Getriebe Stillstandsmarkierungen in Getrieben verhindern

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Fremdschwingungen lassen im ruhenden Getriebe den Schmierfilm abreißen. Metall trifft auf Metall. Die Folge: Reibkorrosion frisst sich zehntelmillimetertief in die Zahnflanken. Es gibt verschiedene Wege, solche Stillstandsmarkierungen schon in der Konstruktionsphase zu verhindern. 

Stillstandsmarkierungen an Zahnflanken von Getrieben sind Schäden. Inwieweit ein Weiterbetrieb möglich und sinnvoll ist, bewerten Betreiber anhand des unternehmerischen Risikos und des Sicherheitsrisikos für Mensch und Technik individuell. Pauschale, oft abschwächende Beurteilungen sind riskant.

Welche Folgen haben Stillstandsmarkierungen?

Die mittlere Rauigkeit von Zahnflankenoberflächen liegt typischerweise bei deutlich weniger als einem Mikrometer. Nur so können Getriebe verschleißarm betrieben werden und sind dann oft über viele Jahre störungsfrei im Einsatz. Stillstandsmarkierungen hinterlassen lokal begrenzte Oberflächenschäden mit einer Tiefe von mehreren zehntel Millimetern. Schon daraus ergibt sich, dass Stillstandsmarkierungen kein tolerierbarer Schaden sind. Es ist nicht damit zu rechnen, dass solche Schäden „ausheilen“, also durch den Weiterbetrieb eingeglättet werden. 

Wird ein Getriebe mit solch einem Schaden weiterbetrieben, führt das zu energiereichen Schwingungen, die nicht nur als unangenehmes Geräusch wahrgenommen werden, sondern auch zur Überlastung der bislang ungeschädigten Anlagenkomponenten führen.

Wie entstehen Stillstandsmarkierungen

Stillstandsmarkierungen entstehen durch Schwingungseintrag in ein nicht in Betrieb befindliches Getriebe. Die meisten Getriebe benötigen den Betrieb, um das Schmiermittel zu verteilen. Selbst bei Umlaufschmierung werden durch die Schmiermitteleinspritzung nicht alle relevanten Stellen erreicht, aber durch den normalen Betrieb eines Getriebes wird der Schmierstoff in alle Kontaktstellen transportiert. Im Stillstand funktioniert dies nicht, was in der Regel unkritisch ist, denn ein Rest Schmiermittel bleibt ja zunächst an den Antriebselementen haften.

Wenn nun aber Schwingungen in das stehende Getriebe eingetragen werden, beispielsweise durch benachbarte Produktionsanlagen oder durch vorbeifahrende Fahrzeuge oder bei Windenergieanlagen schlicht durch den Wind, dann kann das auch zum Schwingen der einzelnen Getriebebauteile führen. Diese Schwingungen gelangen als Mikrobewegungen ins Antriebssystem. 

Die Mikrobewegungen führen zunächst dazu, dass der Restschmierfilm verdrängt wird. Nun liegt metallischer Festkörperkontakt vor. Bei weiterem Schwingungseintrag kommt es zu abrasivem Verschleiß, der in die Tiefe der Zahnflankenoberfläche geht. Die Verschleißprodukte lagern sich in unmittelbarer Nähe an und sind dann oft der Ausgangspunkt für Korrosionsprozesse. Es ist also am Ende ein recht komplexer Vorgang, der hier abläuft und als Reibkorrosion bezeichnet wird.

Stillstandsmarkierungen verhindern

Verhindern kann man diese Prozesse nur, indem man bei Stillstand den Eintrag von Schwingungen verhindert oder durch Verspannen dafür sorgt, dass die Antriebselemente keine Mikrobewegungen ausführen können. Das Einfachste dürfte sein, einen Antrieb einfach alle paar Stunden kurz zu bewegen, sofern das technisch möglich ist. 

Windenergie

„Das Wettrennen um höher, schneller, weiter hat aufgehört“

Durch Condition Monitoring lassen sich Stillstandsmarkierungen eindeutig nachweisen. Da sie zu Schwingungen führen, sind sie leicht identifizierbar. So sind eine gezielte Instandsetzung planbar und Sekundärschäden vermeidbar. In Windkraftanlagen kann unter anderem das Online-Condition-Monitoring-System Peakanalyzer verwendet werden, um diese Art Schäden an Antrieben aufzuspüren. Auch Schwingungsdiagnosen mit mobilen Systemen sind geeignet. (dm)