DE3003244A1

DE3003244A1 - Federring

Info

Publication number: DE3003244A1
Application number: DE19803003244
Authority: DE
Inventors: Siegfried 5800 Hagen Bartos
Original assignee: HEDTMANN WILHELM KG
Current assignee: HEDTMANN WILHELM KG
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE3003244C2; BE887272A

Description

"Federring"
Die Erfindung betrifft einen Federring Derartige Federringe sind beispielsweise in der DIN 127 genormt.
Sie bestehen aus Federstahl und werden als Sicherungselement benutzt.
Jedoch ist ihre Sicherungswirkung sowohl in bezug auf Lockern als auch in bezug aur Losdrehen sehr beschränkt.
Rüttelversuche haben erwiessen, daß weder Federringe nach Federscheiben, Zahnscheiben, Fächerscheiben, Sicherungsbleche und Kronenmuttern mit Splinten in Kombination mit vergüstetem Schrauben als Sicherungselemente geeignet sind.
Federring weisen glatte Oberflächen auf und sind demzufolge während ihrer Beanspruchung Relativbewegungen zu Schraube, Mutter und/oder Werkstücke unterworfen, die zur Lösung der Verbindung führen.
Zahnscheiben, d.h. in sich geschlossene, ringförmige Scheiben, die dflnnwandig sind und nicht federn, sind aus Stählen geringerer Festigkeit als federstahl gestanzt und in ihrer Wirkung mit Federringen nicht vergleichbar.
FUcherscheiben, d.h. ringförmig geschlossene Scheiben mit angeschnittenen, angebogenen radialen Federlappen sind nur aus sehr dUnnem Material herstellbar und deswegen zur Sicherung von Schrauben nicht geeignet.
Es sind desweiteren Schrauben mit Zahnung auf ihrer Kopfunterseite als Sicherungselement bekannt.
Hierbei ist jedoch der prinzipbedingte achteil vorhanden, daß keine hohe Härtung dieser Zahnung bezw.
der Schraube möglich ist, weil dann die Flanken ausbrechen Zusammenfassend ist festzuhalten, daß keine der bekannten "Schraubeneinrichtungen" den Anforderungen voll entspricht.
Entweder ist ein im Querschnitt stark bemessener Federring mit glntten Kontaktflächen vorgesehen, die mit wirtschaftllch erträglichen Mitteln stanzen oder dergl.) nicht griffig gemacht werden kannen, oder es ist eine Zahnscheibe benutzbar, die zwar griffige Kontaktflächen hat, aber weder federt noch ausreichende Querschnittsstärke aufweist, oder es werden Fächerscheiben bezw. Federscheiben benutzt, die zwar in Abschnitten federnd ausgebildet sind, aber nur sehr dünne Querschnitte haben können und folglich nicht ausreichend vorspannbar sind, oder es eind 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 zu schaffen, der eine gute Schraubensicherung darstellt.
Zur LBsung dieser Aufgabe schlagt die Erfindung vor, daß die Ober- und Unterfläche mehrere kreisförmig angeosdnete, konzentrische Riefen aufweist, deren Spitzen Ober die Federringflächen herausragen und deren Grund gegenüber den Federringflächen zurUckliegend ausgeformt ist, und daß in die Federringflächen radial verlaufende, geringen Abstand von einander aufweisende Rinnen eingedrUckt sind, in deren Bereich die Spitzen der Riefen mindestens bis zur 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 Schraubenkopfunterselte bzw. Mutter und Werkstück zu garantieren.
Die Vorspannkraft ist aufgrund der Federwirkung des Fedarringes 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 unbedingt erforderlich, damit die Rinnen quer zum Riefenlängsverleuf mit wirtschaftlichem Kraftaufwand eindrückbar sind. Mittels der Spitzen der Riefen kann neben der kraftschlüssigen Verbindung ein Formschluß erreicht werden, weil das relativ weichere Material des Werkstückes bzw. der Schraube oder Mutter durch die Spitzen plastisch verformbar ist.
Ein fflr die Fertigung des Federringes vorteilhaftes Merkmal besteht darin, dafl die Innenfläche des Federringes dachförmig ausgebildet ist. so daß sie im Querschnitt eine etwa dreieckförmige Flache aufweist.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Spitzen der Riefen sich etwa 15/1D mm über die Federringflächen erheben und der Grund der Riefen nicht um das gleiche Maß zurtckliegt.
Ein Verfahren zur Herstellung von Federringen, wobei zunchst Federstahl-Draht von kreisförmigem Querschnitt in Draht mit trapezförmigem Querschnitt kalt umgeformt wird und dieser Draht anschließend in Federringtosm 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 Prn?ilierung auP den Seitenflächen das Trapezen mit Längsriefen versehen wird.
deren Spitzen über die Seitenflächen vorapringen und deren Grund diesen Flächen gegenüber zurückspringt daß gleichzeitig bezw. in einem weiteren Arbeitsschritt die schmale Trapezflche zu einer im Querschnitt etwa gleichschenkligen Dreiecksfläche (Dach) umgeformt wird, und daß dann in geringen Abständen vaneinander 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 gefahrt wird.
Der Federstahldraht kann auch andere Grundquerschnittsformen heben.
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 Abschnitt: unterteilt ist.
Die Anformung der Riefen und damit der Spitzen ist Voraussetzung dafür, daß anschließend Querrinnen eingedrückt werden kennen, ohne daß der dafUr benötigte Kraftaufwand das wirtschaftlich vertretbare Maß Obersteigt. Die Rinnen werden bis auf das Kernmaterial eingedrückt, das lediglich eine geringftlgige Verformung erfährt.
Auf diese Welse werden die Spitzen der Riefen unterbrochen, vorzugsweise regelmäßig, so daß sich abschnittsweise kurze Spitzen bilden. Damit nun diese Spitzen nicht beim nachfalgenden Biegen des Federringes durch das Biegewerkzeug zurückgedrückt werden können, ist die schmale trapezflache, die später die Innenfläche (Kante) des Federringes 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 fUhren.
Der fertige Federring wird dann in bekannter Weise gehärtet.
Das so erhaltene Endprodukt ist vorzüglich eis Schraubensicherung geeignet, wobei die Fertigung sehr wirtschaftlich und rationell erfolgen kann.
Anhand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung sowohl gegenständlich als auch verfahrensmäßig näher beschrieben.
Es zeigt; Fig. 1 bis 6 den Verfahrensablauf zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Federringes; Fig. 7 einen nach dem Verfahren hergestellten Federring in Draufsicht; Fig. :8 den Federring in Seitenansicht.
Ausgehend von einem Draht runden querachnltts aus Federstahl (Fig. 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.
Be der Formung des Federringes wird natUrlich die innenliegende Zone gestaucht und äußere gestreckt, so daß tatsächlich eine Rechteckprofilform erstellt wird.
Das trapezförmige Profil (Fig. 2) wird in vorzugsweise einem weiteren Ziehvorgang 60 geformt, daß die ehemals kurze Trapezfläche 1 eine im Querschnitt dreieckförmige Flache 2 (Dach) bildet, während an den Seitenflächen des Trapezes durchgehende Längeriefen 3, im bevorzugten Beispiel drei je Fläche, profiliert werden.
Um eine Größenordnungsvorstellung zu vermitteln, sei bemerkt, daß bei einer Trapezmittellinienabmessung von 2mm, einer Grundseite von 2,22 mm, einer oberen Seitenlänge von 1,92 mm und einer HBhe von 3,42 mm die Spitzen 4 der Riefen um 0,15 mm Uber die ursprüngliche Trapezseitenfläche hervorragen, während der Rlefengrund 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, z.B. 0,3 mm, und die die Spitzen 4 der Riefen 3 mindestens bis zum Mernniveau, vorzugsweise etwas tiefer unter gleichzeitiger Rinnenbildung im Kern, zurückbilden.
Der so fertig profilierte Draht wird einem Formwerkzeug zugefhrt, daß in üblicher Weise den Federring formt und abtrennt.
Besonderheit dieses Werkzeuges ist, dafl -wie in rig. 6 schematisch gezeigt ist, drei Führungen 7,8,9 vorgesehen sind, die ohne die profilierten Seitenflächen zerdrücken zu können, am Dach 2 bezw. 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 radlaler Richtung.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Fedrring, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterfläche mehrere kreisförmig angeordnete, konzentrische Rippen (3) aufweist, deren Spitzen (4) Uber di. Federringflächen herausragen und deren Grund (5) gegenüber den Federringflächen zurückliegend ausgeformt ist, und duA in die Federringflächen radial verlaufende, geringen Abstand voneinander aufweisende Rinnen (6) eingedrückt sind, in deren Bereich die Spitzen (4) der Riefen (3) mindestens bis zur Federringfläche zurückgedrückt sind (Fig. 7 und 8).
2. Federring nach Anopruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Federringes dachförmig (2) ausgebildet iot, 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 15/10 mm Uber die Federringflächen erhehen 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 schmale Trapezseite gebogen und abgelängt wird, so daß eine rechteckige Querschnittsform erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dar Draht nach der traten Profilierung auf den Seitenflächen des Trapezes mit Längsriefen (3) versehen wird, deren Spitzen (4) Uber 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 gleichechenkligen Dreiecksfläche (2) (Dach) umgeformt wird, und daß dann in geringen Abständen voneinander parallel zueinander verlaufende Querrinnen (6) eingedrUckt werden, wobei mindestens die Spitzen (4) der Längsriefen (3) zurückverformt werden, und daß der Draht beim Formen des Federringee innen an den Dachflächen (2) und außen an der Trapezgrundfläche geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch X, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformung der Riefen (3) und des Daches (2) in einem gemeinsamen Ziehvorgang vorgenommen werden.