Eine Kronenmutter bleibt dort stehen, wo die Bohrung es zulässt

Es gibt keinen Wert, auf den man anzieht

Eine Kronenmutter hat Schlitze über ihrer Krone, und die Schraube, auf der sie sitzt, hat eine Querbohrung. Die Mutter kann nur in einer Stellung bleiben, in der einer dieser Schlitze mit der Bohrung fluchtet. Jede andere Stellung ist ausgeschlossen, gleich, was der Drehmomentschlüssel anzeigt.

Der Diskussionsfaden zeigt beide Regeln im Einsatz. Die am besten bewertete Antwort war ein Verfahren ganz ohne Drehmoment: Trommel drehen, anziehen, bis sie gerade zu bremsen beginnt, die Mutter leicht zurückdrehen, bis die Trommel frei läuft, sichern. Die nächste Antwort ging vom entgegengesetzten Punkt aus: Der Fragesteller habe Glück gehabt, die Bohrung handfest frei vorzufinden, denn das sei die ideale Stelle zum Sichern, und weiter zurück solle man nur gehen, wenn die Bohrung nicht dort ist.

Beide haben für diese Verbindung recht, und keine Regel lässt sich übertragen. Ein Kegelrollenlager wird über das Axialspiel eingestellt; die Mutter soll dort nichts vorspannen, und Zurückdrehen ist unbedenklich. Eine Verbindung, die verspannt bleiben muss, ist der umgekehrte Fall: Wer zurückdreht, um eine Bohrung zu finden, verbraucht Vorspannkraft, mit der die Konstruktion gerechnet hat. Was das Drehmoment überhaupt bewirken sollte, steht unter Drehmoment und Klemmkraft.

Der Splint ist nach der Bohrung benannt, nicht nach sich selbst

ISO 1234 behandelt Splinte, und eine Fußnote zur Maßtabelle sagt etwas, das die meisten nie bemerkt haben: Die Nenngröße ist der Durchmesser der Splintbohrung (sinngemäß übersetzt). Der Splint selbst ist kleiner, und die Tabelle sagt, um wie viel.

Dieselbe Fußnote empfiehlt für die Bohrung selbst H13 unter Nenngröße 1,2 und H14 darüber, nach jedem Maßstab eine weite Passung. Zusammengenommen ist das Bild eindeutig: Ein Splint ist ein bewusst lose sitzendes Teil in einer bewusst weiten Bohrung.

Er ist kein Scherstift und sollte nie einer sein. Er ist ein Anschlag, der verhindert, dass die Mutter über eine Stellung hinauswandert. Ein Stift, der Last tragen soll, sitzt in einer geriebenen Bohrung mit Übermaß- oder enger Passung und hat einen veröffentlichten Scherwert; dazu nur einer dieser beiden Stifte hat eine Nennscherkraft.

Die Zähigkeitsanforderung ist eine Biegung

Die Anforderungstabelle von ISO 1234 hat eine Zeile zur Zähigkeit, und sie lohnt das Zitieren, weil die Zahl darin leicht zu übersehen ist. Jeder Schenkel des Splints muss einmal vollständig auf sich zurückgebogen werden können, ohne sichtbare Anzeichen eines Bruchs an der Biegestelle.

Einmal. Das ist die gesamte nachgewiesene Lebensdauer der Biegung. Einen Splint zum Ausbauen geradezubiegen und erneut umzubiegen, ist ein zweiter Zyklus an derselben Stelle eines Teils, dessen Werkstoff nur für einen qualifiziert wurde, und nichts in der Norm regelt, was danach übrig ist. Dieselbe Frage für das Verbindungselement statt für den Splint lautet kann man eine Schraube wiederverwenden.

Die Zeile zur Ausführung ist aus demselben Grund ungewöhnlich genau. Splinte müssen gratfrei sein, das Auge muss möglichst kreisrund sein, und der Querschnitt der beiden geraden Schenkel zusammen muss kreisförmig sein. All das betrifft ein Teil, das durch eine weite Bohrung gehen und dann gebogen werden muss, in dieser Reihenfolge, ohne zu reißen.

Ein Einsatzfall, den die Norm nennt und für den sie größer empfiehlt

Normen nennen selten eine Anwendung. ISO 1234 nennt zwei. Eine zweite Fußnote zur Maßtabelle sagt, dass für Eisenbahnanwendungen und für Fälle, in denen Splinte in Bolzen wechselnden Querkräften ausgesetzt sind, die nächstgrößere Splintgröße gegenüber der Tabelle empfohlen wird.

Lesen Sie das als Eingeständnis über den Normalfall. Die übliche Auswahl nach der Tabelle setzt voraus, dass der Splint ein Anschlag ist, der nicht beansprucht wird. Kehrt sich die Lastrichtung oft genug um, hätte die Norm lieber mehr Material, und das kommt im Dokument einem Eingeständnis am nächsten, dass ein Splint ermüden kann.

Warum unsere eigene Tabelle das ausgelassen hat

Wir ordnen Sicherungsmaßnahmen danach, welches Versagen sie adressieren, in warum sich Schrauben lösen, und bis jetzt hatte diese Tabelle überhaupt keine Zeile für formschlüssige Sicherung. Klemmmoment, Schraubensicherung, Keilsicherungsscheiben, Federringe und Nachziehen waren vertreten. Der Splint nicht.

Deshalb ist auch die Anekdote im Faden über einen Lagerring, der mit dem Achszapfen verschweißte, kein Argument gegen das Sichern. Sie ist ein Argument über die Mutterstellung, die gesichert wurde. Was mit einer Mutter geschieht, die sich nicht dreht und trotzdem Last verliert, steht unter sie verklebten die Mutter, und sie lockerte sich trotzdem.

Was zu klären ist, bevor die Zeichnung rausgeht

• Geben Sie ein Drehmoment und eine Richtung an. Nicht nur einen Wert. Sagen Sie, ob bis zur nächsten Fluchtung weiter- oder zurückgedreht wird, und welche Größe die Verbindung tatsächlich einstellt: Klemmkraft oder Axialspiel.
• Legen Sie die Bohrung fest, denn der Splint ist nach ihr benannt. Die Nenngröße nach ISO 1234 ist der Bohrungsdurchmesser, mit H13 oder H14, und der Splint ist kleiner.
• Schreiben Sie bei jeder Montage einen neuen Splint vor. Die Zähigkeitsanforderung ist eine Biegung, Wiederverwendung liegt außerhalb des Nachgewiesenen.
• Prüfen Sie auf wechselnde Querlast. Die Norm nennt diesen Fall und den Eisenbahnbetrieb und empfiehlt eine Größe mehr.
• Fragen Sie, ob die Verbindung so empfindlich sein sollte. Die zweitbeste Antwort im Faden sprach es aus, ohne es zu benennen: Wenn der Unterschied zwischen zwei benachbarten Splintstellungen für Sie zählt, liegt das Problem vor dem Splint.

Die Bohrung in der Schraube hat eine eigene Norm, und sie nennt den Durchmesser und einen Mindestabstand zum Ende, aber nicht die Lage, die nach ihren Worten für jede Anwendung berechnet werden muss.

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

Mit welchem Drehmoment ziehe ich eine Kronenmutter an?

Für sich genommen hat die Frage keine Antwort, denn die Mutter kann nur dort bleiben, wo ein Schlitz mit der Querbohrung der Schraube fluchtet. Eine brauchbare Vorgabe ist ein Drehmoment plus eine Anweisung, was zu tun ist, wenn die Bohrung nicht dort ist: weiterdrehen bis zur nächsten Fluchtung oder zurückdrehen bis dorthin. Was davon richtig ist, hängt davon ab, was die Verbindung einstellt. Ein Kegelrollenlager erhält Axialspiel, also ist Zurückdrehen unbedenklich; eine Verbindung, die verspannt bleiben muss, verliert bei jedem Zurückdrehen zur Bohrungssuche Vorspannkraft.

Ist die Größe eines Splints sein Durchmesser?

Nein. Eine Fußnote zur Maßtabelle in ISO 1234 legt fest, dass die Nenngröße der Durchmesser der Splintbohrung ist. Der Splint ist kleiner: Ein Splint der Nenngröße 3,2 hat höchstens 2,9 mm Durchmesser, einer der Nenngröße 2 hat 1,8 mm. Dieselbe Fußnote empfiehlt für die Bohrung H13 unter Nenngröße 1,2 und H14 darüber. Splint und Bohrung sind also absichtlich lose.

Kann ein Splint Scherlast tragen?

Dafür ist er nicht ausgelegt. Er ist in seiner eigenen Bohrung untermaßig, und die empfohlene Bohrungstoleranz ist H13 oder H14; er kann also nicht als eng sitzender Scherstift wirken, und ISO 1234 veröffentlicht keinen Scherwert für ihn. Seine Aufgabe ist es, die Mutter daran zu hindern, über eine Stellung hinauszuwandern. Ein Stift, der Last tragen soll, sitzt in einer geriebenen Bohrung, und seine Norm nennt einen Scherwert; das ist ein anderes Teil und ein anderes Dokument.

Kann ich einen Splint wiederverwenden?

Die Norm hat eine Biegung nachgewiesen. Die Zähigkeitsanforderung in ISO 1234 lautet, dass jeder Schenkel einmal vollständig auf sich zurückgebogen werden kann, ohne sichtbaren Bruch an der Biegestelle. Den Splint geradezubiegen und erneut zu biegen, ist ein zweiter Zyklus an derselben Stelle, und nichts in der Norm sagt, was der Werkstoff danach noch hergibt. Verwenden Sie einen neuen.

Warum fehlt der Splint in den meisten Listen von Sicherungsmethoden?

Weil er nicht auf die übliche Achse passt, nach der solche Listen aufgebaut sind, nämlich wie gut eine Maßnahme der Drehung widersteht. Formschlüssige Sicherung widersteht der Drehung nicht, sie verbietet sie über einen diskreten Schritt hinaus; gegen Lockerung durch Drehung ist sie daher absolut und gegen das andere Versagen, den langsamen Verlust an Klemmkraft durch Setzen und Relaxation, wirkungslos. Außerdem hat sie eine Folge, die reibungsbasierte Sicherungen nicht haben: Die Vorspannkraft am Ende ist die, die die Bohrung zugelassen hat, nicht die, die man eingestellt hat.

Quellen

• ISO 1234:1997 — Splinte; Tabelle 1 Maße mit der Fußnote, die die Nenngröße als Bohrungsdurchmesser festlegt, und der Fußnote zu Eisenbahn und wechselnder Querlast, Tabelle 3 Werkstoff, Zähigkeit, Oberfläche und Ausführung
• ISO 7035 — Kronenmuttern mit Sechskant, das ISO-Gegenstück zu DIN 935 (ohne Link zitiert: Wir konnten die Katalognummer nicht verifizieren)
• ISO 4042 — galvanische Überzüge, auf die ISO 1234 für beschichtete Splinte verweist
• ISO 3269 — Verbindungselemente, Annahmeprüfung, der Annahmeweg, auf den ISO 1234 verweist

ISO 1234:1997 wurde aus der öffentlich zugänglichen Vorschau gelesen, die bei einem Dokument dieser Länge die Maßtabelle, beide Fußnoten und die Anforderungstabelle vollständig enthält; jeder hier zitierte Wert stammt von diesen Seiten. Die Normen für Kronenmuttern wurden nur auf Katalogebene bestätigt. Die Anzahl der Schlitze einer Kronenmutter konnten wir nicht anhand einer Norm verifizieren; daher erscheint auf dieser Seite weder eine Schlitzanzahl noch ein Winkelschritt, sondern nur die Tatsache, dass die Stellungen diskret sind. Die Maßtabellen von DIN 935 enthalten eine Spalte mit dem passenden Splint; das ist eine Beobachtung auf Katalogebene und keine gelesene Klausel. Die Regeln zum Weiter- oder Zurückdrehen sind Praxis aus der Fahrzeug- und Gerätewartung; die Normen für Verbindungselemente enthalten sie nicht, und beide Richtungen sind tatsächlich in Gebrauch, weil sie zu Verbindungen gehören, die verschiedene Größen einstellen. Nichts hier ist ein Urteil über den Anhänger im Ausgangsfaden, dessen Lagerspezifikation uns nicht vorliegt. Die Katalognummern von ISO 7035, ISO 4042 und ISO 3269 wurden nicht mit einer zweiten Quelle abgeglichen.