Die Norm, die festlegen musste, wo die Unterlegscheibe sitzt, beantwortet nicht „Mutterseite oder Kopfseite“

Diese Seite sagt nicht, auf welche Seite Ihre Unterlegscheibe gehört. Kein Dokument, das wir gelesen haben, sagt es, und wir werden keines erfinden. Berichten lässt sich, was die Unterlegscheibe an der einen Stelle tut, an der jemand sie festlegen musste, und warum das eine andere Frage ist als die gestellte. Die Frage stammt von einer öffentlichen Frage-Website für Heimwerker und wurde über deren offene Schnittstelle abgerufen, weil die Browserwerkzeuge, die diese Website sonst verwendet, erneut nicht verfügbar waren. Wir haben die Frage gelesen, nicht die Antworten, und es wird kein Benutzername genannt.

Wo die Antwort nicht steht

Beginnen wir mit dem Dokument, dessen einzige Aufgabe es ist zu sagen, was ein genormtes Verbindungselement ist, wenn nichts anderes vereinbart wurde. Sein Titel lautet General requirements for bolts, screws, studs and nuts (Allgemeine Anforderungen an Schrauben, Stiftschrauben und Muttern), und Unterlegscheiben stehen nicht in dieser Liste. Nach unserer Zählung kommt das Wort „washer“ darin 0-mal vor. Seine Tabellen ordnen Normen zu für Gewinde, Antriebe, Enden, Oberflächenfehler, Beschichtungen und Qualität. Eine Zeile für Unterlegscheiben gibt es nicht, weil Unterlegscheiben nicht Gegenstand dieser Norm sind.

Wir haben diese Norm für eine andere Frage genau gelesen, und hier lohnt es sich, präzise zu sein: Das ist kein Versäumnis der Norm. Es ist eine Grenze. Unterlegscheiben haben eigene Normen, und als wir drei davon zusammen lasen, sagte nur eine, wozu eine Unterlegscheibe dient. Keine von ihnen sagt, auf welche Seite sie gehört, und das ist ein großer Teil des Grundes, warum die Frage 97 Stimmen hat.

Das Dokument, das nicht ausweichen konnte

Es gibt eine Art von Dokument, das die Unterlegscheibe nicht offenlassen kann: eine Prüfnorm, die den Zusammenhang zwischen Anziehdrehmoment und der dadurch erzeugten Klemmkraft misst. Diesen Zusammenhang kann man nicht messen, ohne jede Fläche zu kontrollieren, an der Drehmoment verbraucht wird, und eine dieser Flächen liegt unter dem Kopf oder der Mutter.

ISO 16047:2005 ist diese Norm; sie umfasst Schrauben, Stiftschrauben und Muttern aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl mit metrischem ISO-Gewinde von M3 bis M39. Ihre Symboltabelle zerlegt das aufgebrachte Drehmoment in benannte Anteile, und zwei davon sind hier wichtig: das Gewindemoment und das Kopfreibungsmoment. Das zweite gehört vollständig der Unterlegscheibe.

Nach unserer Zählung kommt das Wort „washer“ in der Vorschau 18-mal vor. Die Zeichnung der Vorrichtung führt als Position 1 eine Prüfauflageplatte, Prüfscheibe oder festgelegte Unterlegscheibe, als Position 2 oder 5 das geprüfte Teil, und dann die oben zitierte Anmerkung. Die Unterlegscheibe ist so fixiert, dass sie sich nicht drehen kann. Was sich dreht, ist die Mutter oder der Kopf. Die Unterlegscheibe ist die feststehende Fläche, an der dieses Teil entlanggleitet.

Was eine kontrollierte Unterlegscheibe sein muss

Weil diese Fläche eine gemessene Größe trägt, legt die Norm sie fest wie ein Messmittel. Zwei Arten stehen zur Wahl, und die Entscheidung bleibt dem Urteil überlassen: „Es ist entweder eine Prüfauflageplatte oder eine Prüfscheibe hoher (durchgehärtet, Typ HH) oder niedriger (Typ HL) Härte zu verwenden. Der Lieferant wählt Prüfauflageplatte oder Prüfscheibe und Oberflächenzustand nach Erfahrung, sofern der Besteller bei der Bestellung nichts anderes festlegt.“ (sinngemäß übersetzt)

Der Typ hoher Härte erhält dann 6 Eigenschaften hintereinander.

• Härte 50 HRC bis 60 HRC
• Rauheit Ra 0,5 plus/minus 0,3
• Durchgangsbohrung nach Reihe mittel, und sie darf weder angefast noch angesenkt sein
• Mindestdicke aus der Norm für flache Scheiben der großen Reihe
• Dickenschwankung am selben Teil und Ebenheit nach Produktklasse A der Toleranznorm für Scheiben
• Oberflächenzustand, entweder blank, unbeschichtet und entfettet oder galvanisch verzinkt nach einer benannten Bezeichnung und entfettet, und gratfrei

Der Typ niedriger Härte hat 200 HV bis 300 HV, mit einer maximalen Rauheit von Ra 1,6 bis 3 Millimeter Dicke und Ra 3,2 zwischen 3 und 6. Zwei benachbarte Unterabschnitte, zwei verschiedene Härteskalen – das ist unsere Beobachtung, keine Bemerkung der Norm.

Sieht man sich die Liste noch einmal an, fällt auf, was alle Punkte gemeinsam haben. Härte, Rauheit, Ebenheit, Dickenschwankung, Beschichtung, Sauberkeit und eine Bohrung ohne Fase. Das sind die Eigenschaften, die entscheiden, wie viel Ihres Drehmoments in der Fläche verschwindet, statt die Schraube zu dehnen. Nichts auf der Liste betrifft das Ende der Schraube, an dem die Unterlegscheibe sitzt, weil das aus Sicht der Messung nicht die Variable ist.

Zwei Durchgangsreihen in einer Vorrichtung

Ein Detail, das festgehalten werden sollte, weil es zeigt, wie sorgfältig die beiden Bohrungen auseinandergehalten werden. Die Bohrung durch die Unterlegscheibe oder das Auflageteil ist nach Reihe mittel festgelegt. Die Bohrung durch die Prüfvorrichtung, das geklemmte Teil, nach Reihe fein. Zwei verschiedene Durchgangsreihen in einem Prüfaufbau – auch das ist unsere Beobachtung.

Das ergibt Sinn, sobald man sieht, wozu jede Bohrung dient. Die Bohrung der Vorrichtung positioniert die Schraube. Die Bohrung der Unterlegscheibe muss sie nur freigeben; entscheidend ist deren äußere Auflagefläche. Die beiden Bohrungen haben verschiedene Aufgaben und sind entsprechend toleriert.

Außerdem gibt es eine Sauberkeitsanforderung, die neben dem tatsächlichen Anlieferzustand von Verbindungselementen seltsam wirkt. „Alle Spuren von Fett, Öl oder anderen Verunreinigungen sind vor der Prüfung zu entfernen. Die Prüfteile sind mit Ultraschall zu entfetten …“, und wenn die Parteien sich nicht einig sind, „ist das Entfettungsverfahren zwischen den Vertragspartnern zu vereinbaren“.

Die Norm mit den allgemeinen Anforderungen macht „sauber und leicht geölt“ zum Standard-Lieferzustand. Die Prüfnorm beginnt damit, genau das zu entfernen. Beides ist richtig; die beiden beschreiben verschiedene Zeitpunkte. Man sollte beides im Kopf behalten, bevor man einen veröffentlichten Reibwert als Eigenschaft eines Teils behandelt, das man in einer Schachtel hat.

Was damit tatsächlich beantwortet ist

Nicht die Frage, wie sie gestellt wurde. Die Umformulierung ist der nützliche Teil.

Die Unterlegscheibe in dieser Vorrichtung sitzt weder auf der Mutterseite noch auf der Kopfseite. Sie sitzt auf der drehenden Seite. Sie wird festgehalten, das Verbindungselement dreht sich gegen sie, und sie ist in jeder Eigenschaft festgelegt, die die Reibung dieses Kontakts verändert. So gelesen fragt, wer wissen will, ob eine Unterlegscheibe an die Mutter oder an den Kopf gehört, nach der falschen Achse. Die Unterscheidung, die die Norm trifft, liegt zwischen dem Element, das sich dreht, und dem Element, das sich nicht dreht.

Und eine Prüfnorm ist keine Montageanweisung. Sie beschreibt einen Aufbau, der eine Messung wiederholbar machen soll, keine Verbindung, die etwas zusammenhalten soll. Sie sagt der Person mit dem zerlegten Halter nicht, was zu tun ist, und wir auch nicht. Was sie festhält: Wenn es einen Grund gibt, eine Seite zu bevorzugen, dann betrifft er die Fläche unter dem Element, das sich bewegt, und die Eigenschaften, die die Prüfnorm aufzählt, sind die, die diesen Grund tragen würden.

Eine weitere Zeile derselben Norm erinnert daran, dass das drehende Element durchgehend der ordnende Gedanke ist. Bei Stiftschrauben wird nur die Reibungszahl im Gewinde bestimmt, nur das Mutterende wird geprüft, und das Einschraubende der Stiftschraube ist vor der Prüfung gegen Verdrehen zu sichern. Alles ist um das herum angeordnet, was sich bewegen darf.

Was das klärt und was nicht

• Keine allgemeine Norm für Verbindungselemente, die wir gelesen haben, sagt, auf welche Seite eine Unterlegscheibe gehört. Die Norm mit den allgemeinen Anforderungen an Schrauben, Stiftschrauben und Muttern erwähnt Unterlegscheiben nach unserer Zählung überhaupt nicht
• Die Norm für Drehmoment-Vorspannkraft-Prüfungen fixiert die Unterlegscheibe gegen Verdrehen und richtet sie aus; die Unterlegscheibe ist also die feststehende Fläche, an der das gedrehte Element anliegt
• Sie legt diese Unterlegscheibe über Härte, Rauheit, Durchgangsbohrung, Dicke, Dickenschwankung, Ebenheit, Beschichtung und Gratfreiheit fest – die Eigenschaften, die die Kopfreibung verändern
• Das aufgebrachte Drehmoment wird in Gewindemoment und Kopfreibungsmoment zerlegt, und das zweite gehört der Unterlegscheibe
• Die Bohrung der Unterlegscheibe ist Reihe mittel, die der Vorrichtung Reihe fein – unsere eigene Beobachtung aus zwei getrennten Bestimmungen
• Prüfteile werden vor der Prüfung mit Ultraschall entfettet, also das Gegenteil des Standard-Lieferzustands der Verbindungselemente selbst
• Das ist eine Prüfnorm, keine Montageanweisung, und nichts hier sagt jemandem, auf welche Seite eine Unterlegscheibe gehört

Die Person mit dem zerlegten Halter muss trotzdem wählen. Was die Dokumente liefern, ist eine bessere Frage für diese Wahl: nicht welches Ende, sondern welche Fläche von etwas Drehendem gerieben wird, und ob diese Fläche hart, eben und sauber genug ist, um sich zweimal gleich zu verhalten.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 4: Antrieb. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Gehört eine Unterlegscheibe auf die Mutter- oder auf die Kopfseite?

Keine Norm, die wir gelesen haben, beantwortet das, und diese Seite auch nicht. Die Norm mit den allgemeinen Anforderungen an Schrauben, Stiftschrauben und Muttern erwähnt Unterlegscheiben nach unserer Zählung überhaupt nicht, und die Normen für flache Scheiben nennen keine Seite.

Gibt es ein Dokument, das festlegt, wo die Unterlegscheibe sitzt?

Eine Prüfnorm muss es tun, weil die Reibung unter dem gedrehten Element Teil dessen ist, was sie misst. In der Vorrichtung für Drehmoment-Vorspannkraft-Prüfungen werden Prüfscheibe oder Prüfauflageplatte und Schraubenkopf oder Mutter mit geeigneten Mitteln gegen Verdrehen gesichert und ausgerichtet. Die Unterlegscheibe ist die feststehende Fläche; das Verbindungselement dreht sich gegen sie.

Was verlangt diese Norm von der Unterlegscheibe?

Für den Typ hoher Härte: 50 HRC bis 60 HRC, Rauheit Ra 0,5 plus/minus 0,3, eine Durchgangsbohrung nach Reihe mittel, weder angefast noch angesenkt, eine Mindestdicke aus der Norm für flache Scheiben der großen Reihe, festgelegte Dickenschwankung und Ebenheit nach Produktklasse A sowie eine Oberfläche, die entweder blank, unbeschichtet und entfettet oder galvanisch verzinkt und entfettet ist, gratfrei. Der Typ niedriger Härte hat 200 HV bis 300 HV mit einer maximalen Rauheit von Ra 1,6 oder Ra 3,2 je nach Dicke.

Warum ist der Norm die Unterlegscheibe so wichtig?

Weil das aufgebrachte Drehmoment in Gewindemoment und Kopfreibungsmoment zerlegt wird und die Fläche der Unterlegscheibe das zweite trägt. Jede dafür genannte Eigenschaft verändert, wie viel Drehmoment dort verbraucht wird, statt die Schraube zu dehnen.

Kann ich diese Anforderungen an Unterlegscheiben für meine eigene Baugruppe übernehmen?

Sie sind für eine Prüfvorrichtung geschrieben, nicht für eine Verbindung. Der Aufbau dient dazu, eine Messung wiederholbar zu machen. Diese Seite gibt keine Montage- oder Anziehempfehlungen.

Nennt die Norm bei Stiftschrauben ein Ende?

Sie ordnet die Prüfung um das, was sich dreht. Bei Stiftschrauben wird nur die Reibungszahl im Gewinde bestimmt, nur das Mutterende wird geprüft, und das Einschraubende der Stiftschraube ist vor der Prüfung gegen Verdrehen zu sichern.

Sind die Bohrung der Unterlegscheibe und die der Vorrichtung gleich?

Nein, und das ist unsere eigene Beobachtung aus zwei getrennten Bestimmungen. Die Durchgangsbohrung in der Unterlegscheibe oder im Auflageteil ist nach Reihe mittel festgelegt, die Bohrung durch die Prüfvorrichtung nach Reihe fein.

Sind die Prüfteile geölt oder trocken?

Trocken. Alle Spuren von Fett, Öl oder anderen Verunreinigungen werden vor der Prüfung entfernt, und die Prüfteile werden mit Ultraschall entfettet; im Streitfall ist das Verfahren zwischen den Parteien zu vereinbaren. Das ist das Gegenteil des Standard-Lieferzustands von Verbindungselementen, der „sauber und leicht geölt“ lautet, sofern nichts anderes vereinbart wurde.

Wie soll ich mich also entscheiden?

Diese Seite entscheidet nicht für Sie. Sie bietet die Achse an, die die Dokumente tatsächlich verwenden: nicht Mutterende gegen Kopfende, sondern die Fläche, gegen die sich etwas dreht, und ob diese Fläche hart, eben und sauber genug ist, um sich gleichbleibend zu verhalten.

Quellen

• ISO 16047:2005, Fasteners, Torque/clamp force testing. Kostenlose Vorschau, 11 Seiten, mit Anwendungsbereich, Symbolen, Prüfprinzip, Zeichnung der Vorrichtung und Abschnitt 7 zu den Prüfteilen
• ISO 8992:2005, Fasteners, General requirements for bolts, screws, studs and nuts – die Norm, in der das Wort „washer“ nicht vorkommt
• Die Frage auf einer öffentlichen Frage-Website für Heimwerker. 97 Stimmen, 8 Antworten

Die Vorschau der Prüfnorm wurde vollständig heruntergeladen, und Abschnitt 7 mit den Anmerkungen zur Vorrichtung wurde an gerenderten Seitenbildern geprüft. Diese Website hat sich auf 11 früheren Seiten auf diese Norm bezogen, dies ist also die 12. Verwendung, doch keine dieser Seiten hat Abschnitt 7.2 zu Prüfauflageplatten und Prüfscheiben verwendet, und von dort stammt alles Neue auf dieser Seite. Kein Reibungszahl- oder Drehmomentbeiwert aus der Norm erscheint auf dieser Seite, weil die Tabellen mit diesen Werten nicht gelesen wurden. Dies ist die 2. Verwendung der Norm mit den allgemeinen Anforderungen, nach einer früheren Seite über deren Lieferzustand, und nichts von jener Seite wird wiederholt. Folgendes sind unsere eigenen Zählungen und Beobachtungen, keine Aussagen einer der beiden Normen: dass das Wort „washer“ in der Norm mit den allgemeinen Anforderungen 0-mal und in der Vorschau der Prüfnorm 18-mal vorkommt; dass die Bohrung der Unterlegscheibe nach Reihe mittel und die der Vorrichtung nach Reihe fein festgelegt ist; und dass die beiden Scheibentypen in zwei verschiedenen Härteskalen angegeben sind. Die drei Normen für flache Scheiben wurden für eine frühere Seite gelesen und hier nicht erneut untersucht. Diese Seite sagt nicht, auf welche Seite eine Unterlegscheibe gehört, gibt keine Montage- oder Anziehempfehlungen und nennt keine Marke. Eine Prüfnorm beschreibt eine Vorrichtung, die eine Messung wiederholbar machen soll, und ist keine Montageanweisung. Die Frage stammt von einer öffentlichen Frage-Website für Heimwerker statt aus den Forenwerkzeugen, die diese Website sonst verwendet und die weiterhin nicht verfügbar sind. Wir haben die Frage gelesen, nicht die Antworten, und es wird kein Benutzername genannt.