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Untersuchung und Verhinderung von White Etching Cracks

Lager sind eine der am meist verwendeten Maschinenbauteile. Sie werden in jedem sich bewegenden Teil einer technischen Anlage verbaut, um auftretende Kräfte auszugleichen und Reibung zu reduzieren. Lager können in Wälz- und Gleitlager unterteilt werden. Wälzlager besitzen im Gegensatz zu Gleitlagern Wälzkörper. Zwischen den sich zueinander bewegenden Oberflächen können größere Kräfte aufgenommen werden. Daher werden vor allem bei großen Lagern, wie in Windkraftanlagen, Wälzlager verbaut, da diese mehr in der Lage sind solche Belastungen zu tragen.

Aufgrund der allgemein hohen Beanspruchung dieser Bauteile, sind sie sehr anfällig für Schäden. Diese Schäden können eine Vielzahl von Ursachen besitzen. So kann beispielsweise eine Lebenszeit für Lager berechnet werden, die Aufschluss über die Zeit gibt, die ein Lager aufgrund der rein mechanischen Belastung überstehen sollte ohne Schäden aufzuweisen. Leider wird diese Zeit nur selten erreicht. Einer der Gründe dafür kann das verwendete Schmiermittel sein, welches eigentlich zu einer Lebensdauererhöhung führen sollte. Doch zu lange Ölwechselintervalle oder ungeeignete Schmiermittel verursachen oft das Gegenteil.

Ein Wälzlagerschaden, bei dem vieles auf eine starke Schmiermittelabhängigkeit hindeutet, ist der White Etching Crack Schaden. Bei diesem Phänomen treten verzweigte Rissstrukturen unter der Oberfläche der Laufbahnen auf. Diese Strukturen erscheinen im Schliffbild weiß. Entstehen zu viele dieser Rissnetzwerke, kommt es zu großflächigen Ausbrüchen aus den Laufbahnen. Diese können in Folge zu immensen Schäden im Antriebsstrang und langen Stillstandzeiten führen. Dieser Schaden kann innerhalb der ersten 10% bis 20% der Lebenszeit des Lagers entstehen. Auch gerade diese zeitliche Unsicherheit hat dazu geführt, dass bis heute noch keine eindeutige Ursache gefunden wurde, warum White Etching Cracks entstehen.

Aktuell wird daher stark an der Ursache des Schadens geforscht. Zusätzlich werden verschiedene Sensorkonzepte getestet, um die Rissnetzwerke zu erkennen, bevor es zu Ausbrüchen aus der Laufbahn kommt.

Projektbearbeitung:

Manuel Zürcher, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 1.624
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29456
  • E-Mail: zue@ipat.fau.de