DE10009719C2

DE10009719C2 - Disc-shaped securing element for screw connections

Info

Publication number: DE10009719C2
Application number: DE10009719A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Pieper
Original assignee: Reinhold Pieper
Current assignee: DUBOSCHWEITZER GMBH, 45721 HALTERN AM SEE, DE
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: DE10009719A1; DE20018065U1; DE50102594D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft scheibenförmige Sicherungselemente für Schraub verbindungen, die geeignet sind, dem unbeabsichtigtem Lösen oder Lockerwerden einer Schraubverbindung entgegenzuwirken. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Sicherungselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to disk-shaped securing elements for screws connections that are suitable for unintentional loosening or loosening to counteract a screw connection. In particular, the present concerns Invention a securing element according to the preamble of claim 1.

Die US 5,281,065 offenbart ein scheibenförmiges Sicherungselement aus Kunststoff mit einem kapselartigen Hohlraum, der ein flüssiges, an Luft selbsthärtendes Dich tungsmaterial enthält. Beim Einbau wird der Hohlraum zerstört. Das Dichtungsmate rial tritt aus und härtet aus, wobei es einen Schraubenkopf und ein zugeordnetes Ge winde abdichtet.US 5,281,065 discloses a disk-shaped securing element made of plastic with a capsule-like cavity, which is a liquid, self-curing in air contains material. The cavity is destroyed during installation. The sealing mat rial emerges and hardens, creating a screw head and an associated Ge winch seals.

Insbesondere betrifft die Erfindung solche scheibenförmigen Sicherungselemente für Schraubverbindungen, die zwischen der ringförmigen Auflagefläche an der Unter seite der Mutter oder des Schraubenkopfs und der Auflagefläche an der der Mutter oder dem Schraubenkopf zugewandten Seite des Werkstücks angeordnet sind. An dieser Einbaustelle wirkt das Sicherungselement einerseits durch Erhöhung der Rei bungskräfte gegenüber der Situation beim direkten Kontakt der Auflagefläche an der Unterseite der Mutter bzw. des Schraubenkopfs mit der der Mutter oder dem Schraubenkopf zugewandten Seite des Werkstücks dem Lösen der Schraubverbin dung infolge eines Verdrehens der Mutter bzw. des Schraubenkopfs entgegen. An dererseits verhindert das Sicherungselement durch eine auf seine Konstruktion zurückgehende Elastizität bezüglich seiner Höhenabmessung das Lösen der Schraubverbindung infolge einer nachgebenden Verformung von Schraube oder Werkstück in gewissen Grenzen.In particular, the invention relates to such disk-shaped securing elements for Screw connections between the ring-shaped bearing surface on the lower side of the nut or the screw head and the contact surface on that of the nut or the side of the workpiece facing the screw head. On At this point of installation, the securing element acts on the one hand by increasing the tine exercise forces compared to the situation when the contact surface is in direct contact with the Underside of the nut or the screw head with that of the nut or the Side of the workpiece facing the screw head after loosening the screw connection opposite due to a twisting of the nut or the screw head. to on the other hand, the securing element prevents its construction decreasing elasticity regarding its height dimension the loosening of the Screw connection due to a yielding deformation of screw or Workpiece within certain limits.

Eine gebräuchliche Ausführungsform eines scheibenförmigen Sicherungselements liegt mit einer sog. Zahnscheibe vor, z. B. DIN 6797 und DIN 6798, die als flacher Metallring mit zahnförmigen Vorsprüngen in radialer Richtung am Außenumfang oder am Innendurchmesser üblicherweise aus Federstahl ausgeführt ist, wobei die Vorsprünge auf beiden Seiten über die Höhe des flachen Rings vorstehen und dadurch beim Anziehen der Verschraubung durch ein Verbiegen oder Verwinden um einen Betrag nachgeben können, der ungefähr 1-2 Mal der Höhe des flachen Rings entspricht, bevor die Auflageflächen der Mutter bzw. des Schraubenkopfs sowie des Werkstücks den flachen Ring berühren. Weiterhin sind die zahnförmigen Vor sprünge so geformt, daß sie die Reibung zwischen den betei ligten Flächen vergrößern. Dies wird erreicht durch der Mutter bzw. dem Schraubenkopf und dem Werkstück zugewandte Kanten der Vorsprünge, die vergleichbar einer Schneide in die Oberfläche eindringen und zu einer formschlüssigen Ver bindung führen. Diese Wirkungsweise setzt eine geeignete Oberflächenhärte für die verwendeten Bauteile voraus.A common embodiment of a disk-shaped securing element is available with a so-called toothed washer, e.g. B. DIN 6797 and DIN 6798, which as a flatter Metal ring with tooth-shaped projections in the radial direction on the outer circumference or is usually made of spring steel on the inside diameter, the Protrusions on both sides beyond the height of the flat ring and thereby when tightening the screw connection by bending or twisting can give an amount that is about 1-2 times the Height of the flat ring corresponds before the bearing surfaces the nut or the screw head and the workpiece touch flat ring. Furthermore, the tooth-shaped front jumps shaped so that they friction between the betei enlarge the cleared areas. This is achieved through the Nut or the screw head and the workpiece facing Edges of the protrusions that are comparable to a cutting edge in penetrate the surface and form a positive Ver lead bond. This mode of action sets a suitable one Surface hardness for the components used ahead.

Eine andere Ausführungsform einer scheibenförmigen Schrau bensicherung liegt mit einer im wesentlichen flachen Schei be aus einem zähen und harten Kunststoff, wie z. B. aus ei nem Polyamid vor. Die Wirkung dieser Ausführungsform beruht darauf, daß die Reibung zwischen der vergleichsweise harten Oberfläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfs sowie des Werkstücks und der des leicht verformbaren Kunststoffteils dadurch erhöht wird, daß der Kunststoff sich einerseits den Unebenheiten der Auflagefläche von Mutter bzw. Schrauben kopf und Werkstück anpaßt und andererseits durch seine Aus gangsform unter der Kraft der Verbindung etwas nach außen aus dem Spalt gedrückt wird, um sich von dort um die Außen flächen der Mutter bzw. des Schraubenkopfs zu legen. Letz teres führt bei Verwendung von Muttern oder Schrauben mit einem Außensechskant zu einer guten Sicherungswirkung. Fer ner bietet die Elastizität des Kunststoffs eine Toleranz der Sicherung gegenüber dem Nachgeben anderer Teile der Verbindung. Darüber hinaus kann ein scheibenförmiges Siche rungselement aus Kunststoff derart geformt werden, daß die Kunststoffmasse bei Deformation des Sicherungselements den gesamten zur Verfügung stehenden Spalt auffüllt, wodurch die Verbindung gegen das Eindringen von Flüssigkeiten ge schützt wird. Ein Nachteil des vollständig in Kunststoff ausgeführten scheibenförmigen Elements besteht darin, daß es durch die enormen Vorspannkräfte einer hochfesten Schraubverbindung, z. B. bei Festigkeitsklassen ab 8.8, eventuell vollständig aus dem Spalt herausgepreßt wird und seine Aufgabe nicht mehr erfüllt.Another embodiment of a disk-shaped screw Bensicherung is with an essentially flat disc be made of a tough and hard plastic, such as. B. from egg a polyamide. The effect of this embodiment is based insists that the friction between the comparatively hard Surface of the nut or the screw head and the Workpiece and that of the easily deformable plastic part is increased in that the plastic on the one hand Unevenness in the contact surface of the nut or screws adapts head and workpiece and on the other hand due to its out gangs a little outwards under the force of the connection is pushed out of the gap to move from there to the outside surfaces of the nut or the screw head. Letz teres carries along when using nuts or screws an external hexagon for a good securing effect. Fer The elasticity of the plastic offers a tolerance securing against the yielding of other parts of the Connection. In addition, a disc-shaped siche tion element made of plastic such that the Plastic mass when the securing element is deformed fills the entire available gap, whereby the connection against the penetration of liquids ge protects. A disadvantage of being entirely in plastic executed disc-shaped element is that it through the enormous prestressing forces of a high strength Screw connection, e.g. B. with strength classes from 8.8, possibly completely from the Gap is pressed out and no longer fulfills its task.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einteiliges, vorzugsweise mehrfach verwendbares, scheibenförmiges Sicherungselement zu schaffen, das die Vorteile einer Zahnscheibe und einer Kunststoffscheibe verbindet, insbesondere eine opti mierte Sicherung und Dichtung gestattet.The object of the present invention is a one-piece, preferably multiple create usable, disc-shaped securing element, which has the advantages connects a toothed washer and a plastic washer, in particular an opti secured fuse and seal permitted.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features mentioned in claim 1.

Ein scheibenförmiges Sicherungselement für eine Schraubverbindung gemäß der Erfindung bietet gegenüber den bekannten Ausführungsformen verschiedene Vorteile. Zunächst kann das scheibenförmige Sicherungselement natürlich nach wie vor als ein Bauteil gelagert und montiert werden, was für automatische Fertigungs einrichtungen wichtig ist, obwohl es die günstigen Eigenschaften zweier Materialien und zweier Festigkeitsklassen umfaßt. Das Sicherungselement gemäß der Erfindung kann mehrfach verwendet werden, füllt den zur Verfügung stehenden Spalt in der Verbindung völlig dicht aus und vertilgt über die hohe Festigkeit einer wahlweise metallischen Ausführung seines Innenteils, wobei in diesem Fall auch eine sichere elektrische Verbindung zwischen seiner oberen und seiner unteren Fläche besteht. Ferner ist das Sicherungselement in Bezug auf die auftretenden Vorspannkräfte der Verbindung universell, d. h. es erfüllt seine Aufgabe gleichermaßen für kleine Kräfte, wobei die Wirkungsweise hierbei der beschrieben bekannten Kunststoffscheibe ver gleichbar ist, wie auch im Fall erheblicher Vorspannkräfte, in welchem die verlangte Wirkung dann auf das vorzugsweise aus Federstahl hergestellte Innenteil zurück zuführen ist, vergleichbar mit der bekannten und bewährten Zahnscheibe aus Feder stahl. A disk-shaped securing element for a screw connection according to the Invention offers different than the known embodiments Benefits. First of all, the disk-shaped securing element can of course continue to be like before being stored and assembled as one component, what automatic manufacturing furnishings is important, although it has the beneficial properties of two materials and includes two strength classes. The securing element according to the invention can be used several times, fills the available gap in the Connection completely tight and wipes out the high strength of an optional metallic design of its inner part, in which case also a safe one electrical connection exists between its upper and lower surface. Furthermore, the securing element in relation to the prestressing forces that occur Universal connection, d. H. it does its job equally for small forces, the mode of operation of the known plastic disk described here is similar, as in the case of considerable pretensioning forces, in which the requested Effect then on the inner part preferably made of spring steel is comparable to the well-known and proven spring washer steel.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous further developments are through the subclaims characterized.

Insbesondere kann die zähe und elastische Kunststoffmasse ein Polyamid, Polytetrafluorethylen oder ein vergeichbarer Werkstoff sein.In particular, the tough and elastic plastic mass a polyamide, polytetrafluoroethylene or a comparable Material.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfol gend erläutert, wobei auf die beigefügte Figur Bezug genom men wird, in der eine Schnittansicht der bevorzugten Aus führungsform eines scheibenförmigen Sicherungselements ge mäß der Erfindung dargestellt ist.A preferred embodiment of the invention will follow explained below, with reference to the attached figure genom is a sectional view of the preferred Aus leadership form of a disk-shaped securing element ge according to the invention.

Gemäß der Figur ist eine innengezahnte Stahlscheibe (2) (wie z. B. nach DIN 6797 Form J) derart von einem zähharten Kunststoff (1) umgeben, daß lediglich an der Unterseite die untere Fläche des äußeren, flachen Rings der Zahnscheibe und die sich in Richtung der Unterseite des scheibenförmi gen Sicherungselements erhebenden Kanten ihrer Verzahnung hervortreten. Alle anderen Oberflächen der Zahnscheibe (2) liegen hinter den Außenflächen des Kunststoffkörpers (1), insbesondere im Bereich der Verzahnung der Zahnscheibe, welcher von der Kunststoffmasse ausgefüllt ist. An seiner Oberseite weist das scheibenförmige Sicherungselement zwei keilförmige nach oben gerichtete Ringstege auf, wovon der eine sich am Umfang der Bohrung, der andere am Außenumfang des scheibenförmigen Sicherungselements befindet, wobei der erste davon sich unter der Kraft der aufgesetzten Mutter bzw. des aufgesetzten Schraubenkopfs zur Achse der Ver schraubung hin verformt und das Gewinde des Bolzens bzw. den Schaft der Schraube umschließt, der zweite hingegen von der Achse der Verschraubung weg verformt wird, um sich von außen an die Mantelflächen der Mutter oder des Schrauben kopfs anzulegen. According to the figure, an internally toothed steel disc ( 2 ) (such as, for example, according to DIN 6797 Form J) is surrounded by a tough, hard plastic ( 1 ) in such a way that only the underside of the lower surface of the outer, flat ring of the toothed disc and the in the direction of the underside of the washer-like securing element protruding edges of their teeth emerge. All other surfaces of the toothed disc ( 2 ) lie behind the outer surfaces of the plastic body ( 1 ), in particular in the region of the toothing of the toothed disc, which is filled with the plastic compound. On its upper side, the disk-shaped securing element has two wedge-shaped upwardly directed ring webs, one of which is located on the circumference of the bore, the other on the outer circumference of the disk-shaped securing element, the first of which is under the force of the nut or screw head attached Deformed axis of the screw connection and encloses the thread of the bolt or the shaft of the screw, the second, on the other hand, is deformed away from the axis of the screw connection in order to attach itself to the outer surfaces of the nut or the screw head.

Zur Montage des scheibenförmigen Sicherungselements ist dieses vorzugsweise mit der Unterseite auf das Werkstück aufzulegen. Das Anziehen der Mutter oder der Schraube erfolgt unabhängig von der Härte des Kunststoffs entsprechend der geforderten Festigkeit der Verbindung. Die montierte Mutter bzw. der Kopf der mon tierten Schraube sitzt je nach Vorspannkraft auf der überstehenden Kunststoffmasse oder, nachdem diese durch die Kräfte der Verbindung verdrängt wurde, auf den oberen Kanten des metallischen Innenteils auf. In beiden Fällen erreicht das scheiben förmige Sicherungselement die bestmögliche Sicherungswirkung und eine Abdich tung der Verbindung.To assemble the disk-shaped securing element, this is preferably with place the underside on the workpiece. Tightening the mother or the Screw is made regardless of the hardness of the plastic according to the required strength of the connection. The assembled nut or the head of the mon Depending on the preload, the screw sits on the protruding plastic mass or, after it has been displaced by the forces of connection, to the upper edges of the metallic inner part. In both cases, the washer shaped securing element the best possible securing effect and a seal connection.

Claims

1. Disc-shaped securing element for securing screw connections against loosening, with a toothed lock washer ( 2 ) made of a material of high strength, characterized in that the toothed lock washer ( 2 ) forms an inner part that is partially or completely made of a tough and elastic plastic compound ( 1 ) to form a one-piece hedging element, the outer shape of the plastic compound ( 1 ) having two ring webs on the top of the disk-shaped securing element, one of which is located on the outer circumference, the other on the circumference of the bore, and / or the toothed washer ( 2 ) is serrated.

2. Securing element according to claim 1, characterized in that the toothed disc ( 2 ) consists of spring-hard steel.

3. Securing element according to claim 1 or 2, characterized in that the toothed disc ( 2 ) has projections in the form of fan-shaped lamellae, which can give way to an axial load by twisting.

4. Securing element according to one of the preceding claims, characterized in that the tough and elastic plastic mass ( 1 ) is a polyamide, polyte trafluorethylene or a comparable material.

5. Securing element according to one of the preceding claims, characterized in that the toothed disc ( 2 ) is designed according to DIN 6797 or DIN 6798.

6. Securing element according to one of the preceding claims, characterized in that edges of the toothing of the toothed disc ( 2 ) on the underside of the disc-shaped securing element in the surface of the plastic compound ( 1 ) lie gene.

7. Securing element according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that the ring webs are wedge-shaped.