{"id":1391,"date":"2019-04-01T13:29:28","date_gmt":"2019-04-01T11:29:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.werkstoff-service.de\/blog\/?p=1391"},"modified":"2026-03-30T15:35:37","modified_gmt":"2026-03-30T13:35:37","slug":"schwingbruch-anbaukonsole","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.werkstoff-service.de\/blog\/schwingbruch-anbaukonsole\/","title":{"rendered":"Schwingbruch – Anbaukonsole"},"content":{"rendered":"

Schwingbruch – Anbaukonsole<\/p>\n

1) Sachverhalt<\/strong>
\nDie Anbaukonsole einer Drehmomentst\u00fctze einer Regionalbahn ist im Betrieb nach 16 Jahren gebrochen (Abb. 1), die \u00fcbliche Lebensdauer liegt hier bei 30 Jahren. Hierbei kann die Drehmomentst\u00fctze im schlimmsten Fall w\u00e4hrend der Fahrt ins Gleisbett fallen und so zu einer Entgleisung f\u00fchren, was gl\u00fccklicherweise nicht passiert ist.<\/p>\n

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\nAbb. 1: Gebrochene Anbaukonsole einer Drehmomentst\u00fctze<\/p>\n

2) Werkstoff und Einsatzbedingungen<\/strong>
\nDie Drehmomentst\u00fctze dient der Abst\u00fctzung der Drehmomente von Motor und Bremse an den Drehgestellrahmen. Die Anbaukonsole war dabei als Schwei\u00dfkonstruktion mit Doppelkehln\u00e4hten beidseitig an den Rahmen angeschwei\u00dft und wurde aus dem Werkstoff S355 ausgef\u00fchrt.<\/p>\n

3) Schadensanalyse<\/strong>
\nBei der Schadensanalyse standen zum einen lichtmikroskopische Untersuchungen der Schwei\u00dfverbindung sowie die rasterelektronenmikroskopische Beurteilung der Bruchfl\u00e4che im Vordergrund. Hierbei zeigte sich, dass die Konsolen alle in Form eines Erm\u00fcdungsbruches versagt haben, ausgehend von der Schwei\u00dfverbindung (Abb. 2).<\/p>\n

\"\"Abb. 2: Makroskopische Darstellung der Bruchfl\u00e4che mit deutlichen Rastlinien (Abb. 2a) Schwingstreifen zeigen die Art des Bruches und die Richtung des Bruchverlaufs an (Abb. 2b).<\/p>\n

Die Schwei\u00dfverbindung ist eine nicht voll durchgeschwei\u00dfte Doppelkehlnaht, an der sich an den nicht angebundenen Stellen der Blechverbindung Erm\u00fcdungsrisse aufgrund erh\u00f6hter Kerbwirkung gebildet haben. Die metallographische Untersuchung der Gegenseite, die nicht gebrochen ist, zeigt bereits Erm\u00fcdungsanrisse in der Schwei\u00dfverbindung (Abb. 3).<\/p>\n

\"\"Abb. 3: Mikroschliff l\u00e4ngs durch die nicht gebrochene Gegenseite (Abb. 3a). Erm\u00fcdungsanrisse ausgehend vom vorhandenen Hohlraum (Abb. 3b).<\/p>\n

4) Schlussfolgerungen<\/strong>
\nDie Ausf\u00fchrung der Schwei\u00dfkonstruktion als nicht vollst\u00e4ndig durchgeschwei\u00dfte Variante ist im Hinblick auf eine dynamische Beanspruchung nicht optimal. Dies kann, wenn wie im vorliegenden Fall die inneren Hohlr\u00e4ume entsprechend geometrisch ausgebildet sind, ein Erm\u00fcdungsriss ausgehend von diesen inneren Kerben zum Bauteilversagen f\u00fchren.<\/p>\n

Die internationale Norm DIN EN 15085-3, die die Konstruktionsvorgaben f\u00fcr geschwei\u00dfte Bauteile an Schienenfahrzeugen regelt, empfiehlt bei dynamisch belasteten Bauteilen die Schwei\u00dfverbindungen, wenn nicht vermeidbar als voll durchgeschwei\u00dfte Variante auszuf\u00fchren, um innere Kerben zu vermeiden (Abb. 4).<\/p>\n

\"\"Abb. 4: Abhilfema\u00dfnahme durch \u00c4nderung der Schwei\u00dfkonstruktion im Hinblick auf eine dynamische Erm\u00fcdungsbeanspruchung.<\/p>\n

M\u00f6glichkeiten zur Verringerung der Schwei\u00dfnahtg\u00fcteklasse f\u00fchren gleichzeitig zu einer Verbesserung im Erm\u00fcdungsverhalten<\/p>\n

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