Sicherungselemente
Sicherungselemente für Wellen, Bohrungen und Schraubverbindungen
Sicherungselemente verhindern, dass sich Bauteile während des Betriebs unbeabsichtigt verschieben oder Schraubverbindungen durch Vibrationen selbstständig lösen. Abhängig von der Konstruktion kommen dafür unterschiedliche Funktionsprinzipien zum Einsatz.
Sicherungsringe nach DIN 471 und DIN 472 werden in eine Nut eingesetzt und sichern Bauteile formschlüssig gegen axiales Verschieben. Keilsicherungsscheiben nach DIN 25201 werden dagegen paarweise unter einem Schraubenkopf oder einer Mutter montiert und verhindern ein selbstständiges Losdrehen der Schraubverbindung.
Bei Febrotec erhalten Sie:
Die Produkte eignen sich unter anderem für Maschinenbau, Antriebstechnik, Fahrzeugtechnik, Anlagenbau, Vorrichtungsbau und industrielle Instandhaltung.
Sicherungsringe für Wellen nach DIN 471
Sicherungsringe nach DIN 471 dienen zur axialen Sicherung von Bauteilen auf Wellen. Sie werden von außen über die Welle geführt und rasten in eine dafür vorgesehene Wellennut ein.
Der aus der Nut herausragende Teil des Sicherungsrings bildet eine axiale Schulter. An dieser können sich beispielsweise folgende Maschinenelemente abstützen:
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Wälzlager,
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Zahnräder,
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Riemenscheiben,
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Buchsen,
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Hebel,
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Distanzscheiben,
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Kupplungselemente.
Zur Montage wird der Ring mit einer geeigneten Sicherungsringzange an den beiden Montagebohrungen kontrolliert aufgeweitet. Anschließend wird er über die Welle geführt und in die Nut eingesetzt. Sobald die Zange gelöst wird, federt der Ring zurück und legt sich in die Wellennut.
Die Auswahl erfolgt in erster Linie anhand des Wellendurchmessers. Zusätzlich müssen Nutdurchmesser, Nutbreite, Ringdicke, freier Ringdurchmesser und die zulässige axiale Belastung berücksichtigt werden.
Ein Ring mit der Nennangabe 20 mm ist beispielsweise für eine Welle mit 20 mm Nenndurchmesser vorgesehen. Der tatsächliche Nutdurchmesser ist kleiner als der Wellendurchmesser und muss entsprechend den Produkt- beziehungsweise Normangaben gefertigt werden.
Sicherungsringe für Bohrungen nach DIN 472
Sicherungsringe nach DIN 472 werden zur axialen Sicherung von Bauteilen innerhalb einer Bohrung oder eines Gehäuses verwendet. Sie werden zusammengedrückt, in die Bohrung eingeführt und anschließend in einer Nut an der Bohrungswand entspannt.
Der nach innen aus der Nut herausragende Ringbereich bildet eine axiale Anlagefläche. Dadurch können beispielsweise Lager, Buchsen, Dichtungen oder Deckel innerhalb eines Gehäuses positioniert und gesichert werden.
Typische Anwendungen sind:
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Lagergehäuse,
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Getriebegehäuse,
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Hydraulik- und Pneumatikkomponenten,
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Rollen und Naben,
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Pumpen,
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Elektromotoren,
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technische Gehäuse und Vorrichtungen.
Zur Montage wird der Sicherungsring mit einer passenden Zange zusammengedrückt. Nach dem Einsetzen muss er sich vollständig in der Nut entspannen können.
Die Auswahl erfolgt anhand des Nenndurchmessers der Bohrung. Zusätzlich müssen Nutdurchmesser, Nutbreite, Materialdicke, freier Ringdurchmesser und zulässige axiale Last zur Konstruktion passen.
Sicherungsringe nach DIN 471 und DIN 472 sehen ähnlich aus, sind jedoch nicht austauschbar. Ein Ring für Wellen wird zur Montage aufgeweitet, während ein Ring für Bohrungen zusammengedrückt wird.
Keilsicherungsscheiben nach DIN 25201
Keilsicherungsscheiben sichern Schraubverbindungen gegen selbstständiges Losdrehen durch Vibrationen und dynamische Belastungen. Sie werden immer als zusammengehöriges Scheibenpaar verwendet.
Die einander zugewandten Innenseiten besitzen Keilflächen. Die Außenseiten sind mit radialen Verzahnungen versehen, die sich am Schraubenkopf, an der Mutter und an der Auflagefläche abstützen.
Versucht sich die Schraubverbindung zu lösen, muss eine Bewegung über die inneren Keilflächen erfolgen. Durch deren Geometrie vergrößert sich dabei der Abstand zwischen Schraubenkopf beziehungsweise Mutter und Auflagefläche. Die Schraube müsste zusätzlich gedehnt werden. Dadurch wird der Losdrehbewegung entgegengewirkt.
Keilsicherungsscheiben eignen sich insbesondere für Schraubverbindungen an:
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Maschinen und Produktionsanlagen,
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Nutz- und Schienenfahrzeugen,
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Baumaschinen,
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Windkraftanlagen,
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Förder- und Hebetechnik,
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Pumpen und Kompressoren,
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vibrierenden Antrieben,
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sicherheitsrelevanten Konstruktionen.
Die Auswahl erfolgt vorrangig anhand der Gewindegröße. Zusätzlich ist zu prüfen, ob eine Standardausführung oder eine Variante mit vergrößertem Außendurchmesser benötigt wird.
Ein größerer Außendurchmesser kann sinnvoll sein, wenn Langlöcher, große Durchgangsbohrungen, weiche Auflageflächen oder Flanschschrauben berücksichtigt werden müssen.
Welches Sicherungselement ist das richtige?
Die passende Produktgruppe ergibt sich aus der Art der Verbindung:
| Anwendung | Passendes Sicherungselement |
|---|---|
| Bauteil soll auf einer Welle axial gehalten werden | Sicherungsring nach DIN 471 |
| Bauteil soll innerhalb einer Bohrung axial gehalten werden | Sicherungsring nach DIN 472 |
| Schraube oder Mutter soll gegen selbstständiges Losdrehen gesichert werden | Keilsicherungsscheibe nach DIN 25201 |
Sicherungsringe ersetzen keine Keilsicherungsscheiben und umgekehrt. Sicherungsringe erzeugen einen formschlüssigen axialen Anschlag in einer Nut. Keilsicherungsscheiben erhalten dagegen die Vorspannung einer Schraubverbindung und wirken einer Drehbewegung entgegen.
Sicherungsringe richtig auswählen
Bei Sicherungsringen sollten mindestens folgende Angaben geprüft werden:
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Welle oder Bohrung: Zunächst muss feststehen, ob außen auf einer Welle oder innen in einer Bohrung gesichert wird.
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Nenndurchmesser: Der Wellendurchmesser beziehungsweise Bohrungsdurchmesser bestimmt die Ringgröße.
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Nutabmessungen: Nutdurchmesser und Nutbreite müssen zum ausgewählten Sicherungsring passen.
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Axiale Last: Die im Betrieb auftretende Kraft darf die zulässige Belastung von Ring und Nut nicht überschreiten.
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Werkstoff und Oberfläche: Korrosion, Temperatur und Umgebungsmedien sind bei der Auswahl zu berücksichtigen.
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Montagezugang: Für die Zange und den erforderlichen Öffnungs- oder Schließweg muss ausreichend Platz vorhanden sein.
Die Tragfähigkeit einer Sicherung hängt nicht allein vom Ring ab. Auch Werkstoff, Festigkeit, Nutgeometrie, Kantenabstand und Anlagefläche des gesicherten Bauteils beeinflussen die Belastbarkeit der gesamten Verbindung.
Die in den Produkttabellen angegebene axiale Last sollte deshalb nicht ohne Prüfung als Belastbarkeit der kompletten Konstruktion übernommen werden.
Hinweise zur Montage von Sicherungsringen
Für eine zuverlässige Montage empfehlen wir:
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eine zur Ringgröße passende Sicherungsringzange zu verwenden,
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den Ring nur so weit wie erforderlich aufzuweiten oder zusammenzudrücken,
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die Nut vor der Montage von Spänen und Verschmutzungen zu reinigen,
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Beschädigungen und Grate an Welle, Bohrung und Nut zu vermeiden,
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nach der Montage den vollständigen Sitz in der Nut zu kontrollieren,
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verformte oder überdehnte Sicherungsringe nicht weiterzuverwenden.
Der Ring muss über seinen gesamten Umfang korrekt in der Nut sitzen. Ein nur teilweise eingerasteter Sicherungsring kann sich unter Belastung lösen oder aus der Nut springen.
Bei der Demontage sollte ebenfalls geeignetes Werkzeug verwendet werden. Ein Heraushebeln mit Schraubendrehern kann den Ring, die Nut oder angrenzende Bauteile beschädigen.
Hinweise zur Montage von Keilsicherungsscheiben
Keilsicherungsscheiben werden paarweise montiert. Die Keilflächen liegen innen aufeinander, während die radial verzahnten Außenseiten zum Schraubenkopf beziehungsweise zur Mutter und zur Auflagefläche zeigen.
Bei der Montage ist Folgendes zu beachten:
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immer ein vollständiges Scheibenpaar verwenden,
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Scheiben nicht einzeln oder mit vertauschter Orientierung montieren,
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die richtige Größe für Schraube und Auflagefläche wählen,
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das vorgeschriebene Anziehdrehmoment der Schraubverbindung einhalten,
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Auflageflächen und Gewinde vor der Montage prüfen,
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die Verbindung nach der Montage kontrollieren.
Keilsicherungsscheiben ersetzen keine fachgerechte Auslegung der Schraubverbindung. Schraubenfestigkeit, Einschraubtiefe, Vorspannkraft, Reibungsverhältnisse und Belastung müssen weiterhin zur Anwendung passen.
Werkstoffe und Korrosionsschutz
Die Sicherungsringe im Febrotec-Standardprogramm bestehen aus Federstahl, unter anderem aus dem Werkstoff 1.1248. Der Federwerkstoff ermöglicht die elastische Verformung, die für Montage und sicheren Sitz in der Nut erforderlich ist.
Die Keilsicherungsscheiben werden aus vergütbaren beziehungsweise federharten Stählen hergestellt und mit einer Zinklamellenbeschichtung angeboten. Die Beschichtung verbessert den Korrosionsschutz und eignet sich für zahlreiche industrielle Anwendungen.
Die tatsächliche Beständigkeit hängt jedoch von Feuchtigkeit, Temperatur, Salzbelastung, Reinigungsmitteln und weiteren Umgebungsbedingungen ab. Für besonders korrosive Bereiche muss die Eignung der jeweiligen Ausführung gesondert geprüft werden.
Häufige Fragen zu Sicherungselementen
Was ist der Unterschied zwischen DIN 471 und DIN 472?
DIN 471 bezeichnet Sicherungsringe für Wellen. DIN 472 bezeichnet Sicherungsringe für Bohrungen beziehungsweise Gehäuse.
Kann ich einen Sicherungsring für Wellen in einer Bohrung verwenden?
Nein. Die Geometrie und Montagerichtung unterscheiden sich. Für Bohrungen muss ein dafür vorgesehener Sicherungsring nach DIN 472 verwendet werden.
Muss für einen Sicherungsring eine Nut vorhanden sein?
Ja. Sicherungsringe nach DIN 471 und DIN 472 benötigen eine passend dimensionierte Nut, in der sie formschlüssig einrasten.
Werden Keilsicherungsscheiben einzeln montiert?
Nein. Sie funktionieren nur als Scheibenpaar mit den Keilflächen auf den einander zugewandten Innenseiten.
Kann ein Sicherungsring mehrfach verwendet werden?
Eine erneute Verwendung sollte nur erfolgen, wenn der Ring nicht überdehnt, verformt, beschädigt oder korrodiert ist. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen empfiehlt sich der Austausch durch einen neuen Ring.