DE3418204C1

DE3418204C1 - Federring

Info

Publication number: DE3418204C1
Application number: DE19843418204
Authority: DE
Inventors: Egon 5982 Neuenrade Overhues
Original assignee: Vossloh Werke GmbH
Current assignee: Vossloh Werke GmbH
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-08-22

Description

Wie oben bereits erwähnt, wird durch das erfindungsgemäße Konzept der neuartigen Querneigung der Ringabschnitte die Torsionsfederkraft crhöht. Eine weitere Erhöhung der Torsionsfederkraft kann gemäi3 cincr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung noch didurch erreicht werden, daß das Verhältnis von Breite zu Stärke des rechteckigen Querschnittes des Federstahldrahtes größer als 0,6 gewählt und damit die Stärke des lederstahldrahtes gegenüber bekannten Federringkonstruklionen erhöht wird.
lni l'olgenden ist zur weilercn Irläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen gewellten und geschlitzten Federring in der Ebene des Schlitzes.
F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Federring gemäß Fig. 1,und Fig.3 zeigt einen Schnitt in der Ebene 111-111 der Fig. 2.
Der in den Figuren dargestellte Federring besteht aus einem Federstahldraht mit einem etwa rechteckigem Querschnitt. Die Querschnittsabmessungen sind dabei derart gewählt, daß das Verhältnis von Breite b zu Stärke sgrößer als 0,6 ist.
Wic insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, ist der Federstahldraht derart ringförmig gebogen, daß er mit sei-Iicn Enden 1 einen Schlitz 2 bildet.
Auf der dem Schlitz 2 diametral gegenüberliegenden Seite besitzt der Federring einen Mittelabschnitt 3. Zwischen dem Mittelabschnitt 3 und den schlitzseitigen Enden 1 liegen Wölbungsabschnitte 4, deren Wölbungsscheitel S jeweils etwa 70" vom Schlitz entfernt angeordnet sind.
Im entlasteten Zustand betrachtet, liegen die schlitzseitigen Enden 1 und der dem Schlitz 2 diametral gegenüberliegende Mittelabschnitt 3 auf einer Bezugsebene E (vgl. Fig. 1) auf.
Die Wölbungsabschnitte 4 dagegen sind über die Bezugsebene E herausgewölbt, wobei die Wölbungsscheitel S - wie bereits beschrieben - etwa 70" vom Schlitz 2 entfernt angeordnet sind. Die schlitzseitigen Enden 1 sind in radialer Richtung hinsichtlich der Bezugsebene E zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt, wie dies insbesondere aus F i g. 1 zu ersehen ist.
Gegenüber bekannten Federringkonstruktionen sind nun erfindungsgemäß hinsichtlich der Bezugsebene E der Mittelabschnitt 3 in radialer Richtung zur Ringinnenseite hin und die Wölbungsscheitel S der Wölbungsabschnitte 4 zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt.
Diese Neigung beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 100, wie aus den Fig. 1 und 3 zu ersehen ist.
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Claims

Patentansprüche: 1. Gewellter und geschlitzter Federring aus Federstahldraht mit etwa rechteckigem Querschnitt, dessen schlitzseitige Enden und dessen dem Schlitz diametral gegenüberliegender Mittelabschnitt im entlasteten Zustand betrachtet auf einer Bezugsebene aufliegen, während der jeweils zwischen den schlitzseitigen Enden und dem Mittelabschnitt liegende Wölbungsabschnitt über die Bezugsebene herausgewölbt ist, wobei der Wölbungsscheitel etwa 60° bis 90" vom Schlitz entfernt angeordnet ist und die schlitzseitigen Enden in radialer Richtung hinsichtlich der Bezugsebene zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt sind, dadurch gekennz ei c h n e t, daß hinsichtlich der Bezugsebene (Ej der Mittelabschnitt (3) in radialer Richtung zur Ringinnenseite hin und die Wölbungsscheitel (S)der Wölbungsabschnitte (4) zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt sind.
2. Federring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung 1" bis 15° beträgt.
3. Federring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung 5° bis 15° beträgt.
4. Federring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung 10° beträgt.
5. Federring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Breite (b) zu Stärke (S) des rechteckigen Querschnittes des Federstahldrahtes größer 0,6 ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gewellten und geschlitzten Federring aus Federstahldraht mit etwa rechteckigem Querschnitt, dessen schlitzseitige Enden und dessen dem Schlitz diametral gegenüberliegender Mittelabschnitt im entlasteten Zustand betrachtet auf einer Bezugsebene aufliegen, während der jeweils zwischen den schlitzseitigen Enden und dem Mittelabschnitt liegende Wölbungsabschnitt über die Bezugsebene herausgewölbt ist, wobei der Wölbungsscheitel etwa 60° bis 90" vom Schlitz entfernt angeordnet ist und die schlitzseitigen Enden in radialer Richtung hinsichtlich der Bezugsebene zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt sind.

Federringe dieser Art sind bekannt (vgl. DE-PS 12 55 398). Nach DIN 977 stellen sie kraftschlüssige, mitverspannte federnde Elemente für Schraubenverbindungen dar, die einen durch Setz- oder Kriechvorgänge hervorgerufenen Vorspannungsabfall kompensieren und somit einem Lockern der Verbindung entgegenwirken sollen.

Nach in der Fachwelt vorherrschender Meinung erfüllen Federringe dieser Art ihre Sicherungswirkung jedoch nur bei Schraubenverbindungen mit kurzen Schrauben der unteren Festigkeitsklasse (vgl. Zeitschrift technica 14/1980, Seite 1222, 3. Absatz). Vor dem Einsatz derartiger Federringe bei vergüteten Schrauben wird in der Fachwelt sogar allgemein gewarnt (vgl. Verbus, Schraubensicherung, Seite 2, rechte Spalte und Schrauben-Vademecum, K. H. Illinger, D. Piume, Abschnitt 3.4.1). Auch bei der Neufassung der einschlägigen DlN-Vorschriften ist geplant, darauf hinzuweisen, dul3 derartige Federringe ab einer bestimmten Festigkcitsklasse unwirksam seien.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist cs daher, einen Federring der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß auch bei einem Einsatz bei Schraubenverbindungen höherer Festigkeitsklasse ein Vorspannungsabfall und damit ein Lockern der Verbindung nicht erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Federring gelöst, bei dem hinsichtlich der Bezugsebene der Mittelabschnitt in radialer Richtung zur Ringinnenseite hin und die Wölbungsscheitel der Wölbungsabschnitte zur Ringaußenseite hin abfallend geneigt sind.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist erstmalig ein Federring geschaffen, der - wie Versuche bestätigt haben - auch für Schraubenverbindungen der Festigkeitsklassen gleich oder größer 8,8 eingesetzt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine spezielle Gestaltung in bezug auf die Neigung der einzelnen Abschnitte des Ringes in radialer Richtung, d. h. durch eine vollkommen neuartige Konzcption der Querneigung der Ringabschnitte erzielt, durch die - bei gegenüber bekannten Fcderringkonstruktionen gleichen Abmessungen - eine erhöhte Torsionsfederkraft erreicht wird.

Zwar ist es grundsätzlich bereits bekannt, die einzelnen Ringabschnitte bei einem Federring der eingangs beschriebenen Art mit einer Querneigung auszustatten (vgl. beispielsweise Figur 9 der DE-PS 12 55 398). Diese Querneigung ist jedoch derart gewählt, daß die einander gegenüberliegenden Abschnitte in der gleichen Weise (das heißt entweder zur Ringaußenseite hin abfallend oder zur Ringaußenseite hin ansteigend) geneigt sind und die Neigungen derart ineinander übergehen, daß beim Anziehen der Schraubenverbindung stets zuerst die Außenseite des Ringes an den Druckflächen zur Anlage gelangt.

Erfindungsgemäß ist jedoch erstmalig hinsichtlich der Neigung der schlitzseitigen Enden und des Mittelabschnittes eine ungleichsinnige oder gegenläufige Querneigung vorgesehen und diese mit einer Querneigung der Wölbungsscheitel kombiniert, die der Querneigung der Wölbungsscheitel der eingangs genannten bekannten Ringkonstruktion entgegengesetzt ist. Durch dicse Maßnahmen wird der Federweg des Federstahldrahtes in dem der Torsion unterworfenen Abschnitt zwischen dem Wölbungsscheitel und dem Mittelabschnitt ohne Zunahme an Bauhöhe erheblich erhöht. Das Material des Federstahldrahtes wird dabei in dem relativ kurzen Abschnitt zwischen Wölbungsscheitel und den schlitzseitigen Enden nicht durch Torsion beansprucht.

Von Vorteil ist ferner, daß sich die schlitzseitigen Enden aufgrund der gleichbleibenden Neigung bis zu den Wölbungsscheiteln exakter fertigen lassen, wodurch eine noch geringere Beschädigung an den Gegenlagern auftritt.

Versuche haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Effekt bereits bei einer Neigung von 1" auftritt. Für die Neigung können daher Neigungswinkel zwischen 1 und 15° gewählt werden.

Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erreicht, wenn die Neigung 5° bis 15° beträgt. Ein besonders vorteilhafter Neigungswinkel ist 10°.