Die Scheibe einer SEMS-Schraube hat ein kleineres Loch als die Schraube

Ausgangspunkt dieser Seite

Unsere Seite zu Scheibengrößen wiederholt einen wichtigen Punkt: Eine Nenngröße spezifiziert keine Scheibe. Dasselbe M4 gibt es in kleiner, normaler und großer Reihe; die Außendurchmesser unterscheiden sich um mehr als den Faktor zwei.

Jene Seite nennt drei Reihen und die zugehörigen ISO-Nummern. Das ist für Scheiben richtig, die lose gekauft und selbst montiert werden. Die bereits auf der Schraube sitzende Scheibe erfasst sie nicht; diese wird nach einer anderen Norm bemessen.

„Unverlierbar“ ist ein definierter Begriff, keine Beschreibung

ISO 10644 gilt für Schrauben-Scheiben-Kombinationen aus Stahl mit Regelgewinde M2 bis M12, eben aufliegenden Köpfen und Festigkeitsklassen bis einschließlich 10.9. Der Anwendungsbereich definiert sie in einem Satz:

Die glatten Scheiben sind unverlierbar, das heißt gegen Demontage gesichert und frei drehbar.

Beide Teile sind wichtig. Die Sicherung gegen Demontage macht daraus eine Kombination statt zweier Teile im selben Beutel. Die freie Drehbarkeit erhält die Funktion als Scheibe: Wäre sie am Kopf festgeklemmt, drehte sie sich mit der Schraube, und die Reibstelle verlagerte sich vom Kontakt zwischen Scheibe und Verbindung auf die Scheibenfläche.

Deshalb ist die Bohrung untermaßig

Eine Scheibe kann nicht gegen Demontage gesichert sein, wenn sie über das Gewinde passt. Also passt sie nicht darüber. ISO 10673 legt die Bohrung bei jeder Größe als Bereich unter dem Gewindenenndurchmesser fest:

Die Scheibe wird montiert, bevor das Gewinde vorhanden ist. Sie wird über den glatten Schaft gelegt; anschließend wird das Gewinde gerollt und ist danach größer als das Loch, durch das die Scheibe kam. Allein die Geometrie hält sie fest.

Die praktische Folge gilt in beide Richtungen. Eine solche Scheibe lässt sich nicht auf eine fertige Schraube setzen. Ebenso wenig ergibt eine gewöhnliche lose Scheibe derselben Nenngröße nach Verlust der Kombinationsscheibe dasselbe Teil: Die Bohrung stimmt in der einen Richtung nicht, der Außendurchmesser wahrscheinlich in der anderen.

Die Reihe richtet sich nach der Kopfform, nicht nach Vorliebe

Hier unterscheidet sich die Kombinationsscheibe am stärksten von losen Scheiben. Die drei Formen in ISO 10673 sind nicht einfach klein, mittel und groß; die Norm nennt für jede eine bevorzugte Verwendung.

Die Begründung steht nicht im Abschnitt, doch die Zuordnung entspricht der Auflagefläche des Kopfes: Ein Innensechskantkopf ist ein kleiner Kreis; eine große Scheibe würde darunter hervorstehen, ohne dass ihr äußerer Ring belastet wird.

Auch die Härte wird von der Schraube bestimmt, nicht separat gewählt

ISO 10644 verknüpft beide Komponenten:

Damit ist die Scheibe einer Schraube 10.9 keine freie Wahl. Wird die Kombination nur über die Schraube spezifiziert, bleibt die Scheibe bei den niedrigeren Klassen, für die beide Härten zulässig sind, unvollständig bestimmt; bei den höheren ist sie vollständig festgelegt.

Ein weiterer wichtiger Abschnitt für Streitfälle mit Lieferanten: Für Schiedsprüfungen werden die mechanischen Eigenschaften nach ISO 898-1 bei entfernter Scheibe geprüft. Bewertet wird die Schraube der Kombination.

Was diese Seite nicht festgestellt hat

Die Außendurchmesser der losen Reihen aus ISO 7089, 7090, 7092 und 7093 werden hier nicht angegeben. Der Vergleich mit diesen Reihen ist qualitativ und stützt sich auf unsere frühere Seite, nicht auf eine erneute Lektüre dieser Normen. Soll nachgewiesen werden, ob eine bestimmte lose Scheibe einer bestimmten Kombinationsscheibe maßlich entspricht, müssen beide Tabellen nebeneinandergelegt werden.

Diese Seite sagt auch nicht, ob eine Kombination die richtige Wahl ist. Das ist ebenso eine Entscheidung über Handhabung und Unverlierbarkeit wie eine mechanische Entscheidung. ISO 10644 endet bei M12; darüber stellt sich die Frage in dieser Form nicht.

Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Kann ich eine normale Scheibe auf eine SEMS-Schraube setzen?

Nicht als Ersatz für die unverlierbare Scheibe. Deren Bohrung liegt unter dem Gewindenenndurchmesser; sie wurde daher vor dem Gewinderollen montiert und kann nicht von außen ersetzt werden. Eine lose Scheibe derselben Nenngröße hat eine Durchgangsbohrung und gewöhnlich einen anderen Außendurchmesser.

Wodurch wird bestimmt, ob eine SEMS-Scheibe Form S, N oder L hat?

ISO 10673 nennt eine Bevorzugung nach Kopfform: Form S für Zylinderschrauben mit Innensechskant und Zylinderkopfschrauben, Formen N und L für Sechskantschrauben. Die Norm stellt dies nicht als freie Größenwahl dar.

Richtet sich die Scheibenhärte nach der Schraubenklasse?

Ja. ISO 10644 erlaubt für Schrauben bis einschließlich Festigkeitsklasse 8.8 entweder 200 HV oder 300 HV und verlangt für die Klassen 9.8 und 10.9 die Härteklasse 300 HV.

Quellen

• ISO 10644:2009 — Screw and washer assemblies made of steel with plain washers; Abschnitt 1 mit Anwendungsbereich und Definition der Unverlierbarkeit, Abschnitt 4 mit Härtezuordnung und Bestimmung zur Schiedsprüfung
• ISO 10673:2009 — Plain washers for screw and washer assemblies, small, normal and large series, product grade A; Abschnitt 3 zur Einteilung nach Kopfform, Abschnitt 4 Tabellen 1 bis 3
• Unsere Seite über Scheibenreihen — die drei losen Reihen, neben denen diese Seite steht

ISO 10644:2009 und ISO 10673:2009 wurden in den offiziellen frei verfügbaren Vorschau-PDFs gelesen; beide enthalten den vollständigen Anwendungsbereich, den Klassifizierungsabschnitt und die Maßtabellen. Sämtliche Zahlen dieser Seite stammen daraus. ISO 10644:2009 ist die zweite Ausgabe und ersetzt die Erstausgabe von 1998, deren Härteregel anders formuliert war: Sie nannte 200 HV für Schrauben unter 8.8 und ließ damit 8.8 selbst offen; die aktuelle Ausgabe erlaubt bis einschließlich 8.8 beide Härten. Hier wird nur der Text von 2009 verwendet. ISO 10673:2009 ist laut ISO-Katalog 2024 überprüft und bestätigt worden; dieser Status stammt aus dem Katalogeintrag, nicht aus dem Dokument. Die prozentualen Unterschreitungen in der Bohrungstabelle sind Berechnungen aus den veröffentlichten Grenzwerten, keine in der Norm gedruckten Werte. Jede Aussage wurde vor Veröffentlichung unabhängig geprüft; alle hielten stand, und dabei wurden die in der ersten Fassung fehlenden Zeilen M2,5 und M3,5 ergänzt. Kein Maß dieser Seite ist ein zulässiger Konstruktionswert.