Schraubenscheiben erklärt: Gängige Typen, Materialien und wie man die richtige auswählt

A screw washer ist ein dünnes, flaches Bauteil, das unter einem Schraubenkopf oder zwischen zwei verbundenen Oberflächen platziert wird, um die Klemmlast zu verteilen, ein Lösen zu verhindern, das zu befestigende Material zu schützen oder eine wetterfeste Abdichtung zu schaffen. Während Unterlegscheiben im Vergleich zur Schraube selbst wie ein unbedeutendes Detail erscheinen, kann die falsche Wahl der Unterlegscheibe zu einer Lockerung der Verbindung, Materialschäden oder dem Eindringen von Wasser führen – sodass die Auswahl der Unterlegscheibe ein wichtiger Bestandteil jeder Befestigungsspezifikation und kein nachträglicher Gedanke ist.

Warum Unterlegscheiben in einer befestigten Verbindung wichtig sind

Die Hauptaufgabe einer Unterlegscheibe besteht darin, die Klemmkraft eines Schraubenkopfes auf eine größere Oberfläche zu verteilen, als der Kopf allein abdecken würde, und so den Druck (Kraft pro Flächeneinheit) zu verringern, der auf das darunter liegende Material ausgeübt wird. Dies ist vor allem bei weichen Materialien wie Holz oder Kunststoff von Bedeutung, bei denen ein direkt gegen die Oberfläche getriebener Schraubenkopf Fasern zerquetschen, das Material reißen oder unter Last oder Vibration allmählich durchziehen kann.

Abhängig von ihrer Konstruktion erfüllen Unterlegscheiben auch sekundäre Funktionen: Sie verhindern, dass sich eine Schraube unter Vibrationen herausdreht, sie schaffen eine komprimierbare Dichtung gegen das Eindringen von Wasser oder Luft oder sie sorgen für eine elektrische Isolierung zwischen unterschiedlichen Metallen, um galvanische Korrosion zu reduzieren.

Gängige Arten von Schraubenscheiben

Unterschiedliche Unterlegscheibenkonstruktionen lösen unterschiedliche Probleme, und die Wahl des falschen Typs ist einer der häufigsten – und leicht vermeidbaren – Befestigungsfehler.

Split lock washers sind nach wie vor die am häufigsten verwendeten Anti-Lockerungs-Unterlegscheiben in allgemeinen Beschlägen, obwohl technische Studien ihre Wirksamkeit im Vergleich zu korrekt angezogenen Unterlegscheiben oder Schraubensicherungsmitteln zunehmend in Frage gestellt haben – was bedeutet, dass sie nicht als Ersatz für das korrekte Installationsdrehmoment in kritischen Verbindungen betrachtet werden sollten.

In Schraubenscheiben verwendete Materialien

Das Material der Unterlegscheibe sollte zum Schrauben- und Grundmaterial passen, um galvanische Korrosion zu vermeiden, und sollte zur Umgebung passen, der die Verbindung ausgesetzt ist.

• Zinc-plated steel: Die gebräuchlichste und wirtschaftlichste Option für den allgemeinen Innenbereich
• Stainless steel: Starke Korrosionsbeständigkeit, Standardwahl für Außen-, Meeres- oder Nassumgebungen
• Nylon/plastic: Elektrisch isolierend und nicht beschädigend, wird dort verwendet, wo Metall-zu-Metall-Kontakt vermieden werden muss
• Kupfer oder Messing: Funkenfrei und korrosionsbeständig, wird in Elektro- und einigen Marine-Hardware verwendet
• EPDM-gebundener Gummi (auf Dichtscheiben): Bietet eine wetterfeste Abdichtung, die über einen weiten Temperaturbereich flexibel bleibt

Beim Befestigen unterschiedlicher Metalle – wie z. B. einer Edelstahlschraube in einer Aluminiumplatte – verwenden Sie a Nylon oder eine andere nichtleitende Unterlegscheibe als Barriere kann dazu beitragen, galvanische Korrosion an der Kontaktstelle zu reduzieren, die eine häufige Ursache für vorzeitiges Versagen von Befestigungselementen bei Metalldach- und -verkleidungsanwendungen im Außenbereich ist.

Washer Sizing and Fit

Damit eine Unterlegscheibe richtig funktioniert, muss sie im Verhältnis zur Schraube die richtige Größe haben – ein zu kleiner Innendurchmesser passt nicht über den Schaft, eine zu große Unterlegscheibe sitzt nicht sicher unter dem Schraubenkopf.

Hierbei handelt es sich um allgemeine Referenzmaße, die je nach Norm (ANSI, DIN oder ISO) und Scheibenserie (Standard, schmales oder breites Muster) leicht variieren. Überprüfen Sie daher immer die genauen Maße anhand der spezifischen Norm, auf die in einer Projektspezifikation verwiesen wird, insbesondere bei strukturellen oder technischen Anwendungen.

Dichtungsscheiben für Außen- und Dachanwendungen

Für Dächer, Fassadenverkleidungen und andere Befestigungsanwendungen im Außenbereich sind Unterlegscheiben erforderlich, die speziell dafür ausgelegt sind, das Eindringen von Wasser um die Schraubendurchdringungsstelle herum zu verhindern, und nicht nur normale flache Unterlegscheiben aus Metall.

• Geklebte Dichtungsscheiben kombinieren eine Metall-Unterlegscheibe mit einer dauerhaft an einer Seite befestigten Gummidichtung (typischerweise EPDM).
• Hochwertige EPDM-Dichtungsscheiben bleiben in der Regel ab ca -40 °F bis 300 °F (-40 °C bis 150 °C) , um saisonale Temperaturschwankungen abzudichten
• Das richtige Montagedrehmoment ist entscheidend – zu starkes Anziehen kann die Gummidichtung komprimieren und beschädigen, während zu geringes Anziehen einen Spalt hinterlässt, der das Eindringen von Wasser ermöglicht
• Die meisten Hersteller von Dachschrauben empfehlen den Austausch von Dichtungsscheiben, wenn das Gummi Risse aufweist, und rechnen in der Regel mit einer Lebensdauer von 15 bis 20 Jahre unter normaler Witterungseinwirkung

So wählen Sie die richtige Schraubenscheibe aus

Die Auswahl der richtigen Unterlegscheibe hängt vom zu befestigenden Material, der Umgebung und davon ab, ob Vibrationsfestigkeit oder Witterungsbeständigkeit erforderlich sind.

Auswahl-Checkliste

1. Identifizieren Sie das Grundmaterial – weiche Materialien wie Holz oder Kunststoff profitieren von einer größeren Kotflügelscheibe, um die Last zu verteilen und ein Durchziehen zu verhindern
2. Stellen Sie fest, ob das Gelenk Vibrationen ausgesetzt ist. Wenn ja, ziehen Sie zusätzlich zu einer Standard-Unterlegscheibe eine Sicherungsscheibe, eine Belleville-Unterlegscheibe oder eine Schraubensicherungsmasse in Betracht
3. Prüfen Sie, ob die Anwendung im Freien erfolgt oder eine wetterfeste Abdichtung erforderlich ist, und wählen Sie eine geklebte Dichtungsscheibe, wenn das Eindringen von Wasser ein Problem darstellt
4. Passen Sie das Unterlegscheibenmaterial an die Schraube und das Grundmaterial an, um galvanische Korrosion zu vermeiden. Verwenden Sie bei Bedarf eine Nylon- oder Isolierunterlegscheibe zwischen unterschiedlichen Metallen
5. Stellen Sie sicher, dass der Innendurchmesser mit minimalem Spiel zum Schraubenschaft passt und der Außendurchmesser zum verfügbaren Spiel um die Verbindung passt
6. Wählen Sie für elektrische Erdungsanwendungen eine Zahnscheibe, die sich durch Oberflächenbeschichtungen schneidet und einen zuverlässigen Kontakt herstellt

Beispielsweise würde die Montage einer Metalldachplatte im Freien eine Montage erfordern Edelstahlschraube mit aufgeklebter EPDM-Dichtscheibe um Undichtigkeiten an jedem Befestigungspunkt zu verhindern, während für die Montage einer Holzregalhalterung für den Innenbereich, die nur minimalen Vibrationen ausgesetzt ist, normalerweise nur eine erforderlich ist standardmäßige verzinkte Unterlegscheibe um die Holzoberfläche zu schützen und den Klemmdruck gleichmäßig zu verteilen.