Zahnscheiben nach DIN 6797/6906 bieten weder ausreichende Federkraft noch normgerechte Sicherungswirkung gegen selbsttätiges Losdrehen. Die geforderte Restfederkraft gemäß DIN 267-26 wird nicht erreicht. Ihr Einsatz ist auf Schrauben ≤ 5.8 beschränkt, für elektrische Verbindungen sind sie ungeeignet. Die Normen wurden 2004 zurückgezogen. Wegen möglicher Oberflächenschäden und Placeboeffekten sind moderne, normkonforme Sicherungselemente wie NSK-Scheiben zu bevorzugen.
Aufbau und Funktionsweise Zahnscheiben sind mechanische Schraubensicherungselemente, deren primäre Funktion im Verhindern des selbsttätigen Lösens von Schraubenverbindungen unter dynamischen Beanspruchungen wie Vibrationen, Stößen oder wechselnden Lasten bestand. Eine Sicherungswirkung gegenüber dem selbsttätigen Lösen nach dem heutigen Stand der Technik ist nicht gegeben, sodass Federringe als ungeeignet gelten. Zahnscheiben sollten nicht zur Kompensation von Lockerungseffekten verwendet werden, da die notwendige Restfederwirkung, z.B. die Prüfung nach DIN 267 Teil 26, nicht in einem ausreichenden Maße vorhanden ist. Zahnscheiben werden auch zur Herstellung elektrischer Kontakte bei z.B. bei beschichteten Teilen verwendet. Zahnscheiben sind für diesen Zweck aufgrund der fehlenden Restfederwirkung in der Kombination mit dem undefinierten Eindringen der Materialkerben in das leitenden Gegenlagen völlig ungeeignet.
Wirkungsweise
Federwirkung (axiale Vorspannung) Beim Anziehen der Schraube wird der Fächerscheibe elastisch verformt und erzeugt eine zusätzliche axiale Vorspannkraft. Diese erhöht den Reibschluss zwischen Schraubenkopf und der Gegenlage, wodurch das Losdrehen der Verbindung verzögert werden kann.
Keil- oder Sperrwirkung Die Kanten der Fächerscheibe erzeugt bei einer Relativbewegung der Schraube eine sperrende Wirkung, die das selbsttätige Zurückdrehen durch mechanisches Verklemmen behindern soll.
Anwendungsgrenzen und typische Einsatzfälle Werkstoff- und Festigkeitsbeschränkungen Zahnscheiben finden vorwiegend Anwendung in Schraubenverbindungen bei mechanischen Schraubenverbindungen oder elektrischen Kontaktverschraubungen mit niedrigen Festigkeitsklassen (max. 5.8) sowie bei Schrauben aus Federstahl oder Edelstahl A2. Bei Verwendung von Federringen aus Edelstahl A4 ist aufgrund der reduzierten Elastizität die Federwirkung zusätzlich eingeschränkt. Federscheiben sind für elektrisch leitende Verbindungen völlig ungeeignet.
Vorteile von Zahnscheiben
preisgünstig
Nachteile von Zahnscheiben
keinerlei Sicherungswirkung und einen gefährlichen Placeboeffekt, sodass es trotz der ungeeigneten Sicherungsmaßnahmen zum Lockern und selbsttätigen Losdrehen kommen kann.
Oberflächen der Gegenlagen werden beschädigt
durch die beim Anziehvorgang auftretenden, ungleichmäßigen Reibwerte streuen die Montagevorspannkräfte, sodass diese ggf. nicht erreicht oder überschritten werden.
Keine Schutzwirkung bei kurzzeitiger Überlast
Keine definierte Kontaktbereiche bei Erdungs- und Potenzialausgleichs-verschraubungen. Erhöhte Gefahr von Korrosion bei gleichzeitig mangelhafter Federwirkung.
Normative Einordnung Die genannten Normen wurden im Jahr 2004 zurückgezogen, da die Sicherungswirkung von Zahnscheiben als unzureichend angesehen wird. Zahnscheiben gelten daher nicht mehr als dem Stand der Technik entsprechend. Ihre Anwendung kann potenziell haftungsrelevant sein, weshalb vor dem Einsatz eine rechtliche Prüfung empfohlen wird.
Konstruktive Hinweise Die beschriebenen Wirkmechanismen führen mit Zahnscheiben nicht zu den gewünschten Sicherungswirkungen gem. der heutigen Normen und technischen Standards. Der kombinierte Einsatz von Zahnscheiben mit Unterlegscheiben führt, neben der eingeschränkten Wirkung, zu zusätzlichen Setzerscheinungen und ist deshalb nicht zu empfehlen. Der Einsatz ist unter technischen und rechtlichen Aspekten sehr kritisch zu hinterfragen. Aufgrund ihrer begrenzten Sicherungswirkung sind oder sollten Zahnscheiben durch moderne, wirkungsvollere Schraubensicherungselemente, wie z.B. das multifunktionale Schraubensicherungssystem NSK, ersetzt werden. Geeignet sind bei NSK-Scheiben die Formen E und EL für elektrische Kontaktverschraubungen und S, M und L je nach Festigkeitsklasse der Schrauben bzw. Vorspannkraft für mechanische Schraubenverbindungen.
