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Die Tellerfeder im Griff

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Bearbeitet von Dipl.-Ing. (FH) Eberhard Fromm

und Ing. (grad.) Wolfgang Kleiner.

Der gesamte Inhalt dieses Prospektes ist urheberrechtlich

geschützt. Jegliche Wiedergabe oder Verwertung des Ganzen

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Geschäftsführer

Dieter Girrbach, Andy Haunholter

Registergericht

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Schnorr Beteiligungs-GmbH, HRB 296 Amtsgericht Böblingen

USt-Ident-Nr. DE 145142569

Haftungsausschluss

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Prospektseiten kann die Adolf Schnorr GmbH + Co. KG für

die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der enthaltenen

Informationen nicht garantieren.

Art.-Nr. 900720

Produktion

Hela Werbung GmbH, Heilbronn

SCR_2004_009

Inhaltsverzeichnis

Theoretische Grundlagen

Dieser Teil enthält die theoretischen Grundlagen zur Berechnung und Auslegung von

Tellerfedern. Mit den Kapiteln 1 und 2 brauchen Sie sich nur zu beschäftigen, wenn Sie

selbst eine neue Federgröße festlegen oder eine vorhandene Feder in Bezug auf Feder-

kraft oder Spannungen nachrechnen wollen.

Einführung ...................................................................................................... 5

1 Berechnungsgrundlagen mit Rechenbeispielen ....................................... 9

2 Auslegung und Belastungsgrenzen ......................................................... 17

3 Kombinationsmöglichkeiten .................................................................... 20

Tellerfedern in der Praxis

Der zweite Teil befasst sich mit Fragen, die sich aus der praktischen Anwendung von

Tellerfedern ergeben. Die Auswahl einer Feder geschieht am besten anhand der Tabellen

in Kapitel 9.

4 Herstellung ................................................................................................. 23

5 Toleranzen .................................................................................................. 27

6 Anwendungen ........................................................................................... 30

7 Werkstoffe ................................................................................................. 35

8 Sonderausführungen ................................................................................ 40

9 Maßtabellen ............................................................................................... 44

Sicherer Halt für Schrauben

durch unsere SCHNORR ® -Sicherungs- und Spannscheiben.

10 Sicherungselemente für Schraubverbindungen ................................... 80

Anhang .......................................................................................................... 87

Vorwort

Original SCHNORR ® Tellerfedern –

seit Jahrzehnten ein Begriff für höchste Qualität

Neben einer hervorragenden Pro-

duktqualität wollen wir unsere Kunden

durch erstklassigen Service überzeugen.

Dem Bereich Engineering kommt

neben der Funktion als Hersteller eine

steigende Bedeutung zu.

Das Schnorr Handbuch Tellerfedern

dient dem Anwender seit 1942 als

Referenz und Grundlage für die erste

Auslegung.

Jedoch erfordert die steigende Kom-

plexität der Anwendungen und die

Entwicklung neuer Problemlösungen

immer häuﬁ ger ein umfassendes Exper-

tenwissen, welches über die Anwender-

kenntnisse hinausgeht.

Für diese Fälle steht bei Schnorr ein

erfahrenes Team von Ingenieuren und

Technikern mit profunden Fachkennt-

nissen bereit, um unsere Kunden durch

individuelle Beratung zu unterstützen,

die Auslegung der Tellerfeder in kriti-

schen Situationen vorzunehmen, neue

Lösungen zu entwickeln und erforder-

liche Eignungsprüfungen zu deﬁ nieren

und durchzuführen.

Wir bedanken uns an dieser Stelle bei

unseren Kunden, Lieferanten, den Tech-

nischen Universitäten Braunschweig

und Darmstadt für die fruchtbare Zu-

sammenarbeit, aus der bereits viele

neue Ideen und Lösungen für besonde-

re Anwendungsgebiete hervorgegan-

gen sind.

Wir wollen auch in Zukunft noch vie-

le neue Herausforderungen gemeinsam

mit unseren Partnern bewältigen.

Es ist unser Ziel und unsere Motiva-

tion, mit qualitativ hochwertigen Pro-

dukten und erstklassigem Service einen

Beitrag zum Erfolg unserer Kunden zu

leisten. Das ist das Fundament, auf dem

der Erfolg unseres Unternehmens steht.

Dafür steht das gesamte Team

der Adolf Schnorr GmbH + Co. KG

Seit der Gründer unseres Unterneh-

mens, Herr Adolf Schnorr, in den

zwanziger Jahren Pionierarbeit bei der

Entwicklung der Tellerfeder für die

praktische Anwendung leistete, wurde

das Produkt ständig weiterentwickelt

und eine Vielzahl neuer Anwendungs-

gebiete wurden erschlossen.

Durch die kontinuierliche Verbes-

serung der Qualität der Produkte und

Prozesse und die Erforschung vieler

Problemfelder, haben wir uns eine welt-

weit führende Rolle auf dem Gebiet der

Tellerfeder erarbeitet.

Diese zu festigen und auszubauen

ist unser Ziel. Deshalb konzentrieren wir

uns ausschließlich auf die Produktion

von Tellerfedern und artverwandten

Bauteilen sowie Sicherungsscheiben.

Andy Haunholter,

Geschäftsführer

der Adolf Schnorr GmbH + Co. KG

Einführung

Unter einer Tellerfeder versteht man eine

kegelige Ringschale, die in Achsrichtung

belastbar ist und sowohl ruhend als

auch schwingend beansprucht werden

kann. Die Krafteinleitung erfolgt nor-

malerweise über den oberen Innenrand

und den unteren Außenrand.

Die Tellerfeder kann als Einzelfeder

oder als Federsäule verwendet werden.

In einer Säule können entweder einzelne

Tellerfedern oder aus mehreren Federn

bestehende Federpakete wechselsinnig

geschichtet werden. Es gibt Tellerfedern

mit und ohne Auﬂ ageﬂ ächen.

Aus der Geschichte der Tellerfeder

Obwohl die Tellerfeder erst in den

letzten Jahrzehnten zu ihrer heutigen

weiten Verbreitung gefunden hat, ist

sie doch ein recht altes Maschinene-

lement. Ihr Erﬁ nder ist nicht bekannt,

aber schon vor mehr als 140 Jahren,

nämlich am 26.12.1861, wurde einem

Julien Francois Belleville aus Dünkirchen

das französische Patent Nr. 52399 für

eine Federanordnung erteilt, die bereits

das Prinzip der Tellerfeder beinhaltete.

Wir wissen nicht, welche Bedeutung

diese Erﬁ ndung erlangt hat, aber dass

heute noch in Frankreich und in den an-

gelsächsischen Ländern von „Belleville-

Federn“ gesprochen wird, lässt auf eine

weite Verbreitung dieser oder ähnlicher

Federn schließen. Heute bezeichnet

man damit meist Tellerfedern von unter-

geordneter Qualität, was vielleicht ein

Hinweis auf die sicher nicht immer be-

friedigende Ausführung und Funktion

der damaligen Federn ist. Kein Wunder,

wenn man bedenkt, dass im letzten

Jahrhundert weder die theoretischen

Vorraussetzungen zur Berechnung,

noch die erforderlichen Werkstoffe zur

Verfügung standen!

Erst im Jahre 1917 entwicke te

Fr. Dubois in seiner Dissertation „Über

die Festigkeit der Kegelschale“ [1] an

der ETH Zürich die der Berechnung

der Tellerfeder zugrundeliegende

Theorie. Es dauerte aber noch Jahr-

zehnte, bis diese in die Praxis Eingang

fand. Lange noch wurden Tellerfedern

– wenn überhaupt – nach der Theorie

der ebenen gelochten Platte berech-

net. Erst als die bei den Amerikaner

J. O. Almen und A. László im Jahr 1936

eine vereinfachte Berechnungsmethode

veröffentlichten [2] , waren die Voraus-

setzungen für eine schnelle und praxis-

gerechte Berechnung der Tellerfeder

geschaffen.

Inzwischen hatte die Tellerfeder auf

verschiedenen Gebieten der Technik

Eingang gefunden. Ausgehend von der

Anwendung im Schnitt- und Stanzwerk-

zeugbau, wo die Tellerfeder durch die

großen Variationsmöglichkeiten, die mit

ein und derselben Federgröße möglich

sind, besonders vorteilhaft ist, fanden

sich rasch neue Anwendungen im

Maschinen-, im Motoren- und im Fahr-

zeugbau.

Man mag es zwar bedauern, aber

die technische Entwicklung wurde

oft durch Kriege besonders vorange-

trieben. Die Tellerfeder macht hier

keine Ausnahme: ihre Verbreitung

wurde durch den 2. Weltkrieg stark

gefördert. Man nutzte z.B. ihre guten

Dämpfungseigenschaften bei mehr-

facher Parallelschichtung zur Abfede-

rung von Geschützverschlüssen aus.

Berechnungsmethoden und Werkstoff-

technologie wurden weiterentwickelt.

Nach dem Krieg waren dann die Vor-

aussetzungen für die Einführung der

Tellerfeder auf allen Gebieten der Tech-

nik geschaffen.

Adolf Schnorr, der im Jahre 1908 ei-

ne mechanische Werkstätte gegründet

hatte, begann schon in den zwanziger

Jahren mit der Tellerfeder zu experimen-

tieren. Er brauchte hochwertige Federn

für Präzisionswerkzeuge, mit denen

er sich einen Namen gemacht hatte,

und war nach langem Suchen auf die

Tellerfeder gestoßen. Da er sie nirgends

beschaffen konnte, machte er sich

selbst an die Herstellung dieser Federn.

Zunächst produzierte er nur für seinen

eigenen Bedarf, aber schon Anfang

der dreißiger Jahre war die Nachfrage

so gestiegen, dass er sich entschloss,

den Werkzeugbau für Kunden aufzuge-

ben und sich ganz der Herstellung der

„SCHNORR-Feder“ zu widmen. Seither

werden in unserem Hause Tellerfedern

hergestellt und in Zusammenarbeit

mit unseren zahlreichen Kunden im

In- und Ausland immer wieder neue

Anwendungsgebiete erschlossen.

Wie die beiden Dokumente

(oben von 1940, unten von 1995)

belegen, war und ist das Haus

SCHNORR maßgeblich an der Ent-

wicklung der Tellerfeder beteiligt.

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