Graufleckigkeit

Erweiterte Suche

Zahnrad mit Graufleckigkeit

Graufleckigkeit ist eine Verschleißerscheinung oberflächennaher Bereiche hochbelasteter metallischer Bauteile. Vorwiegend tritt sie an Zahnrädern in Getrieben auf, aber auch die Gleitpartner Nockenwelle – Stößel moderner Ventiltriebe sind betroffen.

Dabei erscheint die betroffene Fläche auf der Zahnflanke mit bloßem Auge mattgrau. Unter starker Vergrößerung ist zu erkennen, dass eine Vielzahl kleinster Ausbrüche und Poren die Ursache für das graue Erscheinungsbild sind. Unter hoher Belastung entsteht an den Berührungsflächen Misch- und Gleitreibung. Die oberflächennahen Bereiche werden plastisch verformt und es bilden sich Mikrorisse. Graufleckigkeit kann unter Umständen zu tieferen Anrissen und anschließend zu großflächigen Ausbrüchen auf dem Zahnrad führen (Grübchen oder Pittings genannt). Die Graufleckigkeit bewirkt außerdem eine Veränderung der Zahnflankenform und kann die Verzahnungsdynamik und das Geräuschverhalten verändern.

Graufleckigkeit tritt dann auf, wenn im hochbelasteten Kontakt zweier Bauteile hohe Gleitgeschwindigkeiten sowie geringe Schmierfilmdicken (siehe: Schmierung) vorliegen. Die wichtigsten Ursachen für die Entstehung von Grauflecken sind:

  • hohe Belastung
  • niedrige Drehzahlen oder hohe Schmierstofftemperaturen (sie bewirken geringere Schmierfilmdicken)
  • ungünstige Zahngeometrie (die zu hohen Gleitgeschwindigkeiten oder zu hohen lokalen Belastungen an einzelnen Punkten der Zahnflanke führt)
  • große Rauheit der Zahnflanke (je größer die Rauheit ist, desto größer muss die Schmierfilmdicke sein, um metallischen Kontakt zu vermeiden)
  • ungünstige Schmierstoffe (Additive im Öl können die Tendenz zur Graufleckenbildung sehr stark beeinflussen (Korrosion), zudem bewirken niedrige Viskositäten geringere Schmierfilmdicken)

Graufleckigkeit als Zahnradschaden ist nur selten in Kraftfahrzeuggetrieben zu finden. Sie tritt hauptsächlich in hochbelasteten Industriegetrieben auf, z.B. bei Walzwerken, Mühlenantrieben oder in Windenergieanlagen.

Da die Geometrie, die Belastung und die Drehzahl meist durch äußere Anforderungen festgelegt sind, ist die Wahl eines geeigneten Schmierstoffs entscheidend. Hochleistungsschmierstoffe werden in einem standardisierten Test auf ihre Eignung zur Vermeidung von Grauflecken getestet.

Die Rauheit auf der Zahnflanke kann mit optischen (Fokusvariation oder AFM) oder taktilen Messverfahren (Profilometer) gemessen werden. Aufgrund der Komplexität der Aufgabenstellung ist die flächenhafte Messung (EN ISO 25178-2) der profilhaften Messung vorzuziehen.

Für den Begriff Graufleckigkeit wird im Englischen der Begriff "Micropittings" oder auch "Grey Staining" verwendet. Die Norm ISO/TR 15144-1:2010 beschäftigt sich mit der Bestimmung der Graufleckigkeit.

Weblinks

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

16.10.2021
Planeten | Elektrodynamik | Thermodynamik
Neues von den ungewöhnlichen Magnetfeldern von Uranus und Neptun
Tausende Grad heißes Eis - Wie es bei millionenfachem Atmosphärendruck entsteht und warum dieses leitende superionische Eis bei der Erklärung der ungewöhnlichen Magnetfelder der Gasplaneten Uranus und Neptun hilft.
14.10.2021
Elektrodynamik | Quantenphysik
Exotische Magnetzustände in kleinster Dimension
Einem internationalen Forscherteam gelang es erstmals, Quanten-Spinketten aus Kohlenstoff zu bauen.
15.10.2021
Sterne
Magentische Kräfte der Sonne: schnellere geladene Teilchen beobachtet
Protuberanzen schweben als riesige Wolken über der Sonne, gehalten von einem Stützgerüst aus magnetischen Kraftlinien, deren Fußpunkte in tiefen Sonnenschichten verankert sind.
14.10.2021
Planeten | Sterne
Der Planet fällt nicht weit vom Stern
Ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung von Planeten und ihrem jeweiligen Wirtsstern wurde in der Astronomie schon lange vermutet.
12.10.2021
Kometen und Asteroiden
Lerne die 42 kennen: Einige der größten Asteroiden fotografiert
Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile haben Astronom:innen 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter abgelichtet.
06.10.2021
Elektrodynamik | Festkörperphysik
Forschungsteam beobachtet eigenes Magnetfeld bei Doppellagen-Graphen
Normalerweise hängt der elektrische Widerstand eines Materials stark von dessen Abmessungen und elementarer Beschaffenheit ab.
05.10.2021
Festkörperphysik | Quantenphysik
Neue Art von Magnetismus in Kult-Material entdeckt
Ein internationales Wissenschaftsteam macht eine wegweisende Entdeckung in Strontiumruthenat.
30.09.2021
Kometen_und_Asteroiden | Planeten
Bombardement von Planeten im frühen Sonnensystem
Vesta, der größte Asteroid unseres Sonnensystems, war sehr viel früher einer umfangreichen Einschlagserie großer Gesteinskörper ausgesetzt als bislang angenommen.
30.09.2021
Plasmaphysik | Teilchenphysik
Strahldiagnostik für zukünftige Beschleuniger im Tischformat
Seit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer - Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren.
24.09.2021
Quantenoptik
Winzige Laser, die wie einer zusammenwirken
Israelische und deutsche Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.