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Schäden an Gleitlagern: Korrosion

Der Lagerrücken des Gleitlagers ist rau und vernarbt? Ist das Reibkorrosion? Erkennt man eine chemische Korrosion am Gleitlager nur durch eine raue und poröse Lauffläche oder gibt es andere Anzeichen? Wenn einer der beiden Gleitlagerschäden vorliegt: Muss die Lagerschale und der Lagerstuhl dann ausgetauscht werden? Hier lesen Sie alles zum Thema.

Reibkorrosion/Passungsrost

Beschreibung

  • vernarbte Oberfläche des Lagerrückens oder im Bereich der Teilfläche
  • aufgeraute, matte Stellen

Untere Hauptlagerschale
Stahl-Aluminium-Verbundwerkstoff

Auch im Bereich der Teilfläche können Anzeichen von Bewegungen der Lagerschale in Form der Reibkorrosion sichtbar sein. Die Werkstoffoberfläche ist deutlich verändert.

Obere Hauptlagerschalen
Stahl-Aluminium-Verbundwerkstoff

Deutliche Spuren von Reibkorrosion sind erkennbar – teilweise mit herausgerissenen Werkstoffbereichen (Abb. links).

Hier sind deutliche Merkmale einer flächenförmigen Reibkorrosion erkennbar: mit herausgerissenen Werkstoffbereichen und Vernarbungen der Oberfläche (Abb. rechts).

Beurteilung

Wenn die Lagerschale nicht richtig im Lagerstuhl sitzt, kommt es aufgrund der entstehenden Relativbewegungen (Mikrogleitbewegungen) zur Reibkorrosion. Die durch die Lagerbewegung entstehende Reibungswärme kann nicht wie im Lagerinneren durch den Schmierstoff abgeführt werden, sondern verursacht örtliche Überhitzungen des Stahlrückens. Diese Überhitzungen führen zu Aufschmelzungen und der dafür typisch vernarbten Oberfläche. Es kommt zu Werkstoffübertragungen zwischen Lagerrücken und Bohrung. Das Umgebungsmedium kann in die bereits aufgerauten und chemisch aktivierten Oberflächen eindringen und die Korrosion beschleunigen. Reibkorrosion setzt die Dauerfestigkeit des Werkstoffs herab, da die Bildung von Mikrorissen begünstigt wird. Es kann zu Ermüdungsschäden mit Folgen wie Anrissen oder Dauerbrüchen kommen.

Mögliche Ursachen

  • ungenügende Vorspannung durch zu große Grundbohrung oder zu kleine Lagerschale
  • zu geringer Lagerschalenüberstand: der Überstand der Lagerschale garantiert den Festsitz durch eine ausreichende Presspassung
  • Gehäuseverformung: bei Motorgehäusen aus Aluminium können sich bei extremer Temperatureinwirkung Gehäuse und Lagerschale unterschiedlich verformen, wobei der Festsitz des Lagers gegebenenfalls nicht mehr ausreicht
  • Biegung der Kurbelwelle: Biegung der Kurbelwelle hinterlässt auf der Lauffläche des Lagers ein spezielles Tragbild
  • zu geringer Schraubenanzug
  • Schwingungen oder Vibrationen des Gehäuses oder der Kurbelwelle, die zu Mikrobewegungen führen (Schwingungen und Vibrationen können auch durch Unterleger bzw. Hohllagen gefördert werden)

Abhilfe

Wenn Anzeichen von Passungsrost erkennbar sind, muss das Lager ausgetauscht werden, da die Dauerfestigkeit bereits verringert sein kann.

  • Aufnahmebohrung und Lagerschalenaußendurchmesser müssen im Toleranzbereich liegen, sodass das vorgegebene Lagerspiel eingehalten wird
  • Überstand: um die gewünschte Presspassung zum Festsitz zu erzeugen, muss die Lagerschale einen ausreichenden Überstand haben
  • Aufnahmebohrung und Gehäuse auf mögliche Verformungen überprüfen
  • Kurbelwelle bei Einbau auswuchten und Beanspruchung der Welle überprüfen
  • Schraubenanzug bezüglich Anzugsmomenten und Anziehreihenfolge nach Herstellerangaben durchführen
  • Motor auf Vibrationen und Schwingungen im Betrieb überprüfen

Chemische Korrosion

Beschreibung

  • Verfärbungen der Werkstoffoberfläche, meist im Hauptlastbereich
  • Lauffläche rau und porös

Unter Hauptlagerschale
Stahl-Aluminium-Verbundwerkstoff

Ablagerung von Korrosionsprodukten sind in der Lagerlauffläche, besonders ausgeprägt in der Lagermitte, sichtbar. Die Ablagerung tritt durch Fleckenbildung in Erscheinung. Ein Aufrauen der Lagerlauffläche ist unter mikroskopischer Betrachtung im korrodierten Bereich zu erkennen.

 

Beurteilung

Chemische Korrosionen werden durch Reaktionen zwischen Lagerschale und Motorenöl hervorgerufen. Auslöser für die chemische Reaktion sind aggressive Zusätze im Öl oder Kontaminationen des Öls während des Betriebs.

Mögliche Ursachen

  • Verschleiß, Kavitation und Erosion können Korrosion begünstigen, da sie die Werkstoffoberfläche angreifen und chemisch aktivieren
  • Bildung von Säuren und Metallsalzen in Folge von Ölalterung
  • unzulässige, aggressive Ölzusätze
  • aggressive Produkte aus der Verbrennung (Schwefel, Schwefelwasserstoff)
  • Kontamination des Öls mit Wasser oder Frostschutzmitteln
  • hohe Betriebstemperaturen beschleunigen chemische Prozesse wie die Ölalterung

Abhilfe

Korrodierte Lager müssen getauscht werden.

  • Ölwechsel stets nach Herstellervorgaben durchführen
  • nur Qualitätsöle frei von aggressiven Zusätzen verwenden
  • Motor ausreichend kühlen

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