Sicherungsringe, Splinte und Federstecker

In diesem Kurstext gehen wir nacheinander auf die unterschiedlichen Sicherungselemente ein. Den Anfang machen die Sicherungsringe.

Sicherungsringe

Sicherungsringe, oder auch Halteringe genannt, werden axial montiert und für Wellen (DIN 471) sowie für Bohrungen (DIN 472) federnd in Ringnuten eingesetzt. Dabei ragt ein Teil des Sicherungsrings aus der Nut heraus und bildet eine axial belastbare Schulter. Zeitgleich fixiert er Bauteile wie beispielsweise Wälzlager. 

Es gibt zwei unterschiedlich konstruierte  Arten von Sicherungsringen:

• Außensicherungsringe für eine Wellenmontage (mit nach außen weisenden Enden) und
• Innensicherungsringe für eine Bohrungsmontage (mit nach innen weisenden Enden)

In der nächsten Abbildung ist ein eingebauter Sicherungsring (für eine Welle) nochmals als Prinzipdarstellung abgebildet.

Kraftübertragung

Sicherungsringe werden wie Wellen auf Abscherung sowie Biegung beansprucht. Infolge der Belastung tritt eine hohe Kerbwirkung auf. Aus diesen beiden Gründen stellt man die Ringe aus Federstahl her. Bei hohen Anforderungen an die Sicherheit kann eine radial formschlüssige Halterung des Ringes durch Überdeckung durch die Nabe vorgenommen werden. Wegen der oben erwähnten hohen Kerbwirkung der Nuten empfiehlt es sich, die Ringe ausschließlich an den biegungsfreien Enden von Bolzen, Achsen oder Wellen anzuordnen. 

Axiale Fixierungen (weitere Sicherungselemente)

Zur axialen Sicherung von Bauteilen mit großen Fasen (abgeschrägte Flächen an Werkstückkanten) oder Abrundungen werden neben den Sicherungsringen zusätzlich Stützscheiben aus Federstahl, welche ein Umstülpen der Ringe infolge hoher Axialkräfte entweder direkt unterbinden oder zumindest am Umfang gleichmäßig verteilen. 

Stützscheiben sind zylinderförmige Sicherheitsscheiben und werden nach DIN 988 genormt und sind vielen auch als SEEGER-Ringe bekannt.

Passscheiben, die Stützscheiben im Durchmesser gleichen, jedoch meist flacher sind, kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein Spielausgleich oder eine genaue Lagebestimmung der Bauteile erforderlich wird.

Ein Sprengring ist eine besondere Form des Sicherungsrings ohne die nach außen oder innen zeigenden Enden.
Der Einsatz von Sprengringen hat sich als äußert ungünstig herausgestellt, da sich diese bei der Montage oft verformen und sich nur mit erhöhtem Aufwand entfernen lassen. Lediglich bei geringen axialen Belastungen empfiehlt sich der Einsatz von Runddraht-Sprengringen.

Sonderformen von Sicherungsringen

• Greifringe $\rightarrow $ selbstsperrend
• Spannringe $\rightarrow $ selbstsperrend

Beide lassen sich auf Grund ihrer kompakten Form für Wellen und Bohrungen ohne Nut verwenden und können dabei das axiale Spiel bis hin zur Spielfreiheit einstellen.

Vorteile von Sicherungsringen

• geringe Dimensionen/Maße → geringer Platzbedarf
• konstruktive Vereinfachungen möglich
• Kostenersparnis

Splinte

Um lose, gelenkartige Bolzenverbindungen oder Schraubenverbindungen gegen axiale Verschiebung zu sichern, setzt man vorzugsweise Splinte ein. Das Material, aus dem Splinte hergestellt werden, ist in den meisten Fällen weicher Baustahl, in seltenen Fällen auch Kupfer bzw. Kupferlegierungen oder Aluminiumlegierungen. Jede Art von Kraftübertragung sollte beim Einsatz von Splinten vermieden werden. 

In den folgenden Bildern siehst du eine Splintsicherung und eine schematische Darstellung einer Splintsicherung.

Darstellung eines Splintes nach DIN EN ISO 1234.

Kennzeichnung eines Splintes

Die Abmessungen eines Splintes richten sich nach den Durchmessern der zu sichernden Bolzen bzw. Schrauben. Entsprechende Tabellen findet Ihr in verschiedener Fachliteratur; hier ein Auszug:

d₁:   Durchmesser des Splints (in mm)

d_2:   Durchmesser des Splintlochs im Bauteil für den Splint (in mm)

Der Splint muss leicht durch das Splintloch durchsteckbar sein. Die Schenkel werden nach dem Durchstecken gegeneinander aufgebogen (gespreizt). Sie dürfen durch Abschneiden gekürzt werden. Keinesfalls ist aber die Verwendung zu kurzer Splinte gestattet; die Länge sollte ungefähr das Doppelte der Bohrungslänge (also in der Regel des Bolzendurchmessers) betragen.

Nennlängen von Splinten sind (in mm): 10, 12, 16, 20, 25, 32, 36, 40, 45, 50, 63, 71, 80, 90, 100

Dies soll an einem kleinen Beispiel verdeutlicht werden:

Das Splintloch muss einen Durchmesser von  $ d = 5 \, mm $ besitzen, der Splint selber minimal weniger. Die Länge des Splintes sollte $ l = 32 \, mm $ betragen. Das eingesetzte Material ist Stahl.

Kennzeichnung: Splint ISO 1234 - 5 x 32 - St

Federstecker

Federstecker werden in den meisten Fällen bei Bolzenverbindungen eingesetzt, die öfters gelöst werden, wie bspw. bei Baumaschinen, Kränen oder Scheibenbremsen von Fahrrädern. Dabei werden die Bauteile mit dem Federstecker derart gesichert, dass ein Verlieren nicht mehr möglich ist. Dabei kann zusätzlich eine kleine Kette zum Einsatz kommen.

Federstecker eignen sich ebenfalls keineswegs zur Übertragung von Kräften.

Kennzeichnung eines Federsteckers

Auch hier richtet sich die Dimensionierung nach den Durchmessern der zu sichernden Bolzen bzw. Schrauben. Es gilt:

Das Splintloch muss einen Durchmesser von  $ d_1 = 5 \, mm $ besitzen, der Splint selber minimal weniger. Die Länge des Splintes sollte $ l = 32 \, mm $ betragen. Das eingesetzte Material ist Stahl mit zusätzlicher Verzinkung.

Kennzeichnung: Federstecker DIN 11024-5 verzinkt