Eigenspannungen in Radsatzwellen - Vergleichende zerstörende und zerstörungsfreie Untersuchungen

Nach der Entgleisung eines ICE3 im Jahr 2008 infolge eines Treibradsatzwellenbruchs wurden die Ultraschallprüfintervalle für Treib- und Laufradsatzwellen von ICE3-Fahrzeugen auf der Basis von bruchmechanischen Berechnungen der Restlebensdauer erheblich verkürzt. Experimentelle Untersuchungen im 1:1-Maßstab durch DB Systemtechnik und das Forschungsvorhaben "Eisenbahnfahrwerke 3" haben gezeigt, dass die Restlebensdauer durch den in den Radsatzwellen vorherrschenden Eigenspannungszustand maßgeblich beeinflusst wird. Die Kenntnis des Eigenspannungszustandes ist für die verlässliche Vorhersage der Restlebensdauer deshalb von wesentlicher Bedeutung. Eine Herausforderung stellt dabei die möglichst zerstörungsfreie Ermittlung der Eigenspannungen an der Wellenoberfläche dar, wobei im ersten Ansatz die zuverlässige Vorhersage von Druck- oder Zugeigenspannungen - unabhängig von deren absoluter Höhe - als ausreichend gilt. Der Beitrag stellt erste Ergebnisse von vergleichenden Eigenspannungsermittlungen an Radsatzwellen vor, in die gezielt Druck- und Zugeigenspannungen eingebracht wurden. Verglichen wurden die zerstörenden Untersuchungsmethoden Bohrloch-, Sägeschnitt- und röntgenografische Methode mit dem zerstörungsfreien mikromagnetischen 3MA-Verfahren.