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.

  1. 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:
    1. innen unter Schraubenkopf oder Mutter
    2. außen auf der Auflagefläche.
  2. Wirkprinzipien
    Die Tellerfeder speichert beim Anziehen elastische Energie und erzeugt eine hohe Rückstellkraft, die:
    1. Setzvorgänge,
    2. Relaxationen und
    3. thermische Längendehnungen ausgleicht.
    Durch Stapelung mehrerer Federn kann die Kennlinie gezielt angepasst werden (weich/hart).
  3. Anwendung
    Tellerfedern kommen dort zum Einsatz, wo hohe Vorspannkräfte dauerhaft aufrechterhalten werden müssen – z. B. bei:
    1. Pressverbindungen, Turbinen, Rohrflanschen
    2. dynamischer Belastung oder Temperaturwechsel

    Nicht geeignet für:
    1. Sicherung gegen selbsttätiges Losdrehen
    2. weiche Auflageflächen
    3. elektrische Kontaktverschraubungen gemäß DIN EN 17976
    4. elektrisch leitende Verbindungen mit isolierenden Schichten
  4. Vorteile
    1. Sehr hohe axiale Federkraft
    2. Kompensation von Setzverlusten und Relaxation
    3. Anpassbare Kennlinie durch Parallelschaltung
    4. Hohe Zuverlässigkeit bei dynamischen Lasten
    5. Lange Lebensdauer bei korrekter Auslegung
    6. Kompensation von kurzzeitiger Überlast
  5. Nachteile
    1. Kein Schutz gegen Losdrehen bei Querbelastung
    2. Reduzierter Druckkegel, Gefahr lokaler plastischer Verformung
    3. Konstruktiv aufwendig, insbesondere bei gestapeltem Einsatz
    4. Korrosionsgefährdet, wenn ungeschützt
    5. Empfindlich gegenüber Exzentrizität
    6. Höhere Kosten als Standard-Scheiben
  6. Normative Einordnung
    Tellerfedern unterliegen u. a. folgenden Normen:
    1. DIN EN 16983 (früher DIN 2093) – Maße und technische Anforderungen
    2. DIN EN ISO 4042 – Korrosionsschutz
    3. VDI 2230 – Auslegung hochbelasteter Schraubenverbindungen

    Diese definieren Toleranzen, Werkstoffe, Härtebereiche und Prüfmethoden.
  7. Konstruktive Hinweise
    1. Nur auf harten, planen, sauberen Unterlagen einsetzen
    2. Zentrisch montieren, Exzentrizität vermeiden
    3. Korrosionsschutz sicherstellen (z. B. Phosphatierung)
    4. Resthöhe nach Setzprüfung prüfen (DIN EN 16983)
    5. Federkennlinie berechnen, besonders bei Federpaketen
    6. Keine alleinige Lösung bei Querbelastung → ggf. kombinieren mit Losdrehsicherung
  8. 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.
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