Pitting

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Dieser Artikel behandelt Materialausbrüche durch oberflächennahe Mikrorisse bei hoher mechanischer Beanspruchung. Siehe auch Lochfraßkorrosion oder Pitting (Bauschaden).
Pitting am Kegelrad eines Differentialgetriebes

Als Pitting (zu deutsch: Grübchenbildung) wird ein Materialausbruch bei tribologischer Beanspruchung bezeichnet, der durch oberflächennahe Mikrorissbildung hervorgerufen wird. Dieses Verschleißerscheinung tritt vor allem im Bereich des klassischen Maschinenbaus auf, zum Beispiel bei Wälzlagern und Zahnrädern.

Die Pittingbildung bei tribologischer Beanspruchung wird durch lokales Überschreiten der Festigkeit des jeweiligen Materials aufgrund der Hertz'schen Pressung induziert. Derart hohe Pressung treten insbesondere im Wälzkontakt zwischen dem Wälzkörper und dessen Laufbahn am Innen- oder Außenring des Wälzlagers sowie zwischen den Zahnflanken zweier kämmender Zahnräder auf. Entscheidend ist dabei die Tatsache, dass nach der Hertz'schen Theorie das Schubspannungsmaximum nicht an der Bauteiloberfläche (freier Rand), sondern in einer charakteristischen Tiefe knapp unterhalb der Oberfläche auftritt. Weitere Einflussgrößen neben der Hertz'schen Pressung sind zum Beispiel die Oberflächenhärte und die Einhärtetiefe, die Oberflächenqualität, die Viskosität und Additivierung des Schmierstoffs, zusätzlich hohe Temperaturbeanspruchung sowie mögliche Flankenformfehler und die Umfangsgeschwindigkeit (bei Zahnrädern). Das Ergebnis einer solchen Grübchenbildung ist außerdem sehr leicht bei Eisenbahnschienen zu beobachten. Deshalb müssen diese von Zeit zu Zeit nachgeschliffen werden.[1]

Der Grübchenbildung kann zum Beispiel durch konstruktive Maßnahmen vorgebeugt werden. Dabei sollte der „richtige“ Werkstoff, die „richtige“ Wärmebehandlung und das „richtige“ Fertigungsverfahren für den jeweiligen Einsatzzweck vorgesehen werden. In der Folge gilt es, die im Maschinenbau anerkannten Werte der zulässigen Flächenpressung (Grenzflächenpressung) für den gewählten Werkstoff nicht zu überschreiten. Dies kann heutzutage natürlich durch numerische Berechnung der Bauteile bewerkstelligt werden. Auch eine Optimierung des Dichtungssysteme oder eine (häufigere) Filterung des Schmierstoffs, um dessen Verunreinigung zu reduzieren, sowie generell die Verwendung eines besser geeigneten Schmierstoffs sind weitere Maßnahmen, um die Gefahr von Pittings zu reduzieren. Ferner sollte eine regelmäßige Prüfung sowie eine ordnungsgemäße Wartung und Instandhaltung der betreffenden Maschinen und Maschinenelemente nach den Vorgaben des Herstellers erfolgen.[1][2]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Pitting – Risikofaktor für Getriebeausfälle. Online auf www.rewitec.com; abgerufen am 27. Juli 2017.
  2. Schadenstypen – Pitting. Online auf www.nskeurope.de; abgerufen am 27. Juli 2017.