Selbsttätiges Losdrehen

Selbsttätiges Losdrehen beschreibt die ungewollte Rotation von Schraube oder Mutter ohne äußeres Drehmoment. Ursache ist der Verlust von Vorspannkraft und Gleitfestigkeit nach vorangegangenem Lockern und Querbelastungen. Der Prozess verläuft in mehreren Phasen, bis hin zur vollständigen Rotation. Multifunktionale Sicherungselemente wie NSK®-Scheiben schützen zuverlässig und verbessern zusätzlich Gleitfestigkeit und Nachgiebigkeit.

Das selbsttätige Losdrehen bezeichnet eine rotatorische Bewegung der Schraube oder Mutter ohne äußere Drehmomentbelastung infolge des Verlustes der Vorspannkraft und der Gleitfestigkeit, wie in DIN 25201-4 beschrieben. Voraussetzung für das selbsttätige Losdrehen ist ein vorheriger Lockerungsprozess, der unterhalb der Mindestklemmkraft endet und durch dynamische Querkräfte zur Relativbewegung an Kontaktstellen führt.

  • In Phase 1 beginnt das Gleiten an den Fügestellen bei Überschreiten der Reibgrenze, was zu Biegebeanspruchungen der Schraube und potenzieller Schädigung durch Biegewechselbeanspruchung führt.
  • Phase 2 ist durch Gewindegleiten und ein Kippen des Schraubenkopfes gekennzeichnet, wobei die Quersteifigkeit reduziert und Dauerbruch begünstigt wird.
  • In Phase 3 treten zusätzliche Spannungen und Momente durch gespeicherte Torsion auf, die eine beginnende Rotation und eine signifikante Reduktion der Vorspannkraft verursachen.
  • Phase 4 beschreibt das vollständige Losdrehen, bei dem die gespeicherten Rückdrehmomente nicht mehr durch Reibung gehalten werden, was zur vollständigen Rotation der Verbindung führt.

Zur Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen sind geeignete Sicherungselemente wie Keilscheiben, NSK®-Scheiben oder klebende Gewindeverbindungen erforderlich, wobei deren Wirkung gemäß DIN 25201-4 Anhang B geprüft werden muss. Die Resilienz einer Verbindung wird primär durch Erhalt der Gleitfestigkeit und der elastischen Nachgiebigkeit gewährleistet, während Losdrehsicherungen nur risikominimierend wirken und kein vollständiger Schutz sind.

Multifunktionale Sicherungselemente, wie NSK-Scheiben, vereinen Schutz gegen Lockern und Losdrehen mit erhöhter Elastizität und Gleitfestigkeit und ermöglichen somit sichere Auslegung auch bei kurzen Klemmlängen. Konstruktiv sollten Schraubenverbindungen gemäß VDI 2230 grundsätzlich gleitfest ausgelegt oder durch rechnerische bzw. experimentelle Nachweise mit Sicherungselementen ergänzt werden, um funktionskritische Versagensmodi zuverlässig auszuschließen.

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