Fächerscheiben (DIN 6798, DIN 6907)
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.
- Aufbau und Funktionsweise
Fächerscheiben sind mechanische Schraubensicherungselemente aus Federstahl mit radial angeordneten Schneidkanten. Ihre Funktion basiert auf einer geringen Federwirkung sowie auf sperrenden Eingriffen der Kanten in die Gegenlage.
Sie wurden zur Vermeidung von Losdrehen unter dynamischer Belastung eingesetzt und auch zur Kontaktierung von beschichteten Bauteilen verwendet. Eine dauerhafte Sicherungswirkung oder eine definierte Restfederkraft nach DIN 267-26 wird nicht erreicht, weshalb sie nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen.
- Wirkprinzipien
- Axiale Federwirkung:
Durch elastische Verformung beim Anziehen entsteht eine geringe Vorspannung, die Reibschluss erzeugt.
- Formschlüssige Sperrwirkung:
Die Schneidkanten erzeugen durch Eingriff eine hemmende Wirkung gegen Rückdrehung, jedoch ohne definierte Wirkungstiefe oder Wiederholbarkeit.
- Anwendungsgrenzen
- Einsatz nur bei niedrigen Festigkeitsklassen (max. 5.8)
- Einschränkungen bei Edelstahl A4 durch reduzierte Elastizität
- Für elektrische Verschraubungen ungeeignet: keine definierten Kontaktzonen, erhöhtes Korrosionsrisiko
- Bei beschichteten Bauteilen kann es zu Oberflächenschädigungen kommen
- Kombination mit Unterlegscheiben erhöht Setzverhalten und reduziert die Funktionalität zusätzlich
- Vorteile
- Kostengünstig in der Herstellung
- Einfach in der Anwendung
- Nachteile
- Keine nachgewiesene Sicherungswirkung, Placeboeffekt
- Oberflächenschädigung durch Schneidkanten
- Montagekraftstreuung durch Reibwertschwankungen
- Keine Schutzwirkung bei Überlast
- Keine zuverlässige Kontaktierung bei elektrischen Anwendungen
- Risiko erhöhter Korrosion bei gleichzeitig unzureichender Federwirkung
- Normative Einordnung
Die Normen DIN 6798 und DIN 6907 wurden 2004 zurückgezogen, da die geforderte technische Sicherung nicht gegeben ist.
Fächerscheiben gelten als nicht mehr normgerecht, ein Einsatz ist aus haftungsrechtlicher Sicht kritisch zu bewerten.
- Konstruktive Hinweise und Empfehlung
Fächerscheiben erfüllen nicht die Anforderungen moderner Schraubensicherungen und sind nicht zu empfehlen – insbesondere nicht in sicherheits- oder funktionskritischen Anwendungen.
Moderne Alternativen wie NSK-Scheiben (Formen E/EL für elektrische, S/M/L für mechanische Anwendungen) bieten kombinierte Feder- und Sperrwirkung, sind normkonform nach DIN 267-26 und erfüllen die Anforderungen an Sicherheit, Wiederholgenauigkeit und Materialschonung.
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NSK-Scheiben
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.
DIN 267-26
"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.
Losdrehen
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.
Schraubensicherungselemente
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.
Setzen
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.
