Sind Federscheiben notwendig?

Ja, Federscheiben sind bei vielen Befestigungsanwendungen erforderlich, da sie die Spannung aufrechterhalten, einem Lösen entgegenwirken und die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessern, insbesondere in dynamischen Umgebungen oder Umgebungen mit starken Vibrationen.

Obwohl sie einfach aussehen, sind Federscheiben wesentliche Komponenten in vielen mechanischen Konstruktionen.

Von Automotoren bis hin zu Industrieanlagen bieten diese kleinen Komponenten einen wesentlichen Widerstand gegen das Lösen von Schrauben. 

Wenn Sie wissen, was eine Federscheibe ist, wie sie funktioniert und wo sie am effektivsten ist, können Sie besser entscheiden, ob sie für Ihr spezielles Projekt erforderlich ist.

Was ist eine Federscheibe?

Eine Federscheibe ist ein mechanisches Befestigungselement, das dafür ausgelegt ist, beim Zusammendrücken eine kontinuierliche Kraft oder Spannung auszuüben. 

Im Gegensatz zu flachen Unterlegscheiben, die in erster Linie die Last verteilen, bieten Federscheiben Elastizität. 

Sie tragen zur Aufrechterhaltung einer sicheren Befestigung bei, indem sie einem Lösen durch Vibrationen, Temperaturschwankungen oder Lastverschiebungen entgegenwirken.

Wozu dienen Federscheiben? Einfach ausgedrückt sorgen sie dafür, dass die Mutter oder Schraube auch bei ständiger Bewegung oder Belastung sicher an ihrem Platz bleibt. 

Egal, ob Sie mit Elektronik, Motoren oder schwerem Gerät arbeiten, die zusätzliche Spannung einer Federscheibe kann den Unterschied zwischen Stabilität und mechanischem Versagen ausmachen.

Warum Federscheiben verwenden?

Der Hauptgrund für die Verwendung von Federscheiben besteht darin, zu verhindern, dass sich Befestigungselemente mit der Zeit lösen. Aus folgenden Gründen werden sie häufig in Baugruppen verwendet:

• Vibrationsfestigkeit: Durch die Bewegung von Maschinen oder Fahrzeugen können sich Befestigungselemente lösen. Federscheiben absorbieren einen Teil der Stöße.
  
• Ausgleich von Ausdehnung/Kontraktion: Temperaturschwankungen können zur Ausdehnung oder Kontraktion von Metallteilen führen. Federscheiben gleichen diese Bewegung aus.
  
• Beibehaltene Vorspannung: Sie helfen dabei, die Spannung auf der Schraube aufrechtzuerhalten, auch wenn das darunter liegende Material leicht zusammengedrückt wird.
  

Warum also Federscheiben verwenden? Der Hauptgrund ist, die Integrität der Befestigung unter schwierigen Bedingungen zu bewahren.

4 Federscheibentypen

Es gibt verschiedene Federscheibentypen, die sich jeweils für unterschiedliche Anwendungen eignen:

Federscheiben (Spiralfedern)

Diese kommen am häufigsten vor und sehen aus wie ein Ring mit einer Lücke. Ihre verdrehte Form erzeugt beim Zusammendrücken eine Federspannung.

Wellenfederscheiben

Diese zeichnen sich durch ihre gebogene Form aus und sorgen für eine ausgewogene Ablenkung und einen moderaten Druck.

Sie sind ideal, wenn der Platz begrenzt ist und eine gleichmäßigere Lastverteilung erforderlich ist.

Zahnscheiben

Sie werden auch als gezahnte Unterlegscheiben bezeichnet und verfügen über Zähne oder Rippen, die sich in die Oberfläche des Materials graben, um ein Verrutschen zu verhindern.

Konische (Belleville-)Unterlegscheiben

Diese kegelförmigen Unterlegscheiben bieten eine hohe Ladekapazität auf kleinem Raum und sind für eine größere Lastbewältigung stapelbar.

Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Ihnen bei der Auswahl der besten Unterlegscheiben-Sicherungsfeder für Ihre Anwendung.

Verwendung von Federscheiben

Wenn Sie wissen, wie man Federscheiben verwendet, profitieren Sie optimal. Normalerweise wird die Federscheibe zwischen dem Befestigungselement – einer Mutter oder Schraube – und der zu befestigenden Oberfläche platziert.

Durch diese Positionierung kann es beim Anziehen der Schraube komprimiert werden und übt eine konstante Kraft auf die Mutter aus, um sie an ihrem Platz zu halten.

Wann sollten Sie eine Federscheibe verwenden? Ziehen Sie sie in folgenden Situationen in Betracht:

• Das Gelenk kann Vibrationen ausgesetzt sein
• Das Oberflächenmaterial kann sich mit der Zeit verdichten
• Sie arbeiten mit dynamischen oder beweglichen Komponenten
  

Bedenken Sie jedoch, dass nicht alle Verbindungen eine Federscheibe erfordern, insbesondere wenn die Befestigungselemente bereits über Verriegelungsfunktionen verfügen oder die Vorspannung nicht entscheidend ist.

Funktionieren Federscheiben?

Ja, Federscheiben funktionieren, aber ihre Wirksamkeit hängt von der richtigen Anwendung ab. 

In Kombination mit der richtigen Schraubengröße und dem richtigen Drehmoment erzeugen sie genügend Reibung, um die Gefahr eines unbeabsichtigten Lösens zu verringern. 

In Umgebungen mit starken Vibrationen, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder bei schweren Automobilanwendungen, müssen sie für optimale Ergebnisse jedoch möglicherweise mit zusätzlichen Verriegelungsmechanismen kombiniert werden.

Allerdings sind nicht alle Federscheiben gleich. Minderwertige Materialien, falsche Installation oder der Einsatz in nicht-dynamischen Anwendungen können ihre Leistung beeinträchtigen.

Wozu dienen Federscheiben?

Einfach ausgedrückt: Wozu dienen Federscheiben? Sie sollen die Spannung aufrechterhalten und das Lösen von Befestigungselementen verhindern. Sie sind besonders nützlich:

• In Motoren, wo die Wärmeausdehnung konstant ist
  
• In Schienenfahrzeugen oder Schiffsanwendungen, die ständigen Vibrationen ausgesetzt sind
  
• In elektronischen Baugruppen, die kompakte tragende Teile erfordern
  

Sie sind nicht für jeden Einsatzzweck vorgeschrieben, aber unerlässlich, wenn die Verbindungsintegrität durch Bewegung, Vibration oder Materialsetzung beeinträchtigt werden könnte.

So entfernen Sie Federscheiben

Wenn Sie sich fragen, wie Sie Federscheiben entfernen, haben wir gute Nachrichten: Der Vorgang ist unkompliziert. 

Lösen Sie einfach die Schraube oder Mutter wie gewohnt. In manchen Fällen, insbesondere bei Rost oder Verformungen, benötigen Sie möglicherweise eine Zange, um die Unterlegscheibe abzuhebeln. 

Überprüfen Sie immer, ob sich die Unterlegscheibe verformt hat. Wenn ja, ersetzen Sie sie vor dem erneuten Zusammenbau.

Sind Federscheiben wiederverwendbar?

Technisch gesehen ja, aber es hängt vom Zustand der Waschmaschine ab. 

Federscheiben können nur dann wiederverwendet werden, wenn sie weder ihre Spannung verloren haben noch unter Ermüdung, Rissbildung oder bleibender Verformung leiden. 

Wenn die Unterlegscheibe flach, verrostet oder beschädigt erscheint, ist es besser, sie auszutauschen. Die Wiederverwendung beschädigter Unterlegscheiben kann zum Versagen des Befestigungssystems führen.

Brauchen Sie immer eine Federscheibe?

Nein, Sie brauchen nicht immer eine Federscheibe, aber unter den richtigen Bedingungen ist sie unerlässlich. 

Beispielsweise kann bei statischen Baugruppen ohne Vibration eine Unterlegscheibe ausreichend sein. 

Im Gegensatz dazu profitieren dynamische Umgebungen wie Motoren, Pumpen oder Förderbänder fast immer von Federscheiben.

Alternativen zu Federscheiben

Obwohl Federscheiben sehr vielseitig sind, können für einige Anwendungen Alternativen von Vorteil sein, wie beispielsweise:

• Schraubensicherungsmittel (z. B. Loctite)
• Kontermuttern mit Nyloneinsatz
• Muttern mit selbstsicherndem Drehmoment
• Gezahnte Flanschschrauben
  

Je nach Konstruktionsanforderungen und Umgebungsbedingungen können diese Alternativen Federscheiben manchmal übertreffen.

Wellenfederscheiben: Ein genauerer Blick

Besonders hervorzuheben ist die Wellenfederscheibe. 

Im Gegensatz zu Federscheiben, die die Kraft nur in eine Richtung ausüben, sorgen Wellenscheiben für einen mehrpunktigen, verteilten Druck. 

Dadurch sind sie ideal für dünne Materialien oder wenn es auf die Kontrolle der Durchbiegung ankommt.

Aufgrund ihrer Form werden Wellenfederscheiben unter Belastung komprimiert, behalten dabei aber eine konstante Federrate bei. 

Sie werden häufig in der Elektronik, bei kleinen Motoren und in Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen verwendet.

Konfigurationen der Unterlegscheiben-Sicherungsfeder

Wenn Sie eine Unterlegscheiben-Sicherungsfeder in einer gestapelten oder geschichteten Baugruppe verwenden, achten Sie darauf, sie richtig mit anderen Unterlegscheiben zu kombinieren. 

Eine häufig gestellte Frage betrifft die Platzierung: „Sollte die Unterlegscheibe vor oder nach der Sicherungsscheibe angebracht werden?„

Die allgemeine Antwort ist: Wenn Sie beides verwenden, sollte die Unterlegscheibe an der Materialoberfläche anliegen und die Sicherungsscheibe zwischen der Unterlegscheibe und dem Mutter- oder Schraubenkopf. 

Diese Anordnung stellt sicher, dass die Federscheibe den Verschluss hält, während die Unterlegscheibe die Oberfläche schützt.

Fazit: Sind Federscheiben notwendig?

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Federscheiben in vielen, aber nicht allen Anwendungen erforderlich sind. 

Wenn Ihr Projekt Bewegung, Hitze oder Vibrationen beinhaltet, bietet eine Federscheibe die nötige Unterstützung, um die Befestigungselemente festzuhalten und Schäden oder Ausfälle zu verhindern. 

Um die richtige Wahl zu treffen, müssen Sie die verschiedenen Federscheibentypen kennen, wissen, wie man Federscheiben verwendet, und die Anforderungen Ihrer Baugruppe beurteilen.

Zwar gibt es Alternativen, doch aufgrund ihrer Einfachheit und Wirksamkeit sind Federscheiben in zahlreichen Branchen nach wie vor eine bewährte Lösung.