Zahnfußbruch — Fehleranalyse und 8D-Korrekturmaßnahmen

Was ist ein Zahnfußbruch? Ein Zahnfußbruch ist der Bruch eines Zahns, üblicherweise am Fußausrundungsradius, infolge von Biegeermüdung oder eines einmaligen Überlastungsereignisses. Ein Ermüdungsbruch beginnt als Mikroriss an einer Spannungskonzentration (eine kleine Ausrundung, eine Schleifspur oder ein Einschluss) und wächst, bis der verbleibende Querschnitt die Last nicht mehr tragen kann. Da er charakteristische Rastlinien auf der Bruchfläche hinterlässt, kann die Bruchanalyse üblicherweise Ermüdung von Überlastung unterscheiden. Dies ist eine D4-Untersuchung, bei der Metallurgie, Vorrichtung und Prozesslenkung zusammenkommen. Symptome Bruch am Fußausrundungsradius oder teilweises Abplatzen der Kontaktfläche Metallischer Abrieb im Getriebeöl, vom Magnetstopfen erfasst Klopf- oder Schleifgeräusche im Betrieb Seitenbänder der Zahneingriffsfrequenz (GMF) im Schwingungsspektrum Verringerter Getriebewirkungsgrad und Drehmomentschwankung am Abtrieb Betroffene Komponenten Gerad-, Schräg-, Kegel- und Schneckenräder in Automobilgetrieben und industriellen Getrieben Zahnradwerkstoffe: Einsatzstähle (20MnCr5, 8620), vergütete Stähle, Pulvermetallurgie Gegenräder, Wellen, Lager und das Getriebegehäuse Schmierstoffsystem (Ölpumpe, Filter und Ölsorte) Nachweisverfahren Schwingungsspektrum: zunehmende GMF-Seitenbänder und Harmonische Ölabriebsüberwachung: Prüfung des Magnetstopfens und spektrometrische Fe-Analyse Magnetpulverprüfung (MPI): Rissprüfung der Oberfläche am Fußausrundungsradius Metallographie: Gefügebewertung (Restaustenit, Martensitgrad, nichtmetallische Einschlüsse) Härteverlauf: prüft Einsatzhärtungstiefe, Oberflächenhärte und Kernhärte gegen die Spezifikation REM-Bruchflächenanalyse: Ermüdungsstreifen deuten auf Ermüdung, Spaltbruch auf Überlastung, interkristalliner Bruch auf einen Materialfehler hin Mögliche Ursachen Biegeermüdung: Die zyklische Spannung am Fußausrundungsradius überschreitet die Dauerfestigkeit des...