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Aktuell


Seminare in Valparaiso, Indiana (USA) für Februar 2018
Im Februar bieten wir Ihnen folgende Seminare über Wälzlager und Getriebe an:...


Elgeti Engineering beginnt Kooperation mit RWTH International Academy gGmbH
Elgeti Engineering beginnt Kooperation mit RWTH International Academy gGmbH beim...

Beispielhafte Vorgehensweise bei Untersuchung eines Schadensfalls

Zahnrad
Zahnbruch

Als unabhängiges Ingenieurbüro begutachten wir Schäden an Maschinen und Anlagen, um die jeweiligen Ursachen festzustellen, zu dokumentieren und Gegenmaßnahmen zu beschreiben. Die von uns untersuchten Fälle betreffen insbesondere die folgenden Anwendungen:

  • Automobile
  • Schienenfahrzeuge
  • Land- und Baumaschinen
  • Industriegetriebe
  • Bergbau
  • Walzwerke
  • Wasserturbinen
  • Windenergieanlagen

Inspektion / Endoskopie

Endoskopuntersuchung Windenergieanlage
Endoskopie

Am Anfang einer Schadensuntersuchung steht typischerweise die Inspektion der betroffenen Anlage. Hierbei kann ein erster Eindruck darüber gewonnen werden, welche Teile betroffen und welche Reparaturmaßnahmen erforderlich sind. Darüber hinaus ermöglicht die Inspektion im Feld die Erfassung der regelmäßigen Betriebs- und Umgebungsbedingungen sowie die Dokumentation sämtlicher Gebrauchsspuren.
Gerade bei großen oder schwer zugänglichen Anlagen, wie etwa Großgetrieben, Windenergieanlagen etc. bietet es sich an, die Inspektion per Endoskopie durchzuführen. Elgeti Engineering verfügt dazu über Endoskope mit 3 m Sensorlänge und in zwei Richtungen schwenkbarem Kopf, mit dem der Zustand einer Anlage untersucht werden kann, ohne dass diese zerlegt werden muss. Eine regelmäßige Getriebeendoskopie kann auch im Rahmen einer vorbeugenden Instandhaltung durchgeführt werden, etwa um Schäden an Wälzlagern und Verzahnungen oder außergewöhnlichen Verschleiß frühzeitig zu erkennen.


Identifikation des fehlerhaften Bauteils

Getriebeschaden einer Windenergieanlage
Gebrochener Innenring eines Zylinderrollenlagers

Nachdem das fehlerhafte Bauteil identifiziert worden ist, werden dessen Schadensmerkmale per visueller Inspektion erfasst und dokumentiert. Basierend auf dem ersten Befund kann dann dann über die weiteren Untersuchungschritte entschieden werden.


Bruchflächenuntersuchung

Schwingbruch eines Innenrings
Schwingbruch eines Innenrings

Am Beispiel des hier betrachteten Zylinderrollenlagers konnte ein Bruch des Innenrings festgestellt werden. Die Untersuchung der Bruchfläche führte zur Identifizierung eines Ermüdungsschadens sowie der Lokalisierung des Rissausgangs. Beide Informationen tragen zur Beschreibung des Schadensmeschanismus und schließlich zum Verständnis der Schadensursache bei.
Bruchflächenuntersuchungen werden typischerweise per Stereolupe oder Rasterelektronenmikroskop durchgeführt.


Werkstoffuntersuchung / Metallographie

Metallographie
Gefüge eines Wälzlagers

Durch metallographische Untersuchung des betreffendenen Bauteils können Gefügeauffälligkeiten, innere Defekte, Verunreinigungen etc. festgestellt werden. Neben Korngröße und Reinheitsgrad werden auch die chemische Zusammensetzung und die Härte ermittelt.
In unserem Werkstofflabor haben wir die Möglichkeiten, auch aus größeren Bauteilen Materialproben ohne damit verbundene Wärmebeeinflussung zu entnehmen und zur Schliffuntersuchung vorzubereiten. Die Untersuchung erfolgt in der Regel lichtmikroskopisch in Kombiniation mit spezieller Bildauswertungssoftware.


Simulation

Finite Elemente Methode
Finite Elemente Methode

Mögliche Szenarien bzw. die Einflüsse bestimmter Belastungen auf die Anlage können durch Simulation unterschiedliche Lastfälle mittels der Finite-Elemente-Methode studiert werden. Hierbei werden insbesondere Spannungen und Verformungen betrachtet, aber auch Schwinungen und Temperaturverläufe sind regelmäßig Gegenstand der Untersuchungen.
Selbstverständlich kann mit Berechnungen zur Strukuranalyse auch nachvollzogen werden, ob ein Bauteil überhaupt für die zu erwartenden Betriebslasten ausreichend dimensioniert worden ist. In solchen Fällen schließen sich an die numerische Simulation  Festigkeitsnachweise nach den entsprechenden Normen und Richtlinien an.


Versuch

Versuch
Lagerprüfstand

Um bestimmte Schadensverläufe nachzuvollziehen, können extreme Bedingungen im Versuch nachgestellt werden. Zum Beispiel lässt sich der Einfluss von unzureichender Schmierstoffmenge oder Verschmutzung auf die Lebensdauer eines Bauteils bzw. auf die Ausprägung spezieller Schadensmerkmale untersuchen, um verschiedene Schadenshypothesen auf ihre Plausibilität hin zu überprüfen. Dies dient auch der Bestimmung von Gegenmaßnahmen, die durch solche Versuche zu validieren sind.


Messung von Schwingungen und Betriebslasten

DMS
Dehnungsmessstreifen

In einigen Fällen ist es erforderlich, auftretende Belastungen und Schwinungen durch Messungen im Betrieb zu erfassen. Hier kommen z. B. Dehnungsmessstreifen zum Einsatz, die nach Bedarf an den entsprechenden Teilen zu applizieren sind.


Abschließende Beurteilung und Bestimmung geeigneter Gegenmaßnahmen

Sofern die durchgeführten Untersuchungen zu einem eindeutigen Ergebnis führen, wird dasjenige Szenario, das zum vorliegenden Schadensfall geführt hat, detailliert in Form eines schriftlichen Berichtes beschrieben. Das somit erlangte tiefgehende Verständnis der relevanten Zusammenhänge im fehlerhaften System wird dann genutzt, um geeignete Gegenmaßnahmen aufzuzeigen und somit zukünftigen Schäden dieser Art wirksam vorzubeugen.