Sichern von SchraubverbindungenGrundlagen

1 Schrauben-Jäger AG - Industriestraße 15 - D-76189 Karlsruhe - Tel. 07 21 570 06-6 - www.schrauben-jaeger.de

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Grundlagen

Das Lockern oder Lösen einer Schraubverbin-dung kann durch Setzvorgänge eingeleitetwerden.

Diese führen zu einer Reduzierung der bei derMontage eingeleiteten Vorspannkraft. Hierausresultiert ein Spiel in der Verbindung.

Durch den entstandenen Bewegungsraum wirddie Schraube bei jeder Belastung verformt.Diese Verformung führt schließlich zu einerMaterialermüdung bzw. Überlastung derSchraubverbindung.

Bei dynamisch querbelasteten Schraubenver-bindungen besteht die Möglichkeit eines voll-ständig selbsttätigen Losdrehens. Dies ge-schieht, wenn die Klemmkraft den Reibschlussin der Verbindung nicht mehr aufrecht erhaltenkann.

Die folglich auftretenden Querverschiebungenführen zu einer Pendelbewegung der Schraubeund somit zu einer Relativbewegung im Gewin-de der Mutter. Die Schraubverbindung löstsich.

Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidungvon Vorspannkraftverlust durch Setzvor-gänge:

•Vermeidung von weichen Scheiben in hoch-festen Schraubverbindungen

•Keine Lackschichten unter Schrauben- undMutternauflagen

•Einsatz möglichst langer Schrauben

•Einsatz von Dehnschrauben oder Dehnhül-sen

•Einsatz von hochfesten Schrauben, d. h. Ver- minderung der Durchmesser und somit Er- höhung der Elastizität.

Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass dieFestigkeit aller an der Verbindung beteiligtenKomponenten annähernd gleich ist.

Konstruktive Maßnahmen gegen Vor-spannkraftverlust bei dynamischer Quer-belastung:

•Einsatz von Schraubenverbindungen mit hö- herer Festigkeitsklasse und damit Erhöhung der Klemmkräfte, die wiederum Querver- schiebungen minimieren

•Erhöhung der elastischen Dehnung durch Ein- satz von längeren Schrauben (Richtwert > 5d)

•Erhöhung der Reibung im Gewinde (mög-lichst nicht beim Anziehen)

•Schlupfbegrenzung, z. B. durch Einsatz von Passschrauben

Allgemein gilt bei Schraubenverbindungen:

Treten Belastungen auf, die dazu führen, dassdie konstruktiven Maßnahmen nicht ausrei-chen, so sind zusätzliche Sicherungselementezu verwenden!

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Beim Sichern kann in drei verschiedeneArten unterschieden werden:

1. Setzsicherung

Kompensation der Setzbewegung durch Fe-derwirkung, Die Vorspannkraft bleibt erhalten.

Mitverspannte federnde Elemente:

•Tellerfedern DIN 2093

•Spannscheiben DIN 6796

•Sicherungsscheiben Schnorr N0110

Verringerung der Flächenpressung:

•Flanschschrauben DIN 6921

•Flanschmuttern DIN 6923

•Unterlegscheiben ISO 7089

2. Verliersicherung

Diese verhindert lediglich ein Auseinanderfal-len der Verbindung z.B. durch Erhöhung derReibung. Die Vorspannkraft geht bis auf ca.20% verloren, danach bleibt sie konstant.

Formschlüssige Elemente:

•Kronenmuttern DIN 935

•Schrauben mit Splintloch

Klemmende Elemente:

•Ganzmetallmuttern mit Klemmteil DIN 6927

•Muttern mit Kunststoffeinsatz DIN 6926

•Kunststoffbeschichtung z.B. TufLok-Fleck

Spannende Elemente:

•Rippschrauben P158 P251

•Rippmuttern P193

•Sperrzahnschrauben P151

•Sperrkantscheiben N0125

Klebende Elemente:

•Mikroverkapselte Klebstoffe z.B. precote 80

•Flüssigklebstoff z.B. Loctite 243

Keil-Sperrverfahren:

•Keilscheiben Nord-Lock N0115

Zurückgezogene Normen

Die folgenden Normen haben nach aktuellemStand der Technik keine Sicherungswirkungund sind auch nicht als Setzsicherung geeignet:

•Federringe DIN 127, DIN 128 und DIN 6905

•Federscheiben DIN 137 und DIN 6904

•Zahnscheiben DIN 6797

•Fächerscheiben DIN 6798 und DIN 6908

•Sicherungsbleche DIN 93, DIN 432 und DIN 463

•Sicherungsnäpfe DIN 526

•Sicherungsmuttern DIN 7967

•Kronenmutter mit Splint DIN 937

Sichern von SchraubverbindungenSicherungsarten

2Schrauben-Jäger AG - Industriestraße 15 - D-76189 Karlsruhe - Tel. 07 21 570 06-6 - www.schrauben-jaeger.de

3. Losdrehsicherung

Diese Sicherungselemente verhindern die Re-lativbewegung zwischen den Verbindungsele-menten z.B. durch Sicherungsrippen oder ver-kapselte Klebstoffe. Es bleiben 80% derVorspannkraft erhalten.