FAQ SCHNORR Sicherungsscheiben

1. Wie ist die Verwendung von Sicherungselementen bei Schraubenverbindungen
    zu beurteilen?

1.  Wie ist die Verwendung von Sicherungselementen bei Schraubenverbindungen zu beurteilen?

In früheren Jahren waren Schraubensicherungen eine Selbstverständlichkeit und durften praktisch bei keiner Schraube fehlen. Heute werden sie dagegen eher skeptisch beurteilt und nach Möglichkeit vermieden. Dieser Wandel der Anschauungen wurde durch neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Schraubenverbindungen hervorgerufen, die in den letzten Jahrzehnten gewonnen wurden und die die Vorgänge, die zum Versagen einer Schraubenverbindung führen, weitgehend aufklären konnten. Man zog daraus die Folgerung, daß eine konstruktiv richtig ausgelegte und korrekt montierte Schraubenverbindung ohne eine zusätzliche Sicherung auskommen müsse.

Ein weiterer Grund für die Ablehnung von Sicherungselementen ist die häufige Verwendung von hochfesten Schrauben der Festigkeitsklassen 8.8 und höher. Nach der heute vorherrschenden Ansicht kann ein mitverspanntes federndes Sicherungselement nur wirksam sein, wenn es den durch Setzvorgänge entstehen den Klemmkraftverlust weitgehend ausgleichen kann. Bei hochfesten Schrauben sind dazu aber alle genormten federnden Sicherungselemente mit Ausnahme der Spannscheiben DIN 6796 nicht in der Lage. Aus diesem Grund wurden in letzter Zeit einige Normen solcher Elemente zurückgezogen (DIN 127, DIN 128, DIN6913, DIN 7980).

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2. Ist bei Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 die Verwendung eines mitverspannten federnden Sicherungselementes überhaupt notwendig und sinnvoll?

Vibrationstests nach DIN 65151 an der Staatlichen Materialprüfungsanstalt in Darmstadt  mit Sechskantschrauben DIN 931 M 10 x 50 - 8.8 und Muttern DIN 934 M 10 - 8 (Anfangsvorspannkraft 100% der Kraft an der Mindestdehngrenze nach DIN ISO 898 Teil 1) haben folgende Ergebnisse gebracht:

1. Bei einer ungesicherten Schraube fällt die Vorspannkraft sofort steil ab und ist bereits nach wenigen hundert Lastwechseln bei Null angelangt - Kurve 2, d.h. die Schraube hat sich vollständig gelöst.
    
2. Im Vergleich mit der ungesicherten Schraube wird mit Federring DIN 128 bzw. Federscheibe DIN 137 der vollkommene Vorspannungsverlust lediglich 100 bis 200 Lastwechsel später erreicht (im Diagramm nicht dargestellt). Beide Elemente müssen deshalb als „unwirksame Sicherung“ bezeichnet werden.
    
3. Mit einer SCHNORR-Sicherungsscheibe ergibt sich ein völlig anderes Losdrehverhalten. Nach einem anfänglichen Vorspannungsverlust von etwa 10–15%, wie er sich bei jeder Verschraubung durch unvermeidliche Setzerscheinungen ergibt, fällt die Vorspannung nur noch sehr wenig ab (obere Kurve). Bei weicher Unterlage stellt sich nach 1500 Lastwechseln ein Wert von etwa 85% des Ausgangswertes ein, bei harter Unterlage sind es etwa 80%.
   
   Zum Lösen ist ein um ca. 15% höheres Moment erforderlich als zum Anziehen. Das Verhältnis Losdrehmoment / Anziehdrehmoment ist ein Maßstab für die Qualität des Formschlusses zwischen der Verzahnung der Sicherungsscheibe und dem Schraubenkopf bzw. der Unterlage. Im vorliegenden Fall ist ein guter Formschluß vorhanden.
   
   Dieses Verhalten zeigt eindeutig, daß SCHNORR-Sicherungsscheiben das bei Vibration entstehende innere Losdrehmoment blockieren können und deshalb in der Lage sind, eine Schraube auch unter ungünstigen Betriebsverhältnissen zu sichern. Sie sind deshalb als „Losdrehsicherung mit sehr guter Sicherungswirkung“ einzuordnen.

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3. Wie wirkt sich die Vorspannkraft auf die Haltbarkeit der Schraubenverbindung aus?

Richtiges Anziehen, möglichst auf 100% der Streckgrenzkraft nach DIN ISO 898 T1, ist für die
Haltbarkeit einer Schraubenverbindung von ausschlaggebender Bedeutung!

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4. Welche Auswirkung haben SCHNORR Sicherungsscheiben auf das Anziehmoment?

Wird eine SCHNORR-Sicherungsscheibe „S“ verwendet, dann ist gegenüber einer Schraube ohne Sicherungselement ein um etwa 10% höheres Anziehdrehmoment notwendig, um dieselbe Vorspannkraft zu erreichen. Dasselbe gilt auch für die Sicherungsscheibe „VS“. Bei Verwendung von verzinkten Sicherungsscheiben muß dagegen das Anziehdrehmoment nicht erhöht werden, da durch die Schmierwirkung des Zinks die Reibungserhöhung durch die Verzahnung wieder ausgeglichen wird. Die Streuung der gemessenen Anziehdrehmomente ist mit SCHNORR- Sicherungsscheiben nicht größer als bei Schrauben ohne Sicherungselement.

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5. Welchen Einfluss hat die Härte der zu verbindenden Teile?

Mit zunehmender Härte der Unterlage nimmt der teils elastische, teils plastische Eindruck der Sicherungsscheibenverzahnung ab, d.h. die Qualität des Formschlusses wird schlechter. Dies wirkt sich auch auf die Sicherungswirkung aus. Da die SCHNORR Sicherungsscheibe eine Härte von 39–45 HRC (380–450 HV30) aufweist, tritt dieser Effekt erst bei höherer Härte der Unterlage ein. Wir empfehlen, bei gehärteter Unterlage die verstärkte Ausführung „VS“ zu verwenden und die Schraube möglichst auf 100% der Streckgrenzkraft anzuziehen.

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6. Sind SCHNORR Sicherungsscheiben wiederverwendbar?

Wird eine mit einer SCHNORR-Sicherungsscheibe „S“ oder „VS“ gesicherte Schraube gelöst und wieder angezogen, bleibt die Sicherungswirkung voll erhalten. Das Anziehdrehmoment wird nur wenig niedriger, d.h. mit dem beim ersten Anziehen angewendeten Moment wird eine etwas höhere Vorspannkraft erreicht. SCHNORR Sicherungsscheiben können also
ohne Einschränkung zwei- oder sogar mehrmals verwendet werden!

7. In welchen Fällen ist die Ausführung “S” bzw. “VS” einzusetzen?

SCHNORR® Sicherungsscheiben sind in zwei Ausführungen lieferbar:

• Die Standard-Sicherungsscheibe Typ „S“ ist für Schrauben der Größen M 1,6 bis M 36 und der Festigkeitsklasse bis zu 8.8 lieferbar.
   
• Für Schrauben der Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9 sind eventuell höhere Vorspannkräfte erforderlich. Diese werden durch die verstärkte Sicherungsscheibe Typ „VS“ abgedeckt.

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