Kurbelwelle gebrochen DLE 170

akafly

User
Fehlen nur noch zwei Puzzlesteinchen und das Schadensbild sollte komplett sein:
Riss1.jpg
Riss2.jpg

1. Die Dunkelfärbung des Lagersitzes entstand durch Reibkorrosion (Passungsrost)
2. Man sieht die Risse endeten - oder begannen - direkt unter dem Kugellager.

Weiterhin käme in Betracht:
3. Die Anwesenheit von Wasser und darin gelöste Verbrennungsgase bilden einen sauren Elektrolyten, der ist eine Voraussetzung für Wasserstoffkorrosion.
und nochmal: 4. Der Werkstoff unterlag einer hohen, spezifischen dynamischen Belastung.


Ich würde nun die Schadensursache so vermuten:
- saures Elektrolyt am Lagersitz
- Passungsrost, Reibkorrosion
- übergehend in Spannungsrisskorrosion/Wasserstoffkorrosion
- Schadenfortgang siehe #91


Hat die ganze Mühe nun was gebracht?

Mit dem jetzigen Wissen denke ich ja! Öfter mal ein Schuß WD40 an den Lagersitz könnte schlimmeres verhindern (weniger saures Milieu, weniger Reibkorrosion und hoffentlich keine Rissbildung).

Aber was sagt ihr?
Gruß Rene
 
Hallo Rene,
ich finde, es hat gewaltig etwas gebracht. Wir wissen jetzt definitiv, woran es gelegen hat, und müssen nicht glauben, was irgendwer vermutet.
Ich danke dir für deine Aufklärungsarbeit! Wieder was gelernt.

Noch eines zum WD40: wie auch Ballistol enthält es Petroleum. Das ist hervorragend zum Reinigen. Als Korrosionsschutz nur auf belüfteten Oberflächen und vor allem für Eisenmetalle gut geeignet.
An Buntmetallen und vor allem in Hohlräumen, wo es nicht verdunsten kann, also in Motorengehäusen mit Bronzebuchsen verursacht es Korrosion!

Weiterschrauben
Andreas
 

Kafo

User
Hallo,
eine mögliche Quelle für den Wasserstoff liegt auch in der Fettfüllung (ev. Lithium verseift) des vorderen Kugellagers. Das 6003DU hat keine hintere Deckscheibe und damit kann das Fett mit dem Motoröl u. U. reagieren.
Gruß Kafo
 

gleching

User
....
Das Bild mit dem Sekundärriss der fast bis zum Zentrum der Welle läuft hat mich auf die Idee mit dem Wasserstoff gebracht.
....
Gruß Kafo
Hi Kafo,
verwechselst Du nicht Sekundärriss mit Primärriss? Der Sekundärriss (zu erkennen an der duktilen Bruchfläche) ist ja nur der Gewaltbruch, wenn der Querschnitt der Kurbelwelle bereits soweit geschwächt ist, dass es Knack macht. Der Primärriss (Terassenbruch) kann (muss aber nicht) durch Wasserstoff im Stahl initiiert werden.

Gruß Guido
 

Kafo

User
Hi Guido,
mit Sekundärriss bezeichne ich alle die Risse in der Kurbelwelle die hinter der von außen sichtbaren Rissoberfläche liegen. Bitte auch die Lehrbuch mäßigen Bilder im Post 180 im Fachjargon "WEC" genannt vergleichen. Diese Sekundärrisse sind quasi Statisten im Geschehen.
Für alle diejenigen die noch tiefer in die Werkstoffmaterie einsteigen wollen der Tip "WEC, Windkraft, Lagerhersteller" nachschlagen.
Holm und Rippenbruch
Kafo
 

akafly

User
An Buntmetallen und vor allem in Hohlräumen, wo es nicht verdunsten kann, also in Motorengehäusen mit Bronzebuchsen verursacht es Korrosion!
Hallo Andreas,
WD40 habe ich erwähnt weil es jeder kennt. Ein Korrosionsschutzöl für die Kurbelwelle müsste in den engen Spalt in den Lagersitz kriechen, dort Wasser vedrängen, eventuelle Säure neutralisieren (das können 4-Takt-Motorenöle) und dort bleibts dann auch eine Weile. Dann WD40 besser nicht verwenden.
Ich verwende OKS 701, kennen wenige, meine Hubraumpfützchen waren bisher immer dankbar für solche Tropfen.
 

Ramius

User
WD40 ist ein super Reinigungsmittel. Zum Schmieren, Korrosionsschutz oder Wasser verdrängen eher nicht zu gebrauchen. Kann man ganz einfach selbst testen. Sprüht einen kräftigen Stoß WD40 in ein Reagenzglas, macht Wasser drauf und schüttelt kräftig durch. Es bildet sich eine milchige Emulsion. Es verdrängt nicht, es verbindet sich.
Im Shop von Toni Clark gab es vor geraumer Zeit HHS 5000 von Würth. Ein extrem kriechfähiger Haftschmierstoff, der zum Schmieren der Kipphebel an 4 Takt Motoren empfohlen wurde. Auf Flugtagen habe ich so eine Dose hin und wieder bei Mokifliegern gesehen und benutze es selbst für meinen Moki. Zukünftig werde ich es auch meinem DLE zuführen!
Anbei noch besten Dank an Rene' für die überragende Dokumentation! Mein DLE vollbringt als Schleppmotor Höchstleistungen. Wenn man mit einem kleinen Sprühstoß derartigen Fehlern vorbeugen kann....
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:

Kafo

User
Hallo Guido,
es ist so das der Wasserstoff im Gefüge sich dort anreichert wo die höchsten Spannungen vorliegen.
Gruß Kafo
 

gleching

User
Hallo Guido,
es ist so das der Wasserstoff im Gefüge sich dort anreichert wo die höchsten Spannungen vorliegen.
Gruß Kafo
Begründung? Woher weiß denn der Wasserstoff, wo die höchsten Spannungen vorliegen? Und, macht es nicht einen gewaltigen Unterschied, ob es sich um Zug- oder Druckspannungen handelt (bei Zugspannungen werden die Metallatome auseinander gezogen, bei Druckspannung hingegen verdichtet)?
 
Zuletzt bearbeitet:

gleching

User
WD40 ist ein super Reinigungsmittel. Zum Schmieren, Korrosionsschutz oder Wasser verdrängen eher nicht zu gebrauchen. Kann man ganz einfach selbst testen. Sprüht einen kräftigen Stoß WD40 in ein Reagenzglas, macht Wasser drauf und schüttelt kräftig durch. Es bildet sich eine milchige Emulsion. Es verdrängt nicht, es verbindet sich.
Im Shop von Toni Clark gab es vor geraumer Zeit HHS 5000 von Würth. Ein extrem kriechfähiger Haftschmierstoff, der zum Schmieren der Kipphebel an 4 Takt Motoren empfohlen wurde. Auf Flugtagen habe ich so eine Dose hin und wieder bei Mokifliegern gesehen und benutze es selbst für meinen Moki. Zukünftig werde ich es auch meinem DLE zuführen!
Anbei noch besten Dank an Rene' für die überragende Dokumentation! Mein DLE vollbringt als Schleppmotor Höchstleistungen. Wenn man mit einem kleinen Sprühstoß derartigen Fehlern vorbeugen kann....
Hi Ramius,
bist Du sicher, dass das von Dir verlinkte Schmiermittel von Würth (s.o.) für Modellmotoren so gut geeignet ist? Bin mir da nicht sicher, wenn ich den Text des Herstellers lese: enthält PTFE (auf gut Deutsch: Teflon). PTFE bedeutet Polytetraflourethylen.
Fluor ist ein äußerst aggressives Halogen (d.h., es fördert Korrosion). Wer garantiert denn, dass sich das Fluor beim Verbrennungsprozess im Motor aus dem Schmierstoff nicht herauslöst und Korrosion eher fördert? Ich will nicht behaupten, dass das beim HHS 5000 tatsächlich passiert, habe aber meine Bedenken.

Gruß Guido
 
Zuletzt bearbeitet:

Ramius

User
Hallo Guido,
wer sagt, dass ich das Schmiermittel dem Verbrennungsprozess zuführen will!!??
Damit schmiere ich an meinen Motoren alles was aussen rum beweglich ist. Am DLE dann auch mal von aussen einen Sprühstoß auf den vorderen Lagersitz.
 
Begründung? Woher weiß denn der Wasserstoff, wo die höchsten Spannungen vorliegen? Und, macht es nicht einen gewaltigen Unterschied, ob es sich um Zug- oder Druckspannungen handelt (bei Zugspannungen werden die Metallatome auseinander gezogen, bei Druckspannung hingegen verdichtet)?
Genau, es ist schon richtig - Zugeigenspannungen sind eine der treibenden Ursachen für Wasserstoffversprödung, ganz ähnlich wie bei einer Spannungsrisskorrosion. Der Konstrukteur ist aufgefordert, über Gestaltgebung, Werkstoffauswahl, geeignete Wärmebehandlung und korrekte Bearbeitung die Bildung von Zugeigenspannungen an der Bauteiloberfläche, zumindest im Herstellprozess, möglichst zu vermeiden.

Die Fotos der Risse in Post 180 sind nach meiner Meinung keine White Etching Cracks, bitte vergleicht gerne die verfügbaren Informationen der renommierten Wälzlagerhersteller. WEC treten in Wälzlagerstahl unter Wälzbelastung auf, das ist hier nicht der Fall.

Dominik
 

akafly

User
Begründung? Woher weiß denn der Wasserstoff, wo die höchsten Spannungen vorliegen?
ohne nachzulesen und einfach aus dem Bauch heraus erkläre ich mir das mit der erforderlichen Aktivierungsenergie für eine chemische Reaktion. C war hier chemisch im Fe3C gebunden. Die mechanisch belastete Einzelbindung Fe-C braucht weniger Aktivierungsenergie zu deren Auftrennung als die mechanisch nicht belastete. Denn die Bindung, veranschaulicht durch eine Feder, die schon belastet (gedehnt) ist, braucht weniger Temperatur (=Atomschwingungen) zur Auftrennungen. Nach diesem Modell wären Druckspannungen nicht betroffen. In der KW gab’s erstrangig Torsion.

Das zweite Bild in #180 zeigt die Rissspitze, wie in besonders scharfen Kerben ist die Spannung dort unerträglich groß. Der Wasserstoff hat es dort am leichtesten Kohlenstoff aus dem Gefüge zu holen. Es entstehen Atomare Fehlstellen, also die kleinsten denkbaren Kerben im Gefüge, mit wieder unerträglich hohen Spannungen, ein Teufelskreis der das Risswachstum bis zum eigentlich spannungsarmen Kern vordringen lässt (Bei Spannungsrisskorrosion mit Sauerstoff analog nur mit anderen Reaktionspartnern).
 

gleching

User
Hölle, Hölle, lese den Kurbelwellen-Tatort einigermassen sprachlos mit.
Wobei ich fragen darf, what kind of language are you talking:
Im Gesenk geschmiedet, hexagonaler Gittertyp, Zwischenstufengefüge, Randschicht, etc...? 😬
Gruss Dietmar
Ist kein Hexenwerk, Dietmar:

1.) Im Gesenk geschmiedet bedeutet, dass ein stark erwärmter Rohling in eine Form unter hohem Kraftaufwand reingehämmert wird, bis er die gewünschte Form hat. Die muss natürlich noch nachbearbeitet (gedreht, gefräst, geschliffen und ggf. gehärtet) werden.
2.) Metalle erstarren grundsätzlich in einem Gittertyp (Stahl, je nach Zusammensetzung, im kubisch-raumzentrierten (KRZ) oder kubisch-flächenzentrierten (KFZ)). Zink, Titan, Magnesium, Cadmium und Beryllium (und ein paar seltene Metalle) hingegen erstarren in einem sechseckigen (hexagonalen) Gittertyp.
3.) Zwischenstufengefüge (auch Bainit genannt) ist eine Form von Fe und Fe³C, die während der Erstarrung der Schmelze in einem schmalen Temperaturbereich entsteht.
4.) Randschicht ist die (dünne) Zone eines Bauteils, die außen liegt (wie die Rinde an einem Baum). Bei Kurbelwellen ist die Randschicht sinnvollerweise gehärtet, der Kern jedoch nicht (weil Härtegefüge nahezu keine Bruchdehnung besitzt und deshalb unter Last leicht bricht).

Gruß Guido
 

akafly

User
Ich nehme mal an hier kommen keine neuen Erkenntnisse zur Eingangsfrage des Themenstarters. Ich bedanke mich deshalb in dieser Stelle bei allen die zur Lösung beigetragen haben!👍

Es war eine interessante Aufgabe, die die Verflechtung unterschiedlicher Fachgebiete des Maschinenbaues zeigte: Kolbenmaschinen, Verbrennungsmotoren, Maschinendynamik, Werkstoffkunde, Technologie, Technische Mechanik, Qualitätssicherung, eventuell noch bis zu Tribologie. Ich werde das als Lehrbeispiel für unsere Studenten aufbereiten.;)

Beste Grüße
von Rene
 

gleching

User
Ich nehme mal an hier kommen keine neuen Erkenntnisse zur Eingangsfrage des Themenstarters. Ich bedanke mich deshalb in dieser Stelle bei allen die zur Lösung beigetragen haben!👍

Es war eine interessante Aufgabe, die die Verflechtung unterschiedlicher Fachgebiete des Maschinenbaues zeigte: Kolbenmaschinen, Verbrennungsmotoren, Maschinendynamik, Werkstoffkunde, Technologie, Technische Mechanik, Qualitätssicherung, eventuell noch bis zu Tribologie. Ich werde das als Lehrbeispiel für unsere Studenten aufbereiten.;)

Beste Grüße
von Rene
Hi Rene,

ziehst Du bei Deinen Vorlesungen auch immer die Schuhe aus?:


Gruß Guido
 
Guido, danke! Gruss Dietmar

P.S. In den 80ern habe ich die Leistung der von "Euch" betreuten (verschiedenen) Metalle nutzen können, über nur einen Hebel...

P51 in North Weald small.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
Oben Unten