Einfluss der Beanspruchungszustände in Wälzlagern auf das Schadensbild White Etching Cracks (WEC)

• Antragsteller: Professor Dr. Eberhard Kerscher; Professor Dr.-Ing. Gerhard Poll; Professor Dr.-Ing. Bernd Sauer
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234926672

Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, mechanische, thermische sowie chemische Beanspruchungen zu identifizieren, die zu White etching cracks (WEC) führen. Anhand einer systematischen Variation verschiedener Einflussparameter wird deren Bedeutung auf das Entstehen solcher Risse bzw. Riss-Netzwerke herausgearbeitet. Wenn die Parameter, die WEC fördern, detektiert worden sind, können die physikalisch chemischen Wirkmechanismen, die verantwortlich für WEC sind, gründlich untersucht werden. Hieraus lassen sich dann Maßnahmen zur Vermeidung derartiger Lagerschäden ableiten. Teilziele sind dabei, neben dem gezielten Erzeugen dieser Schäden Möglichkeiten zu finden, die Schadensentwicklung frühzeitig zu erkennen (Condition Monitoring) sowie den Größeneinfluss zu überprüfen.Dazu stellen drei Forschungsstellen in Kaiserslautern und Hannover ihre Fachkompetenz und ihre Laboreinrichtungen zur Verfügung: Prof. Sauer, Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT) TU Kaiserslautern, Prof. Kerscher, Arbeitsgruppe für Werkstoffprüfung (AWP), TU Kaiserslautern, Prof. Poll, Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT), Leibniz Universität Hannover. Am MEGT werden Bauteilversuche unter dreiachsiger dynamischer Belastung durch den Einsatz vorhandener elektrischer und hydraulischer Antriebe durchgeführt. Zudem werden mittels Mehrkörpersimulation am Wälzlager die innere Dynamik und vor allem die damit einhergehenden Kontaktkräfte beschrieben. Das IMKT betrachtet das System modellhaft, basierend auf bauteilnahen Prüfkörpern. Es beschreibt in einem theoretischen Arbeitspaket die inneren Spannungen der Lagerringe, zudem wird in einem spezialisierten Tribometer der Wälzkörper-Laufbahn-Kontakt detailliert untersucht. Die AWP konzentriert sich auf ein- und mehrachsige Beanspruchungen von Probeköpern, zudem werden auch Proben der anderen Institute auf WEC-zuordenbaren Schadensbilder überprüft. Gewonnene Erkenntnisse eines Instituts, z.B. bezüglich eines Lastszenarios mit WEC-Bildung werden direkt an die anderen Institute zur Verifikation weitergeleitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen