Die vier Aufgaben einer Unterlegscheibe beim Verschrauben von Gleisen
Bei jeder Gleisbolzenbaugruppe, ob an einer Laschenverbindung, einer Grundplatte oder einer Schwellenbefestigung, wird aus vier verschiedenen Gründen eine Unterlegscheibe verwendet. Erstens verteilt es die Klemmkraft über eine größere Fläche, sodass der Schraubenkopf oder die Mutter nicht die Schiene, die Lasche oder den Schwellensitz eindrückt. Zweitens überbrückt es die Übermaß- oder Langlöcher, die für Montagetoleranzen verwendet werden, und verhindert so, dass der Schraubenschaft auf einer ausgefransten Lochkante aufliegt. Drittens trennt es das Schraubenmaterial vom Schienen- oder Gussmetall, um die galvanische Korrosion an der Kontaktschnittstelle zu verlangsamen. Viertens speichert es in seiner Federform elastische Energie, die die Vorspannung aufrechterhält, wenn Vibrationen die Baugruppe entspannen. Das Weglassen der Unterlegscheibe spart in der Regel ein paar Gramm ein und kostet bei losen Verbindungen und rissigen Gussteilen Tausende von Kilometern.
Unterlegscheiben: Lastverteilung und Oberflächenschutz
Flache (flache) Unterlegscheiben sind das lastverteilende Element. Unter einer Laschenschraube verteilt die Unterlegscheibe die Flächenlast der Mutter auf die Laschenoberfläche und schützt die feuerverzinkte Zinkbeschichtung der Lasche davor, beim Anziehen von der Mutter abgekratzt zu werden. Unterlegscheiben werden nach Innendurchmesser, Außendurchmesser und Dicke spezifiziert, wobei die übliche Serie GB/T 97.1 für genaue Größen und GB/T 95 für größere Spielgrößen ist; DIN 125 und ISO 7089 sind die europäischen Äquivalente. Für den Einsatz auf der Rennstrecke sollte die Härte der Unterlegscheibe unter der Härte der Schraube liegen, sodass zuerst die Unterlegscheibe und nicht das Schraubengewinde nachgibt, und die Beschichtung sollte mit der Beschichtung der Schraube übereinstimmen, um die Bildung einer neuen galvanischen Verbindung zu vermeiden.
Feder- und Sicherungsscheiben: Lockerungsschutz
Federscheiben (GB/T 93-Standardtyp, GB/T 7244 schwerer Typ) und DIN 127-Federsicherungsscheiben funktionieren durch elastische Erholung: Wenn die Mutter angezogen wird, flacht die Unterlegscheibe ab und ihre Rückfeder-hält die Spannung im Gewinde aufrecht, wenn sich die Baugruppe entspannt. Sie sind der Standardbegleiter von Laschenschrauben und Grundplattenschrauben auf Leitungen mit kontinuierlicher Vibration. In der Praxis auf der Rennstrecke spielen zwei Einschränkungen eine Rolle: Eine Federscheibe hilft nur, solange sie noch federn kann, daher darf sie durch zu starkes Anziehen nicht dauerhaft abgeflacht werden, und bei sehr hohen Vorspannungen ist ihr Beitrag im Vergleich zur elastischen Dehnung der Schraube selbst gering. Bei sicherheitskritischen Verbindungselementen basieren technische Verbindungselemente mit kontrolliertem Anzug (z. B. HV-Schrauben gemäß EN 14399) auf der Dehnung der Schraube statt auf Unterlegscheiben. Die Unterlegscheibe ist dann flach und gehärtet, um nur die Last zu verteilen.
Galvanischer Korrosionsschutz
Schienenbolzen bestehen normalerweise aus verzinktem Kohlenstoffstahl, während Schienen und Laschen aus unbeschichtetem Kohlenstoffstahl bestehen und Grundplatten aus Gusseisen bestehen können. Wenn ein Schraubenkopf direkt auf einem Schienenfuß sitzt, löst in der Grenzfläche eingeschlossene Feuchtigkeit eine galvanische Korrosion aus, die die Schienenoberfläche auffrisst und den Schraubenkopf spröde macht. Die Unterlegscheibe fungiert als austauschbare Barriere: Sie nimmt Korrosionsschäden auf, kann zum Schutz der Kontaktschnittstelle verzinkt werden und ist bei Wiederanziehzyklen kostengünstig auszutauschen. In Küstengebieten oder chemisch verschmutzten Gebieten sollten Unterlegscheiben mit der gleichen Hochleistungsbeschichtung wie die Schraube, z. B. eine Zinklamellenbeschichtung, angegeben werden, und Unterlegscheiben aus rostfreiem Stahl mit rostfreien Schrauben, um die galvanische Reihe konsistent zu halten.
Auswahl der richtigen Unterlegscheibe
Passen Sie den Innendurchmesser der Unterlegscheibe an die Schraubengröße an, niemals an das Loch im Bauteil: Eine M22-Laschenschraube nimmt eine M22-Unterlegscheibe auf, auch wenn das Laschenloch 24–26 mm groß ist. Wählen Sie Federscheiben nur dort, wo das Risiko einer Lockerung durch Vibrationen besteht, und wählen Sie flache Unterlegscheiben, wo Lastverteilung und Oberflächenschutz im Vordergrund stehen. Bestätigen Sie die Härte, damit sich die Unterlegscheibe nicht im Schienenfuß festsetzt, und bestätigen Sie die Beschichtungsklasse, damit sie zur Schraube und zur Umgebung passt. Geben Sie bei der Spezifikation die Standardserie und das Material an, z. B. Federscheibe GB/T 93 für M22 mit Verzinkung, damit der Lieferant ein identisches Produkt anstelle eines ungefähren Produkts anbieten kann.
FAQ
F1: Warum benötigen Schienenbolzen Unterlegscheiben?Um die Klemmkraft zu verteilen, die Schienen- und Laschenoberflächen zu schützen, unterschiedliche Metalle vor galvanischer Korrosion zu trennen und Federscheiben einzusetzen, um einer Lockerung durch Vibrationen vorzubeugen.
F2: Was ist der Unterschied zwischen Unterlegscheiben und Federscheiben?Unterlegscheiben verteilen die Last und schützen Oberflächen; Federscheiben speichern eine elastische Erholung, die die Vorspannung bei Vibration aufrechterhält, und beide werden oft auf einer Schraube kombiniert.
F3: Welche Norm gilt für Federscheiben?GB/T 93 und GB/T 7244 in China, DIN 127 im deutschen System und ISO 7090/7089 für Unterlegscheiben; Alle geben die Abmessungen nach Schraubengröße an.
F4: Kann eine Federscheibe verhindern, dass sich eine Schraube dauerhaft löst?Nein. Es verzögert das Lösen, während es die Rückfederung beibehält. Der dauerhafte Lösewiderstand entsteht durch die richtige Vorspannung, Gewindereibung und Sicherungselemente, wobei die Federscheibe als unterstützende Maßnahme dient.
F5: Sollten Unterlegscheiben aus dem gleichen Material wie die Schraube bestehen?Aus Korrosionsgründen ja; Eine galvanisch unterschiedliche Unterlegscheibe erzeugt ein neues Korrosionspaar. Passen Sie daher die Beschichtung und Materialfamilie der Unterlegscheibe an die Schraube an.