Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 107
Stromdurchgang, Graufleckigkeit, Korrosion oder Mischreibung als
Ursache von Schiden an Wilzlagerlaufbahnen und Getriebeverzah-
nungen — Schidigungsmerkmale und Analysenmethodik zur eindeuti-
gen Klassifizierung der Schadensursache
Franziska Ahrens, Hendrik Oelschner, Falk Matthias Ahrens
MQ Engineering GmbH, Rostock - Bentwisch (DE)
1. Einleitung
Wiilzlager und Getriebeverzahnungen sind in modernen industriellen Anwendungen vielfachen Be-
anspruchungen ausgesetzt. Aktuell eingesetzte Frequenzumrichtertechniken führen beispielsweise
an Getrieben von Windenenergieanlagen und Niederflurfahrzeugen unter bestimmten Gegebenhei-
ten zu Schädigungen an Lagern und Verzahnungen durch Stromübergang. Hohe Schwingungsbean-
spruchungen der Getriebe im Betrieb verbunden mit z. B. in Schienenfahrzeugen und Industrieanla-
gen hohen Staub- und Schmutzbeanspruchungen können beginnende oder auch fortgeschrittene
Graufleckigkeit erzeugen. Weitere Schädigungsarten, die an Wälzlagern und Getriebeverzahnungen
in nahezu allen Anwendungsbereichen beobachtet werden können, sind Korrosion und Mischrei-
bung. Die Unterscheidung der einzelnen Schadensursachen ist allerdings oft schwierig. In vielen
Fällen sind die Schädigungsmerkmale so ähnlich, dass nur bei konsequenter Anwendung einer sySs-
tematischen Kombination von einzelnen Untersuchungsschritten und —verfahren eine eindeutige
Klassifizierung der tatsächlichen Schadensart möglich ist. Das trifft insbesondere auf die Frühstadi-
en einzelner Schädigungsarten zu. Vorgestellt werden sollen die Analysenmethodik zur eindeutigen
Klassifizierung der Schadensart sowie wesentliche analytische Merkmale der einzelnen oben ge-
nannten Schädigungsarten in verschiedenen Entwicklungsstadien.
2. Beschreibung der Analysenmethodik
Die Analysenmethodik zur eindeutigen Unterscheidung der genannten Schädigungsmerkmale bein-
haltet als Mindestumfang eine systematische Untersuchung der Schädigungsmerkmale mit folgen-
der Untersuchungsmethoden:
a. Visuelle Prüfungen (auch unter Zuhilfenahme von Stereo- und Digitalmikroskopen),
b. Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop (REM) sowie
c. metallografische Untersuchungen.
Für eine eindeutige Klassifizierung des Schadensbildes darf auf keine der genannten drei Untersu-
chungsverfahren verzichtet werden. Insbesondere die ausschließliche Konzentration auf eine Unter-
suchung der Bauteiloberfläche (Funktionsfläche) kann zu gefährlichen Fehlinterpretationen führen.
Das visuelle Erscheinungsbild der Laufflächen und Zahnflanken oder auch punktuelle Farbände-
rungen beim Anätzen der Funktionsflächen sind selbstverständlich wichtige Indizien, um zielge-
richtet eine Klassifizierung der Schadensmerkmale vornehmen zu können. Da aber beispielsweise
für visuell sichtbare dunkle Flecken oder matte Oberflächen ebenso wie für Farbeffekte beim Anät-
zen der Laufflächen und Zahnflanken verschiedene Schadensursachen in Frage kommen, müssen in
jedem Fall für die Schadensklassifizierung auch rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen
der Laufflächen/ Zahnflanken und insbesondere metallografische Untersuchungen über den Bau-
teilquerschnitt erfolgen.
