can for example achieve a spring characteristic according to C in FIG. Despite a large h: s ratio can with the help of the bulge 8, which is attached uniformly and concentrically to the axis of symmetry 3 in the ring body 5, a such a curve shape can be achieved that has a slight cant.

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 radialFig. 3 is a partial view of the diaphragm spring 1 or 2 according to. Fig. 1 or 2 and shows the ring body 5, 6, which extends radially

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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,Λ continues inside in the form of some spring tongues 7. Furthermore, the |; The axis of symmetry 3 can also be seen, the course of the axis 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 diewhich passes through the axis of symmetry 3. The support of the ,, diaphragm takes place for example in the radially outer region of the I annular body 5 and its load is carried out 7 to the radially inner ends of the spring tongues The diaphragm is flat pressed with increasing load and can in this case pass through a vertical position to the symmetry axis. 3 The load on the Pingkörf pers can be imagined according to FIG. 3 in such a way that a- ^! ne bending stress about the axis 4 takes place, as indicated by the

beiden Pfeile D angedeutet ist. Die sich hierbei ergebende Feder- |; kennlinie ist in Fig. 4 wiedergegeben.two arrows D is indicated. The resulting spring |; The characteristic is shown in FIG.

\\ Fig. 2 zeigt eine weitere Variante einer Membranfeder 2, welche im \\ Fig. 2 shows another variant of a diaphragm spring 2, which in

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.In contrast to FIG. 1, it is equipped with a concentrically encircling bead 9 \ in the ring body 6. This circumferential bead 9 points away from the axis 4. The bare with such a membrane spring 2 recoverability I characteristic spring curve corresponds in principle to the spring characteristic 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. \ With the formation of a plate or diaphragm spring according to the Fi-. gures 1 and 2 can thus h the spring characteristic despite a large ratio I: s advertising performed with a low magnification the i. Due to the shape of the ring body, the material thickness s of the diaphragm spring can be reduced with the same force level, or the force level can be increased while maintaining the material thickness. At the same time, the durability of the diaphragm spring is improved.

10.06.1986
FRP Ho/whm06/10/1986
FRP Ho / whm

Claims (1)

FICHTEL Sc s'Ä'c'h S 'Ά G - SCHWE INPURTFICHTEL Sc s'Ä'c'h S 'Ά G - SCHWE INPURT ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 358ANR 1 001 485 Reg.No. 12 358 SchutzansprücheProtection claims 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.1. Disc or diaphragm spring as an energy storage device, consisting of a Annular body with an essentially truncated cone-like shape in the relaxed state, characterized that the spring cross-section in the area of the ring body (5j 6), based on one in the area of the truncated cone through the axis of symmetry (3) extending axis (4), deviating from the rectangular shape with an enlarged Geometrical moment of inertia (8, 9) is executed. 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.2. Disc or diaphragm spring according to claim 1, characterized in that that the areas (8, 9) to increase the area moments of inertia ρ are arranged concentrically to the axis of symmetry (3) over the entire circumference. 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.3. plate or diaphragm spring according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the spring cross-section is provided with bulges (8, 9) further away from the socket (4). 4. Teller- bzw. Membranfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet j daß vorzugsweise wenigstens eine konzentrisch umlaufende Sicke (9) angeordnet ist.4. disc or diaphragm spring according to claims 1 to 3 _S characterized in that preferably at least one concentrically circumferential bead (9) is arranged. 10.06.1986
FRP Ho/whm06/10/1986
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