Fallbeispiel: Gelenkverbindung für Pistenraupe mit Parallelfräse aus ADI1050-6

Gelenkarm für Schneeraupe aus austemperiertem Sphäroguss

Doch was war der Auslöser für den Technologiewechsel? Zwei Ziele liegen der Zusammenarbeit mit Prinoth AG/SPA zu Grunde: erstens die Verbesserung der mechanischen Leistung des Gelenks im Sinne einer größeren Bewegungsfreiheit und zweitens die Verkürzung der Montagezeit. Die Konstruktion des geschweißten Gelenks aus S355J2-Stahl erforderte nämlich den Zusammenbau mehrerer Teile, was zu hohen Montagezeiten führte. Erreicht wurde dies durch die Ausführung des Bauteils aus austemperiertem Sphäroguss ADI. Dieser weist im Vergleich zu S355J2-Stahl bessere mechanische und Materialermüdungseigenschaften auf, mit dem zusätzlichen und wichtigen Vorteil, dass es dem Kunden eine größere Konstruktionsfreiheit und einen rationalisierten und vereinfachten Beschaffungs- und Produktionsprozess bietet. Dank des Gusseisens ADI1050-6 kann man das Gelenk, als ein einziger Sphäroguss (monolithisches Bauteil) konstruieren und fertigen. Der Vorteil in der Konstruktionsphase setzte sich dann in einem rationalisierteren, stabileren Produktionsprozess und einer höheren Fertigungspräzision um.

Die Lösung ADI1050-6 ermöglicht es ein Bauteil zu erhalten, das dank des Wegfalls von Schweißnähten und thermisch veränderten Bereichen widerstandsfähiger gegen die statischen und dynamischen Belastungen ist, denen das Fahrzeug im Betrieb ausgesetzt ist. Die Vorteile der monolithischen Lösung aus ADI1050-6 sind auch bei der Durchführung der Wartungsarbeiten zu erkennen. Auf welche Weise? Die Abschnitte der Kupplungslöcher mit den Werkzeugarmen werden durch Gießen und Zerspanung und nicht mehr durch die Verzapfung von Verschleißbuchsen hergestellt. Die Oberflächenhärte von ADI sorgt somit für eine geringere Abnutzung des Bereichs im Betrieb, wodurch die Geometrie der Sitze im Laufe der Zeit erhalten bleibt und somit ein häufiger Austausch der Buchsen in der Werkstatt vermieden wird.

Die hervorragende Gießbarkeit von Sphäroguss und die hohe Flexibilität des Wärmebehandlungsverfahrens für Sphäroguss ermöglichen es, allen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Die Freiheit, mit der der Konstrukteur das Bauteil entworfen hat, ist die Grundlage dafür, ein einziges montagefertiges Element zu erhalten. Diese Eigenschaft des Gusseisens hat es ermöglicht, eine optimierte Geometrie zu erhalten, die auch und vor allem von den kritischen Punkten des Bauteils abhängt, um die erforderliche strukturelle Festigkeit zu gewährleisten. Die Wahl des monolithischen Gusses aus austemperiertem Sphäroguss (ADI1050-6) hat somit auch die Tragfähigkeit erhöht. Das Gießverfahren ist nicht nur stabiler und wiederholbarer als das Schweißverfahren, sondern eliminiert auch die Schweißnähte, thermisch veränderte Bereiche, die bei geschweißten Bauteilen oft eine kritische und brechende Stelle darstellen.

Zug- und Ermüdungsprüfung an Proben aus separat gegossenen Probekörpern mit Ø25 mm. Die Ermüdungsgrenze auf glatten Oberflächen (R-1) wurde durch Testen glatter Proben, die mit einem Durchmesser von 6,5 mm mit der Short Stair Case-Methode bearbeitet wurden (Auslauf bei 5 ml Zyklen), erhalten. In Wirklichkeit hat das Stück eine variable Dicke.

Das Co-Design war für den Kunden von grundlegender Bedeutung, um ihn bei der Wahl des am besten geeigneten Materials für diese Anwendung entsprechend den technischen Anforderungen unterstützen zu können.
Frühere Erfahrungen mit technologischen Lösungen aus Stahl hatten die soeben hervorgehobenen kritischen Punkte ans Licht gebracht, die den Kunden dazu veranlasst haben, austemperierten Sphäroguss als beste Alternative für Pistenraupengelenke zu bewerten.

Während diese Konsole früher durch Schweißen von bis zu 21 geschweißten Platten aus S355J2 mit in die Verbindungslöcher eingepassten Buchsen hergestellt wurde, wird sie jetzt als monolithisches Bauteil aus EN-GJS-1050-6 (ADI1050-6) hergestellt, wodurch der Schweißvorgang vollständig entfällt.