DE202012104410U1 - lock washers - Google Patents
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Abstract
Sicherungsscheibe zum Sichern einer Schraubverbindung mit einer ersten Scheibenfläche (2–2.2) und einer zweiten Scheibenfläche (3), wobei eine der beiden Scheibenflächen (2–2.2; 3) in Umfangsrichtung im Querschnitt asymmetrische Verklammerungsstrukturen (4–4.3) mit jeweils einer entgegen der vorgesehenen Einschraubrichtung und damit in Sicherungsrichtung weisende Verklammerungskante (8–8.5) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Mehrzahl der Verklammerungsstrukturen (4–4.3) eine in ihrer radialen Erstreckung einen in Sicherungsrichtung gerichteten Scheitel (9–9.6) aufweisende Verklammerungskante (8–8.5) bilden.Locking washer for securing a screw connection with a first washer surface (2–2.2) and a second washer surface (3), one of the two washer surfaces (2–2.2; 3) in the circumferential direction in cross-section asymmetrical clamping structures (4–4.3), each with one against the the intended screwing direction and thus the clamping edge (8-8.5) pointing in the securing direction, characterized in that at least the majority of the clamping structures (4-4.3) have a clamping edge (8-8.5 ) form.
Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Sicherungsscheibe zum Sichern einer Schraubverbindung mit einer ersten Scheibenfläche und einer zweiten Scheibenfläche, wobei eine der beiden Scheibenflächen in Umfangsrichtung im Querschnitt asymmetrische Verklammerungsstrukturen mit jeweils einer entgegen der vorgesehenen Einschraubrichtung und damit in Sicherungsrichtung weisende Verklammerungskante trägt.The invention relates to a locking washer for securing a screw with a first disc surface and a second disc surface, wherein one of the two disc surfaces in the circumferential direction in cross-section asymmetric Verklammerungsstrukturen each carrying a counter to the intended screwing and thus pointing in the direction of safety Verklammerungskante.
Schraubverbindungen müssen mitunter gegen ein ungewolltes Losdrehen gesichert sein, insbesondere solche, die dynamisch beansprucht sind. Zu diesem Zweck werden Sicherungsscheiben eingesetzt, die entweder durch Verklammerungsstrukturen strukturiert oder Verklammerungsstrukturen auf zumindest einer der beiden Scheibenflächen tragen. Diese Verklammerungsstrukturen dienen dem Zweck, dass sich diese zumindest teilweise in die Fläche des daran angrenzenden Widerlagers, beispielsweise der Unterseite eines Schraubenkopfes eindrücken. Neben Sicherungsscheiben, die aus Federstahl hergestellt sind und durch Einschnitte gebildete und gegenüber der Scheibenebene verstellte Verklammerungselemente aufweisen, sind solche bekannt, deren Scheibenflächen durch eine Prägung ausgebildete Verklammerungsstrukturen aufweisen. Bei durch Prägung hergestellten Verklammerungsstrukturen vorbekannter Sicherungsscheiben handelt es sich um radiale Rippen, die von der Oberfläche der Sicherungsscheibe abragen. Bekannt ist auch, die die Verklammerungsstrukturen tragende Scheibenfläche durch eine Vielzahl derartiger Rippen, die jeweils einen radialen Verlauf haben, zu strukturieren, wobei diese Rippen in Umfangsrichtung gesehen eine asymmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen. Gebildet wird hierdurch eine in Einschraubrichtung gerichtete Verklammerungskante. Im Zuge des Einschraubvorganges wird diese in das Widerlager, also beispielsweise in die Unterseite eines Schraubenkopfes eingedrückt, sodass ein Lösen nur gegen die entgegen gerichtete Verklammerungskante möglich ist. Damit eine solche Verklammerungsstruktur bei dem Vorgang des Spannens der Schraubverbindung in die Oberfläche eines Widerlagers eingedrückt wird, ist entweder die gesamte Sicherungsscheibe aus einem gegenüber dem Widerlager härteren Werkstoff oder zumindest die Oberfläche der Scheibe mit der Oberfläche der Verklammerungsstruktur gehärtet und somit härter als das Material, in das die Verklammerungsstruktur zum Bewirken der gewünschten Losdrehsicherung eingedrückt werden soll.Screw connections must sometimes be secured against accidental loosening, especially those that are dynamically stressed. For this purpose, locking washers are used, which are either structured by Verklammerungsstrukturen or carry Verklammerungsstrukturen on at least one of the two disc surfaces. These Verklammerungsstrukturen serve the purpose that they at least partially press into the surface of the abutting abutment, for example, the underside of a screw head. In addition to lock washers, which are made of spring steel and have formed by incisions and adjusted relative to the disk plane Verklammerungselemente, those are known whose disc surfaces have formed by embossing Verklammerungsstrukturen. When produced by embossing Verklammerungsstrukturen prior art retaining washers are radial ribs, which protrude from the surface of the lock washer. It is also known to structure the disc surface carrying the interlocking structures by a plurality of such ribs, each having a radial course, these ribs having an asymmetrical cross-sectional geometry seen in the circumferential direction. This forms a clamping edge directed in the screwing direction. In the course of Einschraubvorganges this is pressed into the abutment, so for example in the bottom of a screw head, so that a release is possible only against the opposite direction Verklammerungskante. In order for such a clamping structure to be pressed into the surface of an abutment in the process of tightening the screw connection, either the entire securing disk made of a material harder with respect to the abutment or at least the surface of the disk is hardened with the surface of the clamping structure and thus harder than the material, in which the Verklammerungsstruktur is to be pressed to effect the desired anti-rotation lock.
Sicherungsscheiben, die an ihrer einen Scheibenfläche Radialrippen als Verklammerungsstrukturen aufweisen, können, wenn diese zur Verwendung in einem Keilsicherungsscheibenpaar vorgesehen sind, auf ihrer anderen Scheibenfläche Keilflächen tragen.Lock washers having radial ribs as clamping structures on one disk surface may, when provided for use in a pair of wedge lock washers, carry wedge surfaces on their other disk surface.
Auch wenn Sicherungsscheiben der vorbeschriebenen Art bei zahlreichen Anwendungen zufrieden stellend eingesetzt werden können, wird ein nicht unbeträchtliches Drehmoment in aller Regel benötigt, um die gewünschte formschlüssige Verklammerung zwischen der Sicherungsscheibe und dem Widerlager zu erzielen. Überdies wäre es wünschenswert, wenn der Unterschied zwischen dem für das Einstellen der Verklammerung benötigten Drehmoment zu dem zum Lösen benötigten Drehmoment größer wäre.Although lock washers of the type described above can be used satisfactorily in numerous applications, a not inconsiderable torque is usually required to achieve the desired positive locking between the lock washer and the abutment. Moreover, it would be desirable if the difference between the torque required to set the clamp to the torque required to loosen it would be greater.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Sicherungsscheibe dergestalt weiterzubilden, dass dem Vorstehenden Rechnung getragen wird.The invention is therefore the object of developing an aforementioned backup disk such that the above is taken into account.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangsgenannte, gattungsgemäße Sicherungsscheibe, bei der es zumindest die Mehrzahl der Verklammerungsstrukturen eine in ihrer radialen Erstreckung einen in Sicherungsrichtung gerichteten Scheitel aufweisende Verklammerungskante bilden.This object is achieved according to the invention by an aforementioned generic locking washer, in which at least the majority of the Verklammerungsstrukturen form a in their radial extension a directed in the direction of protection vertex having Verklammerungskante.
Bei dieser Sicherungsscheibe ist vorgesehen, dass zumindest die Mehrzahl der Verklammerungsstrukturen, vorzugsweise jedoch alle Verklammerungsstrukturen auf der die Verklammerungsstrukturen tragenden Scheibenfläche in ihrer radialen Erstreckung einen Scheitel aufweisen. Mithin weist eine solche Verklammerungskante nicht lediglich eine radiale Erstreckung auf, sondern verfügt über zumindest zwei in Richtung zum Scheitel bezüglich der radialen Erstreckung geneigt verlaufende Flanken. Der Scheitel der Verklammerungskante ist in Sicherungsrichtung gerichtet, mithin wird von dem in das Widerlager eingedrückten Scheitel maßgeblich das Widerstandsmoment bereitgestellt. Die Konzeption der Verklammerungsstrukturen, die eine Verklammerungskante mit einem solchen Scheitel aufweist, hat zudem zur Folge, dass, vor allem wenn der Scheitel nach Art einer Spitze ausgeführt ist, im Zuge des Spannes der Schraubverbindung und des damit einhergehenden Einpressens der Scheitel in die Fläche des Widerlagers sich ein gewisser Span ausbilden kann und sich auch in vielen Fällen ausbilden wird. Dieser mit dem Widerlager verbundene Materialspan, muss, wenn die Schraubverbindung gelöst werden soll, erst zum Abbruch gebracht werden, bevor das Widerlager an dem an den Span anliegenden Scheitel vorbeibewegt werden kann. Da die Mehrzahl der Verklammerungsstrukturen der Sicherungsscheibe derartige Scheitel aufweisen, ist Sorge dafür getragen, dass in Löserichtung wenigstens vor einigen Scheiteln ein solcher Span vorhanden ist. Aus diesem Grunde ist das Lösemoment entsprechend hoch.In the case of this securing disk, it is provided that at least the majority of the clamping structures, but preferably all the clamping structures, have a vertex in their radial extent on the disk surface carrying the clamping structures. Thus, such a Verklammerungskante not only has a radial extent, but has at least two in the direction of the vertex with respect to the radial extent inclined flanks. The vertex of the Verklammerungskante is directed in the direction of security, therefore, provided by the depressed into the abutment vertex decisively the moment of resistance. The concept of the Verklammerungsstrukturen, which has a Verklammerungskante with such a vertex, also has the consequence that, especially when the apex is executed in the manner of a tip, in the course of the clamping of the screw and the concomitant pressing the vertex into the surface of the Abutment can form a certain span and will also train in many cases. This associated with the abutment Materialspan, when the screw connection is to be solved, only be brought to demolition, before the abutment can be moved past the voltage applied to the vertex. Since the majority of the locking structures of the lock washer have such apex, care is taken that such a chip is present in the release direction at least in front of a few peaks. For this reason, the release torque is correspondingly high.
Die Ausbildung der Verklammerungskanten zum Ausbilden von in Sicherungsrichtung weisenden Scheiteln begünstigt auch das Eindrücken der Scheitel in das Widerlager, da – verglichen mit herkömmlichen Radialrippen – eine Kraftkonzentration auf die Scheitel gegeben ist. Daher kann ein Span in einer Schraubverbindung und unter Verwendung einer solchen Losdrehsicherungsscheibe prinzipiell auch mit einem geringeren Drehmoment erzeugt werden. Vor dem Hintergrund der vorbeschriebenen Spanbildung ist dieses selbstverständlich auch abhängig von der Härte des Widerlagers. Von Interesse ist, dass mit relativ geringer Kraft zum Herstellen des Formschlosses zwischen den Verklammerungsstrukturen der Sicherungsscheibe und dem Widerlager dennoch ein erhöhtes Lösemoment zum Lösen der Schraubverbindung benötigt wird. Dieses ist jedoch gerade beim dynamisch beanspruchten Schraubverbindungen gewünscht, vor allem wenn diese hohen Belastungen ausgesetzt sind. Aus diesem Grunde eignen sich Sicherungsscheiben mit einer derartigen Verklammerungsstruktur vor allem auch zum Einsatz als Losdrehsicherung etwa bei Schienenbefestigungen. Bei einer solchen Ausgestaltung einer Sicherungsscheibe wird man als Verdrehsicherung gegenüber der Befestigungsfeder eine Scheibe vorsehen, die zumindest einen abgekanteten Schenkel, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende, abgekantete Schenkel aufweist. An diesen können Abschnitte der Befestigungsfeder anliegen. The formation of the interlocking edges for the formation of safetypically directed apices also favors the impressions of the apices in the abutment, since - compared to conventional radial ribs - a concentration of force is applied to the vertices. Therefore, a chip can be produced in a screw and using such Losdrehsicherungsscheiben in principle with a lower torque. Against the background of the above-described chip formation this is of course also dependent on the hardness of the abutment. Of interest is that with relatively little force for producing the molded lock between the Verklammerungsstrukturen the locking washer and the abutment nevertheless an increased release torque is required to release the screw. However, this is especially desirable when dynamically stressed screw, especially if they are exposed to high loads. For this reason, lock washers with such a Verklammerungsstruktur are especially suitable for use as Losdrehsicherung about rail fasteners. In such an embodiment of a lock washer will provide as a rotation against the fixing spring a disc having at least one bevelled leg, preferably two opposing, bent legs. At these sections of the mounting spring can rest.
Die Verklammerungskante kann die radiale Erstreckung der Sicherungsscheibe in Sicherungsrichtung weisend konvex gekrümmt sein. Möglich ist es ebenfalls, den Scheitel nach Art einer Spitze auszuführen, wobei die die Spitze der Verklammerungsstruktur einfassenden, bzw. angrenzenden Flanken typischerweise ungekrümmt oder im wesentlichen ungekrümmt sind. Denkbar ist jedoch einen Ausgestaltung, bei der diese Flanken gekrümmt sind, auch mit einem Wendepunkt in der Steigung.The Verklammerungskante can be the convex curvature of the radial extent of the lock washer pointing in the direction of security. It is also possible to carry out the vertex in the manner of a tip, wherein the flanks enclosing the tip of the interlocking structure or adjoining flanks are typically non-curved or substantially unbent. It is conceivable, however, an embodiment in which these edges are curved, even with a turning point in the slope.
Die Verklammerungsstrukturen strukturieren die die Verklammerungsstrukturen tragende Scheibenseite hinsichtlich ihrer Topografie. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die in Sicherungsrichtung weisende Verklammerungskante der Strukturen sich in einem gleich bleibenden Höhenniveau befindet. In einem anderen Ausführungsbeispiel bilden die Scheitel der Verklammerungsstrukturen auf der die Verklammerungsstrukturen tragenden Scheibenseite das Höchste aus. Die an die Scheitel angrenzenden Flanken sind somit bezüglich des Höhenverlaufes der Verklammerungskanten in Richtung zum Innenrand bzw. zum Außenrand der Scheibe hin abfallend geneigt. Insofern bildet bei einer solchen Ausgestaltung der Scheitel nicht nur einen Vorsprung in Verklammerungsrichtung, sondern zudem in Richtung der Höhe der Scheibe und damit in Richtung der Senkrechten in das Widerlager. Bei einer solchen Ausgestaltung erfolgt die Kraftkonzentration in besonderer Weise auf den Scheitel.The interlocking structures structure the disk side bearing the interlocking structures in terms of their topography. It can be provided that the clamping edge of the structures pointing in the direction of safety is in a constant height level. In another embodiment, the vertices of the interlocking structures on the disk side carrying the interlocking structures make the highest. The flanks adjacent to the vertexes are thus sloping sloping with respect to the height profile of the Verklammerungskanten towards the inner edge or to the outer edge of the disc. In this respect, in such an embodiment, the apex forms not only a projection in Verklammerungsrichtung, but also in the direction of the height of the disc and thus in the direction of the vertical in the abutment. In such an embodiment, the concentration of force takes place in a special way on the vertex.
Die Scheitel aufweisenden Verklammerungsstrukturen, die typischerweise in einem bestimmten Winkelabstand zueinander angeordnet sind, können dachziegelartig überlappend zueinander angeordnet sein.The apexed Verklammerungsstrukturen, which are typically arranged at a certain angular distance from each other, may be arranged like a roof tile overlapping each other.
Die Verklammerungsstrukturen bilden auf der diese tragenden Scheibenseite typischerweise eine Verklammerungsringstruktur aus. Neben einer Verklammerungsringstruktur kann eine solche Sicherungsscheibe auch mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Verklammerungsringstrukturen tragen. Bei einer solchen Ausgestaltung sind in der radialen Erstreckung der Sicherungsscheiben mehrere Scheitel vorgesehen.The interlocking structures typically form a interlocking ring structure on the disk side thereof. In addition to a Verklammerungsringstruktur such a lock washer can also carry a plurality of concentrically arranged Verklammerungsringstrukturen. In such an embodiment, a plurality of vertices are provided in the radial extent of the lock washers.
Es versteht sich, dass beide Scheibenflächen mit derartigen Verklammerungsstrukturen ausgerüstet sein können. Ebenfalls ist es möglich, die der Scheibenfläche mit den Verklammerungsstrukturen gegenüberliegende Scheibenfläche mit Keilflächen auszurüsten, sodass diese Sicherungsscheibe sodann Teil eines Keilsicherungsscheibenpaares sein kann.It is understood that both disc surfaces can be equipped with such Verklammerungsstrukturen. It is also possible to equip the disk surface opposite the disk surface with the clamping structures with wedge surfaces, so that this securing disk can then be part of a pair of wedge securing disk.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
Eine Sicherungsscheibe
Die Verklammerungsstruktur
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Scheitel
Es versteht sich, dass eine Krümmung der Verklammerungskanten
Die Verklammerungsstruktur auf der Scheibenfläche
Die
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sicherungsscheibe ist in
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sicherungsscheibe
Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verklammerungsstrukturen auf der jeweiligen Scheibenfläche regelmäßig aufeinander folgend angeordnet waren, ist bei einer weiteren Sicherungsscheibe
Bei Sicherungsscheiben der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele befinden sich die Scheitel auf einem Kreisring, sind mithin bezüglich dieses Kreisringes hintereinander liegend angeordnet.
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen sämtlich Sicherungsscheiben, die als Ringscheiben ausgeführt sind. In
Bei Spannen der Schraubverbindung wird sich in aller Regel benachbart zu wenigstens einigen Verklammerungsstrukturen ein Span an der Unterseite
Bei einem Lösen des Schraubenkopfes
Die vorbeschriebenen Sicherungsscheiben sind typischerweise aus einem Material hergestellt, welches gegenüber dem Material des Widerlagers härter ist. Typischerweise wird man derartige Sicherungsscheiben aus einem Stahl, beispielsweise Edelstahl herstellen. Zur Korrosionssicherung können die Scheiben mit einer typischerweise chromfreien Zinklamellenbeschichtung ausgerüstet sein. Vor dem Hintergrund des besonderen Formschlusses, der zwischen den Verklammerungsstrukturen einer solchen Sicherungsscheibe und dem Widerlager eingegangen wird, besteht zudem die Möglichkeit, die Verklammerungsstrukturen mit einer Gleitbeschichtung zu versehen. Hierdurch wird das zum Spannen der Schraubverbindung benötigte Drehmoment reduziert, ohne jedoch Nachteile in einer nennenswerten Erniedrigung des benötigten Lösemomentes hinnehmen zu müssen. Es versteht sich, dass die Scheiben auch mit anderen Beschichtungen ausgerüstet sein können.The above-described lock washers are typically made of a material which is harder on the material of the abutment. Typically, such lock washers will be made from a steel such as stainless steel. To prevent corrosion, the discs may be equipped with a typically chromium-free zinc flake coating. Against the background of the special form fit, which is entered between the Verklammerungsstrukturen such a lock washer and the abutment, there is also the possibility to provide the Verklammerungsstrukturen with a lubricious coating. As a result, the torque required for clamping the screw is reduced, but without having to accept disadvantages in a significant reduction of the required release torque. It is understood that the discs can also be equipped with other coatings.
Durchaus möglich ist der Einsatz einer Verklammerungsstruktur wie vorbeschrieben auf einer oder beiden Scheibenflächen, wenn die Scheibe nach Art einer tellerförmig geformten Spannscheibe aus einem Federstahl hergestellt ist.Quite possible is the use of a Verklammerungsstruktur as described above on one or both disc surfaces when the disc is made in the manner of a plate-shaped clamping disc made of a spring steel.
Das vorbeschriebene Konzept der Sicherungsscheiben eignet sich aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften auch, um an Widerlagern aus eifern gegenüber Metall weicheren Werkstoff, beispielsweise Kunststoff eingesetzt zu werden. Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Sicherungsscheiben bzw. deren Verklammerungsstrukturen tragende Scheibenfläche, die zur Verwendung von Schrauben vorgesehen sind, die mit einem Rechtsgewinde ausgerüstet sind und somit rechtsdrehend gespannt werden. Es versteht sich, dass bei einem Einsatz derartiger Scheiben bei linksdrehenden Befestigern die Verklammerungsstrukturen mit ihren Verklammerungskanten in die entgegengesetzte Richtung gerichtet sind.The above-described concept of the lock washers is due to their special properties also to be used on abutments from zealous metal compared to softer material, such as plastic. The illustrated embodiments show locking washers or their Verklammerungsstrukturen bearing disc surface, which are provided for the use of screws that are equipped with a right-hand thread and thus are stretched clockwise. It will be understood that when such washers are used in left-handed fasteners, the interlocking structures are directed with their interlocking edges in the opposite direction.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1.1–1.51, 1.1-1.5
- Sicherungsscheibelock washer
- 2–2.22-2.2
- Scheibenflächedisk surface
- 33
- Scheibenflächedisk surface
- 4–4.34-4.3
- VerklammerungsstrukturVerklammerungsstruktur
- 5–5.25-5.2
- Keilstrukturwedge structure
- 66
- Keilflächewedge surface
- 77
- Keilflächewedge surface
- 8–8.58-8.5
- VerklammerungskanteVerklammerungskante
- 9–9.69-9.6
- Scheitelvertex
- 10, 10.110, 10.1
- Innenseiteinside
- 11, 11.111, 11.1
- Außenseiteoutside
- 1212
- KeilflächenabschnittWedge surface section
- 1313
- KeilflächenabschnittWedge surface section
- 1414
- Ringabschnittring section
- 1515
- Scheibenöffnungwindow opening
- 1616
- Schenkelleg
- 1717
- Oberflächesurface
- 1818
- Unterseitebottom
- 1919
- Schraubenkopfscrew head
- 2020
- Spanchip
Claims (13)
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Legal Events
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Effective date: 20140327 |
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