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Lösen durch Vibrationen

Was versteht man unter Vibrationen, und wie führen diese zu einem Lösen von Verbindungselementen? Die Antwort auf diese Fragen scheint vielleicht offensichtlich zu sein. Erst wenn man den mechanischen Vorgang des Lösens durch Vibrationen wirklich versteht, kann man jedoch Schritte zu deren Vermeidung einleiten.

Stellen Sie sich dafür einen Holzklotz auf einer Rampe vor. Der Neigungswinkel der Rampe ist so niedrig, dass der Holzklotz auf ihr liegenbleibt. Jetzt schlagen wir wiederholt mit einem Hammer auf die Rampe, nicht zu fest, aber fest genug, dass der Holzklotz jedes Mal etwas in die Höhe springt und so langsam die Rampe herunter „rutscht“. Genauso verursacht auch die Vibration das Lösen eines Gewindes. Bei jeder Vibration wird der Druck zwischen Holzklotz und Rampe (oder in unserem Fall zwischen den Gewindeflanken) kurz, aber wiederholt, verringert, und der Klotz „rutscht“ die Rampe herunter.

Verwenden wir nun einen schwereren Holzklotz, wird eine stärkere Vibration benötigt, damit er die Rampe herunter rutscht. Das ist gleichbedeutend mit einer gesteigerten Vorspannkraft in der Schraubverbindung. In beiden Fällen gilt jedoch: Sind Amplitude und Frequenz der Vibration gross genug, rutscht der Klotz die Rampe herunter, und die Schraubverbindung löst sich.

Eine letzte Denkübung zum Schluss: Wenn wir nun von oben Druck auf den Holzklotz ausüben, sodass er nicht in die Höhe springen und auf der Unterseite einen Reibungsverlust erleiden kann, dann rutscht er auch nicht die Rampe herunter. Doch wie können wir dies nun auf eine Schraubverbindung anwenden? Bei typischen Schraubverbindungen mit Mutter und Schraube ist immer ein gewisses Gewindespiel vorhanden, um eine einfache Montage zu ermöglichen. Dadurch entstehen kleine Spalten auf der Gewinderückseite. Um diese Gewindespalten zu vermeiden, können gewindeformende Schrauben verwendet werden, die bei der Montage im Gegenstück ihr eigenes Gewinde formen.

Natürlich können gewindeformende Schrauben nicht für alle Schraubverbindungen verwendet werden. In Bauteilen, in denen ein Lösen durch Vibration ein grosses Risiko darstellt, sind sie jedoch eine gute Alternative.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie ein Lösen durch Vibration vermeiden können, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

 

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

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August 11, 2017

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