Forschungsberichte

Systemlebensdauerprüfung II

FVA 554 II, IGF-Nr. 17347 N/1

Verkürztes Testverfahren für Getriebe und Antriebselemente zur Bestätigung der Betriebsfestigkeit der Bauteile     

Abgeschlossen: Getriebe werden häufig unter Lastkollektivbeanspruchung betrieben und unterliegen mitunter sehr langen Laufzeiten (z.B. Windkraft- oder Bahngetriebe). Eine vollständige Absicherung der gesamten Laufzeit im Versuch ist daher in der Regel nicht möglich. Im Vorgängervorhaben FVA 554 I, „Systemlebensdauerprüfung I“ wurden Methoden zur Lastkollektivraffung unter Beibehaltung des maßgebenden Schadensmechanismus untersucht. Damit kann eine Raffung der Prüflaufzeit im Vergleich zur beabsichtigten Einsatzzeit ca. um den Faktor 10 erfolgen, wenn Versuche bis zum Eintritt eines Schadens durchgeführt werden.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde ein Modell zur Planung und Bewertung von verkürzten Lebensdauerprüfungen entwickelt. Mit diesem Modell können auch Versuchsreihen ausgewertet werden, welche nicht bis zum Eintritt eines Schadensereignisses durchgeführt werden. Mit Hilfe der hier beschriebenen und entwickelten Methoden zur Anwendung bei verkürzten Versuchsläufen, ist eine weitere Raffung möglich. Die zusätzliche Prüfzeitverkürzung hängt stark von den getroffenen Annahmen, der Modellgenauigkeit und dem Umfang der geplanten experimentellen Untersuchungen ab. Basierend auf den beschriebenen Methoden wurde ein Vorgehensmodell zur vergleichenden Bewertung solch verkürzter Lebensdauerprüfungen abgeleitet.

Zur Entwicklung dieses Vorgehensmodells wurden die Bereiche "Statistik", "Berechnung" und "Werkstoff" betrachtet. Für die Bereiche "Statistik" und "Berechnung" wurde jeweils eine aussagekräftige Kenngröße hinsichtlich der erwarteten Lebensdauer ermittelt. Damit ist eine umfassende Planung von verkürzten Lebensdauerprüfungen möglich. Mit Hilfe der Ergebnisse des Bereichs "Werkstoff" für die exemplarisch untersuchte Schadensart Grübchen scheint darüber hinaus eine Auswertung der durchgeführten Versuche im Hinblick auf die zu erwartende Restlebensdauer auch vor Eintritt eines Schadens möglich. Insgesamt kann somit die betriebssichere Auslegung und experimentelle Absicherung von Antriebssystemen weiter entwickelt und verbessert werden.

Das IGF-Vorhaben 17347 N/1 der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.