Sperrkantringe
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.
- Definition, Zielsetzung und Eignung
Sperrkantringe (auch Profilringe genannt) sind mechanische Schraubensicherungselemente zur Verhinderung des selbsttätigen Lösens bei dynamischer Belastung. Sie bestehen aus profiliertem Draht und ähneln Federringen.
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.
- Wirkprinzipien und Funktionsweise
- Federwirkung:
Beim Anziehen erzeugt die elastische Verformung eine axiale Vorspannkraft, die kurzzeitig den Reibschluss erhöht.
- Keil-/Sperrwirkung:
Die offene Ringform in Kombination mit der Profilierung erzeugt eine geringe Verspannung bei Relativbewegung. Diese soll das Zurückdrehen mechanisch hemmen, ist jedoch in ihrer Wirksamkeit nicht validierbar.
- Anwendungsgrenzen
- Nur bei Schrauben bis Festigkeitsklasse 5.8 einsetzbar
- Einschränkungen bei Edelstahl A4 durch reduzierte Elastizität
- Für elektrisch leitende Verbindungen ungeeignet
- Kombination mit Unterlegscheiben führt zu zusätzlichen Trennfugen → verstärkte Setzerscheinungen und Verschlechterung der Sicherungseigenschaften
- Vorteile
- Geringe Kosten
- Nachteile
- Keine normkonforme Sicherungswirkung, Placeboeffekt
- Beschädigung der Gegenlagen
- Keine Schutzwirkung bei kurzzeitiger Überlast
- Montagekraftstreuung durch ungleichmäßige Reibung
- Erhöhte Setzbeträge bei kombinierter Anwendung mit Unterlegscheiben
- Normenstatus
Profil- und Sperrkantringe sind nach DIN EN 17976 nicht mehr zulässig, da sie die geforderte Restfederkraft nach DIN 267-26 nicht aufweisen.
Die früher gültige Zulassung (z. B. nach DIN 25201 für elektrische Anwendungen) ist obsolet, ein aktueller normativer Stand ist nicht gegeben. Ihre Anwendung gilt daher als nicht mehr Stand der Technik.
- Fazit und Empfehlung
Die Sicherungswirkung ist unzureichend und normativ nicht belegbar.
Die Anwendung, besonders in sicherheitsrelevanten Bereichen wie dem Schienenfahrzeugbau, ist nicht zu empfehlen.
Moderne Alternativen wie das NSK-Sicherungssystem bieten eine kombinierte Feder- und Sperrwirkung sowie Normkonformität. Geeignete Varianten sind:
- NSK-E / NSK-EL für elektrische Verbindungen
- NSK-S / M / L je nach Schraubenfestigkeit für mechanische Verbindungen
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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.
Profilringe
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.
DIN EN 17976
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.
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.
Lösen
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.
Federringe gemäß DIN 127, 128, 6905 und 7980
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.
Elektrisch leitende Verbindungen
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.
DIN 25201
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.
