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S. Popprath, J. Wassermann, G. Schabl:
"Abschlussbericht für das Projekt "Versuchseinrichtung von Elastomerbauteilen für Schienenfahrzeuge"; FFG-Projekt: 806334";
Report for die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG); Report No. 4, 2006; 42 pages.

The goal of this research project, carried out in cooperation with the Schweißtechnische
Zentralanstalt, was the adaption of their servo-hydraulic testing facility for rubber-metal
assemblies to the demands of innovative component design for railway vehicles.
A substantial criterion within the life endurance testing is the generation of testing signals.
They are used for time compressed force load simulations which should allow reliable conclusions
for the component´s life endurance. An additional important criterion is that these
test signals (force loads) are effectively act upon the component in the designated way
(amplitude, direction and duration).
The systematic errors of the former force measurement device have been eliminated by the
development of a specific measurement device D10, positioned in the vicinity of the test
object (left hand side of the figure). The mechanical crosstalk in the force contribution
is detected by the new system and hence automatically accounted in the force feedback
control. In addition the constant amplitude frequency response of the developed signal
processor based force measurement system (right hand side of the figure) ensures a correct
measurement result up to higher frequency rates. Thus the test rig could exactly follow a
given test signal over the expanded working frequency range (0.5 to 50 Hz).
By means of this expanded frequency range and under consideration of given or maximum
allowable component temperatures it will be possible to make economical and realistic conclusions
on the durability and reliability of the investigated rubber-metal components.

Ziel dieses Forschungsprojekts, das in Kooperation mit der Schweißtechnischen Zentralanstalt
durchgeführt wurde, war die Anpassung ihrer Prüfmaschine für Elastomer-Metall-
Bauteile an die gestellten Prüfanforderungen für innovative Bauteilentwicklungen im System
Bahn.
Ein wichtiges Kriterium bei der Lebensdauerprüfung ist die Generierung von Prüfsignalen,
die zeitkomprimierte Belastungssimulationen mit zuverlässigen Rückschlüssen auf die Bauteillebensdauer
ermöglichen. Diese Signale werden üblicherweise von den Bauteilherstellern
bereitgestellt. Ebenso wichtig ist aber auch, dass diese Prüfsignale (Belastungen) tatsächlich
in der gewünschten Größe, Richtung und Dauer auf das Bauteil einwirken.
Durch die Entwicklung einer speziellen, sehr nahe am Prüfobjekt positionierten Kraftmesseinrichtung
D10 (siehe Abbildung) konnten die beim ursprünglichen Messsystem vorhandenen
systematischen Fehler zufolge der Koppelstangenschrägstellung und der elastischen
Verformung der Plattform weitestgehend eliminiert werden. Das durch die Koppelstangen
verursachte mechanische Übersprechen bei der Krafteinbringung wird vom neuen Messsystem
erfasst und daher automatisch in der Regelung berücksichtigt. Zusätzlich garantiert der
konstante Amplitudenfrequenzgang der neuen, signalprozessorunterstützten Messelektronik
auch bei höherfrequenten Signalanteilen ein korrektes Messergebnis, wodurch ein genaues
Nachfahren vorgegebener Prüfsignale über den erweiterten Arbeitsfrequenzbereich (0.5 Hz
bis 50 Hz) ermöglicht wird.
Unter Berücksichtigung vorgegebener oder maximal erlaubter Bauteiltemperaturen können
durch diesen erweiterten Arbeitsfrequenzbereich künftig ökonomische und auf tatsächlichen
Belastungen beruhende Aussagen über die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der geprüften
Komponenten getroffen werden.

Project Head Johann Wassermann:
SZA - Entwicklung einer Kraftmesseinrichtung für eine 3D Elastomer-Prüfmaschine