Vollständiger Leitfaden zu Unterlegscheibentypen – Flach-, Feder-, Sicherungs- und Vierkantscheiben

Sperrung - verhindert Rotationslockerung

Sicherungsscheiben sind so konzipiert, dass sie einer Rotationslockerung durch Vibration, Temperaturwechsel oder dynamische Belastung standhalten. Sie erreichen dies durch verschiedene Mechanismen - Federscheiben erzeugen eine Axialkraft, die die Gewindereibung aufrechterhält, Zahnscheiben greifen in die Lagerfläche, um mechanische Interferenzen zu erzeugen, und Keilsicherungsscheiben nutzen Rampenflächen, um eine formschlüssige Verriegelung zu erzeugen. Jeder Typ verfügt über spezifische Leistungsmerkmale, die seine Wirksamkeit in verschiedenen Vibrationsumgebungen und Lastbedingungen bestimmen.

Spaltanpassung und -abdichtung

Unterlegscheiben gleichen Fertigungstoleranzen, Langlöcher oder Fehlausrichtungen in zusammengebauten Bauteilen aus. Vierkantkegelscheiben sorgen für eine ebene Auflagefläche auf geneigten Baustahlflanschen. Dichtungsscheiben enthalten Elastomerelemente wie gebundene O--Ringe oder Gummibeschichtungen, um ein Austreten von Flüssigkeit durch das Schraubenloch zu verhindern, was bei hydraulischen, pneumatischen und Containment-Anwendungen unerlässlich ist.

Flache Unterlegscheibe - Die gebräuchlichste Unterlegscheibe

Funktion - Druckverteilung, Oberflächenschutz, Reibungsreduzierung

Flache Unterlegscheiben sind der am weitesten verbreitete Unterlegscheibentyp. Sie dienen dazu, die Klemmkraft gleichmäßig zu verteilen, die Oberflächenbeschaffenheit des geklemmten Teils beim Festziehen vor Riefen zu schützen und manchmal die Reibung zwischen dem rotierenden Befestigungselement und der stationären Oberfläche zu verringern. Sie sind in drei Hauptserien erhältlich: SAE (kleiner Außendurchmesser), USS (großer Außendurchmesser) und metrische (ISO) Serie. Die Wahl zwischen SAE und USS hängt von der erforderlichen Lagerfläche und dem verfügbaren Platz unter dem Schraubenkopf ab.

Material- und Abmessungsstandards

Flache Unterlegscheiben werden aus Kohlenstoffstahl (normalerweise mit Verzinkung), Edelstahl 304/316, Kupfer, Nylon, PTFE und anderen technischen Kunststoffen hergestellt. Unterlegscheiben aus Kohlenstoffstahl mit Verzinkung sind der Standard für allgemeine Anwendungen. Für korrosive Umgebungen sind Unterlegscheiben aus Edelstahl erforderlich. Nylon- und PTFE-Unterlegscheiben sorgen für elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit. Zu den Maßnormen gehören ASME B18.22.1 für Zollserien und ISO 7089/7090 für metrische Serien, die den Innendurchmesser, den Außendurchmesser und die Dicke für jede Schraubengröße angeben.

Federscheiben und elastische Unterlegscheiben

Geteilte Sicherungsscheibe, Wellenscheibe, Belleville-Unterlegscheibe

Geteilte Sicherungsscheiben (Schrägfederscheiben) haben einen Spalt, der beim Zusammendrücken eine Federkraft erzeugt und so für eine axiale Spannung sorgt, die einem Lösen entgegenwirkt. Sie sind bei Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Vibrationen wirksam, haben jedoch bei hochfrequenten Vibrationen nur eine begrenzte Wirksamkeit. Wellenscheiben verfügen über ein wellenförmiges Profil für leichtere Federanwendungen und bieten einen axialen Ausgleich von Stapeltoleranzen. Belleville-Unterlegscheiben (konische Federscheiben) liefern die höchste Federkraft auf kleinstem Raum und eignen sich daher ideal für die präzise Vorspannungssteuerung bei Hochtemperatur-Schraubverbindungen, bei denen thermische Ausdehnungszyklen auftreten.

Prinzip und Einschränkungen der Federscheibensicherung

Die Verriegelungswirkung einer Federscheibe beruht auf der elastischen Federkraft, die die Mutter von der Verbindungsoberfläche wegdrückt und so die Spannung im Schraubengewinde aufrechterhält. Untersuchungen, einschließlich Junker-Vibrationstests, haben jedoch gezeigt, dass Federscheiben bei starken Vibrationen nur begrenzt wirksam sind - die Unterlegscheibe kann durch Entspannung oder Einbettung ihre Federspannung verlieren. Für Umgebungen mit hohen -Vibrationen bieten Zahnscheiben, Keilsicherungsscheiben oder chemische Gewindesicherungen zuverlässigere Lösungen.

Zahnscheiben

Außenzahn-, Innenzahn- und Nord-Lock-Keilsicherungsscheiben

Außenzahnscheiben verfügen über Zähne am Außenumfang, die sich beim Anziehen in die Auflagefläche der Mutter oder des Schraubenkopfes einschneiden und so einen mechanischen Widerstand gegen die Drehung erzeugen. Innenverzahnte Sicherungsscheiben platzieren Zähne am Innendurchmesser und greifen unter den Kopf des Befestigungselements. Interne/externe Kombinationsscheiben sorgen für die Verriegelung auf beiden Oberflächen. Nord-Sicherungskeilsicherungsscheiben verwenden ein Paar Unterlegscheiben mit passenden Nockenoberflächen - Wenn die Verbindung festgezogen wird, verriegeln sich die Nocken und lassen nur eine Bewegung über die radialen Zähne zu, wodurch eine formschlüssige Verriegelung gewährleistet wird, die den höchsten Vibrationspegeln standhält.

Spezialwaschmaschinen

Vierkantkegelscheiben gleichen die Neigung an I-Trägerflanschen und Kanalabschnitten aus und sorgen für eine ebene Auflagefläche für den Muttern- oder Schraubenkopf. Kuppelscheiben und Kugelscheiben gleichen Winkelfehler zwischen dem Befestigungselement und der Auflagefläche aus. Dichtungsscheiben enthalten O--Ringe aus Gummi oder Vollgummiverbindungen für leckagesichere Baugruppen in hydraulischen und pneumatischen Systemen. Isolierscheiben aus verstärktem Kunststoff sorgen für eine elektrische Isolierung zwischen unterschiedlichen Metallen und verhindern so galvanische Korrosion. Sicherungsscheiben verfügen über hervorstehende Laschen, die zur positiven Verdrehsicherung gegen eine flache Oberfläche der Mutter oder des Gegenstücks gebogen werden können.

Auswahl des Unterlegscheibenmaterials und der Oberflächenbehandlung

Bei der Materialauswahl für Unterlegscheiben müssen die Härte des Grundmaterials, die Korrosionsumgebung und die galvanische Verträglichkeit sowohl mit dem Befestigungselement als auch mit dem geklemmten Material berücksichtigt werden. Unterlegscheiben aus Kohlenstoffstahl mit Verzinkung oder Feuerverzinkung sind Standard für Verbindungselemente aus Kohlenstoffstahl. Bei Edelstahlbefestigungen müssen Unterlegscheiben aus Edelstahl der Güteklasse 304 oder 316 verwendet werden, um galvanische Korrosion zu verhindern. Kupferscheiben werden in Hochtemperatur-Dichtungsanwendungen eingesetzt. Nylon- und PTFE-Unterlegscheiben sorgen für elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit. Die allgemeine Regel für die Härteanpassung lautet, dass die Unterlegscheibe weicher als das festgeklemmte Teil sein sollte, um Oberflächenschäden zu vermeiden, aber hart genug, um die Last effektiv zu verteilen.

Flache Unterlegscheibe vs. Federscheibe vs. Zahnscheibe - Auswahlhilfe

Für statische, unkritische Verbindungen reicht eine Unterlegscheibe allein aus. In Umgebungen mit geringen bis mittleren Vibrationen sorgen Federscheiben oder Zahnscheiben für eine ausreichende Sicherung. Für Anwendungen mit hoher-Frequenz oder starken Vibrationen werden Keilsicherungsscheiben von Nord-Lock oder chemische Gewindesicherungsmittel empfohlen. Für zyklische Einsätze bei hohen Temperaturen, bei denen Unterschiede in der Wärmeausdehnung zu Schwankungen der Vorspannung führen, sorgen Belleville-Unterlegscheiben für den notwendigen axialen Federausgleich. Bei der Auswahl müssen die spezifische Vibrationsfrequenz, die Belastungsgröße, der Temperaturbereich und die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten berücksichtigt werden.

Vergleich der ASME-/ISO-/DIN-/GB-Unterlegscheibenstandards

Die Waschmaschinenstandards unterscheiden sich zwischen den großen Industrieregionen. ASME B18.21.1 deckt amerikanische Standard-Flach- und Sicherungsscheiben ab. ASME B18.22.1 spezifiziert die Abmessungen von Unterlegscheiben für Zollserien. ISO 7089/7090 definiert metrische Unterlegscheiben mit zwei Serien (normaler und großer Außendurchmesser). Zu den DIN-Normen gehören DIN 125 (Flachscheiben), DIN 127 (Federscheiben) und DIN 6798 (Zahnscheiben). GB/T-Standards decken chinesische Äquivalente ab. Das Verständnis der geltenden Norm gewährleistet die Maßkompatibilität mit der Schrauben- und Mutternbaugruppe.

Installation der Unterlegscheibe und Auswirkungen auf das Drehmoment

Die Art und Anzahl der Unterlegscheiben, die in einer Schraubenverbindung verwendet werden, wirken sich auf das Drehmoment-{0}}Vorspannungsverhältnis aus. Federscheiben erhöhen die axiale Nachgiebigkeit, sodass möglicherweise ein leicht erhöhtes Drehmoment erforderlich ist, um die gleiche Vorspannung wie bei einer Verbindung mit Unterlegscheiben zu erreichen. Geschmierte Unterlegscheiben reduzieren den Mutterfaktor K und erfordern angepasste Drehmomentwerte. Bei der Verwendung von Unterlegscheiben auf beiden Seiten der Verbindung -, eine unter dem Schraubenkopf und eine unter der Mutter -, erhöht sich die Klemmlänge geringfügig, was sich auf die Vorspannung bei Kurzschlussverbindungen auswirken kann. Für kritische Baugruppen wird eine Drehmoment-/Spannungsprüfung mit der tatsächlichen Unterlegscheibenkonfiguration empfohlen.

Möglichkeiten zur Unterlegscheibenversorgung von ManufacturerPipe

ManufacturerPipe liefert alle Unterlegscheibenkategorien, einschließlich Flach-, Feder-, Zahn-, Vierkant-, Belleville- und Dichtscheiben. Zu den Materialien gehören Kohlenstoffstahl, Edelstahl 304/316 und legierter Stahl, passend zu jeder Befestigungsbaugruppe. Wir produzieren nach ASME-, ISO-, DIN- und GB-Standards und akzeptieren kundenspezifische Zeichnungen für nicht-Standard-Unterlegscheibenkonfigurationen. Als Komplettanbieter von Verbindungselementen bieten wir Komplettpakete aus Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben an, die die Beschaffung vereinfachen und die Kompatibilität der Komponenten gewährleisten.

Benötigen Sie Unterlegscheiben für Ihre Verbindungselemente?

Wenden Sie sich an ManufacturerPipe, um eine vollständige Auswahl an Unterlegscheiben und passende Befestigungspakete zu erhalten.