DE10312977A1 - Spring element for transmission components, valves, etc. in motor vehicles has contact sections and connecting elastic bridging sections for increased damping of vibrations - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Federelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1. Derartige Federelemente werden beispielsweise in Getriebeteilen, Ventilen oder anderen Komponenten eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, um zwei relativ zueinander bewegliche Bauteile mit einer Federkraft zu beaufschlagen. Die auch als Membranfedern bekannten Federelemente besitzen einen flachen, plattenartigen Grundkörper, der einen inneren kreisringförmigen und einen äußeren kreisringförmigen Anlageabschnitt zur Anlage an den beweglichen Bauteilen aufweist. Die beiden Anlageabschnitte sind über drei federelastische Brückenabschnitte, die geometrisch gleichartig aufgebaut sind und gleichmäßig in Abständen von 120° über den Außenumfang des inneren Anlagebereichs beziehungsweise den Innenumfang des äußeren Anlageabschnitts verteilt sind, miteinander verbunden. Die Federelemente lassen sich in einer axialen Richtung senkrecht zu der Ebene des flächigen Grundkörpers auslenken. In radialer Richtung sind die Brückenabschnitte steif ausgebildet und weisen eine nur sehr geringe federelastische Wirkung auf. Außerdem kompensieren sich bei eine Auslenkung des Federelementes in axialer Richtung aufgrund der symmetrischen Anordnung der drei Federelemente in 120° Winkeln alle Radialkräfte, so dass in der Summe keine resultierende Radialkraft wirken kann.The invention relates to a spring element with the features of the preamble of independent claim 1. Such Spring elements are used, for example, in gear parts, valves or other components of a motor vehicle used to two to apply components which are movable relative to one another with a spring force. The spring elements also known as diaphragm springs have one flat, plate-like body, one inner circular and an outer annular contact portion for contact with the moving components. The two plant sections are about three resilient bridge sections, which are geometrically identical and even at intervals of 120 ° above the Outer circumference of the inner contact area or the inner circumference of the outer contact section are distributed, interconnected. The spring elements can be deflect in an axial direction perpendicular to the plane of the flat base body. The bridge sections are in the radial direction stiff and have only a very low elasticity Effect on. Moreover compensate for a deflection of the spring element in the axial direction due to the symmetrical arrangement of the three spring elements at 120 ° angles all radial forces, so that no resulting radial force can act in total.
Vibrationsbelastungen und Stöße rufen bei einer Anordnung, welche aus dem Federelement und den beiden an den Anlageabschnitten des Federelementes anliegenden Bauteilen gebildet wird, nachteilige Schwingungen hervor, welche die Funktionsweise der Anordnung verschlechtern können. Wird das Federelement beispielsweise in einem Stellglied oder Ventil verwandt, ist es wünschenswert, nach einem Stoß oder im Falle von Vibrationsbelastungen durch Unterdrückung der Schwingungen zwischen den beiden mittels des Federelementes verbundenen Bauteilen möglichst schnell wieder in einen definierten Ausgangszustand zurückzugelangen.Call vibration loads and shocks in an arrangement consisting of the spring element and the two components resting on the contact sections of the spring element is formed, adverse vibrations that affect the operation the arrangement may deteriorate. If the spring element, for example, in an actuator or valve related, it is desirable after a bump or in the case of vibration loads by suppressing the vibrations between the two components connected by means of the spring element, if possible to quickly return to a defined initial state.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Federelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass bei Verwendung des Federelementes in einem schwingungsfähigen System Schwingungen nach einer Auslenkung des Federelementes in einer ersten Richtung besser unterdrückt werden können. Dies wird durch eine besondere Ausbildung der federelastischen Brückenelemente des Federelementes erreicht. Die Brückenelemente sind an dem Federelemente vorteilhaft derart ausgebildet, dass bei einer Auslenkung eines Anlagebereichs des Federelementes in einer ersten Richtung zusätzlich zu der in dieser Richtung wirkenden Rückstellkraft eine dazu senkrecht wirkende resultierende Kraftkomponente entsteht, die zu einer Auslenkung des Anlagebereichs auch in einer zu der ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung führt. Ist eines der an dem Anlageabschnitt des Federelementes anliegenden Bauteile in der ersten Richtung in einem Lager geführt, so bewirkt die in der zweiten Richtung wirkende senkrechte Kraftkomponente eine Erhöhung der Reibung dieses Bauteil in dem Lager, woraus eine stärkere Dämpfung der Schwingung resultiert. Ein Nachschwingen kann daher schneller unterdrückt werden kann.The spring element according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that when using the Spring element in an oscillatory system after vibrations deflection of the spring element in a first direction is better be suppressed can. This is due to a special design of the spring-elastic bridge elements of the Spring element reached. The bridge elements are formed on the spring elements advantageously such that at a Deflection of a contact area of the spring element in a first Additional direction perpendicular to the restoring force acting in this direction resulting resulting force component that leads to a deflection of the Area in a direction perpendicular to the first direction leads in the second direction. Is one of those abutting the contact section of the spring element Components guided in the first direction in a warehouse, see above causes the vertical force component acting in the second direction an increase the friction of this component in the bearing, resulting in a stronger damping of the Vibration results. Ringing can therefore be suppressed more quickly can.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.Advantageous exemplary embodiments and further developments the invention are defined by those in the dependent claims Features.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster federelastischer Brückenabschnitt geometrisch anders ausgebildet ist und andere federelastische Eigenschaften aufweist als wenigstens ein zweiter federelastischer Brückenabschnitt. Bei einer Auslenkung eines Anlagebereichs in einer beispielsweise axialen ersten Richtung kompensieren sich daher die in radialer Richtung wirkenden Rückstellkräfte der federelastischen Brückenelemente nicht gegenseitig. Die resultierende Radialkraft lenkt den Anlageabschnitt dann auch in radialer Richtung aus, was bei einer Verwendung des Federelementes in einem schwingungsfähigen System, bei dem ein mit dem Federelement gekoppeltes Bauteil in einem Axiallager geführt ist, zu einer erhöhten Dämpfung führt. Besonders einfach ist es, wenn der erste federelastische Brückenabschnitte eine andere Breite aufweist, als die übrigen Brückenabschnitte.In an advantageous embodiment of the The invention provides that a first spring-elastic bridge section is geometrically different and other resilient properties has as at least a second spring-elastic bridge section. In the event of a deflection of an investment area in, for example Axial first direction therefore compensate for those in the radial direction acting restoring forces of spring-elastic bridge elements not each other. The resulting radial force directs the contact section then also in the radial direction, which when using the Spring element in an oscillatory system, in which a component coupled to the spring element is guided in an axial bearing, to an elevated damping leads. It is particularly easy if the first spring-elastic bridge section has a different width than the other bridge sections.
In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel, bei dem die Brückenabschnitte geometrisch gleichartig aufgebaut sein können, ist vorgesehen, dass die Brückenabschnitte zwischen dem ersten Anlageabschnitt und dem zweiten Anlageabschnitt derart unsymmetrisch angeordnet sind, dass sich bei einer Auslenkung eines Anlageabschnitts in der ersten Richtung die senkrecht zu der ersten Richtung wirkenden Kraftvektoren nicht gegenseitig kompensieren und zu einer Auslenkung eines Anlageabschnitts in der senkrechten Richtung führen.In another advantageous embodiment, where the bridge sections can be constructed geometrically similar, it is provided that the bridge sections between the first contact section and the second contact section are arranged asymmetrically that when a Contact section in the first direction which is perpendicular to the first Do not mutually compensate for directional force vectors and to a deflection of a contact section in the vertical Lead direction.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawings and are described in the following Description explained. It shows
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments
Die zusätzliche Auslenkung in radialer
Richtung y hat eine stärkere
Dämpfung
von Schwingungen des Federelementes
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in
Natürlich sind auch Mischformen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels möglich, bei dem die Brückenabschnitte nicht gleichmäßig im Umfangssinn verteilt sind und auch nicht den gleichen geometrischen Aufbau aufweisen. Auch ist die Erfindung nicht auf flächige Federelemente beschränkt und kann beispielsweise auch bei konischen oder anderen Federelementen eingesetzt werden. Auch die Anzahl der federelastischen Brückenabschnitte ist nicht auf drei beschränkt.Of course, there are also mixed forms of the first and second embodiments possible, where the bridge sections not evenly in the circumferential sense are distributed and also do not have the same geometric structure. The invention is also not limited to flat spring elements and can also be used for conical or other spring elements be used. Also the number of spring-elastic bridge sections is not limited to three.
Claims (11)
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Family
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