Där tallriksfjädrar gör skillnad: kopplingar, bromsar och ventiler

På Lesjöfors utvecklar vi både standard- och kundanpassade tallriksfjädrar. Våra produkter används av tillverkare och reparatörer över hela världen. I den här artikeln går vi igenom var tallriksfjädrar används och vilka fördelar de ger i krävande applikationer.

Vad används tallriksfjädrar till? 

Tallriksfjädrar används i kopplingar, bromssystem, skruvförband, hydraulventiler och tunga maskiner, överallt där hög kraft krävs på ett minimalt axiellt utrymme. I dessa applikationer har tallriksfjädrarna flera viktiga funktioner. De kan bland annat bibehålla förspänningen i skruvförband, dämpa vibrationer, manövrera ventiler och kompensera för slitage och rörelser som orsakas av temperaturförändringar.

Läs mer om hur de fungerar i vår blogg "Vad är en tallriksfjäder?"

Därför väljer ingenjörer tallriksfjädrar

Ingenjörer väljer ofta tallriksfjädrar när utrymmet är begränsat och det krävs stora krafter. Tack vare sin koniska form kan tallriksfjädern ge hög kraft även vid en liten rörelse. Det gör den särskilt lämplig där en spiralfjäder i motsvarande storlek inte räcker till.

Tallriksfjädrar har också en förutsägbar och anpassningsbar kraft-deformationskurva som beräknas enligt DIN EN 16984. Det gör dem väl lämpade för applikationer med höga precisionskrav, eftersom ingenjören kan anpassa kurvan utifrån kraftbehov. Fjädrarna bibehåller kraften vid termisk expansion, slitage och sättning, och deras utmattningshållfasthet ger jämn prestanda vid dynamisk belastning under miljontals cykler.

Tallriksfjädrar kan dessutom konfigureras på olika sätt. Staplade i serie ger större rörelse, medan parallell stapling gör att fjädrarna kan hantera högre belastning. En och samma komponentfamilj kan därför täcka ett brett spektrum av krav.

Applikationer inom fordonsindustrin 

Tallriksfjädrar används i stor utsträckning inom fordonsindustrin, från OEM-produktion till eftermarknad. Få miljöer kombinerar begränsat installationsutrymme, viktkrav och säkerhetskritisk tillförlitlighet på samma sätt som ett fordon.

Kopplings- och transmissionssystem 

Fjädern i kopplingens tryckplatta är i praktiken en stor slitsad tallriksfjäder. Den pressar kopplingslamellen med hög och jämn kraft. Tallriksfjäderns utformning gör också att det krävs mindre kraft för att trycka ner kopplingspedalen helt.  Fjädrarna används även i automatväxellådor och dubbelkopplingsväxellådor, där kompakta fjäderpaket kopplar in och ur lameller tusentals gånger under fordonets livslängd utan att klämkraften minskar.

Bromssystem 

Bromssystem måste fungera säkert och tillförlitligt, även vid upprepad och hård belastning. Tallriksfjädrar hjälper till att hålla rätt tryck i bromsoken, ser till att bromsbeläggen går tillbaka efter inbromsning och minskar vibrationer som kan orsaka bromsskrik. De är konstruerade för att klara miljontals inbromsningar och stora temperaturväxlingar utan att förlora sin funktion.

Fjädrings- och chassikomponenter 

I fjädrings- och chassisystem isolerar tallriksfjädrar vibrationer och bibehåller förspänningen i förband, bussningar och infästningar när komponenter sätter sig och slits. Den kompakta formen ger kontroll av lasten i utrymmen där en spiralfjäder inte får plats. I takt med elektrifieringen används samma egenskaper även vid infästning av batteripaket, där tallriksfjädrar hanterar vibrationer och bibehålla rätt klämkraft i konstruktioner med begränsat utrymme.

Applikationer för skruvförband och flänsar 

Skruvförband kan fallera när de förlorar sin förspänning. Temperaturväxlingar, vibrationer, krypning i packningar och sättning i kontaktytor gör att förbandet gradvis avlastas. När klämkraften minskar kan följden bli läckage eller att förbandet lossnar. Här fungerar tallriksfjädrar, eller Belleville-fjäder, som en elastisk reserv i förbandet. Fjädern sitter under skruvskallen eller muttern och hjälper till att behålla rätt spänning i förbandet. Den kompenserar också för förändringar i förbandet som en vanlig bricka inte kan ta upp.

Därför är tallriksfjädrar en etablerad lösning i flänsförband, rörledningsförband och andra skruvförband som utsätts för temperaturväxlingar eller vibrationer. Det gäller alltifrån motorkomponenter till konstruktionsförband i tung utrustning. Vid stora termiska rörelser kan staplade tallriksfjädrar öka kompensationsområdet samtidigt som klämkraften hålls inom specifikationen.

Applikationer inom hydraulik och ventiler 

I hydraulsystem ger tallriksfjädrar den kontrollerade kraft som ventilfunktionen kräver. Fjädern håller ventilen tätt mot sätet trots systemtrycket och reagerar förutsägbart när trycket förändras. Fjäderns kraftkurva bestämmer därmed i praktiken ventilens arbetspunkt. I ventilhus och ventilblock skapar tallriksfjädrar hög tätningskraft på mycket liten yta. Det gör dem särskilt lämpliga när utrymmet är begränsat och toleranserna är små.

Kontinuerliga tryckcykler kräver hög utmattningshållfasthet, och tallriksfjäderns stabila kraftkurva förhindrar att ventilens öppningstryck förändras under dess livslängd. Tallriksfjädrar ger också förspänning på tätningar och kolvar och dämpar tryckpulser. I tryckavlastningsventiler är fjädern en del av säkerhetsfunktionen.

Tunga maskiner och industriell utrustning 

I tunga maskiner måste komponenterna tåla höga laster, kraftiga vibrationer, föroreningar och extrema temperaturer. Här ställs de högsta kraven på tallriksfjädrarnas utmattningshållfasthet och laststabilitet.

Tallriksfjädrar absorberar stötar och skyddar omgivande komponenter. Det är särskilt viktigt inom gruv- och byggindustrin, där pressar, krossar och siktar arbetar under ständig stötbelastning. De bibehåller också förspänningen i konstruktionsförband och flänsar och håller anslutningarna åtdragna trots vibrationer som annars kan lossa dem. Inom tung industri kan tallriksfjädrar dessutom fungera som överlastskydd i drivsystem och kopplingar genom att ge efter vid en bestämd last och därmed skydda maskinen.

För att maximera lastkapaciteten i krävande applikationer staplas tallriksfjädrar ofta parallellt.

Applikationer inom energi och elektronik 

Inom energisektorn används tallriksfjädrar i vindkraftverk för att hantera extrema laster, vibrationer och utmattning i både landbaserade och havsbaserade installationer. De tillverkas oftast i rostfritt stål eller superlegeringar för god korrosionsbeständighet. Tallriksfjädrar används även i skruvförband i flänsar i rörledningar, turbiner och kraftverk, för att bibehålla förspänningen vid temperaturväxlingar.

Inom elektronik hjälper tallriksfjädrar till att hålla ett jämnt kontakttryck i brytare, effektbrytare och batterianslutningar. De ger en jämn och förutsägbar kraft, vilket bidrar till en stabil och tillförlitlig anslutning. Tallriksfjädrar fungerar även i mycket små format och kan tillverkas i tjocklekar från endast 0,10 mm. Det gör dem lämpliga för kompakta elektronikenheter och även för satellitsystem.

Så väljer du rätt tallriksfjäder för din applikation 

Valet av tallriksfjäder beror på applikationens krav på kraft och rörelse samt hur mycket utrymme som finns tillgängligt. I de flesta applikationer ger en enskild tallriksfjäder hög kraft vid en liten rörelse. Om större rörelse behövs vid samma kraft kan flera tallriksfjädrar staplas i serie. För att öka kraften kan de i stället staplas parallellt. Serie- och parallellstapling kan också kombineras för att få önskad kraft och rörelse. Slitsade tallriksfjädrar ger större flexibilitet och används bland annat i fordonskopplingar.

Utöver konfigurationen styr driftsmiljön materialvalet. Fjäderstål passar för allmän användning, rostfritt stål för korrosiva miljöer eller hög luftfuktighet och superlegeringar för extrema temperaturer.

Oavsett vad din applikation kräver finns våra ingenjörer till hands för att rekommendera den bästa lösningen för dina krav på prestanda och livslängd.

Standard- och kundanpassade tallriksfjädrar från Lesjöfors 

Från kopplingsenheter och bromsok till hydraulventiler och vindkraftverk har applikationer med tallriksfjädrar ett gemensamt krav: tillförlitlig kraft på minimalt utrymme under miljontals cykler. På Lesjöfors tillverkar vi tallriksfjädrar som är beprövade i just dessa miljöer. Vi erbjuder standard Belleville-fjädrar för snabb leverans och kundanpassade fjäderkonstruktioner som utvecklas efter krav på last, fjäderväg och miljö.

Med tjocklekar från 0,10 till 12 mm, ytterdiametrar upp till 500 mm och ISO-certifierad produktion levererar vi samma komponentkvalitet oavsett om du behöver en prototyp eller en OEM-produktionsserie.

Läs mer om Lesjöfors tallriksfjädrar