DE3003244C2 - Federring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Federring, bei dem die Ober- und Unterfläche mehrere kreisförmig angeordnete, konzentrische Riefen aufweist, deren Spitzen über die Federringfläche herauTagen und deren Grund gegenüber den Federrängflächen zurückliegend angeformt ist.

Derartige Federringe sind beispielsweise durch die US-PS 10 25 958, durch die US-PS 9 85 772 und die DE-PS 6 99 637 bekannt.

Solche Federringe bestehen üblicherweise aus Federstahl und werden als Sicherungselemente benutzt. Ihre Sicherungswirkung ist sowohl in bezug auf Lockern als auch in bezug auf Losdrehen sehr beschränkt, da lediglich die aufgebogenen Enden dieser Federringe einer radialen Drehbewegung einen Widerstand entgegensetzen, während die konzentrischen Riefen keinen Sicherungsbeitrag erbringen.

Rüttelversuche haben erwiesen daß weder derartige Federringe noch Federscheiben, Zahnscheiben, Fächer scheiben, Sicherungsbleche und Kronenmuttern mit Splinten in Kombination mit vergüteten Schrauben als Sicherungselemente geeignet sind.

ίο Die bekannten Federringe sind wählend ihrer Beanspruchung Relativbewegungen zu Schraube, Mutter und/oder Werkstück unterworfen, die zur Lösung der Verbindung führen. Zahnscheiben, das heißt in sich geschlossene, ringförmige Scheiben, die dünnwandig sind und nicht federn, sind aus Stählen geringerer Festigkeit als Federstahl gestanzt und in ihrer Wirkung mit Federringen nicht vergleichbar. Fächerscheiben, d. h. ringförmig geschlossene Scheiben mit angeschnittenen, abgebogenen radialen Federlappen sind nur aus sehr dünnem Material herstellbar und deswegen zur Sicherung von Schrauben nicht geeignet.

Es sind des weiteren Schrauben mit Zahnung auf ihrer Kopfunterseite als Sicherungselement bekannt.

Hierbei ist jedoch der prinzipbedingte Nachteil vorhanden, daß keine hohe Härtung dieser Zahnung bzw. der Schraube möglich ist, weil dann die Flanken ausbrechen würden.

ZusammefJassend ist festzuhalten, daß keine der bekannten »Schraubensicherungen« den Anforderungen voll entspricht.

Entweder ist ein im Querschnitt stark bemessener Federring mit in Wirkrichtung glatten Kontaktflächen vorgesehen, die mit wirtschaftlich erträglichen Mitteln (Stanzen oder dergleichen) nicht griffig gemacht werden können, oder es ist eine Zahnscheibe benutzbar, die zwar griffige Kontaktflächen hat, aber weder federt noch ausreichende Querschnittsstärke aufweist, oder es werden Fächerscheiben bzw. Federscheiben benutzt, die zwar in Abschnitten federnd ausgebildet sind, aber nur sehr dünne Querschnitte haben können und folglich nicht ausreichend vorspannbar sind, oder es sind schließlich Schrauben mit Zahnung auf der Kopfunterseite brauchbar, wobei aber als Ausgangsmaterial Federstahl nicht wirtschaftlich vertretbar benutzt werden kann und folglich auf eine entsprechende Festigkeit der Zahnung und eine gute Federkraft verzichtet werden muß.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, einen Federring der eingangs beschriebenen so Art zu schaffen, der eine gute Schraubensicherung darstellt und wirtschaftlich herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor. daß in die Federringober- und -unterfläche radial verlaufende, geringen Abstand voneinander aufweisende Rinnen eingedrückt sind, in deren Bereich die Spitzen der Riefen mindestens bis auf das Niveau der jeweiligen Federringfläche zurückgedrückt sind.

Der aus Federstahl bestehende, gehärtete Federring weist vorstehende Spitzen geringer Länge und Breite auf, die entsprechend dem gehärteten Federstahl geeignete Härte aufweisen, um einen innigen Kontakt zwischen Schraubenkopfunterseite bzw. Mutter und Werkstück zu garantieren.

Die Vorspannkraft ist aufgrund der Federwirkung des Federringes vorhanden und einstellbar. Sie bleibt auch während der betrieblichen Belastung erhalten, weil die selbsttätige Drehung des Federringes durch die Spitzen der Riefen unterbunden ist.

Die Ausbildung von vorstehenden Riefen ist erforderlich, damit die Rinnen quer zum Riefenlängsverlauf mit wirtschaftlichem Kraftaufwand eindrückbar sind. Mittels der Spitzen der Riefen kann neben der kraftschlüssigen Verbindung ein Formschluß erreicht werden, weil 5 das relativ weichere Material des Werkstückes bzw. der Schraube oder Mutter durch die Setzen plastisch verformbar ist.

Zwar ist aus der US-PS 20 14 995 ein Federring bekannt, dessen Ober- und Unterflächen radial verlcjfende, geringen Abstand voneinander aufweisende Rinnen aufweisen. Dieser Federring ist aber in der Wirkung dem erfindungsgemäßen Federring unterlegen, da die radial verlaufenden Rinnen keine entsprechende scharfkantige Hemmschwelle bilden können. y> Des weiteren sind scharfkantige radial verlaufende Rinnen bei diesem bekannten Federring nicht mit wirtschaftlichem Kraftaufwand eindrückbrir.

Erst die Kombination gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung erbringt einerseits den Erfolg, daß eine ·?< > hervorragende Sicherungswirkung erzielt wird und andererseits eine Herstellung mit relativ geringem Kraftaufwand von Seiten der Arbeitsmaschinen möglich ist.

Ein für die Fertigung des Federringes vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß die Innenfläche des Federringes dachförmig ausgebildet ist. so daß sie im Querschnitt eine etwa dreieckförmige Fläche aufweist.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Spitzen der Riefen sich etwa um 0,15 mm über die Federringflächen -lu erheben und der Grund der Riefen nicht um das gleiche Maß zurückliegt.

Ein Verfahren zur Herstellung von Federringen, wobei zunächst Federstahl-Draht von kreisförmigem Querschnitt in Draht mit trapezförmigem Querschnitt kalt umgeformt wird und dieser Draht anschließend in Federringform um die schmale Trapezseite kalt umgebogen und der so gebildete Federring vom Draht abgetrennt und anschließend gehärtet wird, ist in erfinderischer Weise so modifiziert, daß der Draht nach der ersten Profilierung auf den Seitenflächen des Trapezes mit Längsriefen versehen wird, deren Spitzen über die Seitenflächen vorspringen und deren Grund diesen Flächen gegenüber zurückspringt daß gleichzeitig bzw. in einem weiteren Arbeitsschritt die schmale Trapezfläche zu einer im Querschnitt etwa gleichschenkligen Dreiecksfläche (Dach) umgeformt wird, und daß dann in geringen Abständen voneinander parallel zueinander verlaufende Querrinnen eingedrückt werden, wobei mindestens die Spitzen der Längsriefen zurückverformt werden, und daß der Draht beim Formen des Federringes innen an den Dachflächen und außen an der Trapezgrundfläche geführt wird.

Der Federstahldraht kann auch andere Grundquerschnittsformen haben.

Wesentlich ist, daß die Längsriefen mit Spitzen und Grund in einfacher Weise, z. B. mittels eines Ziehvorganges, angebracht werden, solange der Draht noch nicht in Abschnitte unterteilt ist.

Die Anformung der Riefen und damit der Spitzen ist Voraussetzung dafür, daß anschließend Querrinnen eingedrückt werden können, ohne daß der dafür benötigte Kraftaufwand das wirtschaftlich vertretbare Maß übersteigt. Die Rinnen werden bis auf das Kernmaterial eingedrückt, das lediglich eine geringfügige Verformung erfährt.

Auf diese Weise werden die Spitzen der Riefen unterbrochen, vorzugsweise regelmäßig, so daß sich abschnittsweise kurze Spitzen bilden. Damit nun diese Spitzen nicht beim nachfolgenden Biegen des Federringes durch das Biegewerkzeug zurückgedrückt werden können, ist die schmale Trapezfläche, die später die Innenfläche (Kante) des Federring bildet, zu einem Dach umgeformt, was vorzugsweise gleichzeitig beim Ziehen der Riefen oder anschließend in einem weiteren Ziehvorgang oder auch vorher geschehen kann.

Das Dach bildet einen gleichschenkligen Dreiecksquerschnitt, wobei die Spitzen gerundet sind.

Beim Formen des Federringes kann nun das Werkzeug ohne Beschädigung der Riefen und/oder Rinnen an den beiden Dachflächen und an der Außenfläche (Kante) des Drahtes führen.

Der fertige Federring wird dann in bekannter Weise gehärtet.

Das so erhaltene Endprodukt ist vorzüglich als Schraubensicherung geeignet, wobei die Fertigung sehr wirtschaftlich und rationell erfolgen kann. Anhand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung sowohl gegenständlich als aucfi verfahrensmäßig näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 6 den Verfahrensablauf zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Federringes;

Fig. 7 einen nach dem Verfahren hergestellten Federring in Draufsicht;

F i g. 8 den Federring in Seitenansicht.

Ausgehend von einem Draht runden Querschnitts aus Federstahl (F i g. 1) wird zunächst ein etwa trapezförmiges Profil hergestellt (Fig. 2), was in einem Ziehvorgang geschieht. Diese Vorgehensweise ist bekannt und dient dazu, daß der fertige Federring später einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

Bei der Formung des Federringes wird natürlich Jie innenliegende Zone gestaucht und äußere gestreckt, so daß tatsächlich eine Rechteckprofilform erstellt wird.

Das trapezförmige Profil (F i g. 2) wird in vorzugsweise einem weiteren Ziehvorgang so geformt, daß die ehemals kurze Trapezfläche 1 eine im Querschnitt dreieckförmige Fläche 2 (Dach) bildet, während an den Seitenflächen des Trapezes durchgehende Längsriefen 3, im bevorzugten Beispiel drei je Fläche, profiliert werden.

Um eine Größenordnungsvorstellung zu vermitteln, sei bemerkt, daß bei einer Trapezmittellinienabmessung von 2 mm, einer Grundseite von 2,22 mm, einer oberen Seitenlänge von 1,92 mm und einer Höhe von 3,42 mm die Spitzen 4 der Riefen um 0,15 mm über die ursprüngliche Trapezseitenfläche hervorragen, während der Riefengrund 5 nicht um das gleiche Maß zurücksteht sondern planparallel ist.

Der Riefenabstand beträgt hier 0,7 mm und der Radius zwischen Spitzen 4 und Grund 5 0,3 mm.

Wenn das Profil gemäß Fig. 3 erzeugt ist, läuft der Draht durch ein Werkzeug, welches in die profilierten Seitenflächen querverlaufende Rinnen 6 eindrückt, die geringen seitlichen Abstand voneinander aufweisen, ζ. B. 0,3 mm, und die die Spitzen 4 der Riefen 3 mindestens bis zum Kernniveau, vorzugsweise etwas tiefer unter gleichzeitiger Rinnenbildung im Kern, zurückbilden.

Der so fertig profilierte Draht wird einem Formwerkzeug zugeführt, daß in üblicher Weise den Federring formt und abtrennt.

Besonderheit dieses Werkzeuges ist, daß — wie in Fig.6 schematisch gezeigt ist, drei Führungen 7, 8, 9 vorgesehen sind, die ohne die profilierten Seitenflächen zerdrücken zu können, am Dach 2 bzw. an der

Grundseite angreifen.

Der fertige, gehärtete Federring ist in Fig. 7 und 8 gezeigt.

Dabei verlaufen die Riefen 3 auf konzentrischen Kreisen und die Rinnen 6 in radialer Richtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Federring, bei dem die Ober- und Unterflache mehrere kreisförmig angeordnete, konzentrische Riefen aufweist, deren Spitzen über die Federringfläche herausragen und deren Grund gegenüber den Federringflächen zurückliegend angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Federringober- und -unterfläche radial verlaufende, geringen Abstand voneinander aufweisende Rinnen (6) eingedrückt sind, in deren Bereich die Spitzen (4) der Riefen (3) mindestens bis auf das Niveau der jeweiligen Federringfläche zurückgednkkt sind (Fig. 7 und8).

2. Federring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Federringes dachförmig (2) ausgebildet ist, so daß sie im Querschnitt eine etwa dreieckförmige Fläche aufweist.

3. Federring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (4) der Riefen (3) sich etwa 0,15 mm über die Federringflächen erheben und der Grund der Riefen (3) nicht um das gleiche Maß zurückliegt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Federringes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zunächst Draht aus Federstahl von kreisförmigem Querschnitt in trapezförmigen Draht profiliert wird und nachfolgend dieser Draht in Federringform um die schmaie Trapezseite gebogen und abgelängt wird, so daß eine rechteckige Querschnittsform erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht nach der ersten Profilierung auf den Seitenflächen des Trapezes mit Längsriefen (3) versehen wird, deren Spitzen (4) über die Seitenflächen vorspringen und deren Grund (5) diesen Flächen gegenüber zurückspringt, daß gleichzeitig bzw. in einem weiteren Arbeitsschritt die schmale Trapezfläche zu einer im Querschnitt etwa gleichschenkligen Dreiecksfläche (2) (Dach) umgeformt wird, und daß dann in geringen Abständen voneinander parallel zueinander verlaufende Querrinnen (6) eingedrückt werden, wobei mindestens die Spitzen (4) der Längsriefen (3) zurückverformt werden, und daß der Draht beim Formen des Federringes innen an den Dachflächen (2) und außen an der Trapezgrundfläche geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformung der Riefen (3) und des Daches (2) in einem gemeinsamen Ziehvorgang vorgenommen werden.