Schadensanalyse an einer Welle

Nach dem Bruch der Hauptwelle einer Säge in einem Sägewerk, wurde zur Vermeidung eines erneuten Bruches die Schadensursache bestimmt. Der Bruch befand sich unter dem Innenring eines Wälzlager. Bei der Analyse wurde festgestellt, dass es sich um einen Schwingbruch handelte. Der Anriss entstand an der Oberfläche der Pressfuge zwischen Lagering und Welle in einem schmalen Bereich mit Passungsrost.

Passungsrost entsteht durch mikroskopisch kleine Gleitbewegungen zwischen reibschlüssig oder formschlüssig verbundenen Bauteilen - z.B. aufgepressten Lagern oder Passfederverbindungen. Die Mikrogleitbewegungen treten bei wechselnden Belastungen (z.B. Umlaufbiegemomente) meistens nur in den hochbelasteten Randzonen der Pressfugen von Reibschlussverbindungen auf. Da die beiden verbundenen Bauteile nicht aufeinander abgleiten – die Verbindung somit nicht durchrutscht – versagt die Verbindung im Betrieb der Maschine nicht. Jedoch werden die Bauteile durch die Relativbewegungen kontinuierlich geschwächt. Beim Dauerbetrieb wird es an Stellen mit Passungsrost immer zu Anrissen und später zum Bruch eines Bauteiles kommen.

Passungsrost ist somit immer ein Anzeichen von falsch ausgelegten Bauteilverbindungen. Aus diesem Grund wurden nach der Schadensanalyse konstruktive Änderungen zur Vermeidung des Passungsrostes erarbeitet. Beispielhaft sind hier die Erhöhung der Pressung zwischen dem Lagerring und der Welle oder die Reduzierung der Amplitude der Wechselbelastung genannt.