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mitverspanntes Keilscheibenpaar - NORD-LOCK®

Schraubensicherungssystem für dynamische Belastungen

Übersicht | Produktbeschreibung | Technische Daten | Montagehinweise


Übersicht

 
 
mitverspanntes Keilscheibenpaar
  • Edelstahl A4
  • mechanisches Verbindungsmittel
  • Schraubensicherungsystem, welches die Vorspannung und die Elastizität der Schraube ausnutzt
  • auch für dynamische Beanspruchungen und Schwingungsbeanspruchungen
  • für normale Bohrungen und mit vergrößerter Auflagefläche für Langlöcher
  • Sicherungsfunktion bei hohen und niedrigen Vorspannkräften gewährleistet
  • montagefertige Lieferung
  • einfache Montage und Demontage
  • wiederverwendbar auch nach Demontage

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Produktbeschreibung

FUNKTIONSPRINZIP

NORD-LOCK® ist nach DIN 25201 ein in der Verschraubung mitverspanntes Keilscheibenpaar, dessen Keilwirkung jede Neigung zu etwaigen Selbstlöseerscheinungen sofort abblockt. Das Sicherungssystem beruht auf Vorspannung anstatt auf Reibung.

Das Prinzip des mitverspannten Keilscheibenpaares beruht darauf, dass der Anstieg der Keilflächen zwischen den beiden Sicherungsscheiben größer ist, als die Steigung des Schraubengewindes. Auf den Außenflächen des Keilscheibenpaares befinden sich Radialrippen, die sich beim Anziehen der Mutter in die angrenzenden Flächen einprägen und somit einen Formschluß darstellen. Eine Bewegung ist nun nur noch zwischen den Scheiben möglich.

Durch die höhere Steigung des Keilscheibenpaares gegenüber dem Gewinde muss zum Lösen der Schraubverbindung eine höhere Kraft als beim Schließen aufgebracht werden, da die höhere Steigung zwangsläufig beim Lösen zu einer Dehnung der Schraube führt, die in einem erhöhten Kraftbedarf resultiert.

Dieses physikalische Prinzip führt zu der hohen Sicherheit des Schraubensicherungssystemes. Im Einsatzzustand erzeugt die Dehnung des Gewindes eine Rückstellkraft, die bei Entlastung zu einer Rückkehr in den ursprünglichen Zustand führt.


DYNAMISCHE BEANSPRUCHUNG

Eine bewährte Methode zum Testen der Sicherheit von Schraubverbindungen beim Auftreten von Schwingungen ist der Vibrationstest nach Junker (DIN 65151). Während der Belastung der Schraube durch Vibrationen quer zur Schraubenachse wird die Vorspannkraft mittels einer Druckmessdose gemessen und aufgezeichnet. Für die Verankerung von Lärmschutzwänden wurde ein solcher Test für die Verankerungssituation durchgeführt. Hierzu wurde ein SCHNABEL-Ankerstab, bestehend aus einer Edelstahl-Gewindehülse und einem mittels Reibschweißen angeschlossenen Betonstahl, mit verschiedenen Verbindungsmittelkombinationen getestet.

Folgende vier Versuchsaufbauten wurden mit dem Junker-Test bei einer Frequenz von 50Hz untersucht:

Test 1: Unterlegscheibe – Mutter – Kontermutter
            Gewindestange mit der Hand in die Gewindehülse eingedreht
Test 2: Unterlegscheibe – Mutter – Kontermutter
            Gewindestange mit Vorspannung  in die Gewindehülse eingedreht
Test 3: NORD-LOCK®-Scheibe – Mutter
            Gewindestange mit der Hand in die Gewindehülse eingedreht
Test 4: NORD-LOCK®-Scheibe – Mutter
            Gewindestange mit Vorspannung  in die Gewindehülse eingedreht

Bei allen vier Versuchen wurden die Muttern, welche gegen die Fußplatte verschraubt werden, mit einem Drehmoment von 45 Nm angezogen. Die durch das Drehmoment entstandenen Vorspannkräfte für die einzelnen Tests können dem unten stehenden Diagramm entnommen werden. Nach der Aufbringung der Vorspannkraft wurden die Verbindungsmittel zueinander mit einer Markierung gekennzeichnet, um durch die Belastung entstehende Drehbewegungen zu dokumentieren. Anschließend wurden die Verbindungen mit insgesamt 750 Lastwechseln über einen Zeitraum von 15 Sekunden ausgesetzt.

Vorspannkraft-Zeit-Diagramm für Junker-Vibrationstest mit SCHNABEL-Ankerstab und Verschiedenen Verbindungsmittelkombinationen


Die Verbindungen mit Kontermuttern haben sich während der Belastung kontinuierlich gelöst, bis sie nach ca. 700 Lastspielen offen waren. Die Verbindungen mit NORD-LOCK®-Scheibe hingegen zeigen nur zu Beginn der Belastung eine leichte Verminderung der Vorspannkraft, welche auf Setzungsvorgängen im Gewinde beruhen. Der Beweis für die Sicherheit der Verbindung ist das Ansteigen der Vorspannung beim Lösen der Schraube mit einem Schlüssel. Als weiteres Ergebnis ist festzustellen, dass eine Vorspannung der Gewindestangen in die Gewindehülse zu keiner Ergebnisverbesserung führt.

Mit diesem Ergebnis wurde ein Biegewechselversuch an einem montierten Pfosten durchgeführt. Auch hier konnte das gleiche Ergebnis festgestellt werden. Selbst nach 5.475 Millionen Lastwechseln war die Schraubenverbindung immer noch sicher vorgespannt.


EINSATZ BEI LANGLÖCHERN UND MATERIALIEN MIT GERINGER FESTIGKEIT

Ein wesentlicher Aspekt der Wirkweise von NORD-LOCK®-Keilscheibenpaaren ist der Formschluss der zwischen den Radialrippen der Außenseiten des Keilscheibenpaares und dem Schraubenkopf bzw. der Oberfläche des zu befestigen Elementes entsteht.

Bei Langlöchern hingegen fehlt ein Teil dieser Anpressfläche, so dass die Vorspannkraft auf die verbleibende Restanpressfläche wirkt und zu einer Beschädigung der Lochränder durch Materialüberbeanspruchung führen kann.
Aus diesem Grund ist bei Langlöchern der Einsatz von NORD-LOCK®-Sicherungsscheiben mit  vergrößerte Auflagefläche empfohlen.
Eine ähnliche Problematik entsteht bei Materialien mit geringer Festigkeit. Auch hier sollte zur Vermeidung von Materialüberbeanspruchung die Anpresskraft durch eine größere Auflagefläche verringert werden.

Keilsicherungsscheibenpaar nach DIN 25201 – normale Auflagefläche
   Material Edelstahl A4, oberflächengehärtet

Bezeichnung für
Gewinde
Ø
Außen
[mm]
Ø
Innen
[mm]
Dicke

[mm]
NL 12 SS (A4) M 12 19,5 13,0 2,0
NL 16 SS (A4) M 16 25,4 17,0 3,2
NL 20 SS (A4) M 20 30,7 21,4 3,2
NL 22 SS (A4) M 22 34,5 23,4 3,2
NL 24 SS (A4) M 24 39,0 25,3 3,2
NL 27 SS (A4) M 27 42,0 28,5 6,8
NL 30 SS (A4) M 30 47,0 31,4 6,8
NL 36 SS (A4) M 36 55,0 37,4 6,8
NL 42 SS (A4) M 42 63,0 43,2 6,8



Keilsicherungsscheibenpaar nach DIN 25201 – vergrößerte Auflagefläche
   Material Edelstahl A4, oberflächengehärtet, für Langlöcher und Materialien
   geringer Festigkeit

Bezeichnung für
Gewinde
Ø
Außen
[mm]
Ø
Innen
[mm]
Dicke

[mm]
NL 12 SP SS (A4) M 12 25,4 13,0 3,2
NL 16 SP SS (A4) M 16 30,7 17,0 3,2
NL 20 SP SS (A4) M 20 39,0 21,4 3,2
NL 22 SP SS (A4) M 22 42,0 23,4 3,2
NL 24 SP SS (A4) M 24 48,5 25,3 3,2
NL 27 SP SS (A4) M 27 48,5 28,5 6,8
NL 30 SP SS (A4) M 30 58,5 31,4 6,8


Verkauf auch in Kleinmengen
weitere Abmessungen und Materialien auf Anfrage !

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Montagehinweise




Keilscheibenpaar direkt zwischen Schraubenkopf bzw. Mutter und Oberfläche des zu befestigenden Bauteiles legen.

Bauteil und Gegenbauteil mit Gewinde  dürfen sich in ihrer Lage zueinander nicht drehen können.



Werden gleichzeitig Mutter und Schraube eingesetzt, so müssen unter beide Schraubenköpfe je ein Keilscheibenpaar (sowohl fehlender Formschluß unter der Mutter als auch unter dem Schraubekopf können die Schraubverbindung lösen)

Die beiden Bauteile, die durch den Schraubenanschluß verbunden werden, dürfen sich in ihrer Lage zueinander nicht drehen können.




Niemals unter das Keilscheibenpaar eine weitere Unterlegscheibe legen. Es würde zwar ein Formschluß zwischen Keilscheibenpaar und Unterlegscheibe entstehen, jedoch würde sich die Verbindung aufgrund des fehlenden Formschlusses zwischen Unterlegscheibe und Bauteil lösen. Das Keilscheibenpaar wäre in dieser Anordnung genauso gut wie kein Keilscheibenpaar.

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