Glossar

Die DIN EN 17976:2025-03 ersetzt die nationale DIN 25201 vollständig und vereinheitlicht konstruktive, sicherheitstechnische und funktionale Anforderungen an Schraubenverbindungen im Schienenfahrzeugbau europaweit. Erstmals werden in der neuen Norm beim Löseprozess neben den bereits detaillierten Forderungen zur Sicherheit gegen selbsttätiges Losdrehen auch konkrete Vorgaben für die Restfederwirkung beim Lockern definiert  – zentral für Leichtbau und Betriebssicherheit. Siehe auch Fachbericht Eisenbahningenieur.

"Mechanische Verbindungselemente - Technische Lieferbedingungen - Teil 26: Spannscheiben aus Federstahl für Schraubenverbindungen“ legt Anforderungen für konische Spannscheiben aus Federstahl fest, die Vorspannkraftverluste durch Setzen oder Kriechen kompensieren sollen. Sie definiert Werkstoffe, Härte (420–490 HV), Oberflächen, Prüfverfahren (z. B. Setz-, Dauer- und Federkraftprüfung) sowie Verpackung und Kennzeichnung. Die Norm stellt die Qualität und Funktionssicherheit der Scheiben sicher.

DIN 6796 beschreibt Spannscheiben als kraftschlüssige Federelemente für Schrauben der Festigkeitsklassen 8.8 bis 10.9. Sie kompensieren Setzvorgänge durch elastische Rückstellkraft, sichern jedoch nicht gegen Losdrehen bei Querbelastung und sind nur für axial belastete Verbindungen geeignet.

Die DIN EN 17976:2025-03 definiert europaweit neue Standards für Schraubverbindungen in Schienenfahrzeugen und ersetzt dabei die bisherige DIN 25201. Im Fokus steht ein doppelter Sicherungsansatz gegen Lockern und Losdrehen. Veraltete Elemente wie Federringe sind unzulässig. Für elektrische Verschraubungen sind nur einzelne Sicherungselemente erlaubt. Auf Basis der definierten Eigenschaften von Federelementen kann die elastische Nachgiebigkeit und Gleitfestigkeit gesteigert werden. Siehe auch Fachbericht Eisenbahningenieur.

Die elastische Nachgiebigkeit beeinflusst maßgeblich die Vorspannkraft und Gleitfestigkeit von Schraubenverbindungen. Sie wird durch Schraube, Gegenlagen und geeignete Federelemente bestimmt. Spannscheiben nach DIN 6796 oder NSK-Scheiben erhöhen diese Wirkung und mindern Vorspannkraftverluste, besonders bei kurzen Klemmlängen. Nicht geeignete Elemente sind ausgeschlossen; normkonforme Varianten lassen sich per Restfederkraft prüfen. Siehe auch Fachbericht Eisenbahningenieur.

Elektrisch leitende Schraubenverbindungen sichern niederohmige Stromübertragung bei gleichzeitiger mechanischer Belastbarkeit, auch über isolierende Schichten. Die NSK-K-Kontaktscheibe kombiniert Stromleitung, federnde Wirkung und Losdrehsicherung – ideal für Erdung und Potenzialausgleich. Siehe auch Fachbericht NSK-E.

Elektrische Kontaktverschraubungen übertragen Strom über geklemmte Kontaktflächen der Leitermaterialien, nicht über die Schraube. Sie erfordern stabilen Kontaktdruck und minimale Anzahl an Trennfugen. NSK-E/EL-Scheiben bieten elastische Nachgiebigkeit, Losdrehsicherung und normkonforme Sicherheit – ideal für moderne Anwendungen. Siehe auch Fachbericht NSK-E.

Elektrische Schraubenverbindungen sichern Stromübertragung und mechanische Verspannung zugleich. Man unterscheidet zwischen mittelbarer Stromüberttragung durch elektrische Kontaktverschraubungen und   unmittelbar stromleitende Verbindungen, die sog. elektrisch leitende Schraubenverbindungen Setzverhalten, Korrosion und thermische Einflüsse erfordern die gezielte Auslegung mit NSK-Scheiben. Siehe auch Fachbericht NSK-E.<

Erdungs- und Potentialausgleichsverschraubungen ermöglichen die unmittelbare Stromübertragung über die Schraube, wenn isolierende Schichten wie Lack oder Oxid den direkten Leiterkontakt verhindern. Die elektrische Leitfähigkeit wird dabei durch spezielle Kontaktscheiben unterstützt, wobei gleichzeitig mechanische Anforderungen wie Setz- und Relaxationsverhalten durch einen elastischen Aufbau berücksichtigt werden müssen. Aufgrund fehlender Normen erfolgt die Auslegung solcher Verbindungen praxisorientiert nach bewährten Empfehlungen, z. B. aus dem Elektropraktiker oder von Herstellern wie Rittal. In solchen Fällen wird die elektrische Leitfähigkeit gezielt durch Kontaktscheiben – z. B. vom Typ NSK®-K – hergestellt oder unterstützt.

Fächerscheiben (DIN 6798, 6907) sind mechanische Sicherungselemente mit begrenzter Feder- und Sperrwirkung. Eine normgerechte Sicherung gegen Losdrehen ist nicht gegeben, die geforderte Restfederkraft nach DIN 267-26 wird nicht erreicht. Ihre Anwendung ist nur bei Schrauben ≤ 5.8 zulässig, für elektrische Verbindungen ungeeignet. Die Normen wurden 2004 zurückgezogen. Moderne Alternativen wie NSK-Scheiben sind technisch überlegen und normkonform.

Federringe gemäß DIN 127, 128, 6905 und 7980 verhindern das selbsttätige Lösen von Schraubenverbindungen nur unzureichend und gelten nach heutiger Normung als technisch ungeeignet. Die geforderte Restfederkraft nach DIN 267-26 wird nicht erreicht, was zu Placeboeffekten, unsicherer Vorspannung und Oberflächenschäden führen kann. Ihr Einsatz ist normativ nicht mehr zulässig. Empfohlen wird der Ersatz durch moderne Sicherungselemente wie die NSK-Scheibe.

Federscheiben nach DIN 137/DIN 6904 bieten nur begrenzte, nicht dauerhaft wirksame Federkräfte zur Lockerungssicherung und versagen vollständig bei der Sicherung gegen Losdrehen. Aufgrund mangelnder Wirksamkeit, normativer Rücknahme (seit 2004) und potenzieller Haftungsrisiken gelten sie als technisch überholt. Ihr Einsatz ist nicht mehr Stand der Technik und wird nicht empfohlen. Federscheiben werden heute durch effektivere Sicherungselemente, wie den NSK-Scheiben ersetzt.

Schraubensicherungselemente erweitern Schraubenverbindungen funktional, indem sie allgemeine Aufgaben wie Druckverteilung und Schonung der Gegenlagen, die Kompensation von Lockerungseffekten sowie die Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen übernehmen. Diese Funktionen werden durch unterschiedliche Bauformen realisiert, wobei multifunktionale Elemente wie NSK®-Scheiben alle drei Wirkbereiche in einem einzigen Bauteil vereinen. Besonders bei kurzen Klemmlängen steigern sie die konstruktive Resilienz und gewinnen daher zunehmend an technischer Bedeutung.

Gleitfestigkeit bezeichnet die maximale Scherkraft, die eine Schraubenverbindung übertragen kann, bevor Bauteile gegeneinander gleiten. Besonders bei kurzen Klemmlängen erhöht der Einsatz federnder Elemente wie Spannscheiben (DIN 6796) oder NSK-Scheiben die Sicherheit gegen Gleiten deutlich. Neben funktionalen Vorteilen unterstützen diese Elemente auch Leichtbauziele und CO₂-Reduktion. Eine Bewertung erfolgt z. B. nach VDI 2230 Blatt 1. Siehe auch Fachbericht Eisenbahningenieur.

Keilsicherungsscheiben bestehen aus zwei Scheiben mit Keilflächen innen und radialer Verzahnung außen. Keilsicherungsscheiben sichern Schraubenverbindungen form- und reibschlüssig gegen Losdrehen unter dynamischer Belastung.
Gem. DIN EN 17976 nicht geeignet, um gegen das Lockern Schraubenverbindungen zu sichern und nicht geeignet für elektrische Verbindungen jeglicher Art.

Kriechen ist in der Lockerungsphase einer Schraubenverbindung eine zeitabhängige, plastische und irreversible Verformung unter konstanter Spannung infolge von Versetzungsbewegungen im Werkstoff. Es tritt bei langfristiger Belastung auf, insbesondere bei Überschreitung der Zeitstand- oder Dauerfestigkeit. In Schraubenverbindungen führt Kriechen langfristig zum Vorspannkraftverlust.

Langlochverschraubungen bzw. Verschraubungen mit Sonderlochgeometrien verändern durch ihre segmentierte Auflagefläche das mechanische Verhalten der Verbindung erheblich, indem sie Flächenpressung, Druckverlauf und elastische Nachgiebigkeit negativ beeinflussen und gleichzeitig Setz-, Kriech- und Losdreheffekte begünstigen. Besonders kritisch sind Kerbwirkungen an den Lochflanken sowie das Fehlen einer seitlichen Schraubenführung, weshalb die Beurteilung zusätzlicher Einflussgrößen wie Kontaktfläche, Durchbiegung und Losdrehsicherheit erforderlich ist. Da keine normativen Vorgaben existieren, sind geprüfte Sicherungselemente wie NSK L, NSK B und NSK EL für mechanische bzw. elektrische Anwendungen empfehlenswert.

Zunächst kommt es bei dem Lösemechanismus von Schraubenverbindungen zur Lockerungsphase. Beim Lockern bzw. in der Lockerungsphase von Schraubenverbindungen sinkt die Vorspannkraft durch Setzen, Relaxation und Kriechen. Die Gleitfestigkeit bleibt erhalten, sodass Betriebskräfte weiterhin durch Klemmung übertragen werden. Setzen erfolgt durch plastisches Einebnen rauer Oberflächen direkt nach der Montage. Relaxation und Kriechen führen langfristig zu weiterem Kraftabbau. Schraubenverbindungen könnten durch spezielle Schraubensicherungselementen gegen das Lockern oder durch multifunktionale Schraubensicherungselemente gesichert werden.

Das selbsttätige Losdrehen beschreibt eine rotatorische Bewegung von Schraube oder Mutter ohne äußere Drehmomentbelastung infolge des Verlusts von Vorspannkraft und Gleitfestigkeit, wobei ein Lockern vorangegangen ist und dynamische Querkräfte als Auslöser wirken. Der Losdrehmechanismus verläuft in mehreren Phasen – beginnend mit Relativbewegungen und Biegebeanspruchung (Phase 1), über Gewindegleiten und Kopfkippen (Phase 2), bis hin zur Rotation durch gespeicherte Torsion (Phase 3) und schließlich dem vollständigen Losdrehen bei Reibungsverlust (Phase 4). Zur Absicherung sind Sicherungselemente zur Losdrehsicherheit oder multifunktionale Sicherungselemente wie NSK®-Scheiben erforderlich, die neben dem Schutz vor Losdrehen auch die Gleitfestigkeit und Nachgiebigkeit erhöhen und somit insbesondere bei kurzen Klemmlängen die Resilienz insgesamt verbessern.

Das Lösen von Schraubenverbindungen erfolgt infolge von Setzen, Kriechen, Relaxation oder dynamischen Querkräften in zwei Phasen: zunächst Lockern durch Vorspannkraftverlust, anschließend ggf. selbsttätiges Losdrehen. Hierbei wird die Klemmkraft reduziert und die Verbindung kraft- oder formschlüssig beeinträchtigt. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist eine Steigerung der elastischen Nachgiebigkeit wesentlich, da sie das Risiko des Losdrehens deutlich mindert. Reine Losdrehsicherungen bergen ein Restrisiko für Schraubenbruch; multifunktionale Sicherungselemente wie NSK-Scheiben bieten differenziert nach Festigkeitsklassen und Anwendungsfall eine kombinierte Absicherung gegen Lockern und Losdrehen und steigern so die Resilienz der Schraubenverbindung.

Multifunktionale Schraubensicherungen wie NSK®-Scheiben vereinen Losdreh- und Lockerungssicherung in einem Element, steigern Nachgiebigkeit, Gleitfestigkeit sowie Robustheit und verbessern so Effizienz und Resilienz der gesamten Konstruktion. Sie ermöglichen zudem neue Konstruktionsfreiheiten, besonders bei kurzen Klemmlängen, und ersetzen künftig klassische Einzellösungen zur Lockerungs- oder Losdrehsicherung.

Nordlockscheiben bestehen aus zwei Scheiben mit Keilflächen innen und radialer Verzahnung außen. Keilsicherungsscheiben von Nordlock sichern Schraubenverbindungen form- und reibschlüssig gegen Losdrehen unter dynamischer Belastung. Gem. DIN EN 17976 sind sie nicht geeignet, um Schraubenverbindungen gegen das Lockern zu sichern und nicht geeignet für elektrische Verbindungen jeglicher Art.

NSK-Scheiben sind einteilige, multifunktionale Schraubensicherungselemente, die kraft- und formschlüssig gegen Lockern und Losdrehen wirken. Sie steigern die elastische Nachgiebigkeit und Gleitfestigkeit, eignen sich bis Festigkeitsklasse 12.9 auch für elektrisch leitende Verbindungen (Erdung & Potentialausgleich) sowie elektrischen Kontaktverschraubungen, erfüllen diverse Normen, wie die DIN EN 17976, DIN 25201, DIN 50343, DIN 267 Teil 26, gelten als Stand der Technik und bieten montagefreundliche, normkonforme sowie kosten- und gewichtseffiziente Lösungen.

Profilringe (Sperrkantringe) sind aus profiliertem Draht gefertigte Schraubensicherungselemente mit begrenzter Wirksamkeit gegen selbsttätiges Lösen. Eine wirksame Sicherungsfunktion nach aktuellem Stand der Technik (DIN EN 17976) ist nicht gegeben. Die notwendige Restfederkraft gemäß DIN 267-26 wird nicht erreicht, weshalb sie als ungeeignet gelten. Der Einsatz mit Unterlegscheiben, führt zu zusätzlichen Setzerscheinungen. Moderne Alternativen wie NSK-Scheiben sind technisch überlegen und normgerecht.

Profilscheiben sind einteilige Schraubensicherungselemente aus gehärtetem Federstahl mit radialer Verzahnung, die eine formschlüssige Losdrehsicherung bei dynamischer Belastung bieten. Sie wirken begrenzt federnd, jedoch nicht lockerungssichernd. Einsatz ist auf Anwendungen bis Festigkeitsklasse 10.9 beschränkt. Nachteile sind mögliche Oberflächenschäden, kein normgerechter Federweg (DIN 267-26) und ungeeignet für elektrische Verbindungen. Zukunftssichere Alternative: multifunktionale NSK-Scheiben.

Reibung in Schraubenverbindungen entsteht an Gewinde- und Kopfkontaktflächen und beeinflusst durch ihren Reibungskoeffizienten maßgeblich die erreichbare Vorspannkraft. Eine gezielte Reibwertsteuerung mit definierten Reibbeiwertfenstern sowie geeigneten Schraubensicherungselementen wie NSK®- oder Keilscheiben ist essenziell zur Sicherstellung der Montagequalität und Betriebssicherheit. Reibbeiwerte unter 0,05 sind kritisch, da sie die Selbsthemmung aufheben und ein selbsttätiges Lösen der Verbindung begünstigen können, weshalb Elemente mit undefiniertem Reibverhalten zu vermeiden sind.

In der Lockerungsphase führt Relaxation als zeitabhängiger Spannungsabbau bei konstanter Dehnung zu einem schleichenden Verlust der Vorspannkraft. Ursache ist Mikroplastizität oder viskoelastisches Fließen an Kontaktflächen. Dies beeinträchtigt Gleitfestigkeit und Funktion, weshalb laut VDI 2230 geeignete Werkstoffe und Konstruktionen erforderlich sind.

Schnorrscheiben sind einteilige Schraubensicherungselemente aus gehärtetem Federstahl mit radialer Verzahnung, die eine formschlüssige Losdrehsicherung bei dynamischer Belastung bieten. Sie wirken begrenzt federnd, jedoch nicht lockerungssichernd. Einsatz ist auf Anwendungen bis Festigkeitsklasse 10.9 beschränkt. Nachteile sind mögliche Oberflächenschäden, kein normgerechter Federweg (DIN 267-26) und ungeeignet für elektrische Verbindungen. Zukunftssichere Alternative: multifunktionale NSK-Scheiben.

Schraubensicherungselemente erweitern Schraubenverbindungen funktional, indem sie allgemeine Aufgaben wie Druckverteilung und Schonung der Gegenlagen, die Kompensation von Lockerungseffekten sowie die Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen übernehmen. Diese Funktionen werden durch unterschiedliche Bauformen realisiert, wobei multifunktionale Elemente wie NSK®-Scheiben alle drei Wirkbereiche in einem einzigen Bauteil vereinen. Besonders bei kurzen Klemmlängen steigern sie die konstruktive Resilienz und gewinnen daher zunehmend an technischer Bedeutung.

In der Lockerungsphase sinkt die Vorspannkraft einer Schraubenverbindung zunächst durch Setzeffekte. Das „Setzen“ erfolgt durch das plastische Einebnen von Oberflächenrauigkeiten in den Auflageflächen, den belasteten Flanken der gepaarten Gewinde und sonstigen Trennfugen. Die Höhe des Setzbetrages ist abhängig von der Anzahl der Trennfugen und den Rauigkeiten der Oberflächen. Der Setzvorgang beginnt bereits bei der Montage und ist innerhalb einiger Stunden abgeschlossen.

Verschraubungen mit Sonderlochgeometrien verändern durch ihre segmentierte Auflagefläche das mechanische Verhalten der Verbindung erheblich, indem sie Flächenpressung, Druckverlauf und elastische Nachgiebigkeit negativ beeinflussen und gleichzeitig Setz-, Kriech- und Losdreheffekte begünstigen. Besonders kritisch sind Kerbwirkungen an den Lochflanken sowie das Fehlen einer seitlichen Schraubenführung, weshalb die Beurteilung zusätzlicher Einflussgrößen wie Kontaktfläche, Durchbiegung und Losdrehsicherheit erforderlich ist. Da keine normativen Vorgaben existieren, sind geprüfte Sicherungselemente wie NSK L, NSK B und NSK EL für mechanische bzw. elektrische Anwendungen empfehlenswert.

Spannscheiben sind konisch geformte Federelemente aus Federstahl, die beim Anziehen elastisch verformt werden und eine Restfederkraft erzeugen, welche Vorspannkraftverluste durch Setzen oder Relaxation kompensiert. Sie wirken kraftschlüssig gegen Lockerung, sind jedoch ungeeignet als Losdrehsicherung. Geeignet sind sie für Schrauben ≥ 8.8 bei axialer Belastung. Bei Querkräften oder weichen Auflagen sind Einschränkungen zu beachten. Alternative: multifunktionale NSK-Scheiben.

Sperrkantringe (Profilringe) sind aus profiliertem Draht gefertigte Schraubensicherungselemente mit begrenzter Wirksamkeit gegen selbsttätiges Lösen. Eine wirksame Sicherungsfunktion nach aktuellem Stand der Technik (DIN EN 17976) ist nicht gegeben. Die notwendige Restfederkraft gemäß DIN 267-26 wird nicht erreicht, weshalb sie als ungeeignet gelten. Der Einsatz mit Unterlegscheiben, führt zu zusätzlichen Setzerscheinungen. Moderne Alternativen wie NSK-Scheiben sind technisch überlegen und normgerecht.

Sperrkantscheiben sind tellerfedernartige, einteilige Sicherungselemente aus Federstahl/Edelstahl mit radialen Sperrkanten, die rein mechanisch formschlüssig gegen Losdrehen wirken. Sie steigern nicht die elastische Nachgiebigkeit, sind nur für dynamisch belastete mechanische Verbindungen geeignet. Sperrkantscheiben sind nicht für elektrisch leitende Verbindungen (Potentialausgleichs- & Erdungsverschraubungen) und elektrische Kontaktverschraubungen geeignet. NSK-Scheiben stellen die multifunktionale, normkonforme Weiterentwicklung dar.

Tellerfedern sind konische Federelemente aus gehärtetem Federstahl, die durch elastische Verformung eine hohe axiale Rückstellkraft erzeugen. Sie kompensieren Setzverluste, Relaxation und thermische Längendehnung in Schraubenverbindungen und werden bei dynamischer oder thermischer Belastung eingesetzt. Nicht geeignet sind sie für elektrisch leidende Verbindungen oder als Losdrehsicherung. Vorteile sind die hohe Vorspannkraft, Lebensdauer und anpassbare Federkennlinie, Nachteile u. a. der reduzierte Druckkegel, Korrosionsanfälligkeit und hohe Konstruktionsaufwand. Sie unterliegen Normen wie DIN EN 16983 und VDI 2230. Für multifunktionale Anforderungen sind NSK-Scheiben eine überlegene Alternative.

TREP-Scheiben sind vormontierte Tellerfedernpakete (3L/4L) mit hoher Federkraft zur Kompensation von Setzverlusten, Relaxation und thermischen Effekten. Sie bestehen aus gestapelten Federn und ggf. Unterlegscheiben, verbunden durch eine Hülse. Anwendung bei Schraubenverbindungen mit dynamischer Belastung; nicht geeignet für elektrisch leitende Verbindungen. Nachteile: hoher Bauraum, Gewicht, begrenzte Festigkeitsklassen. NSK-Scheiben bieten eine kompaktere Alternative.

Zahnscheiben nach DIN 6797/6906 bieten weder ausreichende Federkraft noch normgerechte Sicherungswirkung gegen selbsttätiges Losdrehen. Die geforderte Restfederkraft gemäß DIN 267-26 wird nicht erreicht. Ihr Einsatz ist auf Schrauben ≤ 5.8 beschränkt, für elektrische Verbindungen sind sie ungeeignet. Die Normen wurden 2004 zurückgezogen. Wegen möglicher Oberflächenschäden und Placeboeffekten sind moderne, normkonforme Sicherungselemente wie NSK-Scheiben zu bevorzugen.