Federringe

Eine Schraubenverbindung sollte so ausgelegt sein, dass die aufgebrachte Vorspannkraft unter Betriebsbeanspruchung weitestgehend erhalten bleibt. Zwar kann in einigen Fällen ein deutlicher Vorspannkraftverlust geduldet werden, allerdings gilt es, ein vollständiges Auseinanderfallen der Schraubenverbindungen zu verhindern.  Ob und wie sich eine Schraubenverbindung lösen kann, hängt entscheidend von der Beanspruchung ab.

Bei statischen Belastungen in axialer Richtung können Setzerscheinungen, die unter anderem von der Anzahl und Gestalt der Trennfugen zwischen den verspannten Bauteilen abhängig sind, zum vollständigen Verlust der Vorspannkraft führen. Durch bestimmte konstruktive Maßnahmen oder den Einsatz von Setzsicherungen kann dem Vorspannkraftverlust bei dieser Belastungsart begegnet werden. Bei dynamischen Belastungen, die quer zur Schraubenachse wirken und genügend groß sind, um die verspannten Bauteile gegeneinander zu verschieben, wird ein Losdrehmoment erzeugt, welches die Selbsthemmung in der Verbindung überwinden kann. Ist dieses der Fall, so führt dies systematisch zum Lockern und schließlich zum vollständigen Auseinanderfallen oder zum Bruch der Verbindung. Besonders kritisch werden diese Belastungen, wenn sie mit hoher Frequenz auftreten. Abhilfe können hier Verlier- und Losdrehsicherungen schaffen.


        

Maßnahmen gegen den Vorspannkraftverlust bei statischer Beanspruchung Um Setzverluste in einer Schraubverbindung so gering wie möglich zu halten, sind die Anzahl der Trennfugen zwischen den Bauteilen zu minimieren. Jede unnötige Unterlegscheibe bringt eine zusätzliche Trennfuge ein. Auch der Einsatz von „weichen“ Scheiben (z.B. DIN 125 mit 140 HV) in einer hochfesten Schraubverbindung  (Festigkeitsklasse 8.8) ist zu vermeiden. Durch die Wahl einer größeren Klemmlänge der Schraube, z.B. durch den Einsatz von Dehnhülsen können Vorspannungsverluste durch eine größere elastische Dehnung aufgefangen werden. Gleiche Effekte werden durch Dehnschaftschrauben oder Schrauben mit Vollgewinde oder höhere Vorspannkräfte durch Einsatz höherer Werkstofffestigkeit erzielt. Sind diese Maßnahmen nicht anwendbar, so können mittels einer Spannscheibe nach DIN 6796 Setzbeträge in begrenztem Rahmen ausgeglichen werden. Insbesondere ist hier darauf zu achten, dass das Bauteil, auf welchem die Spannscheibe aufliegt, eine entsprechend hohe Härte aufweist und nicht unter der Belastung fließt oder sich die Spannscheibe in das Bauteil einarbeitet. Unwirksam sind dagegen Federringe nach DIN 127 und DIN 128 und Federscheiben nach DIN 137. Sie werden in der Regel selbst bei der Verwendung der Festigkeitsklasse 5.6 und kleiner, wie im Anwendungsbereich der Produktnormen festgelegt, lediglich „platt“ gedrückt und können keinerlei Setzbeträge mehr ausgleichen. Die Normung hat deshalb dem Stand der Technik Rechnung getragen und diese Normen zurückgezogen.

Weitere unwirksame Sicherungselemente sind

 – Fächerscheiben nach DIN 6798, 
 – Zahnscheiben nach DIN 6797, 
 – Sicherungsbleche nach DIN 93, DIN 432 und DIN 463, 
 – Sicherungsnäpfe nach DIN 526, 
 – Sicherungsmuttern nach DIN 7967 (auch als Palmuttern bekannt).

Die Produkte nach diesen Normen wurden in der Vergangenheit der Kategorie Losdrehsicherung unter dynamischer Querbelastung zugeordnet. Sie werden diesen Anforderungen jedoch nicht gerecht. Deshalb wurden die genannten Normen ebenfalls zurückgezogen. Bei den Fächer- und Zahnscheiben kann außerdem ein ausreichender elektrischer Kontakt, so wie im Anwendungsbereich dieser Normen beschrieben, nicht zuverlässig sichergestellt werden, weshalb hier ein weiterer Zurückziehungsgrund  für DIN 6797 und DIN 6798 vorliegt.