LebensdauerpruÄŒfung von Elastomerbauteilen - Plastverarbeiter

PRUÈ FEN UND MESSEN
TESTING AND MEASURING
LebensdauerpruÈ fung multiaxial Gummifeder
Rainflow Weibull
Gummifedern fuÈ r Schienenfahrzeug-
Drehgestelle stellen komfort- und laufdynamisch
relevante Bauteile mit besonderen
ZuverlaÈ ssigkeitsanforderungen
dar. Ein Lebensdauernachweis fuÈ r Neuentwicklungen
kann im allgemeinen nur
auf Basis ein- oder multiaxialer BauteilpruÈ
fungen erbracht werden. Hierbei gilt
es, die realen Bauteilbelastungen des
Fahrbetriebes in moÈ glichst repraÈ sentativer
Form zu erfassen und anschlieûend
in PruÈ fsignale fuÈ r den Laborversuch zu
transformieren. Neben dem komplexen
Betriebsfestigkeitsverhalten von Elastomerbauteilen
sind hierbei vor allem auch
wirtschaftliche Belange von Bedeutung.
Am Beispiel der RadsatzfuÈ hrungsbuchsen
aus den Hochgeschwindigkeits-
Laufwerken des ICE II werden exemplarisch
die typischen Elemente eines Lebensdauernachweises
nachgezeichnet.
Schwerpunkte der Darstellung bilden die
Erfassung von dreidimensionalen Verformungssignalen
im Fahrversuch, das
PruÈ fsignaldesign fuÈ r den multiaxialen
PruÈ fstandlauf sowie zwei Vorgehenskonzepte
fuÈ r eine effiziente statistische Lebensdauerabsicherung.
Life endurance testing of
rubber springs
Life endurance testing Multiaxial Rubber
spring Rainflow Weibull
Rubber springs for railway bogies are
important components for comfort and
ride dynamics and have to meet special
reliability requirements. Generally the
proof of the endurance for new articles
is only possible by means of single- or
multiaxial component tests. For this original
component loads, which are highly
representative for the real vehicle service,
have to be determined and then
transformed into test signals. The sophisticated
life endurance properties of
rubber springs as well as economic aspects
have to be considered in a particular
manner. The wheelset guiding
bushes of the ICE II high speed trailer
bogies are taken as reference to explain
the typical elements of a life evidence
procedure. In the present contribution
the emphasis is put on the measuring of
three-dimensional deflection signals
during vehicle operation, the test signal
design for multiaxial component testing
and two different methods for an efficient
statistical life evidence procedure.
LebensdauerpruÈfung von
Elastomerbauteilen
P. Eckwerth, E. Neitzel, Hamburg
Die LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
erfolgt im Schienenfahrzeugbereich
uÈ berwiegend anhand von Bauteilversuchen
auf ein- oder mehrachsigen
PruÈ fmaschinen. Im Gegensatz zur Situation
in der Automobilindustrie kann die
Entwicklung von Gummifedern fuÈ r Eisenbahnfahrwerke
in der Regel nicht durch
Bauteilerprobungen im Feld (Fahrversuche)
abgesichert werden.
Ein Betriebsfestigkeitsnachweis erfordert
so stets eine geeignete Abbildung
der realen Bauteilbelastungen des Fahrbetriebes
auf den Labormaûstab, wobei
technische und wirtschaftliche Anforderungen
gleichermaûen zu beruÈ cksichtigen
sind.
Im Rahmen der Versuchsplanung liegt
die eigentliche Herausforderung in einer
angemessenen BeruÈ cksichtigung des
komplexen Eigenschaftsprofiles von Elastomerbauteilen,
das in der einschlaÈ gigen
Literatur ausfuÈ hrlich dokumentiert
ist (siehe z. B. Timm [1], Payne [2], Clamroth
[3], Hinsch [4], Rapra [5, 6] und Alshuth
[7]):
± nichtlineare HyperelastizitaÈ t, abhaÈ ngig
von Mischungszusammensetzung
± Dehnungsmaxima unter Betriebslasten
von weit uÈ ber 100 Prozent
± Hystereseverhalten (Payne-Effekt,
Energiedissipation)
± TemperaturabhaÈ ngigkeit der Betriebsfestigkeitseigenschaften
± AbhaÈ ngigkeit dynamischer Kennwerte
von Frequenz und Amplitude (ViskoelastizitaÈt)
± Setzungsverhalten
± Alterungsverhalten
± keine ausgepraÈ gte Dauerfestigkeitsgrenze
± UÈ berlagerung verschiedener SchaÈ digungsprozesse
(Alterung, ErmuÈ dung,
ZermuÈ rbung)
± nichtlineare BeanspruchungsuÈ berlagerung
im Bauteil bei mehrachsiger
Belastung
± Datenbasis fuÈ r das Betriebsfestigkeitsverhalten
der Mischungen noch nicht
umfassend
± Einfluû des Fertigungsprozesses auf
die Betriebsfestigkeitseigenschaften.
Die vorhandene Vielfalt an Einfluûparametern
auf das Betriebsfestigkeitsverhalten
von Elastomerbauteilen bildet mit den
Hauptgrund dafuÈ r, daû die rechnerische
Lebensdauerprognose in puncto AussagezuverlaÈ
ssigkeit noch nicht mit realitaÈ tsnahen
Bauteilerprobungen konkurrieren
kann.
Die AussagefaÈ higkeit eines Lebensdauerversuches
im PruÈ ffeld ist stets an
der GuÈ te der zur VerfuÈ gung stehenden
Lastdaten zu messen. Die optimale Informationsbasis
fuÈ r einen Betriebsfestigkeitsnachweis
hoher ZuverlaÈ ssigkeit umfaût
die im Fahrbetrieb fuÈ r allen relevanten
Bauteilfreiheitsgrade gemessenen Belastungs-Zeit-Funktionen
(Wege, Winkel,
KraÈ fte, usw.), deren Zuordnung zu Fahrgeschwindigkeiten,
BeladungszustaÈnden
und Streckenkategorien sowie
Kenntnisse uÈ ber die zeitliche Verteilung
dieser GroÈ ûen uÈ ber der geforderten Bauteillebensdauer.
Nach entsprechender
Aufbereitung dieser Daten stehen Belastungszeitfolgen
fuÈ r PruÈ fstandlaÈ ufe zur
VerfuÈ gung, die jeweils ein Minimum an Informationsverlust
gegenuÈ ber der originaÈren
Belastungssituation im Feld beinhalten.
Die Bahnindustrie ist in der Regel nicht
in der Lage, den Entwicklern von Gummifedern
umfassende Daten fuÈ r eine betriebsfeste
Bauteilbemessung zur VerfuÈgung
zu stellen. Wenn die technischen
Bauteilspezifikationen anstelle der ausschlieûlichen
Nennung von Maximalla-
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LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
sten auch Lastwechselkollektive enthalten,
so basieren diese in vielen FaÈ llen allein
auf lauftechnischen Berechnungen
(¹synthetischeª Lastkollektive). Die hiermit
verbundene Aussageunsicherheit
fuÈ hrt nicht selten zu sogenannten
¹Schirmkollektivenª, in denen die unguÈ n-
stigsten Belastungskombinationen ± beaufschlagt
mit Sicherheitsfaktoren ± die
Bemessungsgrundlage bilden. Derartige
Kollektive sind oft wenig repraÈ sentativ
fuÈ r den realen Fahrbetrieb und auch haÈ u-
fig gar nicht pruÈ fbar (z. B. im Hinblick auf
erforderliche PruÈ fstandlaufzeiten).
Der im weiteren exemplarisch vorgestellte
Betriebsfestigkeitsnachweis fuÈ r
ein PrimaÈ rfederelement aus dem Hochgeschwindigkeitsdrehgestell
des ICE II
basiert auf Feldmessungen des Fraunhofer
Instituts fuÈ r Betriebsfestigkeit (LBF) in
Darmstadt, die im Sommer 1997 im
Streckennetz der Deutschen Bahn AG
durchgefuÈ hrt wurden, Herbert [8].
Dreidimensionale Verformungsmessungen
an mehreren RadsatzfuÈ hrungsbuchsen
(RSF-Buchsen) des unter den
ICE II-Mittelwagen eingesetzten Laufwerkes
SGP 400, dargestellt in Abb. 1, bilden
die Grundlage der NachweisfuÈ hrung.
RadsatzfuÈ hrung ICE II
Abb. 1. Laufwerk
SGP 400, Quelle:
Siemens SGP, Graz
Die RadsaÈ tze des Laufwerkes SGP 400
werden horizontal durch jeweils vier vertikale
LinearfuÈ hrungen gehalten. Die
RSF-Buchsen sind innenseitig fest mit
den FuÈ hrungszapfen des Drehgestellrahmens
verbunden und gleiten mit ihrer AuûenhuÈ
lse in den Gleitbuchsen des AchslagergehaÈ
uses, siehe Abb. 2. Ihre Hauptfunktion
besteht in der UÈ bertragung der
im Fahrbetrieb in LaÈ ngs- und Querrichtung
auftretenden Achslasten. Bedingt
durch die Reibeffekte in der GleitfuÈ hrung
unterliegen sie zudem einem nicht zu vernachlaÈ
ssigenden Vertikallasteinfluû.
Aus den durchgefuÈ hrten dreidimensionalen
Verformungsmessungen lassen
sich die maximalen Bauteillasten uÈ ber
die vorliegenden Bauteilsteifigkeiten ableiten.
In der LaÈ ngsrichtung ergibt sich
fuÈ r die RSF-Buchse z.B. eine Spitzenlast
von F x ˆ 30; 8kN.
Bei den RSF-Buchsen handelt es sich
um komfort- und laufdynamisch relevante
Bauteile, vgl. Neitzel [9] und HoÈ dl
[10], fuÈ r die der Fahrzeughersteller eine
schadensfreie Laufleistung unter Betriebsbedingungen
von insgesamt 3
Mio. Schienenkilometern einfordert.
Ermittlung der Bauteilverformungen
im Betrieb
FuÈ r die Erfassung der relevanten Bauteilverformungen
in LaÈ ngs-, Quer- und Vertikalrichtung
werden drei kalibrierte DMS-
Federbleche zwischen Buchseninnenteil
und -auûenhuÈ lse in orthogonaler Anordnung
appliziert, vgl. Abb. 3. Die Enden
der Federbleche sind als Gleitkontakte
ausgefuÈ hrt, damit die Signale in jeder
Meûrichtung weitgehend ohne StoÈ ranteile
aufgezeichnet werden koÈ nnen. Die Gestaltung
von Federblechen und Meûsensorik
orientiert sich an verschiedenen Anforderungen:
Abb. 2. RSF-
Buchse
± Umsetzung der Bauteilverformungen
in hinreichend groûe lokale Dehnungen
in den Federblechen
± betriebsfeste SignalfuÈ hrung, d. h. insbesondere
keine plastischen Verformungen
± Eigenfrequenzen (hier: > 100 Hz) weit
oberhalb der maximalen Auswertefrequenz
Alle Verformungssignale laufen uÈ ber
einen MeûverstaÈ rker und werden zeitgleich
von einem Meûdatenerfassungssystem
aufgenommen. Die Sample-
Rate betraÈ gt 256 Hz, so daû Signalanteile
bis zu einer Frequenz von etwa 25 Hz
noch zuverlaÈ ssig identifiziert werden koÈ n-
nen.
Die Fahrbetriebsmessungen werden
waÈ hrend des regulaÈ ren Zugbetriebes
KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 54. Jahrgang, Nr. 11/2001 579

LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
innerhalb von 4 Wochen auf dem ICE-
Streckennetz vorgenommen. Die gesamte
Laufleistung des ¹Meûwagensª
zwischen erster und letzter Messung umfaût
insgesamt 35 000 km. Meûsignale
werden dabei auf einer Summendistanz
von etwa 9000 km aufgezeichnet.
Die zu den einzelnen Meûfahrten gehoÈ
rigen Streckenabschnitte sind in 5
QualitaÈ tsklassen (I: Schnellfahrstrecke
bis 250 km/h, II: Ausbaustrecke bis
200 km/h, III: Altbaustrecke bis 160 km/
h, IV: Altbaustrecke kurvenreich, V: Rangierfahrten)
unterteilt. Ferner werden besondere
FahrzustaÈ nde wie z. B. Notbremsungen
separat gemessen.
Abb. 4 zeigt Beispiele fuÈ r gemessene
SignalverlaÈ ufe. Rechts sind Fahrgeschwindigkeit,
Fahrweg und vertikaler
PrimaÈ rfederweg dargestellt. Die drei linken
Kurven beziehen sich auf die orthogonalen
Buchsenverformungen in x-, y-
und z-Richtung.
Abb. 4. Meûsignale
PruÈ fsignaldesign
Abb. 3. Meûsensorik
FuÈ r die Generierung einer statistisch zuverlaÈ
ssigen Bemessungsgrundlage muÈ s-
sen die fuÈ r verschiedene Streckenkategorien
vorliegenden dreidimensionalen Verformungs-Zeit-Funktionen
der RSF-
Buchse weiter aufbereitet werden. Hierzu
werden die Einzeldateien der Meûfahrten
zunaÈ chst zu Streckenklassendateien verkettet.
In Absprache zwischen dem Bauteillieferanten,
dem Fahrzeughersteller
sowie dem Fahrzeugbetreiber erfolgt die
Festlegung von Zuschlagfaktoren, die im
vorliegenden Fall folgende SystemveraÈ n-
derungen in die Betrachtung einbeziehen:
± Streckenverschlechterung
± Fahrzeugverschlechterung
± SteifigkeitsaÈ nderung
FuÈ r die Klassierung der mit Zuschlagfaktoren
bewerteten Streckenklassendateien
kommt die zweiparametrige Rainflow-ZaÈ
hlung zum Einsatz, aus der sich
die einparametrigen Klassierungen nach
Klassengrenzen- (level crossing counting)
bzw. BereichspaaruÈ berschreitungen
(range pair counting) direkt ableiten lassen
[Buxbaum 11, Weltin 12].
Die dreidimensionalen Verformungskollektive
werden fuÈ r jede Streckenklasse
auf Grundlage einer einheitlichen Referenzfahrleistung
L R (hier: 10 000 km) ermittelt.
Durch Konvergenuntersuchungen
mit Klassierergebnissen, die sich
fuÈ r anteilige Fahrleistungen (1/16, 1/8,
1/4, 1=2 L R ) ergeben, laÈ ût sich eine statistisch
zuverlaÈ ssige Extrapolation der Kollektive
von den Meûfahrtstrecken auf die
geforderte schadensfreie Gesamtfahrleistung
absichern.
Zur Definition einer 3-axialen PruÈ f-
standzeitfolge fuÈ r einen experimentellen
Lebensdauernachweis sind die gemessenen
und extrapolierten Streckenklassensignale
einer Raffung, vgl. Weltin
[12], zu unterziehen. Folgende Aspekte
sind hierbei von Bedeutung:
± Eliminierung von Stillstandzeiten
± simultane Auswertung aller drei orthogonalen
Verformungssignale (Phaseninformation)
± Einsatz der FEM
R Bestimmung der schadenskritischen
Stelle(n) im Bauteil
R Ermittlung des nichtlinearen Zusammenhanges
zwischen SchaÈ digungsparameter
und dreidimensionalen
Bauteilverformungen
± Festlegung eines Omissionstripels fuÈ r
die Signalomission
± Geschwindigkeitsoptimierung fuÈ r PruÈ f-
standlauf unter besonderer BeruÈ cksichtigung
von Leistungsgrenze und
DynamikfaÈ higkeit der servohydraulischen
PruÈ fmaschine
Als Omissionsgrenze wird im vorliegenden
Fall eine Hauptnormaldehnungsamplitude
von 15 % angesetzt. Ausgehend
von diesem Wert wird mit Hilfe
der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein
entsprechendes Grenzverformungstripel
festgelegt.
Die Signalomission erfolgt auf Basis
einer Rainflow-Filterung, siehe z. B. Weltin
[12], bei der die stochastischen Verformungssignale
in eine Folge von Umkehrpunkten
umgewandelt werden, siehe
Abb. 5. Kennzeichend fuÈ r die Rainflow-
Filterung ist, daû originaÈ res und gefiltertes
Signal bzgl. der zweiparametrigen Rainflow-Klassierergebnisse
in den schaÈ digungsrelevanten
Mittelwert-Amplituden-
Kombinationen ident sind.
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LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 54. Jahrgang, Nr. 11/2001 581

LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
Abb. 5. Rainflow-Filterung
Die demgemaÈ û berechneten gerafften
Zeitfolgen aller 5 Streckenklassen werden
nach einem von der Deutschen
Bahn AG definierten repraÈ sentativen
Streckenklassenmix gewichtet (Strekkenklasse
I: 20 %, II: 20 %, III: 50 %, IV:
10 %, V: zusaÈ tzl. eine Rangierfahrt pro
800 km) und zu einem 3-axialen PruÈ fzyklus
verknuÈ pft.
Bedingt durch die Raffung entspricht
nun eine PruÈ fstandzeitfolge von 66 min
einer schaÈ digungsaÈ quivalenten Laufleistung
von 13 203 km im Feld. Die PruÈ f-
standzeitfolge ist demgemaÈ û 228 mal
zu durchlaufen, um 3 Mio. Schienenkilometer
Fahrbetrieb im PruÈ ffeld abzubilden.
BauteilpruÈ fung
Die dreidimensionale LebensdauerpruÈ -
fung erfolgt an einem 4-AchspruÈ fstand
Abb. 6. servohydraulischer
4-Achs-
PruÈ fstand
mit 3 servohydraulischen Zylindern fuÈ r
translatorische Bewegungen und einem
zusaÈ tzlichen servohydraulischen Drehantrieb
um die Hochachse, der im vorliegenden
Fall nicht genutzt wird, siehe
Abb. 6.
Am PruÈ fstand lassen sich folgende
Kraft- und WeggroÈ ûen realisieren:
Achse 1: 65 kN 50 mm
Achse 2: 1250 Nm 608
Achse 3: 25 kN 50 mm
Achse 4: 35 kN 25 mm
Die ZylinderkraÈ fte werden in den 3
translatorischen Achsen uÈ ber insgesamt
6 paarweise angeordnete Koppelstangen
auf das Bauteil uÈ bertragen. Jede Koppelstange
ist mit einer DMS-VollbruÈ cke fuÈ r
die Ermittlung der PruÈ fkraÈ fte versehen.
Die Wegmessung erfolgt innerhalb der
Hydraulikzylinder. Die Nachgiebigkeiten
des PruÈ fstandes sowie der Bauteilaufnahme
koÈ nnen uÈ ber die Regelungssoftware
kompensiert werden.
FuÈ r die VersuchsdurchfuÈ hrung wird die
RSF-Buchse innenseitig uÈ ber eine Zapfenvorrichtung
mit der PruÈ fstandplattform
verschraubt, die uÈ ber die Koppelstangen
in drei orthogonalen Translationsfreiheitsgraden
momentenfrei angelenkt werden
kann. Die AuûenhuÈ lse der Buchse wird
in einer Nabenaufnahme fixiert, die an
das raumfeste Querhaupt des PruÈ fstandes
angebunden ist, siehe Abb. 7.
Die PruÈ fstandsoftware erlaubt das
Nachfahren von mehraxialen Signalen in
Kraft- und Wegregelung. Hierbei werden
die Abweichungen der gemessenen Ist-
Signale (z. B. KraÈ fte in den Koppelstangen)
vom Sollwert in allen Achsen fuÈ r
einen Signaldurchlauf ermittelt, mit der
zuvor gemessenen inversen PruÈ fstanduÈ
bertragungsfunktion (KoppelstangenkraÈ
fte R Servoventilwege) multipliziert
und nach Gewichtung zu den alten Stellsignalen
(Servoventilwege) aufaddiert.
Somit stehen fuÈ r den nachfolgenden Signaldurchlauf
optimierte StellgroÈ ûen fuÈ r
die Servoventilansteuerung zur VerfuÈ -
gung. Dieser Prozeû wird solange iteriert,
bis eine ± z. B. auf Basis von Mean- und
Peak-Fehlern ± definierte NachfahrguÈ te
erreicht ist. Erst in diesem Fall geht das
Programm in den Dauerlauf.
Die Dauererprobung der RSF-Buchsen
erfolgt zweckmaÈ ûig in Kraftregelung,
damit verschiedene Bauteile untereinander
verglichen werden koÈ nnen.
FuÈ r die UÈ berfuÈ hrung der vorliegenden
Verformungszeitfolgen in Kraftzeitfolgen
muû am PruÈ fstand an einer vom LBF
im Rahmen der Fahrversuche verwendeten
Buchse ein kompletter Signaldurchlauf
nachgestellt werden.
FuÈ r die RSF-Buchsen sind als Schadenskriterien
Risse oder eine SteifigkeitsaÈ
nderung von 10 % gegenuÈ ber dem Neuzustand
in irgendeiner Bauteilachse festgelegt.
Zur Dokumentation des Verschleiû-
und ErmuÈ dungsverhaltens werden
daher jeweils nach einer vorgebenen
Anzahl von Signalzyklen Kennlinienmessungen
in allen Achsen durchgefuÈ hrt.
Abb. 8 zeigt einen im Rahmen eines
Laststufenversuches, siehe naÈ chster Abschnitt,
aufgetretenen Polsteranriû in y-
Richtung. Rechts ist der mit diesem
Schadens-bild in Verbindung stehende
Abfall der Quersteifigkeit uÈ ber der PruÈ f-
dauer dargestellt.
582 KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 54. Jahrgang, Nr. 11/2001

LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
Lebensdauerprognose im
Versuch
Abb. 7. Aufnahme der RSF-Buchse im PruÈ fstand
Abb. 8. BauteilschaÈ digung
Abb. 9. DehnungswoÈ hlerlinie
Im Rahmen der Lebensdauerversuche ist
fuÈ r die zu untersuchenden RSF-Buchsen
der Nachweis zu erbringen, daû die
Bauteile mit einer MindestzuverlaÈ ssigkeit
von R ˆ 95 % eine Laufstrecke von 3
Mio. Schienenkilometern schadensfrei
uÈ berstehen. Die zugehoÈ rige Aussagewahrscheinlichkeit
soll P A ˆ 90% betragen.
Da die Bauteillebensdauer naturgemaÈ
û einer statistischen Streuung unterliegt,
muÈ ssen zur ErfuÈ llung der genannten
Nachweisforderung mehrere Bauteile gepruÈ
ft werden. Die minimal notwendige
Probenanzahl ergibt sich dabei aus der
Ausfallverteilung (Weibull-Verteilung) des
Bauteils, die anhand von FeldausfaÈ llen
oder Voruntersuchungen im PruÈ ffeld abzuschaÈ
tzen ist.
Eine erhebliche Reduktion von PruÈ f-
standlaufzeiten und -kosten kann erzielt
werden, wenn am ersten PruÈ fling die
schadensfrei uÈ berstandene PruÈ fdauer
die geforderte Bauteillebensdauer deutlich
uÈ bersteigt, d. h. LebensdauerverhaÈ ltnisse
L V > 1 vorliegen. Unter der Voraussetzung,
daû der Formfaktor b der Weibull-Verteilung
aus FeldausfaÈ llen oder
vorangegangenen PruÈ fstandlaÈ ufen an
aÈ hnlichen Bauteilen bekannt ist, kann
der ¹Bayessche Ansatzª verwendet werden,
der folgenden statistischen Zusammenhang
begruÈ ndet, siehe VDA [13]:
P A ˆ 1 R nLb v
…1†
Im Rahmen der Dauererprobung der
RSF-Buchse wird bei PruÈ fung eines einzigen
Bauteiles, d.h. n ˆ 1!, ein LebensdauerverhaÈ
ltnis von 2,2 erzielt. Aus Voruntersuchungen
kann ein minimaler
Formfaktor von 5,8 abgesichert werden
(uÈ blicher Wertebereich bei ElastomerbauteilpruÈ
fungen: b ˆ 3 9). Hieraus ergibt
sich mit Gl. (1) unter BeruÈ cksichtigung
der geforderten Mindest-ZuverlaÈ s-
sigkeit eine Aussagewahrscheinlichkeit
von P A ˆ 99 %. Weitere Bauteilversuche
sind damit aus statistischer Sicht nicht erforderlich.
Zur Minimierung der PruÈ fkosten hat
sich in der Praxis noch eine andere Vorgehensweise
bewaÈ hrt. Wenn eine PruÈ -
fung von ± im Extremfall ± nur einem Bauteil
mit einem LebensdauerverhaÈ ltnis
L V > 1 nicht moÈ glich ist, so koÈ nnen alternativ
auch mehrere Bauteile mit einem
KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 54. Jahrgang, Nr. 11/2001 583

LebensdauerpruÈ fung von Elastomerbauteilen
Die derzeitige Entwicklung auf dem Gebiet
der Lebensdauerprobung von Elastomerbauteilen
ist im wesentlichen
durch folgende Trends gekennzeichnet:
± StaÈ ndige Verbesserung bzw. ErgaÈ n-
zung des experimentellen Betriebsfestigkeitsnachweises
durch rechnerische
Prognosekonzepte
± Lebensdauererprobungen muÈ ssen
grundsaÈ tzlich auf Meûergebnissen basieren,
die in moÈ glichst hohem Maûe
repraÈ sentativ fuÈ r die tatsaÈ chlichen Betriebsbeanspruchungen
sind. In jedem
Fall muû eine eindeutige Zuordnung
zwischen den Laufleistungen im Feld
und am PruÈ fstand moÈ glich sein.
± Eine weitere Reduktion der PruÈ fzeiten
durch Entwicklung und Validierung
neuer OmissionsansaÈ tze wird angestrebt.
± SchaÈ digungsaÈ quivalente Transformation
von multiaxialen auf einaxiale Lebensdauerversuche
in Zukunft moÈ g-
lich?
± Speziell bei sicherheitskritischen Bauteilen
muû das technische Restrisiko
durch einen umfassenden Informationsfluû
von ZuverlaÈ ssigkeitsdaten zwischen
Fahrzeughersteller, Lieferant
und Endkunden weiter eingegrenzt
werden (z.B. Ausfallverteilungen, Restlebensdaueruntersuchungen).
± Lieferanten und Fahrzeughersteller
sind gemeinsam aufgerufen, auf Basis
intensivierter Feldmessungen standardisierte
PruÈ fkollektive zu erarbeiten.
LebensdauerverhaÈ ltnis L V