Tallerkenfjærer i krevende bruk: clutcher, bremser og ventiler

Hos Lesjöfors utvikler og produserer vi både lagerførte og kundetilpassede tallerkenfjærer, og produktene våre brukes av produsenter og verksteder over hele verden. I denne artikkelen ser vi nærmere på hvor tallerkenfjærer brukes, og hvilke fordeler de gir i krevende bruksområder.

Hva brukes tallerkenfjærer til? 

Tallerkenfjærer brukes i clutcher, bremsesystemer, boltforbindelser, hydrauliske ventiler og tungt maskineri - overalt der høy kraft må leveres på minimal aksial plass. I disse bruksområdene har de kritiske funksjoner, som å opprettholde boltforspenning, dempe vibrasjoner, aktivere ventiler og kompensere for slitasje og termisk bevegelse. Du finner mer informasjon om hvordan de fungerer i blogginnlegget vårt «Hva er en tallerkenfjær?»

Hvorfor ingeniører velger tallerkenfjærer 

Ingeniører velger vanligvis tallerkenfjærer for bruksområder der plassen er begrenset, men kraftbehovet er høyt. Den koniske geometrien til en tallerkenfjær omdanner små deformasjoner til høy kraft - noe en spiralfjær i tilsvarende størrelse ikke kan levere.

Tallerkenfjærer har også en forutsigbar og justerbar kraft-deformasjonskurve, beregnet i henhold til DIN EN 16984. Tallerkenfjærer er et naturlig valg for bruksområder med høy presisjon, fordi ingeniører kan tilpasse kurven til kraftkravene i bruksområdet. De opprettholder kraften gjennom termisk ekspansjon, slitasje og setning, og den høye utmattingsbestandigheten gir jevn ytelse under dynamisk belastning gjennom millioner av sykluser. Til slutt er tallerkenfjærer konfigurerbare. Stablet i serie gir de større vandring, mens de stablet parallelt øker lastkapasiteten. Dermed kan én komponentfamilie dekke et bredt spekter av krav.

Bruksområder i bilindustrien 

Tallerkenfjærer brukes bredt i bilindustrien, fra OEM-produksjonslinjen til ettermarkedet. Få miljøer kombinerer trang innbyggingsplass, vektmål og sikkerhetskritisk pålitelighet på samme måte som et kjøretøy.

Clutch- og transmisjonssystemer 

Membranfjæren i hjertet av en clutchtrykkplate er i praksis en stor slisset tallerkenfjær. Den klemmer friksjonsskiven med høy og jevn kraft. Den ikke-lineære kraft-deformasjonskurven reduserer også pedalkraften ved full utkobling, og føreren merker fjærens geometri ved hvert trykk på clutchpedalen. Tallerkenfjærer brukes også i automatiske girkasser og dobbeltclutch-girkasser, der kompakte fjærpakker kobler inn og ut clutchlameller tusenvis av ganger gjennom kjøretøyets levetid uten tap av klemkraft.

Bremsesystemer 

Bremsing er et sikkerhetskritisk miljø med mange sykluser. Tallerkenfjærer opprettholder forspenning i bremsekalipere, gir kontrollert tilbaketrekking av bremseklossene for å hindre bremseslep, og demper vibrasjonene som forårsaker bremseskrik. Utmattingsbestandigheten holder ytelsen stabil gjennom millioner av bremsesykluser og gjentatt termisk ekspansjon og sammentrekning ved hard bruk.

Fjærings- og chassiskomponenter 

I fjærings- og chassissystemer isolerer tallerkenfjærer vibrasjoner og opprettholder forspenning i ledd, foringer og innfestinger etter hvert som komponenter setter seg og slites. Den kompakte formen gjør det mulig å kontrollere belastningen presist på steder der en spiralfjær ikke får plass. Etter hvert som kjøretøy blir elektrifisert, brukes de samme egenskapene i innfesting av batteripakker, der de håndterer vibrasjoner og klemkrefter i en plassbegrenset sammenstilling.

Bruksområder for boltforbindelser og flenser 

Boltforbindelser svikter når de mister forspenning. Termiske sykluser, vibrasjoner, pakningskryp og setning i kontaktflater gjør at forbindelsen gradvis avlastes, og når klemkraften faller, følger lekkasje eller løsning. I disse bruksområdene fungerer tallerkenfjærer (eller Belleville-fjærer) som en elastisk reserve i forbindelsen. Montert under bolthodet eller mutteren opprettholder fjæren spenningen mens forbindelsen setter seg, og kompenserer for tap som en stiv skive ikke kan ta opp.
Dette gjør tallerkenfjærer til standard praksis i flensforbindelser, rørledningsskjøter og alle boltede sammenstillinger som utsettes for temperaturvariasjoner eller vibrasjoner, fra motorkomponenter til konstruksjonsforbindelser i tungt utstyr. Der termisk bevegelse er betydelig, utvider stablede tallerkenfjærer kompensasjonsområdet, samtidig som klemkraften holdes innenfor spesifikasjonen.

Bruksområder innen hydraulikk og ventiler 

I hydrauliske systemer leverer tallerkenfjærer den kontrollerte kraften som ventildrift krever. Fjæren holder ventilen tett mot systemtrykket og reagerer forutsigbart når trykket endrer seg, slik at fjærens kraftkurve i praksis bestemmer ventilens arbeidspunkt. Ventilhus og manifolder er presist maskinerte og trange rom der høy setekraft må leveres innenfor bare noen millimeter aksial plass.

Konstante trykksykluser krever høy utmattingsbestandighet, og en stabil kraftkurve i tallerkenfjæren hindrer at ventilens åpningstrykk endrer seg gjennom levetiden. Tallerkenfjærer gir også forspenning på tetninger og stempler og demper trykkpulseringer. I trykkavlastningsventiler er fjæren selve sikkerhetsmekanismen.

Tungt maskineri og industrielt utstyr 

I tungt maskineri må komponenter tåle høye belastninger, kraftige vibrasjoner, forurensning og ekstreme temperaturer. Her settes utmattingsbestandigheten og laststabiliteten til tallerkenfjærer på den hardeste prøven.

Tallerkenfjærer absorberer støt og beskytter omkringliggende komponenter. Det er særlig viktig i gruvedrift og bygg- og anleggsbransjen, der presser, knusere og sikter arbeider under konstant støtbelastning. De opprettholder også forspenning i konstruksjonsforbindelser og flenser, og holder forbindelsene stramme mot vibrasjoner som ellers ville løsnet dem. I tungindustri fungerer tallerkenfjærer også som overlastvern i drivverk og koblinger, der de deformeres ved en bestemt belastning for å beskytte maskinen.

For å maksimere lastkapasiteten ved tung bruk stables tallerkenfjærer ofte parallelt.

Bruksområder innen energi og elektronikk 

I energibransjen brukes tallerkenfjærer i vindturbiner, der de håndterer ekstreme belastninger, vibrasjoner og utmatting i både landbaserte og offshore installasjoner. Her produseres de vanligvis i rustfritt stål eller superlegeringer for å gi korrosjonsbestandighet. Boltede flenser i rørledninger, turbiner og kraftverk er også avhengige av tallerkenfjærer for å holde forspenningen gjennom konstante termiske sykluser.

I elektronikk opprettholder tallerkenfjærer stabilt kontakttrykk i brytere, effektbrytere og batteriforbindelser. Fordi pålitelig kontakt avhenger av stabil kraft, er det fjærens forutsigbare kraftkurve som gjør jobben. Den samme koniske geometrien fungerer også i miniatyrformat, med tallerkenfjærer produsert i tykkelser helt ned til 0,10 mm, små nok for kompakte elektroniske sammenstillinger og til og med satellittsystemer.

Slik velger du riktig tallerkenfjær for bruksområdet ditt

Valg av riktig tallerkenfjær avhenger av hvor mye kraft bruksområdet krever, hvor stor deformasjon som trengs, og hvor mye plass som er tilgjengelig.

For de fleste bruksområder gir én enkelt tallerkenfjær presis last over et kort deformasjonsområde. Der det trengs større vandring ved samme kraft, stables tallerkenfjærer i serie. Der det trengs høyere lastkapasitet, stables de parallelt. Kombinerte stabler finjusterer begge deler, og slissede tallerkenfjærer gir en mykere fjærkarakteristikk der kontrollert fleksibilitet er viktig, for eksempel i clutchens membranfjærer.

Utover konfigurasjon er det driftsmiljøet som avgjør materialvalget. Fjærstål er ideelt for generell bruk, rustfritt stål passer i korrosive miljøer eller ved høy luftfuktighet, og superlegeringer er best ved ekstreme temperaturer.

Uansett hva bruksområdet ditt krever, står ingeniørene våre klare til å gi råd om den beste løsningen for å oppfylle kravene til ytelse og levetid i antall sykluser.

Lagerførte og kundetilpassede tallerkenfjærer fra Lesjöfors 

Fra clutchsammenstillinger og bremsekalipere til hydrauliske ventiler og vindturbiner har bruksområder for tallerkenfjærer ett felles krav: pålitelig kraft på minimal plass, opprettholdt gjennom millioner av sykluser. Hos Lesjöfors produserer vi tallerkenfjærer som er dokumentert i nettopp disse miljøene, med lagerførte Belleville-fjærer for umiddelbar tilgjengelighet og kundetilpassede fjærkonstruksjoner utviklet etter kravene til last, deformasjon og driftsmiljø i bruksområdet ditt.

Med tykkelser fra 0,10 til 12 mm, ytterdiametre opptil 500 mm og ISO-sertifisert produksjon leverer vi samme komponentkvalitet, enten du trenger én prototype eller en OEM-produksjonsserie.

Utforsk Lesjöfors tallerkenfjærer