Tellerfedern
Tellerfedern sind konische Federelemente aus gehärtetem Federstahl, die durch elastische Verformung eine hohe axiale Rückstellkraft erzeugen. Sie kompensieren Setzverluste, Relaxation und thermische Längendehnung in Schraubenverbindungen und werden bei dynamischer oder thermischer Belastung eingesetzt. Nicht geeignet sind sie für elektrisch leidende Verbindungen oder als Losdrehsicherung. Vorteile sind die hohe Vorspannkraft, Lebensdauer und anpassbare Federkennlinie, Nachteile u. a. der reduzierte Druckkegel, Korrosionsanfälligkeit und hohe Konstruktionsaufwand. Sie unterliegen Normen wie DIN EN 16983 und VDI 2230. Für multifunktionale Anforderungen sind NSK-Scheiben eine überlegene Alternative.
- Aufbau und Funktionsweise
Tellerfedern sind konisch geformte, ringförmige Federelemente aus gehärtetem Federstahl (z. B. DIN EN 10132-4), die beim Anziehen der Schraube axial zusammengedrückt werden. Dadurch entsteht eine definierte, elastische Vorspannkraft.
Typisch sind zwei Kontaktzonen:
- innen unter Schraubenkopf oder Mutter
- außen auf der Auflagefläche.
- Wirkprinzipien
Die Tellerfeder speichert beim Anziehen elastische Energie und erzeugt eine hohe Rückstellkraft, die:
- Setzvorgänge,
- Relaxationen und
- thermische Längendehnungen ausgleicht.
Durch Stapelung mehrerer Federn kann die Kennlinie gezielt angepasst werden (weich/hart).
- Anwendung
Tellerfedern kommen dort zum Einsatz, wo hohe Vorspannkräfte dauerhaft aufrechterhalten werden müssen – z. B. bei:
- Pressverbindungen, Turbinen, Rohrflanschen
- dynamischer Belastung oder Temperaturwechsel
Nicht geeignet für:
- Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen
- weiche Auflageflächen
- elektrische Kontaktverschraubungen gemäß DIN EN 17976
- elektrisch leitende Verbindungen mit isolierenden Schichten
- Vorteile
- Sehr hohe axiale Federkraft
- Kompensation von Setzverlusten und Relaxation
- Anpassbare Kennlinie durch Parallelschaltung
- Hohe Zuverlässigkeit bei dynamischen Lasten
- Lange Lebensdauer bei korrekter Auslegung
- Kompensation von kurzzeitiger Überlast
- Nachteile
- Kein Schutz gegen Losdrehen bei Querbelastung
- Reduzierter Druckkegel, Gefahr lokaler plastischer Verformung
- Konstruktiv aufwendig, insbesondere bei gestapeltem Einsatz
- Korrosionsgefährdet, wenn ungeschützt
- Empfindlich gegenüber Exzentrizität
- Höhere Kosten als Standard-Scheiben
- Normative Einordnung
Tellerfedern unterliegen u. a. folgenden Normen:
- DIN EN 16983 (früher DIN 2093) – Maße und technische Anforderungen
- DIN EN ISO 4042 – Korrosionsschutz
- VDI 2230 – Auslegung hochbelasteter Schraubenverbindungen
Diese definieren Toleranzen, Werkstoffe, Härtebereiche und Prüfmethoden.
- Konstruktive Hinweise
- Nur auf harten, planen, sauberen Unterlagen einsetzen
- Zentrisch montieren, Exzentrizität vermeiden
- Korrosionsschutz sicherstellen (z. B. Phosphatierung)
- Resthöhe nach Setzprüfung prüfen (DIN EN 16983)
- Federkennlinie berechnen, besonders bei Federpaketen
- Keine alleinige Lösung bei Querbelastung → ggf. kombinieren mit Losdrehsicherung
- Empfehlung
Tellerfedern sind rein mechanisch wirksame Elemente zur Lockerungssicherung. Für Anwendungen mit kombinierten Anforderungen (z. B. gegen Losdrehen, Lockerung, Gleitfestigkeit) sind multifunktionale NSK-Scheiben in den Varianten NSK-L (Stahl) und NSK-N (Edelstahl) eine technisch überlegene Alternative.
Zurück zur Glossar-Übersicht
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.
Mehr erfahren zu NSK-Scheiben
Relaxation
In der Lockerungsphase führt Relaxation als zeitabhängiger Spannungsabbau bei konstanter Dehnung zu einem schleichenden Verlust der Vorspannkraft. Ursache ist Mikroplastizität oder viskoelastisches Fließen an Kontaktflächen. Dies beeinträchtigt Gleitfestigkeit und Funktion, weshalb laut VDI 2230 geeignete Werkstoffe und Konstruktionen erforderlich sind.
Mehr erfahren zu Relaxation
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.
Mehr erfahren zu Losdrehen
Elektrische Kontaktverschraubungen
Elektrische Kontaktverschraubungen übertragen Strom über geklemmte Kontaktflächen der Leitermaterialien, nicht über die Schraube. Sie erfordern stabilen Kontaktdruck und minimale Anzahl an Trennfugen. NSK-E/EL-Scheiben bieten elastische Nachgiebigkeit, Losdrehsicherung und normkonforme Sicherheit – ideal für moderne Anwendungen. Siehe auch Fachbericht NSK-E.
Mehr erfahren zu Elektrische Kontaktverschraubungen
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.
Mehr erfahren zu DIN EN 17976
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.
Mehr erfahren zu Elektrisch leitende Verbindungen
Korrosionsschutz
Der Korrosionsschutz bei Schraubensicherungselementen ist mehr als ein Werkstoff oder eine Beschichtung. Entscheidend ist der geprüfte Zustand des fertigen Verbindungselements — mit Oberfläche, Reibwertverhalten, Federwirkung und Sicherungsfunktion.
teckentrup SLI bietet hierfür drei korrosionsschutztechnisch abgestimmte Ausführungen:
zinklamellenbeschichteten Federstahl / C60 für wirtschaftliche Anwendungen mit hoher mechanischer Belastbarkeit, A4-Edelstahl / NIRO / 1.4401 für besonders anspruchsvolle korrosive Umgebungen sowie Zink-Nickel-Beschichtungen für elektrisch leitfähige Verbindungen.
Mehr erfahren zu Korrosionsschutz
Gleitfestigkeit
Gleitfestigkeit bezeichnet die maximale Scherkraft, die eine Schraubenverbindung übertragen kann, bevor Bauteile gegeneinander gleiten. Besonders bei kurzen Klemmlängen erhöht der Einsatz federnder Elemente wie Spannscheiben (DIN 6796) oder NSK-Scheiben die Sicherheit gegen Gleiten deutlich. Neben funktionalen Vorteilen unterstützen diese Elemente auch Leichtbauziele und CO₂-Reduktion. Eine Bewertung erfolgt z. B. nach VDI 2230 Blatt 1. Siehe auch Fachbericht Eisenbahningenieur.
Mehr erfahren zu Gleitfestigkeit