Warum werden Unterlegscheiben in einer Schraubverbindung verwendet?

Im Artikel mit dem Titel Einfluss der Schmierung auf die Kraftübertragung beim Anziehen einer Schraubverbindung haben wir beschrieben, wie sich die Reibung im Gewinde und unter der Mutter auf die Berechnung des Anzugsdrehmoments und die daraus resultierende Dichtheit der Flanschverbindung auswirkt.

Zu diesem Thema gehört auch die Verwendung von Unterlegscheiben unter dem Schraubenkopf und der Mutter. Unterlegscheiben sind ebenso wie Schrauben und Muttern ein integraler Bestandteil der Flanschverbindung. In den folgenden Punkten erklären wir, warum das so ist.

• Verringerung der Reibung unter Mutter und Schraubenkopf
• dank der Unterlegscheiben kann der genaue Reibungskoeffizient zwischen Scheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf bestimmt werden
• den Kontaktbereich definieren, in dem die Reibung beim Anziehen auftritt
• Vermeidung von Schäden an den Flanschblechen durch das Anziehen
• Dank der Unterlegscheiben ist es möglich, Rillen oder Unebenheiten zu überbrücken, die auf den Flanschen vorhanden sein können
• die Unterlegscheiben sorgen für eine gleichmäßige Druckverteilung zwischen Flansch und Mutter oder Schraubenkopf

Zwischen der Sitzfläche des Schraubenkopfes (Mutter) und dem Flansch gibt es Bereiche, die den resultierenden Reibungskoeffizienten beeinflussen. Diese Flächen können verschlissen, korrodiert oder anderweitig beschädigt sein. Daher wird bei der Verwendung von Unterlegscheiben die Oberfläche in Bezug auf Härte und Rauheit klar definiert.

Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass ein Drittel der gesamten Reibung in einer Schraubverbindung unter der Mutter und die restlichen zwei Drittel auf dem Gewinde stattfindet.

Bei der Berechnung des Anziehdrehmoments muss auch die Varianz der Reibungswerte im Gewinde (µth) und unter dem Schraubenkopf oder der Mutter (µp) berücksichtigt werden. Eine zunehmende Abweichung dieser Werte kann zu einem ungleichmäßigen Anziehen der Schraubenverbindung führen.

Bei der Montage der Verschraubung ist darauf zu achten, dass die Mutternflächen und Unterlegscheiben mit Schmiermittel behandelt werden.

Es wird empfohlen, Schmiermittel zu verwenden, deren Reibungswerte (einschließlich Dispersion) gemäß EN 16047 gemessen wurden. Es sollte sich um Schmierstoffe handeln, die die Reibung im Gewinde minimieren und damit die Torsionsbelastung der Schraube reduzieren. Diese Anforderungen werden von Trockenschmierstoffen wie z.B. eingebranntem Gleitlack POWERtorque LF kote 450 gut erfüllt (siehe Tabelle mit Reibungsverhältnissen in der Schraubenverbindung).

Verbindungselemente aus nichtrostendem Stahl nach dem Anziehen ohne Schmiermittel