Research on Gentle Loosening of Solidified Bolted Joints for Complex Capital Goods

Die Berücksichtigung der Nachhaltigkeit rückt zunehmend in den Fokus von Forschung und Produktion. So sollte beispielsweise der Recyclingprozess für nicht mehr verwendbare Produkte durch eine möglichst sortenreine Trennung der Materialien optimal vorbereitet werden. Darüber hinaus sollten Produkte durch Reparatur oder Ersatz wieder nutzbar gemacht werden, wenn nur Teilkomponenten ausfallen. Bei komplexen Investitionsgütern, wie z.B. Flugzeugtriebwerken, ist es zwingend erforderlich, das Produkt zu erhalten, da Schäden an den Fügepartnern zu immensen Kosten führen können. Ein entscheidender Faktor in diesem Zusammenhang sind die Montageverbindungen, die einen großen Einfluss auf die Komplexität der Demontage haben. Dabei haben lösbare Verbindungen, wie z.B. Verschraubungen, im Vergleich zu dauerhaften Befestigungslösungen viele Vorteile für Service, Reparatur und Recycling. Sie können die Montagezeit verkürzen, die Wartungsprozesse vereinfachen und die Wartungszeit und -kosten erheblich reduzieren. Während des Lebenszyklus eines Produkts können Schraubverbindungen jedoch korrodieren, was zu Schäden oder sogar zum Ausfall der Schraubverbindungen führt. Darüber hinaus können sie sich verfestigen und lassen sich oft nur noch zerstörend demontieren. In diesem Artikel stellen wir einen Ansatz vor, um das Lösen von betriebsbedingt verfestigten Schraubverbindungen zu verbessern. Es ist bekannt, dass Vibrationen im Betrieb die Vorspannkraft der Verbindungen verringern können. Wir machen uns diesen Aspekt zunutze, indem wir durch Mikrostöße Schwingungen induzieren, um das Lösemoment der verfestigten Schraubverbindung zu verringern. Je nach Richtung der Vibration (torsional oder axial) kann so eine mehr oder weniger bauteilschonende Demontage gewährleistet werden, im Gegensatz zur Zerstörung der Schraube durch Bohren oder Scheren und Spalten mit der Gefahr der Beschädigung des zu erhaltenden Produkts. Der konzipierte Versuchsaufbau mit einem Piezoaktor erlaubt es uns, die Amplitude und Frequenz der induzierten Schwingungen für die erforderliche Demontagekraft zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass unser Ansatz eine bauteilschonende Demontage ermöglicht, da die Kräfte deutlich reduziert werden können.