Untersuchung zur Beschleunigung von Prüfungen der. physikalischen Dauergebrauchseigenschaften von Schuhen. und Schuhkomponenten.

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1 Untersuchung zur Beschleunigung von Prüfungen der physikalischen Dauergebrauchseigenschaften von Schuhen und Schuhkomponenten. (Veröffentlichung) Firma AIF-Forschungsprojekt N Das Projekt wurde aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e.v. (AIF) gefördert, wofür an dieser Stelle gedankt wird. Betreff Pirmasens e.v. Marie-Curie Pirmasens

2 Veröffentlichung: Untersuchung zur Beschleunigung von Prüfungen der physikalischen Dauergebrauchseigenschaften von Schuhen und Schuhkomponenten. Das Projekt Untersuchung zur Beschleunigung von Prüfungen der physikalischen Dauergebrauchseigenschaften von Schuhen und Schuhkomponenten wurde am 30. November des letzten Jahres beendet. Firma Das Ziel des Forschungsvorhabens war, für Schuhwerk und Schuhkomponenten zu untersuchen, ob und welche Prüfungen beschleunigt durchgeführt werden können und welche Vorraussetzungen hierfür vorliegen bzw. welche Modifikationen des Prüfablaufs hierfür vorgenommen werden müssen. Schuhe und Schuhkomponenten haben eine lange Nutzungsdauer. Um aussagekräftige Messwerte für die Beurteilung des Dauergebrauchsverhaltens Betreff zu gewinnen, sind häufig Prüfungen mit vielen Belastungszyklen über längere Prüfzeiträume von Stunden oder gar Tagen notwendig. Diese Prüfungen binden erhebliche Mittel in Form von Prüfgeräten, Laborfläche usw., und die von Handel und Produktion gewünschte schnelle Beurteilung ist derzeit häufig nur schwer realisierbar. Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass für eine Reihe von Schuhkomponenten und materialien beschleunigte Prüfungen prinzipiell machbar sind, wenn bestimmte Bedingungen eingehalten werden. Schuhkomponenten können aus Leder, verschiedenen Kunststoffen, Gummi, aus Metallen sowie Verbundwerkstoffen bestehen. Diese Werkstoffe reagieren von Natur aus sehr unterschiedlich auf mechanische Belastungen. Durch die Vielfalt der Materialien, aus denen die Schuhkomponenten bestehen, ist eine allgemeine, generelle Aussage über die Auswirkung einer erhöhten Prüffrequenz, nicht möglich. Die Bedingungen müssen im Einzelfall durch Versuche, die in ihrer Anzahl eine statistische Sicherheit bieten können, ermittelt werden. Es wurde diesbezüglich eine Reihe von Komponenten und Materialien untersucht. Es hat sich gezeigt, dass eine ausreichende Sicherheit bei der Auswertung von schnellen Prüfungen dann erreicht werden kann, wenn eine stetige Reduzierung der Prüfdauer bei Erhöhung der Prüffrequenz und die Veränderung der Zyklenanzahl bis zum Bruch der Komponenten eine lineare Abhängigkeit zeigt. Dann ist es möglich auf Prüfergebnisse mit niedriger Frequenz zurückzurechnen.

3 Umfang der Untersuchungen Zur Lösung des Problems bot es sich an, die Untersuchungen auf zwei Feldern durchzuführen: Materialtests zur generellen Beurteilung der Eignung verschiedener Materialien für eine beschleunigte Prüfung, unabhängig Fax: von den durchzuführenden spezifischen Prüfungen. Spezifische Betrachtung der für die Beurteilung von Schuhen und Firma Komponenten regelmäßig durchgeführten Prüfungen. Um die Materialeigenschaften ohne störende Einflüsse seitens Einbau in Komponenten prüfen zu können, wurden hierzu Materialtest mit Streifenprüflingen in einer schnellen Streifenbiegeprüfeinrichtung, mit verschiedenen Materialien, Frequenzen und Temperaturen, durchgeführt. Damit ein aussagefähiges Ergebnisspektrum erhalten wird, welches Betreff verschiedene Arten von Materialien, sowie verschiedene Belastungsarten beinhaltet, wurden folgende Prüfungen exemplarisch ausgewählt, an denen eine Beschleunigung der Prüfungen untersucht wurde: Dauerfaltverhalten von wenig flexiblen Leder Dauerknickversuch Dauerbelastung von Stahlgelenken Dauerbiegung Laufsohlen Absatzstabilität dynamisch Flexometerprüfung

4 Schnelle Dauerbelastungsprüfmaschine Da an der durchführenden Forschungsstelle keine Marie-Curie-Str. entsprechenden 19 Einrichtungen vorhanden waren, wurden zunächst die beiden Prüfeinrichtungen Schnelle Dauerbelastungsprüfmaschine (siehe Bild 1 unten) Fax: und Schnelle Streifenprüfmaschine entwickelt und aufgebaut. Die Schnelle Dauerbelastungsprüfmaschine in Verbindung mit einer Firma Thermokammer erlaubt, eine Vielzahl von Versuchparameter zu beeinflussen. Betreff Bild 1: Schnelle Dauerbelastung mit Thermokammer Bild 2: Schnelle Streifenprüfmaschine

5 Durchführung Während der Durchführung des Forschungsvorhabens hat sich Marie-Curie-Str. bestätigt, 19 dass die Ergebnisse der hier untersuchten Prüfungen erwartungsgemäß sehr vom Material der Prüflinge abhängen. Es wurden verschiedene Prüfungen durchgeführt, in denen die Prüffrequenzen, Firma Umgebungstemperaturen und Prüfmaterialien variierten. Diverse Schuhkomponenten wurden auf ihr Verhalten untersucht, welches sie bei den jeweiligen Bedingungen zeigten. Verschiedene Materialien wurden unter fünf verschiedenen Prüffrequenzen (5 Hz, 12,5 Hz, 25 Hz, 37,5 Hz und 50 Hz) getestet. Bei weiteren Testreihen wurde das Verhalten bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen geprüft. Betreff Prüflinge Neben Oberledern, Stahlgelenken, Laufsohlen wurden auch Absätze aus folgenden Materialien untersucht: Polystyrol Polypropylen Acrylbutadienstyrol Styrol PVC In den Dauerknickprüfungen wurden verschiedene Spaltleder geprüft. Folgende Materialien wurden mit der Flexometerprüfungen gestestet: Lack Leder Nathalie Lack Leder schwarz Nappa Lack Spaltlack M2 Als Schlussfolgerung aus dem Projekt ergibt sich, dass sich gewisse Schuhkomponenten wie z.b. Stahlgelenke, Komponenten aus PVC- Schaummaterialien, Absätze aus PP und ABS oder Spaltleder einer beschleunigten Prüfung leicht erschließen lassen, während andere Komponenten und Materialien in den Untersuchungen keine eindeutigen Regeln erkennen ließen, nach denen bei beschleunigter Prüfung das Verhalten bei normaler Prüffrequenz abgeleitet werden kann.

6 Der Schuhindustrie soll mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens ein Hilfsmittel an die Hand gegeben werden, mit dem Schuhe und Schuhwerkstoffe schneller auf ihre Dauergebrauchseigenschaften überprüft werden können. Der komplette Schlussbericht des Vorhabens kann beim PFI bezogen werden. Firma Betreff

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