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4 Grundlagen
4.1. Schädigungsmechanismen
Wesentliche Schädigungsmechanismen bei Wälzlagern beruhen auf dem Verschleiß
(tritt insbesondere bei Schmiermittelausfall oder Schmiermittelverschmutzung ein,
führt durch abrasiven Abtrag zu einer meist gleichmäßigen Geometrieänderung der
Wälzpaarung) und der Ermüdung (tritt bei Überlastung ein und führt zur Pittingbildung,
d.h. zum lokalen Ausplatzen von Metallteilen aus der Oberfläche der
Wälzelemente). Während abrasiver Verschleiß zu einer Erhöhung der stationären
breitbandigen Schwingung führt, werden bei lokalen Schäden Schwingungen
impulsartig angeregt. Voraussetzung für den Einsatz unterschiedlicher Verfahren zur
technischen Diagnose von Wälzlagern ist die Kenntnis der Geometrie und Kinematik
im Wälzlager. Im Rahmen dieser Arbeit wird nur insoweit auf die Geometrie eingegangen,
sie für das Verständnis der eingesetzten Verfahren notwendig ist (Bild 1).
Bild 1: Geometrie ausgewählter Wälzlager
a - Rillenkugellager; b - Schrägkugellager; c - Zylinderrollenlager
1 - Außenring des Schrägkugellagers
2 - Kugel des Schrägkugellagers
3 - Innenring des Schrägkugellagers
DI - Durchmesser des Mittelpunktkreises der Innenringwälzbahnkrümmung
DA - Durchmesser des Mittelpunktkreises der Außenringwälzbahnkrümmung
DT - Teilkreisdurchmesser
DW - Wälzkörperdurchmesser
αB - Druckwinkel
4.2. Schwingungserzeugung im defekten Lager (Beispiel Kugellager)
Es soll ein lokaler Schaden am Außenring vorliegen (Bild 2). Beim Überrollen der
Schadensstelle wird die Kugel auf dem Außenring einen Stoß erzeugen. Dieser Stoß
hat einen Schwingungs- bzw. einen Schallimpuls zur Folge, der sich zunächst im
Lageraußenring und dann in der Lagerhalterung ausbreitet (Stoßimpuls). Der Impuls
ist gekennzeichnet durch einen sehr steilen Anstieg und eine sehr kurze Dauer,
verglichen mit seiner Wiederholrate, im folgenden Schadensfrequenz (Überrollfrequenz)
genannt. Die Amplitude des Impulses ist ein Maß für die Stärke des
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