DE2208388A1

DE2208388A1 - WASHER

Info

Publication number: DE2208388A1
Application number: DE2208388A
Authority: DE
Inventors: Richard Lee Reynolds
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1971-08-05
Filing date: 1972-02-23
Publication date: 1973-02-15
Also published as: AU3894672A; DE2208388B2; AU463752B2; FR2149727A5; CA938476A; JPS4948907B1; BR7204288D0; ZA72528B; IT963359B; GB1383379A

Description

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Chicago. Illinois 6üdj1/USa Chicago. Illinois 6üdj1 / USa

Hamburg, 1ö. Februar 1972Hamburg, 1st floor February 1972

Washer

Bei den bekannten Unterlegscheiben der hier in Frage stehenden Art bestand bei Verwendung in Werkstücken mit relativ Großen Öffnungen für bestimmte Bereiche der zwischen den Innen- und Außenteilen der Unterlegscheibe eingeschalteten Versteifungsabschnitte die Gefahr, verzogen zu werden. Ein solches Verziehen tritt im allgemeinen in den Bereichen auf, die zwischen den Ecken des vieleckigen Hauptteils liegen. Die Erfindung richtet sich auf eine federnde Unterlegscheibe, die insbesondere so ausgelegt ist, daß sie den ein Verziehen des Versteifungsabschnitts herbeiführenden Einspannkräften entgegenwirkt. Aufgrund der Erfindung wird ein derartiger erhöhter Widerstand gegenüber einem Verziehen erreicht, ohne daß dabei die erforderliche Nachgiebigkeit des Unterlegscheibenkörpers beeinträchtigt würde.In the case of the known washers of the type in question here, when used in workpieces, there was a relative Large openings for certain areas of the between Inner and outer parts of the washer activated stiffening sections the risk of being warped. A such warping generally occurs in the areas between the corners of the main polygonal part. The invention is directed to a resilient washer, which is particularly designed so that they warp of the stiffening section counteracting clamping forces. Due to the invention such increased resistance to warping is achieved without the required flexibility of the washer body would be affected.

Kin weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der SchaffungAnother feature of the invention is its creation

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einer federnden Unterlegscheibe mit den oben erwähnten erwünschten Funktionskennlinien, wobei außerdem eine Erhöhung in der Anzahl der verteilten Eingriffsbereiche der Einspannfläche einer zugehörigen Mutter oder eines zugehörigen Schraubenkopfes vorgesehen ist.a resilient washer with the above-mentioned desired ones Functional characteristics, with also an increase in the number of distributed areas of engagement of the clamping surface an associated nut or an associated screw head is provided.

Durch die Erfindung wird eine verbesserte federnde Unterlegscheibe entsprechend den obigen Angaben geschaffen, bei welcher ein gleichmäßiger Klemmeingriff zwischen einer Werkstückoberfläche und dem äußeren oder Umfangsrand eines in axialer Richtung nachgiebigen Unterlegscheibenkörperumfanges sichergestellt ist und das erforderliche Ausmaß an axialer Nachgiebigkeit des Unterlegscheibenkörpers aufrechterhalten bleibt.The invention provides an improved resilient washer created in accordance with the above information, in which a uniform clamping engagement between a workpiece surface and the outer or peripheral edge of an axially compliant washer body circumference is ensured and the required amount of axial compliance of the washer body is maintained remain.

Die obigen und weitere Merkmale sowie Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung deutlicher hervor. Es zeigen:The above and other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description with the attached drawing. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer federnden Unterlegscheibe, die repräsentativ ist für eine Ausführungsform der Erfindung,Fig. 1 is a perspective view of a resilient washer, which is representative of an embodiment of the invention,

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Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte federnde Unterlegscheibe,Fig. 2 is a plan view of the resilient washer shown in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Mitte der hier offenbarten Unterlegscheibe im wesentlichen nach der Linie 3-3 der Fig. 2 vor dem Festspannen derselben gegen eine Werkstückoberfläche,Fig. 3 is a section through the center of the washer disclosed here substantially along the line 3-3 of Fig. 2 before clamping the same against a workpiece surface,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Mitte der federnden Unterlegscheibe ähnlich demjenigen der Fig. 3 bei Darstellung der Unterlegscheibe nach dem endgültigen Festspannen gegen die Oberfläche des Werkstücks,Fig. 4 is a section through the center of the resilient washer similar to that of Fig. 3 showing the washer after final tightening against the surface of the workpiece,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Mitte der Unterlegscheibe im wesentlichen nach der Linie 5-5 der Fig. 2 vor dem endgültigen Festspannen der Unterlegscheibe gegen eine Werkstückoberfläche,Fig. 5 is a section through the center of the washer substantially along the line 5-5 of Fig. 2 before final clamping of the washer against a workpiece surface,

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 5 bei Darstellung der Unterlegscheibe in ihrer endgültig festklemmten Stellung,6 shows a section similar to that of FIG. 5 when shown the washer in its final clamped position,

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Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt des rechten Abschnitts der Unterlegscheibe entsprechend der Darstellung in Fig. 5, wobei diese Unterlegscheibe in der Stellung zum Festklemmen an der Werkstückoberfläche mittels eines Schraubenkopfes gezeigt ist, und7 is an enlarged partial section of the right portion of the washer as shown in Fig. 5, this washer in the position for clamping to the workpiece surface is shown by means of a screw head, and

Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt ähnlich der Fig. 3, der die an der Werkstückoberfläche festgeklemmte Unterlegscheibe zeigt.8 shows an enlarged partial section similar to FIG. 3, showing the clamped to the workpiece surface Washer shows.

Die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen innerhalb der verschiedenen Figuren stets gleiche Teile bedeuten, zeigen, daß die vorliegende Erfindung sich auf eine allgemein mit 10 bezeichnete federnde Unterlegscheibe aus Metallblech rüitet. Die Unterlegscheibe 10 besteht aus einem auf dem Umfang ununterbrochenen äußeren Unterlegscheibenkörper 12, der einstückig mit einem inneren Unterlegscheibenkörper 14 von vieleckiger Gestalt verbunden ist. Die Unterlegscheibenkörper 12 und 14 haben einei im wesentlichen konischen axialen Querschnitt.The drawings, in which the same reference symbols within the various figures always denote the same parts, show that the present invention relates to a resilient sheet metal washer, indicated generally at 10 rüitet. The washer 10 consists of a circumferentially uninterrupted outer washer body 12, which is integral with an inner washer body 14 is connected by a polygonal shape. The washer bodies 12 and 14 are substantially one in shape conical axial cross-section.

Die einstückige Verbindung zwischen dem inneren Rand desThe one-piece connection between the inner edge of the

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Unterlegscheibenkörpers 12 und dem äußeren Rand des vieleckigen Unterlegscheibenkörpers 14 ist in Form von Versteifungsabschnitten vorgesehen, die durch das Bezugszeichen bezeichnet sind. Zwischen jeweils zwei Ecken des vieleckig ausgebildeten Abschnitts 14 vorgesehene Vorspriinge 18 bilden Versteifungsflächen 16a, die Verlängerungen der Versteifungsabschnitte 16 darstellen. Diese Vorspriinge 18 und die ihnen zugeordneten starren Versteifungsabschnitte 16a verleihen dem Außenrand des vieleckigen Hauptabschnitts 14 eine Festigkeit in den Bereichen zwischen seinen Ecken. Dieses Konstruktionsmerkmal ist von besonderer Bedeutung, wenn die Unterlegscheibe in Verbindung mit einer relativ großen Werkstücköffnung verwendet werden soll. Wenn die Vorsprünge und die dadurch gebildeten Versteifungsabschnitte 16a nicht zum Einsatz kommen, dann besteht für bestimmte Abschnitte der Versteifung, die sich zwischen den Ecken des vieleckigen Unterlegscheibenteils oder -körpers 14 erstrecken, die Neigung, sich in diesem Bereich zu verformen und dadurch die Klemmwirkung der Unterlegscheibe zu beeinträchtigen. Tatsächlich hat ohne den mittleren Versteifungsabschnitt 16a die Konzentration der Kräfte in den Ecken des vieleckigen Hauptteils die Neigung, ein Durchbiegen der Versteifungsabschnitte zwischen diesen Ecken radial nach außen, oder, inWasher body 12 and the outer edge of the polygonal Washer body 14 is provided in the form of stiffening sections, denoted by the reference numeral are designated. Form projections 18 provided between each two corners of the polygonal section 14 Stiffening surfaces 16 a, which represent extensions of the stiffening sections 16. These projections 18 and them associated rigid stiffening sections 16a give the outer edge of the polygonal main section 14 strength in the areas between its corners. This design feature is of particular importance when the washer to be used in conjunction with a relatively large workpiece opening. When the protrusions and the stiffening sections 16a formed thereby are not used, then there is for certain sections the stiffener extending between the corners of the polygonal washer part or body 14, the slope, to deform in this area and thereby impair the clamping effect of the washer. Indeed without the central stiffening section 16a has the concentration of forces in the corners of the polygonal Mainly the tendency, a bending of the stiffening sections between these corners radially outward, or, in

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anderen Worten, ein Zusammenfallen unter den Einspanndrücken herbeizuführen.in other words, to cause a collapse under the clamping pressures.

Aus der obigen Beschreibung ist auch ersichtlich, daß die VorSprünge 18 zusätzlich auf dem Umfang verteilte Bereiche schaffen, die durch die Klemmflächen eines Schraubenkopfes oder einer Mutter erfaßt werden können. Auf diese Weise werden die auf die Unterlegscheibe ausgeübten Einspannkräfte gleichmäßiger verteilt, was dazu führt, daß der äußere Rand oder der Umfang des Hauptteils 12 die Arbeitsfläche fest erfaßt und, falls erforderlich, einen Dichtungseingriff mit Bezug auf die Arbeitsfläche gewährleistet.From the above description it is also apparent that the Projections 18 additional areas distributed around the circumference create that can be detected by the clamping surfaces of a screw head or a nut. In this way the clamping forces exerted on the washer are distributed more evenly, resulting in the outer Edge or perimeter of the main part 12 firmly engages the work surface and, if necessary, a sealing engagement guaranteed with respect to the work surface.

Aus den vergröß-erten Darstellungen im Schnitt in den Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daf3 bei einer Druckübertragung auf die Unterlegscheibe 10 durch ein mit Gewinde versehenes Befestigungsmittel 20 den in Richtung des Pfeiles A wirk·* samen seitlich gerichteten Kräften durch die Vorsprünge 18 ein Widerstand entgegengesetzt und dadurch eine radiale Verformung nach außen im Bereich der Versteifungsabschnitte I6a verhindert wird. Die VorSprünge 18 und ihre zugeordneten Versteifungsabschnitte I6a wirken als Widerlager gegenüber Kräften, die beim Festklemmen der Unterlegscheibe anFrom the enlarged representations in section in FIGS. 7 and 8 it can be seen that when pressure is transmitted to the washer 10 by a threaded one Fastening means 20 to the laterally directed forces acting in the direction of arrow A through the projections 18 opposed a resistance and thereby a radial deformation to the outside in the area of the stiffening sections I6a is prevented. The projections 18 and their associated Reinforcing sections I6a act as an abutment against forces that occur when the washer is clamped

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der Werkstückfläche normal zur Unterlegscheibenachse wirksam sind. Außerdem bieten, wie bereits oben ecwähnt, die Vorsprünge oder Widerlager 18 zusätzlich auf dem Umfang verteilte Oberflächenbereiche zur Berührung mit der Einspannseite eines mit Gewinde versehenen Befestigungsmittels, wie z. B. eines Schraubkopfes oder einer Mutter.the workpiece surface normal to the washer axis are effective. In addition, as already mentioned above, the Projections or abutments 18 additionally distributed on the circumference surface areas for contact with the clamping side a threaded fastener, such as. B. a screw head or a nut.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Umfangsbereich des äußeren konischen Unterlegscheibenabschnitts oder der Masse, die sich jeweils zwischen einem Paar benachbarter Ecken und Vorsprünge befindet, ausreichend ist, um die erforderliche axiale Nachgiebigkeit der Unterlegscheibe sicherzustellen. Es war vor Bekanntwerden dieser Erfindung allgemein üblich, federnde Unterlegscheiben der hier unter Beiracht stehenden Art zu benutzen, um dadurch eine elastische Dichtung in ihrer Lage an einer Werkstückfläche festzuklemmen. Unter solchen Umständen ist es äußerst wichtig, den Außenumfang der Unterlegscheibe gleichmäßig auf der Dichtung festzuklemmen. Eine fehlende Gleichmäßigkeit beim Festklemmen der Unterlegscheibe an der Dichtung kann die Abdichtwirkung der Dichtung ernsthaft beeinträchtigen. Das Merkmal der Bildung von mehrfachen auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Vorsprung^ die als Widerlager wirken, sichertIt should also be noted that the perimeter of the outer conical washer section or mass, each between a pair of adjacent corners and Projections is located, is sufficient to ensure the required axial compliance of the washer. Before this invention became known, it was common practice to use resilient washers for those under consideration Art to use to thereby clamp a resilient seal in place on a workpiece surface. Under in such circumstances it is extremely important to evenly clamp the outer periphery of the washer onto the gasket. A lack of uniformity in clamping the washer to the seal can reduce the sealing effect seriously affect the seal. The feature of the formation of multiple spaced on the circumference Projection ^ which act as an abutment secures

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einen festen und gleichmäßigen Klemmeingriff des äußeren Unterlegscheibenkörpers gegen eine Werkstückfläche, wie es in den Fig. 4, 6 und 8 der Zeichnungen gezeigt ist. Die oben beschriebenen Vorsprünge oder Widerlager 18 können unter Verwendung entsprechend ausgebildeter Formbacken (nicht gezeigt) in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden. Durch Benutzung der oben erwähnten Widerlager zusammen mit dem vieleckig ausgebildeten Unterlegscheibenkörper ist es möglich, für die Unterlegscheibe ein Ausgangsmaterial geringerer Dicke zu benutzen, ohne ihre Klemm- oder Verriegelungswirkung dadurch zu beeinträchtigen. Daher können federnde Unterlegscheiben gemäß der Erfindung wirtschaftlicher hergestellt werden, ohne dadurch ihre Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Verriegelungs- oder Klemmwirkung zu gefähnfen. Außerdem verläuft die Faserstruktur der Versteifungsabschnitte 16 und 16a im wesentlichen parallel zur Unterlegscheibenachse, wodurch gegenüber den axial gerichteten Einspannkräften ein fester Widerstand gewährleistet ist.a firm and even clamping engagement of the outer Washer body against a workpiece surface, such as it is shown in Figures 4, 6 and 8 of the drawings. The above-described projections or abutments 18 can can be produced in an economical manner using appropriately designed mold jaws (not shown). By using the abovementioned abutments together with the polygonal washer body it is possible to use a starting material of smaller thickness for the washer without its clamping or locking effect thereby affecting. Therefore, resilient washers according to the invention can be more economical can be produced without compromising their performance in terms of locking or clamping effect. In addition, the fiber structure of the stiffening sections 16 and 16a runs essentially parallel to the Washer axis, which ensures a firm resistance to the axially directed clamping forces is.

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Claims

- 9 claims

Spring washer, characterized by a
annular, in the middle provided with an opening washer body, which has a first circumferentially uninterrupted outer edge portion with an im
has a substantial conical axial cross-section,
as well as a second one uninterrupted on the perimeter
inner edge region with a substantially conical axial cross section which extends axially outwardly over the first section, the circumference of this second section forming a polygon, the outer circumference of which is kept at a distance radially inward from the outer circumference of the first section, as well as a short rigid stiffening section that is integral with the
first and second sections is connected, wherein the fiber structure of this stiffening section at the connection points of the first and second washer sections extends substantially parallel to the washer axis and sections of this
rigid stiffening section in the form of projections which between the corners of the within the perimeter of the

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- ίο -

First section arranged polygonal section are used to resist the forces to counteract that when clamping the washer to a corresponding workpiece surface strive for a deformation of the stiffening portion.

2. Resilient washer according to claim 1, characterized in that that the projections radiate from points between the corners of the polygonal Partly go out.

3. Spring washer according to claim 1, characterized in that that the projection in the outer rim body portion pass near the outer perimeter of this section.

4. Spring washer according to claim 1, characterized in that that the projections form distributed surface areas on the circumference which are suitable by a clamping surface, for example the clamping surface a rotatable and threaded fastener to be detected.

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5. resilient washer according to claim 1, characterized in that caß the stiffening section a multitude of circular and circumferentially spaced sections and a plurality of circumferentially spaced sections includes arranged portions extending from the circularly arranged portions away in the direction extend to the outer periphery of the first body portion.

6. resilient washer according to claim 1, characterized in that that the projections have a U-shaped circumferential cross-section.

7. Spring washer, marked with a an apertured annular washer body having a first circumferentially uninterrupted having outer edge portion with a substantially conical axial cross section, and a second on the circumference uninterrupted inner edge portion, which has a substantially conical axial cross section has and aial outward over the first section extends away to provide a surface for receiving the clamping side of a threaded fastener

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by means of how ζ. B. a screw head or one

to

Forming nut, the outer perimeter of this second section a large number of corner sections evenly distributed around the circumference, as well as a short rigid one Stiffener integrally connected to the first and second sections, the fibrous structure of this Stiffener at the junction of the first and second washer sections runs essentially parallel to the washer axis, and has radial projections between the above-mentioned corners of the second body section, each integral with the stiffeners are trained.

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