Federscheiben gemäß DIN 137 / DIN 6904
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.
- Aufbau und Funktionsweise
Federscheiben sind einteilige Schraubensicherungselemente aus Federstahl mit gewellter (Form A) oder gewölbter (Form B) Geometrie. Sie erzeugen eine geringe kraftschlüssige Vorspannung durch ihre Form, die theoretisch Setz- und Relaxationseffekte kompensieren soll.
Eine wirksame Restfederkraft ist jedoch nicht dauerhaft gegeben, weshalb die zugehörigen Normen bereits 2004 zurückgezogen wurden.
Federscheiben wirken nicht gegen das selbsttätige Losdrehen und führen durch ihre punktuelle Kontaktfläche zu plastischen Verformungen der Auflageflächen.
- Anwendungsgrenzen
- Ausschließlich geeignet für Schrauben ≤ Festigkeitsklasse 5.8
- Wirkung bei Edelstahlausführung A4 nochmals reduziert
- Für sicherheitsrelevante und elektrische Schraubenverbindungen ungeeignet
Anwendung ist technisch nicht mehr vertretbar
- Vorteile
- Einfache, preisgünstige Lösung
- Einteiliges Bauteil
- Nachteile
- Keine normgerechte Sicherungswirkung, Placeboeffekt
- Gefahr von Auflageflächenschäden durch ungleichmäßige Druckverteilung
- Keine Wirkung bei kurzzeitiger Überlast
- Einsatz mit Unterlegscheiben verstärkt Setzerscheinungen
- Normative Einordnung
Die Normen DIN 137 und DIN 6904 wurden 2004 zurückgezogen, da die sicherungstechnische Wirksamkeit nicht gegeben ist.
Federscheiben gelten nicht mehr als Stand der Technik, ein Einsatz ist haftungsrechtlich riskant.
- Konstruktive Hinweise
Federscheiben erreichen nicht die Anforderungen moderner Schraubensicherungssysteme.
Ihr Einsatz – auch in Kombination mit anderen Scheiben – ist nicht empfehlenswert.
Empfohlen wird der Umstieg auf NSK-Scheiben, die normkonform wirken und sowohl gegen Lockern als auch Losdrehen sichern (Formen E/EL für elektrische, S/M/L für mechanische Anwendungen).
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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.
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.
Elektrische Schraubenverbindungen
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.<
Lockern
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.
