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Die oft emotionale Diskussion über Unterlegscheiben versachlichen

Unterlegscheiben
Ein Experte klärt auf: Bei falscher Auswahl ist die Verwendung von Unterlegscheiben für die Schraubenverbindung eher schädlich. (Bild: Philipp Berezhnoy / iStock)

Wenn schon Unterlegscheiben, dann die richtigen

Von Peter Thomsen

Schraubenverbindungen sind hochkomplexe Systeme, die Verwendung von Unterlegscheiben macht die Sache nicht einfacher und sollte wohldurchdacht werden. Die Diskussion über die erforderliche Verwendung von Unterlegscheiben wird oft eher emotional statt sachlich begründet geführt. Im Folgenden möchte ich etwas zur Aufklärung und damit zu einer besseren Entscheidungsfindung beitragen.

Unterlegscheiben werden üblicherweise auch als „U-Scheiben“ bezeichnet. Zunehmend findet man auch die Begriffe „Unterlagscheiben“ und „Beilagscheiben“. Das erinnert ein wenig an die Diskussionen um „Schraubenzieher und Schraubendreher“ und „Zollstock und Gliedermessstab“.

Sie finden Verwendung, um die Auflagefläche vor Schäden durch Reibung (Fressen) zu schützen, zur Verbesserung der Montage an schon beschädigten Mutternauflageflächen und um – bei größeren Löchern als vorgesehen (ISO 7093-1+2, ex DIN 9021) – die Kräfte von der Mutter zur Auflagefläche zu übertragen.

Die VDI 2200:2007-07 verlangt in Absatz 6.1 den grundsätzlichen Einsatz von Unterlegscheiben. Nach ASME PCC-1-2010 ist die Verwendung optional. Für die Verspannung von Bauteilen mit niedriger Festigkeit sollten U-Scheiben mit größerem Durchmesser verwendet werden, z. B: nach ISO 7093-1+2 (ex DIN 9012 oder ISO 7094 (ex DIN 440). Tabelle 1 zeigt eine Übersicht der üblichen Normen zu Unterlegscheiben, zusätzlich zeigt sie die seit Jahrzehnten zurückgezogenen alten Normen, die immer noch Verwendung finden.

Wie auch bei den Schrauben halten sich die alten Normen hartnäckig. Man zieht eine Zuordnung der Härteklasse zu den Schraubenfestigkeiten für Unterlegscheiben aus Stahl „schwarz“ und Edelstahl „weiß“. In den Normen findet man keine Hinweise zur Kennzeichnung.

Tab.1: Übersicht der Normen und Anwendungsbereiche für Unterlegscheiben.
(© Peter Thomsen)
Normen/Regel  

Anmerkungen

Werkstoffe
aktuell alt schwarz weiß
DIN EN ISO 7089 DIN 125

Teil

1+2

(bis 2000)

nur alte Form A ohne Fase
Härteklasse HV 200 für Festigkeitsklasse ≤ 8.8 X X
Härteklasse HV 300 für Festigkeitsklasse ≤ 10.9 X
DIN EN ISO 7090 nur alte Form B mit Fase
Härteklasse HV 200 für Festigkeitsklasse ≤ 8.8 X X
Härteklasse HV 300 für Festigkeitsklasse ≤ 10.9 X
DIN EN ISO 7091 DIN 126

(bis 2000)

für Schrauben niedriger Festigkeitsklasse ≤ 6.8 X
DIN EN ISO 7092 DIN 433

Teil 1+2

(bis 2000)

für Zylinderschrauben (Innensechskantschrauben)

kleinere AußenØ

Härteklasse HV 200 für Festigkeitsklasse ≤ 8.8 X X
Härteklasse HV 300 für Festigkeitsklasse ≤ 10.9 X
DIN EN ISO 7093-1 DIN 9021

(bis 2000)

für weiche Bauteile oder zu große Schraubenlöcher

größerer AußenØ, Platz auf den Flanschen beachten

Härteklasse HV 200 für Festigkeitsklasse ≤ 8.8 X X
Härteklasse HV 300 für Festigkeitsklasse ≤ 10.9 X
DIN EN ISO 7093-2 für weiche Bauteile oder zu große Schraubenlöcher

größerer AußenØ

für Schrauben niedriger Festigkeitsklasse ≤ 6.8

Platz auf den Flanschen beachten

X
DIN EN ISO 7094 DIN 440

(bis 2000)

für sehr weiche Bauteile (Holz, Kunststoff)

große AußenØ

für Schrauben niedriger Festigkeitsklasse ≤ 6.8

X
DIN EN 14399-5 ohne Fasen

für HV Schrauben M12 – M36

X
DIN EN 14399-5 und -6 DIN 6916

(bis 2006)

mit Fasen

für HV Schrauben M12 – M36

X
DASt-Richtlinie 021 für HV-Schrauben M39 bis M72 mit Fasen X
ASME PCC-01-2012, Anhang M, Tab. M-3 für metrische Schrauben, große Ø, relativ dünn X X
ASME PCC-01-2012, Anhang M, Tab. M-4 für zöllige (imperiale) Schrauben, große Ø, relativ dünn X X

Unterlegscheiben gibt es in verschiedenen Ausführungen (Abbildung 1). Die Verwendung von Standardunterlegscheiben ISO 7089 und 7090 (ex DIN 125 Form A und B) ist üblich. Es ist oft besser, die HV-Scheiben EN 14399-6 (ex DIN 6916) wegen ihrer höheren Festigkeit und größeren Dicke zu nutzen.

Unterlegscheiben

Abb.1: U-Scheiben ohne, mit Außenfase und mit zwei Fasen (HV-U-Scheiben). (© Peter Thomsen

Im Anhang M der ASME PCC-1-2010 (aus unserer lizensierten Übersetzung ins Deutsche) wird folgendes geschrieben:

Zitat: „Die Verwendung von Unterlegscheiben an verschraubten genormten Stahlflanschverbindungen ist optional. Es ist jedoch allgemein anerkannt, dass die Verwendung von durchgehärteten Stahl-Unterlegscheiben die Umsetzung von Eingangsdrehmoment in Schraubenspannung unterstützt, indem eine glatte und reibungsarme Auflagefläche für die Mutter geschaffen wird. Unterlegscheiben schützen die Kontaktfläche des Flansches vor Beschädigung durch eine sich drehende Mutter. Dies sind wichtige Überlegungen, wenn Drehmomentverfahren (entweder manuell oder hydraulisch) zum Anziehen der Schrauben verwendet werden. Dieser Anhang spezifiziert die Beschaffung von durchgehärteten Unterlegscheiben für verschraubte Flanschverbindungen, die in den Geltungsbereich dieser Richtlinie fallen. Die Verwendung von oberflächengehärteten Unterlegscheiben wird nicht empfohlen, da das weiche innere Material unter direkter Kompression plastisch fließt, wodurch die Unterlegscheiben sich wölben und dünner werden und infolgedessen die Schraubenspannung nachlässt.“

Ist der Einsatz von Unterlegscheiben nicht zu vermeiden, sollte der gleiche oder mindestens ein gleich fester Werkstoff wie Schraube und Mutter eingesetzt werden (siehe auch die Festigkeitsklassen in Tabelle 1). Bei Verwendung von Unterlegscheiben ist eine spezielle Werkstoffauswahl erforderlich. Informationen hierzu finden Sie in der technischen Information „Unterlegscheiben im Bereich von Druckgeräten“.

Der Zusammenhang von Härte (HV) zu Zugfestigkeit (Rm) zeigt auf, welche Festigkeit weiche Werkstoffe durchgehärtet werden müssen oder welche Zugfestigkeit der Werkstoff der U-Scheibe haben sollte (Tab. 2) und ordnet die entsprechenden Festigkeitsklassen und Werkstoffe zu.

In Tabelle 2 sind die Werkstoffe den Festigkeitsklassen zugeordnet.

Tab.2: Zuordnung der Härteklasse zu Zugfestigkeit, Festigkeitsklasse und Schraubenwerkstoff
(© Peter Thomsen)
Härteklasse 100 HV 200 HV 300 HV
Mindestzugfestigkeit Rm in MPa 320 640 965
Zuordnung der Schrauben nach der Festigkeitsklasse aus DIN EN ISO 898-1

 

(Hinweis: gängige Werkstoffe fett markiert)

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8 10.9
Zuordnung der Schrauben nach der Festigkeitsklasse aus der DIN EN ISO 3506-1 für nichtrostende Stähle

A1 bis A5

-50 -70

-80

 
Zuordnung der Schraubenwerkstoffe nach DIN EN 10269 (Vergütungsstähle) mit Wärmebehandlungszustand

 

(Hinweis: gängige Werkstoffe fett markiert)

1.1181+N / +QT

1.1191+N / +QT

1.5511+QT

1.1133+N

1.5680+NT o. +QT 1)

1.7218+QT

1.7709+QT

1.7729+QT

1.5662+N, +NT o. +QT

1.7390+NT o. +QT 1) 

1.5523+QT

1.7225+QT

1.7233+QT

1.7711+QT

1.6563+QT

1.6582+QT

1.6580+QT

1.4923+QT o. +QT2

1.4938+QT

1.4913+QT 1)

Zuordnung der austenitischen Stähle nach DIN EN 10269

 

(Hinweis: gängige Werkstoffe fett markiert)

1.4307+AT

1.4567+AT

1.4948+AT

1.4910+AT

1.4919+AT

1.4307+C700

1.4301+AT o. +C700

1.4303+AT o. +C700

1.4404+AT o. +C700

1.4401+AT o. +C700

1.4429+AT

1.4567+C700

1.4982+AT+WW

1.4986+WW+P

1.4307+C800

1.4303+C800

1.4404+C800

1.4401+C800

1.4980+AT+P

1)  Behandlungsform: +AT = lösungsgeglüht, +C = kaltverfestigt, +N = normalgeglüht, +NT = normalgeglüht und angelassen, +P = ausscheidungsgehärtet, +QT = vergütet, +WW = warmverfestigt

Sie finden eine Zuordnung für die Schrauben- und Mutternwerkstoffe nach den DIN EN ISO 898 (z.B. 5.6, 8.8 …) und DIN EN ISO 3506 (A2-50, A4-70 …). Zusätzlich gibt es eine Zuordnung nach der harmonisierten DIN EN ISO 10269 für Schraubenstähle. Gängige Werkstoffe sind jeweils „fett“ markiert.

Die Verwendung von Unterlegscheiben ist technisch nicht immer sinnvoll, denn ihre Vorteile werden von ihren Nachteilen aufgehoben. Die Setzbeträge (Abb.2) steigen mit der Anzahl der Spalten (Gewinde, Mutternauflage, U-Scheibe) je nach Klemmlängen/Durchmesser-Verhältnis.

Unterlegscheiben

Abb 2: Setzbeträge an Spalten. (© Peter Thomsen)

Habe ich also eine Schraube M16, zwei Bauteile mit einer Gesamtdicke von 64 mm, ergibt sich ein Verhältnis von 64 mm : M16 = 4 mm, ca. 0,006 mm pro Spalt und einer Schraubenverbindung ohne Muttern mit den Spalten aus Gewinde, Kopf- und Mutterauflagefläche von 0,018 mm. Wenn man bedenkt, dass die Schrauben kaum mit 0,05 mm oder selbst mit 0,1 mm gedehnt werden, ist das ein beachtenswerter Anteil der Schraubenkräfte.

Durch Unterlegscheiben wird das Setzpotential der Schraubverbindung in den Spalten drastisch erhöht, hier um 67 % (Abb.3).

Unterlegscheiben

Abb. 3: Erhöhung der Anzahl der Spalte bei Verwendung von U-Scheiben. (© Peter Thomsen

Für unser Beispiel zu Abbildung erhöht sich der Setzbetrag von 0,018 auf 0,030 und das bei Schraubendehnungen im Bereich von 0,05 oder 0,1 mm. Bei kurzen Schrauben mit niedriger Vorspannkraft können diese Setzbeträge bis zum vollständigen Verlust der gewünschte Klemmkräfte und zu Versagen führen, bei Dichtverbindungen zur Leckage!

Entwässerungs-U-Scheiben zum Schutz vor Korrosion in waagerechten Flanschen

Die Folgen von Korrosionsangriff in waagerechten Flanschverbindungen sind von Außen schwer oder gar nicht zu erkennen. Häufig wird durch Korrosionsschutz ein Teil des Schraubenschaftes im Spalt geschützt, während die Schrauben in den Löchern durch Korrosion unerkannt stark beschädigt werden. Die Schrauben korrodieren besonders stark in den Schraubenlöchern des unteren Flansches. Bei Flanschverbindungen mit Flachdichtungen ist dieses Risiko nicht so gut zu erkennen wie bei der abgebildeten Verbindung mit Steckscheibe (Abb.4) oder RTJ-Verbindungen mit Ring-Joint-Dichtungen.

Unterlegscheiben

Abb. 4: Korrosionsproblem an waagerechten Flanschen in Außenanlagen. (Bilder: Peter Thomsen)

Abbildung 4 zeigt links eine typische, seit mehreren Jahren im Freien eingesetzte Flanschverbindung. Man erkennt den Korrosionsangriff. Das mittlere Bild zeigt eine demontierte Schraube. Deutlich zu erkennen ist der Bereich im unteren Schraubenloch mit erheblicher Korrosion und in der Mitter der vom Korrosionsschützer mit der Lackierung erreichte Bereich der Schraube. Das rechte Bild verdeutlich die Stärke des Korrosionsangriffs. Hier ergab sich ein Querschnittsverlust von fast 25 %.

Abb. 5: U-Scheibe mit Entwässerungsnut. (© Peter Thomsen

Die Unterlegscheibe mit Entwässerungsnuten schafft hier Abhilfe (Abb.5 und 6). Anzahl der Entwässerungsrillen M6 bis M48 zwei Rillen pro Seite, Ober- und Unterseite um 90° versetzt. Ab M52 vier Rillen pro Seite, Ober- und Unterseite um 45° versetzt.

Die Wirkungsweise wird in Abbildung.6 gezeigt, während Regen- oder Schwitzwasser in der linken Darstellung in den Schraubenlöcher stehen bleibt, kann es wie rechts abgebildet durch die Entwässerungsnut abfließen.

Unterlegscheiben

Abb. 6: Korrosionsschutz durch U-Scheiben mit Entwässerungsnuten. (© Peter Thomsen)

Die Entwässerungsscheiben haben sich bereits seit vielen Jahren in freistehenden, dem Klima ausgesetzten Anlagen bewährt.

Bei der Montage mit Drehmomentverfahren darf auf der Seite, auf der die Entwässerungs-U-Scheibe eingesetzt wird, nur gekontert, nicht gedreht werden, weil die Nuten die Reibungskoeffizienten negativ beeinflussen. Die gewünschte Vorspannkraft würde nicht erreicht werden. Diese Scheiben werden von der Möller Metall-Dichtungen GmbH in DE-39444 Hecklingen (www.moeller-md.de) nach Werksnorm WN07 2013 Rev.1 hergestellt und angeboten.

Erforderliche Kennzeichnung und Güteeigenschaften

Zum Einsatz in Druckgeräten müssen die U-Scheiben als spannungstragendes Ausrüstungsteil mit Zeichen des Herstellers, Nenngröße, Werkstoffnummer und Chargen- oder Chargenkurzzeichen bzw. Nummer des Herstellungsloses versehen werden. Informationen finden Sie hierzu in der von uns herausgegebenen technischen Information unter www.thomsen-bremen.de/Informationen Icon Montage (Hand mit Schraubenschlüssel) / Unterlegscheiben zur Anwendung in Druckgeräten. Die Kennzeichnung muss montiert lesbar sen. Passende U-Scheiben finden Sie bei der Möller Metall-Dichtungen GmbH in DE-39444 Hecklingen (www.moeller-md.de) nach der Werksnorm WN07 2013 Rev.1.

Abmessungen

In der folgenden Tabelle sind die Abmessungen der verschiedenen Normen gegenübergestellt.

Tab. 3: Übersicht der Abmessungen verschiedener Unterlegscheiben (U-Scheiben) und Zuordnung zur Gewindenenngröße.
(
© Peter Thomsen)
Gewinde-

nenngröße

Norm Abmessungen A)

 (Nennmaße, Toleranzen nach jeweiliger Norm, Abweichungen zu alten Normen in Klammern)

metrisch imperial

(zöllig)

alte Normen in Klammern

Standardnorm fett gedruckt

Ø innen mm Ø außen mm Dicke mm
M6   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 6,4 12 1,6
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 6,6 12 1,6
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 6,4 18 1,6
M8   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 8,4 16 1,6
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 8,4 24 2
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 9,0 16 1,6 (2,0)
M10   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 10,5 20 2,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 10,5 30 2,5
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 11 20 2,0
DIN 7989-1+2 11 20 8,0
M12   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 13 24 2,5
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 13 24 3,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 13 37 3,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 13,5 24 2,5
DIN 7989-1+2 13,5 24 8,0
1/2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 14,3 27 3,2
M14 4) 1/2“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 15 28 2,5
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 15 28 3,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 15 44 3,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 15,5 28 2,5
M16 5/8“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 17 30 3,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 17 30 4,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 17,5 33,4 4,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 17 50 3,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 17 30 4,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 17,5 30 3,0
DIN 7989-1+2 17,5 30 8,0
5/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 17,5 33,4 4,0
M18 4)   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 19 34 3,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 19 34 4,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 19 56 4,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 20 34 3,0
3/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 20,7 38,1 4,8
M20 3/4“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 21 37 3,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 21 37 4,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 21 37 5,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 21 60 4,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 22 37 3,0
DIN 7989-1+2 22 37 8
M22 4)   DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 23 39 3,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 23 39 4,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 23 66 5,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 24 39 3,0
7/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 23,8 43,6 5,6
M24 7/8“ DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 25 44 4,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 25 44 4,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 25 44 6,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 25 72 5,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 26 44 4,0
DIN 7989-1+2 26 44 8,0
1“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 27 50 6,4
M27 4) 1“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 28 50 4,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 28 50 5,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 28 50 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 30 (29) 50 4,0
DIN 7989-1+2 30 50 8,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 30 85 6,0
1 1/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 30,2 54,8 6,4
M30 1 1/8“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 31 56 4,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3) 31 56 5,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 31 56 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 33 56 4,0
DIN 7989-1+2 33 56 8,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 33 92 6,0
1 1/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 33,4 60,3 6,4
M33 4) 1 1/4“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 34 60 5,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 34 60 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 36 60 5,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 36 105 6,0
1 3/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 36,5 65,9 6,4
M36 1 3/8“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 37 66 5,0
DIN EN 14399-6 (DIN 6916) 3)

ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3

37 66 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 39 66 5,0
DIN EN ISO 7093-1 (DIN 9021) 2) 39 110 8,0
1 1/2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 39,7 71,4 6,4
M39 4) 1 1/2“ DASt-Richtlinie 021 3) 40,4 72 6
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) ASME PCC-1-2010, Anhang M 42 (40) 72 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 42 72 6,0
1 5/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 42,9 77,8 6,4
M42 1 5/8“ DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 43 78 8,0 (7,0)
DASt-Richtlinie 021 3) 43,4 76,8 8
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 45 78 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 45 78 8,0 (7,0)
1 3/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 46,1 82,6 6,4
M45 4) 1 3/4“ DASt-Richtlinie 021 3) 46,4 85 8
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 48 85 6,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 48 (46) 85 8,0 (7,0)
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 48 85 7,0
1 7/8“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 49,2 87,3 6,4
M48 1 7/8“ DASt-Richtlinie 021 3) 49,4 90,6 8,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 52 92 6,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 52 (50) 92 8,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 52 92 8,0
2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 54 93,7 6,4
M52 4) 2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 56 98 6,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 56 (54) 98 8,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 56 98 8,0
2 1/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 60,3 104,8 6,4
M56 2 1/4“ DASt-Richtlinie 021 3) 58 103,6 10,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 62 105 6,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 62 (58) 105 10,0 (9,0)
M60 4)   DIN EN ISO 7091 (DIN 126)  66 (62) 110 (105) 9,0
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 66 (62) 110 10,0 (9,0)
2 1/2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 66,7 115,9 6,4
M64 2 1/2“ DASt-Richtlinie 021 3) 66 113,6 10,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 70 115 6,0
DIN EN ISO 7091 (DIN 126) 70 (66) 115 (110) 10,0 (9,0)
DIN EN ISO 7089 o. 7090 (DIN 125) 1) 70 (66) 115 10,0 (9,0)
M68   DIN 126 70 115 9,0
DIN 125 70 120 10,0
M70   ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 76 125 6,0
2 3/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 73 127 6,4
M72 2 3/4“ DIN 125 74 125 10,0
M76   DIN 126 78 125 10,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 82 135 6,0
3“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 79,4 138,1 6,4
M80 3“ DIN 125 82 140 12,0
3 1/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 85,7 149,2 6,4
M80 3“ DIN 126 86 140 12,0
M82   ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 88 145 6,0
3 1/2“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 92,1 160,4 6,4
M90 3 1/2“ DIN 125 93 160 12,0
ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 96 160 6,0
3 3/4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 98,4 173,1 6,4
M95   ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 101 165 6,0
M100 4“ DIN 125 104 175 14,0
4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-4 104,8 182,6 6,4
M100 4“ ASME PCC-1-2010, Anhang M, Tab. M-3 107 175 6,0
A) Es wurde die bestens passende Scheibe mit dem geringstmöglichen Durchmesser ausgewählt.

1) U-Scheiben nach DIN EN ISO 7089 sind ohne Fase, die Scheiben nach DIN EN ISO 7090 haben eine Fase, die Abmessung der Fase ist entweder 1/4 oder 1/2 der Dicke. Es sind die Normen für den üblichen Standard, sie können für Flansche aus weichen Werkstoffen zu klein sein. Es muss auf ausreichende Festigkeit geachtet werden, siehe Anmerkungen.
2) Die grundsätzliche Anwendung der U-Scheiben nach dieser Norm wird von uns empfohlen. Wegen des größeren Außendurchmesser ist zu prüfen, ob ausreichend Platz für die Montage vorhanden ist.
3) Die DIN EN 14399-5 (ohne Fase), die DIN EN 14399-6 (mit Fase, ehemals DIN 6916) und die DASt-Richtlinie 021 normen die U-Scheiben für HV-Schrauben und sind informell beigefügt. Die Scheiben nach dieser Norm sind etwas dicker als die Standardscheiben. Diese Scheiben sind daran zu erkennen, dass sie auf der Oberseite zwei Fasen haben und auf der Unterseite mit „HV“ und Herstellerzeichen gekennzeichnet sind.
4) Nach der jeweiligen Norm zu vermeidenden Größen, diese werden jedoch für Flanschverbindungen benötigt

 Anmerkungen:                                                                                                                                             1. U-Scheiben nach DIN EN ISO 7089, DIN EN ISO 7090 und DIN EN ISO 7093-1 gibt es in den Festigkeitsklassen 200 HV (200 bis 300 HV) und 300 HV (300 bis 370 HV), Edelstahl 200 HV (200 bis 300 HV).
2. U-Scheiben nach DIN 7989-1+2, DIN EN ISO 7091 und DIN EN ISO DIN 7093-2 haben eine Festigkeitsklasse 100 HV (100 bis 200 HV) und sind für Anwendung in Flanschverbindungen nicht geeignet, bzw. nur für Schrauben niedriger Festigkeitsklasse ≤ 6.8
3. U-Scheiben nach DIN EN ISO 7093-1 sind für weiche Flanschwerkstoffe und /oder zu große Schraubenlöcher, bei Anwendung für zu große Löcher ist die Dicke zu prüfen.

Fazit

Sollten Unterlegscheiben verwendet werden, sind die richtigen auszuwählen. Die Gründe für Pro und Kontra sind vielfältig und komplex. Es gilt: Wenn keine Oberflächenbeschichtungen geschützt oder die Schrauben zur Montage (was man nie machen sollte) nicht ordentlich geschmiert werden, ist die Verwendung von Unterlegscheiben nicht notwendig. Bei falscher Auswahl ist die Verwendung für die Schraubenverbindung eher schädlich, denn die falsche Unterlegscheibe kann zu selbsttätigem Lösen, sogar zum Versagen der Schraubverbindung führen. Besser ist die Einbringung hoher Vorspannkräfte. Hierzu finden Sie mehr auf meiner Homepage www.thomsen-bremen.de, im Bereich Informationen / Technische Informationen / Icon Verbindungselemente in der technischen Information „Optimale Schraubenauslastung“.

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Der Autor

Dichtungen

Peter Thomsen (Jahrgang 1960) aus Bremen ist Spezialist für Rohrleitungs-, Apparate- und Dichtungstechnik, Inhaber der Peter Thomsen-Industrie-Vertretung und Gesellschafter in mehreren Unternehmen. Er ist zudem Inhaber diverser Patente zu Dichtungen, Flansch- und Schraubenverbindungen und deren Montage. Daneben engagiert sich Peter Thomsen in Organisationen und Verbänden wie EN, DIN, ASME, ISO, VDI, DVGW und AGFW.

 

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