Profilscheiben

Definition und Einsatzbereich
Profilscheiben, auch teilweise als Schnorrscheiben bezeichnet, sind einteilige mechanische Schraubensicherungselemente zur Verhinderung des selbsttätigen Losdrehens von Schraubenverbindungen unter dynamischer Belastung (z. B. Vibrationen oder Stöße). Sie sind für Schraubenverbindungen bis zur Festigkeitsklasse 10.9 geeignet und werden in zwei Außendurchmesser-Abstufungen zur Optimierung der Flächenpressung angeboten.

Aufbau und Funktionsweise
Die Scheiben bestehen in der Regel aus gehärtetem Federstahl oder Edelstahl und weisen eine kegelstumpfartige Geometrie mit radialen Verzahnungen auf beiden Seiten auf. Diese Zähne sind entgegengesetzt gerichtet und drücken sich beim Anziehen der Verbindung plastisch in Schraubenkopf bzw. Mutter und die Gegenlage ein. Aufgrund ihrer Form erfolgt das Eindringen nur partiell, was die effektive Druckkegelfläche reduziert und somit die Flächenpressung erhöht.

Wirkprinzipien
Die Sicherung erfolgt durch eine Kombination aus kraftschlüssiger Wirkung durch elastische Verformung bei Vorspannung mit formschlüssiger Wirkung durch Verkrallung der radialen Zähne in die Kontaktflächen, was eine Rückdrehung mechanisch blockiert

Anwendungseignung
Profilscheiben eignen sich ausschließlich zur Losdrehsicherung bei mechanisch belasteten Schraubenverbindungen, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen mit hohen Querkräften oder Vibrationseinwirkung. Sie sind jedoch ungeeignet zur Steigerung der elastischen Nachgiebigkeit, zur Kompensation von Lockerungseffekten sowie für elektrische Schraubverbindungen.

Vorteile von Profilscheiben

• Zuverlässige Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen
• Reproduzierbare Reibwerte
• Geringer Montageaufwand

Nachteile von Profilscheiben

• Keine Wirkung gegen Vorspannkraftverluste durch Setzen, Kriechen oder Relaxation
• Erhöhte Setzbeträge infolge der radialen Eindrücke (vgl. VDI 2230)
• Risiko zeitverzögerter plastischer Umformung der durch die Rippung erzeugten hohen Grenzfließspannung. Eine Prüfung der Setz- und Kriecherscheinungen ist durch einen zeitverzögerter Weiterdrehversuch mit dem realen Einbaufall sinnvoll.
• Potenzielle Oberflächenschädigung durch Eindrücke in die Gegenlagen

Normative Einordnung
Profilscheiben können – je nach Herstellerqualität – die Prüfanforderungen der DIN 25201-4 Anhang B erfüllen und damit in sicherheitskritischen Anwendungen wie im Schienenfahrzeugbau (gemäß DIN EN 17976) eingesetzt werden. Die Anforderungen an die Restfederkraft gemäß DIN 267-26 werden jedoch nicht erfüllt, weshalb Profilscheiben nicht als elastisch wirkende Sicherungselemente gelten.

 Konstruktive Hinweise
Konstruktiv sind Profilscheiben auf die Sicherung gegen Losdrehen beschränkt. Für Anwendungen, die auch die Kompensation von Setz- und Lockerungseffekten erfordern, sind multifunktionale Sicherungselemente wie NSK-Scheiben vorzuziehen, da diese zusätzlich eine elastische Nachgiebigkeit und eine verbesserte Vorspannkraftstabilität bieten.