DE2043181B2

DE2043181B2 - Schnappscheibe

Info

Publication number: DE2043181B2
Application number: DE19702043181
Authority: DE
Inventors: Anton J Mansfield Ohio Gerich (V St A )
Original assignee: Therm O Disc Ine , Mansfield, Ohio (V StA)
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1973-07-26
Also published as: AU1868970A; DE2043181A1; FR2068746B1; NL7012673A; GB1308230A; FR2068746A1; CA923094A

Description

Die Erfindung betrifft eine gewölbte metallische Schnappscheibe, insbesondere aus Bimetall, mit radial verlaufenden, sich zum Zentrum hin gleichförmig verjüngenden Versteifungs-Wölbungen, die sich von einem Maximum an Breite und Höhe am Umfang auf ein Minimum veringern.

Es sind bereits Schnappscheiben aus Bimetall der eingangs genannten Art bekannt (französische Patentschrift 935 042), die eine zentrale öffnung aufweisen, an deren Umrandung die Breite und Höhe der Wölbungen kleiner als am Umfang ist. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß sich beim Umschnappen der durch die Wölbungen versteiften Scheibe entlaug der inneren Umrandung ziehharmonikaförmige Faltungseffekte ergeben können, wodurch die versteifende Wirkung der Wölbungen aufgehoben oder zumindest verringert wird. Außerdem besteht auch bei derartigen und anderen bekannten Schnappscheiben dieser Art (USA.-Patentschrift 1 895 591) die Schwierigkeit, daß deren Tiefe bei ausreichender Steife verhältnismäßig groß gewählt werden muß.

Es sind ferner schalenförmige Schnappscheiben aus Bimetall (USA.-Patentschrift 2 717 936) oder aus einem einzigen Metall (deutsche Patentschrift 754 566) bekannt, bei denen eine größere Steife durch Erhöhung der Tiefe der beispielsweise kalottenförmigen Schnappscheibe erzielbar ist. Dabei wird insbesondere bei Bimetall-Schnappscheiben als nachteilig angesehen, daß größere Tiefen größere Temperaturdifferenzen der Arbeitsweise bedingen. Zum Zweck der Verringerung der Tiefe derartiger Schnappscheiben ist ferner bekannt, die Steife durch dickere Ausbildung der Schnappscheibe zu erhöhen. Abgesehen von den höheren Materialkosten besteht aber dann auch die Schwierigkeit, daß die Lebensdauer derartiger Schnappscheiben wegen Ermüdungserscheinungen der Materialeigenschaften verringert wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Schnappscheibe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß deren Tiefe und Temperaturdifferenz bei ausreichender Steife, insbesondere bei relativ hoher oder niedriger Arbeitstemperatur, möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gewölbten metallischen Schnappscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Versteifungs-Wölbungen so ausgebildet sind, daß ihre radial gerichteten Wandungen mit Abstand vom Zentrum in ihren Endpunkten in Breite und Hohe auf Null verringert sind und daß ein zentraler Bereich innerhalb dieser Punkte gleichförmig und flach ausgewölbt ist Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Versteifung gleichförmig zum Zentrum hin abnimmt, so daß die Schnappscheibe als Einheit umschnappt, ohne daß dabei die Steife verringernde, ziehharmonikaförmige Faltungseffekte auftreten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei einer derartigen Schnappscheibe die in gewissen Fällen wünschenswerte Ausbildung einer kleinen zentralen öffnung möglich ist, weil durch den verbleibenden, gleichförmig und flach ausgewölbten zentralen Bereich eine ausreichende Versteifung für Schnappscheiben mit kleinen Temperaturdifferenzen bei hoher oder niedriger Arbeitstemperatur gewährleistet bleibt.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schnappscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in

Fig. 1,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Formmatrize zur Herstellung einer Scheibe gemäß Fig. 1,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht der Formmatrizen in F i g. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schnappscheibe gemäß der Erfindung, wobei die Auswölbungen einen wellenförmigen Scheibenumfang bilden,

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer Formmatrize, die zur Herstellung einer Scheibe gemäß F i g. 5 Verwendung findet,

F i g. 8 einen Querschnitt durch eine bekannte Schnappscheibe in den beiden stabilen Lagen und

F i g. 9 eine graphische Darstellung der Ausbiegung in Abhängigkeit von der Temperatur.

Die in F i g. 8 dargestellte bekannte Schnappscheibe, die aus einem Metall oder aus einem Bimetall bestehen kann, besitzt die in ausgezogenen Linien dargestellte Gestalt. Eine derartige Scheibe ist kreisförmig und hat in gewissen Fällen eine kleine zentrale Öffnung. Scheiben dieser Art werden aus einer ebenen kreisförmigen Scheibe verformt, um das Material der Scheibe zu dehnen und die konkave Gestalt herzustellen, die in F i g. 8 in ausgezogenen Linien dargestellt ist.

Wenn die Scheibe aus Bimetall besteht und bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatui arbeiten soll, wird die Scheibe von der Seite 11 hei verformt, an der das Material mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten vorhanden ist. Die Eindring tiefe des Stempels bestimmt bei der Herstellung di< obere Temperaturgrenze der Arbeitsweise der Scheibe

Die Scheibe 10 ist in einer ihrer stabilen Lagen ii ausgezogenen Linien dargestellt. Wenn diese Scheibi aus Bimetall besteht und bei einer Temperatur ober halb der Raumtemperatur arbeiten soll, ist das Metal mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten auf de Seite 11 und das Metall mit dem niedrigeren Ausdeh nungskoeffizienten auf der Seite 12 vorgesehen. Wen

die Temperatur der Scheibe bis in der Nähe der oberen Arbeitstemperatur erhöht wird, bewegt sich die Scheibe aus der in gestrichelten Linien dargestellten oberen Lage in die mit ausgezogen'¹» Linien dargestellte Lage mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit. Die in ausgezogenen Linien dargestellte Lage wird als die erste stabile Lage bezeichnet. Sobald die Scheibentemperatur die obere Grenztemperatur erreicht, schnappt die Scheibe in die mit gestrichelten weil die Tiefe h' nahezu gleich der Tiefe h ist, haben Scheiben für hohe Temperaturen gewöhnlich euie sehr große Temperaturdifferenz.

Die gestrichelte Kurve in Fig. 9 zeigt eine typische Verformungskurve einer bekannten Scheibe der in Fig. 8 dargestellten Lage. In dieser Kurve ist auf der Ordinate die Verformung und auf der Abszisse die Kraft (oder Temperatur) aufgetragen. Wenn die Scneibe aus Bimetall besteht, wird die Kraft thermisch

Linien d?rgesteÜte untere Lage um. Wenn die Schei- io erzeugt, so daß auf der Ordinate auch die Temperatur bentemperatur weiter erhöht wird, wölbt sich die aufgetragen sein kann, weil die thermisch induzierte Scheibe noch weiter nach unten aus. ' " * ' ^--'·

Wenn die Temperatur der Scheibe verringert ist und wenn die Temperatur ihren unteren vorherbestimmten Grenzwert erreicht, bewegt sich die Scheibe in ihre zweite stabile Lage, die in gestrichelten Linien dargestellt ist. Wenn die Temperatur unter die vorherbestimmte untere Temperaturgrenze verringert wird, schnappt die Scheibe in die obere Lage Kraft, welche das Umschnappen bewirkt, eine Funktion der Temperatur ist.

Wenn die Scheibe aus Bimetall besteht, wird bei einem Anstieg der Scheibentemperatur von der Raumtemperatur auf die obere Temperaturgrenze eine Deformation der Scheibe bis zum Punkt 13 bewirkt. Die Scheibe bewegt sich allmählich in eine Lage A, welche der Stelle 13 entspricht, und kennzeichnet die

welche der Stelle 3 p,

zurück. Wenn die Temperatur weiter erniedrigt wird, ao erste stabile Lage unmittelbar vor dem Umschnappen, ih di Shib üb di ihl d i Ehh d Tt chnappt die

bewegt sich die Scheibe über die gestrichelt dargestellte obere Lage hinaus. Der Einfachheit halber soll gesagt werden, daß die beiden stabilen Lagen die aagrenzenden Lagen umfassen, welche durch die Scheibe entsprechend weiteren Temperaturänderun- as g. η allmählich eingenommen werden. Jedoch ist die diskutierte Tiefe die Tiefe zu der inneren konkaven Oberfläche der Scheibe in einer der stabilen Lagen der Scheibe, bevor diese in die andere stabile Lage umschnappt. Deshalb ist die Tiefe h die Tiefe der Scheibe, wenn die Scheibe sich in der ersten stabilen Lage befindet, bevor sie in die zweite stabile Lage umschnappt. Die Tiefe h' ist die Tiefe der Scheibe zu der konkaven Innenfläche, wenn die Scheibe sich in der zweiten stabilen Lage befindet, bevor sie in ihre erste stabile Lage umschnappt. Die Tiefe /1 ist praktisch gleich der Tiefe K.

Die Temperatur, bei welcher die Scheibe von der ersten in die zweite stabile Lage umschnappt, ist Bei einer Erhöhung der Temperatur schnappt die Scheibe in die Lage 15. Wenn die Temperatur der Scheibe weiter erhöht wird, bewegt sie sich entlang der Kurve in die Lage 14. Wenn jedoch die Scheibentemperatur dann erniedrigt wird, bewegt sich die Scheibe allmählich in die zweite stabile Lage 15, welche durch die Verformungslage B gekennzeichnet ist. Bei Erniedrigung der Temperatur schnappt dann die Scheibe in die Lage 16.

Die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur an der Stelle 13 und der Temperatur an der Stelle 15 kennzeichnet die Temperaturdifferenz Δ Τ der Scheibe. Allgemein gesprochen wird bei einer Erhöhung der Tiefe die Temperaturdifferenz ) T zwischen den Stellen 13 und 15 drastisch erhöht. Die ausgezogene Kurve in F i g. 9 zeigt die Arbeitsweise einer typischen Scheibe. Diese Kurve soll später näher erläutert werden.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel

in die zweite stabile Lage deformiert wird, ist eine Funktion der Temperatur und wird durch die unterschiedliche Ausdehnung des Materials der Seite 11 bzw. der Seite 12 bewirkt.

Bei höheren Temperaturen ist die Kraft F größer, und die Tiefe muß größer sein, um dieser Kraft zu widerstehen und eine frühzeitige Schnappwirkung zu verhindern. Nach dem Einschnappen der Scheibe in

weitgehend durch die Tiefe h und h' bestimmt. Die 40 in Form einer Scheibe 20, die mit sich verjüngenden thermisch induzierte Kraft F, durch welche die Scheibe Wölbungen 21 ausgebildet ist, die sich vor dem Umfang 22 der Scheibe zu deren Zentrum 23 erstrecken. Die Scheibe 20 hat acht Wölbungen 21, die symmetrisch entlang dem Umfang der Scheibe angeordnet 45 sind. Diese Wölbungen 21 erstrecken sich nach innen bis zu dem Zentrum, aber enden an Stellen 24 in einem Abstand von dem Zentrum 23 der Scheibe. Die Wölbungen 21 in der Scheibe 20 sind keilförmig und

_rr verjüngen sich von einer maximalen Breite w an dem

die zweite stabile Lage hat die Scheibe eine Tiefe h'. 50 Umfang 22 bis zu einem Konvergenzpunkt 24. Die Wenn die Temperatur der Scheibe abfällt, nimmt die Höhe χ der Wölbungen 21 ist am Umfang 22 maximal

Kraft F ab, welche die Scheibe in der zweiten stabilen " ■-··-■ · ·· -<- -¹·-¹- "■·" ™-^{: J;}

Lage hält. Wenn die Tiefe W klein ist, kann die Scheibe in die erste stabile Lage zurückschnappen,

obwohl immer noch eine nach unten gerichtete 55 durch Zwischenabschnitte 26 getrennt sind, wie aus

Kraft F vorhanden ist. Eine derartige Scheibe kann der Figur ersichtlich ist. Da die Scheibe 20 acht Wöl-

eine verhältnismäßig geringe Temperaturdifferenz * ....... ·· . j·- r>__:.„ „„:„„ „v „,,

haben. Wenn jedoch die Scheibe eine droße Tiefe Ii hat, hat sie eine entsprechend große Tiefe /?'. Deshalb neigt eine derartige Scheibe dazu, in der zweiten stabilen Lage zu bleiben und kann in dieser zweiten stabilen Lage bleiben, bis die Temperatur auf einen ausreichend niedrigen Wert fällt, welche die Richtung

der thermisch induzierten Kraft umkehrt, wie durch _{w w}

die Kraft F' dargestellt ist, bevor die Scheibe in ihre 65 selbst das Material entlang den Rücken 28 nach ober

erste stabile Lage zurückschnappt. Da die Höhe /; zu dem Zentrum 23 der Scheibe gewölbt ist. In dei

und an der Stelle 24 praktisch gleich Null. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Breite w der Wölbungen 21 so angeordnet, daß die Wölbungen 21 voneinandei

bungen 21 hat, beträgt die Breite w weniger als eir Achtel des Umfangs der Scheibe.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist die Scheibe 20 nach oben entsprechend einer Tiefe a vor einer Bezugsebene 27 gewölbt. Die Tiefe h ist aui Gründen der Deutlichkeit der Darstellung übertriebei dargestellt. Es ist jedoch zu beachten, daß die Höhe; der Wölbungen 21 geringer als die Tiefe h ist, so dai

normalerweise verhältnismäßig groß ist, wenn die Scheibe bei hohen Temperaturen arbeiten soll, und meisten Fällen sind die Rücken 28 schärfer umgebo gen als die Wurzeln 29, wo die Wölbungen in di<

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Zwischenbereiche 26 übergehen. Die Rücken 28 und ßert werden muß und ohne daß eine Scheibe ausgedie Wurzeln 29 sollten nicht so scharf sein, daß sie wählt werden muß, die mit einer großen Temperatur-Spannungskonzentrationen bewirken, die Ermüdungs- differenz arbeitet. In einigen Fällen kann die Scheibe erscheinungen oder ein sonstiges Fehlverhalten der so ausgebildet werden, daß einige der Wölbungen Scheibe bedingen könnten. 5 sich bis zum Zentrum erstrecken und dort an gegen-

Wenn die Scheibe von ihrer ersten stabilen Lage, überliegende Wölbungen angrenzen,
die in F i g. 2 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, Wenn die Scheibe für die Arbeitsweise bei einer in ihre zweite stabile Lage umschnappt, die in F i g. 2 niedrigen Temperatur bestimmt ist, wird sie so ausgein gestrichelten Linien dargestellt ist, bewirken die bildet, daß die Seile mit dem größeren Ausdehnungskeilförmigen Wölbungen 21 eine Steifheit, die einer io koeffizienten auf der Seite 32 liegt und die Seite mit derartigen Bewegung entgegenwirkt. Nach dem Um- dem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten auf der schnappen in die zweite stabile Lage hat die Scheibe Seite 31. Die Arbeitsweise entspricht jedoch der oben eine Tiefe ti, die praktisch gleich der Tiefe h ist, die beschriebenen. Wenn die Scheibe nicht auf Temperaaber etwas kleiner sein kann, weil die Wölbungen 21 turänderungen ansprechen soll und aus einem einzigen eine weiterhin wirksame Kraft bedingen, welche die 15 metallischen Material besteht, können die Kräfte F Scheibe in ihre erste stabile Lage zurückdrückt. und F' auf die Scheibe in irgendeiner gewünschten

Da die Scheibe versucht, in der ersten stabilen Lage Weise ausgeübt werden, beispielsweise durch einen zu bleiben, wenn seitliche Kräfte nicht ausgeübt wer- hydraulischen Druck oder durch ein Gestänge. Das den, ist eine Kraft F erforderlich, um die Scheibe in Umschnappen zwischen den beiden stabilen Lagen ihre zweite stabile Lage zu bewegen. Sobald sie sich 20 tritt jedoch mit verhältnismäßig kleinen Änderungen in die untere stabile Lage bewegt, bleibt sie in dieser der Größe der Kraft auf, so daß die Scheibe innerLage, wenn die Kraft F abnimmt. Da jedoch die halb geringer Differenzbeträgbe betätigbar ist.
Tiefe ti klein ist, versucht sie in die erste stabile Lage F i g. 3 und 4 zeigen Werkzeuge zur Herstellung zurückzuschnappen, wenn die darauf ausgeübte Kraft der Scheibe in den F i g. 1 und 2. Dieses Werkzeug immer noch nach unten gerichtet ist, welche Kraft 25 umfaßt einen Stempel 36 und eine Matrize 37. Die einen kleineren Wert F' hat. Die Differenz des abso- Stirnfläche des Stempels 36 hat acht Rippen 38, die luten Betrags der Kräfte F und F' bestimmt die Tem- sich von dem Zentrum 39 zu der Kante 41 des Stemperaturdifferenz der Arbeitsweise, wenn die Schnapp- pels erstrecken. Die Rippen 38 verjüngen sich in der scheibe aus Bimetall gebildet ist, oder die Kraftdiffe- vom Zentrum 39 wegweisenden Richtung mit einem renz, wenn die Schnappscheibe aus einem Metall 30 Winkel relativ zu einer Ebene senkrecht zu der Stembesteht. pelachse. Zwischen den Rippen 38 ist die Endfläche

Wenn die Scheibe bei hoher Temperatur Verwen- des Stempels 36 mit Einbuchtungen 42 ausgebildet,
dung finden soll, ist die Unterseite 31 der Scheibe die Die Matrize 37 ist mit einer Stirnfläche versehen. Seite mit dem hohen Ausdehnungskoeffizienten des in der sich acht Teile 43 in radialer Richtung erstrek-Bimetalls, während die Oberseite 32 die Seite mit dem 35 ken. die von dem Umfang 44 der Matrize zu Enden niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten ist. Wenn die 46 in einem Abstand von dem zentralen Teil der Temperatur der Scheibe ansteigt, steigt der Wert der Matrize verlaufen. Die Keile 43 sind voneinander thermisch induzierten Kraft in der Äbwärtsrichtung durch Rillen 47 in der Stirnfläche der Matrize gean, bis eine Kraft mit dem Betrag F erreicht wird. trennt. Die Stirnfläche 48 der Keile sind mit einem Dann schnappt die Scheibe in die untere stabile Lage 40 Winkel b geneigt ausgebildet, relativ zu einer Ebene und bleibt in dieser Lage, solange die Kraft einen senkrecht zu der Matrizenachse. Der Winkel b ist Wert hat, der größer als die Kraft F' ist. Da die ther- etwas größer als der Winkel a.
misch induzierte Kraft in diesem Fall von der Tem- Wenn eine ebene Scheibe zwischen dem Stempel peratur abhängt und weil der absolute Wert der 36 und der Matrize 37 angeordnet wird und wenn der Kraft F' fast so groß wie der absolute Wert der 45 Stempel zu der Matrize bewegt wird, greift der Stern-Kraft F ist, versucht die Scheibe in ihre Ausgangslage pel mit seinem Zentrum 39 zuerst an der Scheibe an zurückzuschnappen, wenn die Scheibentemperatur sowie an den Stirnflächen 48 entlang dem Umfang, nur verhältnismäßig wenig verringert wird. Wenn eine Bei einer Weiterbewegung des Stempels wird das geringe Temperaturdifferenz der Arbeitsweise er- Scheibenmaterial gedehnt, bis es im wesentlichen wünscht ist, werden kleine Tiefen h und ti vorge- 50 schalenförmig ausgebildet ist, mit einem Winkel, der sehen, und die grundsätzliche Struktur für den Wider- angenähert gleich dem Winkel α isL Zu diesem Zeitstand gegen ein Umschnappen ist durch die Steifheit punkt steht jedoch die Scheibe immer noch lediglich der Wölbungen 21 gegeben. In den meisten Fällen ffiit den Stirnflächen 48 praktisch nur im Umfangshat die Scheibe eine verhältnismäßig geringe Tempe- bereich in Berührung. Eine weitere Abwärtsbewegung raturdifferenz, wenn die Tiefen h und ti kleiner als 55 bewirkt, daß die äußeren Teile der Rippen 38 in die etwa 1⁰O des Durchmessers der Scheibe sind. Bei- Zwischenräume 47 zwischen den Keilen 43 eintreten, spielsweise hat also eine Scheibe von 25 mm Durch- um die Wölbungen zu bilden. Deshalb beginnt die messer eine Tiefe von 0,25 mm. Wenn eine erhöhte Ausbildung der Wölbungen im Umfangsbereich, und Steifheit für eine Arbeitsweise bei höheren Tempera- die maximale Höhe χ der Wölbungen tritt entlang des türen erwünscht ist, kann die Höhe χ der Wölbungen &> Umfangs auf.

erhöht werden, die Länge der Wölbungen kann er- Es wurde festgestellt, daß eine Scheibe mit einem

höht werden, so daß sie sich näher zu dem Zentrum einzigen Preßschlag mit diesen Werkzeugen von iur

23 erstrecken, oder die Scheibe kann mit einer größe- einer Sehe her ausgebildet werden kann ucd daß eise

ren Anzahl von Wölbungen versehen werden. In die- derartige Scheibe eine Schnappscheibe sein kann, die

SCt Weise kann die Steifheit der Scheibe erhöht wer- 65 zwei stabile Lagen hat, zwischen denen sie umschnap-

den, ohne die Tiefe zn vergrößern. Deshalb ist es pen kann. Gcwunschtenfalls kann jedoch die Scheibe

möglich, Scheiben für eine Arbeitsweise bei höherer danach von der anderen Seite, vorzugsweise mit

Temperatur herzustellen, ohne daß die Tiefe vergrö- einem üblichen sphärischen Werkzeug und einer ent-

^ 3^21

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sprechenden Matrize, verpreßt werden, welche die größer als der Winkel der Rippen 38' des Stempels 71

Scheibe an ihrem Umfang abstützt. Durch diesen relativ zu der Ebene senkrecht zu der Stempelachse,

zweiten Preßschlag kann die Temperaturdifferenz der Deshalb haben die Wölbungen eine maximale Höhe χ

Arbeitsweise auf den gewünschten Betrag erhöht am Rand der Scheibe und eine sich verringernde

werden. ⁵ Höhe χ in Richtung auf das Zentrum der Scheibe.

Die F i g. 5 und 6 zeigen ein anderes Ausführungs- Die Matrizen beider Ausführungsbeispiele bilden die

beispiel einer Schnappscheibe. Diese Scheibe 60 hat Wölbungen in erster Linie durch Dehnung des Me-

Wölbungen 61, die eine ausreichende Breite haben, tails und ändern den Scheibendurchmesser nicht be-

um aneinander anzugrenzen, ohne daß dazwischen trächtlich.

flache Abschnitte vorgesehen sind. Die Scheibe 60 io Auf diese Weise kann eine Schnappscheibe durch hat ebenfalls acht Wölbungen, die sich von dem Um- einen einzigen Preßschlag mit den Werkzeugen in fang der Scheibe zu dem Zentrum 62 erstrecken, aber F i g. 7 hergestellt werden. Es kann jedoch ein zweiter an Stellen 66 in einem Abstand von dem Zentrum Preßschlag von der entgegengesetzten Richtung mit enden. Da die Wölbungen 61 aneinander angrenzend einem üblichen sphärischen Stempel bei einer übausgebildet sind, ist die Breite w der Wölbung an der 15 liehen Abstützung durch die Matrize entlang dem Kante der Scheibe gleich der Tiefe von einem Achtel Umfang durchgeführt werden, um die Temperarurdes Scheibenumfangs. Jede der Wölbungen hat einen differenz der Arbeitsweise auf einen gewünschten Rücken 63 und zwei Wurzeln 64. Die Wölbungen 61 Betrag zu erhöhen. Es wurde festgestellt, daß die haben eine Höhe x, die, angrenzend an den Rand der Kraft einer Scheibe entsprechend diesem Ausfüh-Scheibe, am größten ist und sich auf Null an den 20 nmgsbeispiel etwas geringer als die Kraft einer Scheibe inneren Enden 66 verringert. Auch in diesem Fall ist, wenn vergleichbare Betriebstemperaturen vorliesind die Rücken 63 etwas gekrümmt, weil die Höhe χ gen, die jedoch entsprechend dem Ausführungsbeikleiner als die Tiefe h der Scheibe ist. In F i g. 6 ist spiel in den F i g. 1 und 2 ausgebildet ist.
die Tiefe h der Deutlichkeit halber übertrieben dar- Die ausgezogene Kurve 81 in F i g. 9 zeigt die Vergestellt. ^a5 formung einer typischen Scheibe in Abhängigkeit von

Der Winkel der Wurzeln 64 relativ zu der Bezugs- der Kraft oder Temperatur. Die Scheibe bewegt sich

ebene 67 ist größer als der Winkel der Rücken 63, allmählich von dem Nullpunkt zu dem Punkt 82 bei

und der zentrale Teil der Scheibe innerhalb der Enden ansteigender Kraft oder bei ansteigender Temperatur

66 der Wölbungen 61 hat im wesentlichen einen _m dem Fall einer Bimetallscheibe. In der stabilen

glatten Übergang mit einer schalenförmigen sphäri- 30 Lage 82 führt eine weitere Erhöhung der Temperatur

sehen Gestalt. oder der Kraft dazu, daß die Scheibe in die Lage 83

Wenn die Scheibe 60 von der in F i g. 6 mit aus- umschnappt. Bei Verringerung der Temperatur oder gezogenen Linien dargestellten ersten stabilen Lage Kraft wird die zweite stabile Lage 84 erreicht, und die in die in gestrichelten Linien dargestellte zweite Scheibe schnappt in die Lage 86 zurück. Bei derartistabile Lage umschnappt, hat sie eine Tiefe h\ die 35 gen Scheiben ist die Temperaturdifferenz der Arbeitspraktisch gleich der Tiefe h ist. Da die Seitenwände weise oder die Kraftdifferenz durch die Größe Λ T 65 der Wölbungen bei diesen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet. Ein Vergleich der beiden Kurven nicht so steil sind, ist die dadurch gegebene Steilheit zeigt, daß die Temperaturdifferenz der Arbeitsweise geringer als bei dem Ausführungsbeispiel in den viel kleiner ist. obwohl die Scheibe eine Scheibe für Fig. 1 und 2. Die Arbeitsweise der Scheibe entspricht 40 höhere Temperaturen ist als die übliche Scheibe, die jedoch derjenigen der Scheibe in F i g. 1 und 2, indem durch die gestrichelten Linien gekennzeichnet ist. Es eine Scheibe gemäß F i g. 5 und 6, die aus Bimetall ist ersichtlich, daß eine derartige Scheibe eine positive hergestellt ist, für relativ hohe oder niedrige Betriebs- Federkonstante hat. die der normalen Federkonstantemperaturen mit einer geringen Temperaturdifferenz ten einer üblichen Scheibe überlagert ist, welche sich der Arbeitsweise hergestellt werden kann. Eine 45 entsprechend der gestrichelten Kurve verhält.
Scheibe aus einem Metall entsprechend dem Ausfüh- Obwohl bei den beiden dargestellten Ausführungsrungsbeispiel in den F i g. 5 und 6 kann in entspre- beispielen jeweils acht Wölbungen vorgesehen sind, chender Weise so hergestellt werden, daß eine ver- kann eine geringere oder größere Anzahl von Wölhältnismaßig große Betätigungskraft bei einer relativ bungen vorgesehen sein. Im allgemeinen haben Scheigeringen Kraftdifferenz der Arbeitsweise erforder- 5° ben mit einem kleineren Durchmesser eine kleine« lieh ist Anzahl von Wölbungen als Scheiben mit einem grö-

Die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Scheibe ßeren Durchmesser.

kann mit den in Fig. 7 dargestellten Werkzeugen Da bimetallische Schnappscheiben für hohe oder hergestellt werden. Der Stempel 71 hat eine Stirn- niedrige Betriebstemperaturen mit einer verhältnisfläche mit schmalen Rippen 38', ähnlich wie der 55 mäßig kleinen Temperaturdifferenz der Arbeitsweise Stempel 41 in F i g. 4. Die Matrize 72 hat jedoch hergestellt werden können, ohne daß dickes Bimetallschmalere keilförmige Stirnflächen 73 und breitere blech erforderlich ist, bestehen keine Probleme ani Zwischenräume 74. Die Stirnflächen 73 sind ziemlich Grund von Ermüdungserscheinungen. Ferner kann schmal, so daß die Wurzeln 64 der Wölbungen relativ ein verhältnismäßig aktives bimetallisches Materia! scharf sind. Da die Scheibe nicht entlang eines be- 60 derart Verwendung finden, wie es auch in üblichen trächtlichen Flächenbereichs abgestützt ist, werden Matrizen Verwendung findet Weil die Scheibe ohne die Zwischenabschnitte durch die Werkzeuge in die Verwendung von speziellen Materialien hergestellt Fig. 7 nicht verformt. Auch in diesem Fall erstrek- werden kann, sind die Investitionskosten ·*3τden Herken sich die keilförmigen Stirnflächen 73 zu dem steller verringert, und in vielen Fällen können Schei-Zentrum der Matrize, enden aber in einem Abstand «5 ben hergestellt werden, die bisher nach bekanntes davon. Auch der Winkel der Stirnflächen relativ zu Verfahren nicht in gewerblich vertretbarer Weise herder Ebene senkrecht zu der Achse der Matrize 72 ist gestellt werden konnten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309530/71

Claims

Patentansprüche:

1. Gewölbte metallische Schnappscheibe, insbesondere aus Bimetall, mit radial verlaufenden, sich zum Zentrum hin gleichförmig verjüngenden Versteifungs-Wölbungen, die sich von einem Maximum an Breite und Höhe am Umfang auf ein Minimum verringern, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungs- Wölbungen (21; 61} so ausgebildet sind, daß ihre radial gerichteten Wandungen sich mit Abstand vom Zentrum (23; 62) in ihren Endpunkten (24; 66) in Breite und Höhe auf Null verringert haben und daß ein zentraler Bereich innerhalb dieser Punkte gleichförmig und flach ausgewölbt ist.

2. Schnappscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Bereich eine kleine zentrale öffnung vorgesehen ist.