Der Beitrag will aufzeigen, daß mit Eisengußwerkstoffen durchaus Leichtbau betrieben werden kann und deren Einsatz in vielen Fällen technisch, ökonomisch und auch ökologisch sinnvoll ist. Im Beitrag steht die Gewichtseinsparung durch Optimierung gegossener Fahrwerksteile im Vordergrund. Abhängig vom Fahrzeugtyp sind die Komponenten Schwenklager und Radträger Bestandteil der Vorder- oder Hinterachse. Diese Teile sind sogenannte 'Sicherheitsteile' und sowohl statisch als auch dynamisch hoch beansprucht. Eine Gewichtsreduktion ist hier besonders interessant, da die Teile zu den ungefederten Massen gehören. Verwendet wird zumeist ferritischer Sphäroguss. Seit einiger Zeit wird aber auch Aluminium eingesetzt. Der Vorteil der geringen Dichte wird teilweise kompensiert durch Nachteile in statischer und dynamischer Festigkeit, Bruchdehnung, Steifigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit. Dies zwingt den Konstrukteur dazu, das Al-Bauteil zu verstärken. Deshalb reduziert sich die mögliche Gewichtseinsparung auf ca. 30 %. Eine gewichtsoptimierte Konstruktion setzt das Arbeiten mit modernen CAD-Einrichtungen und mit Finite-Element-Methode voraus. Verschiedene Komponenten ergeben zusammen ein Modul. Zusammen mit anderen Modulen ergibt sich das ganze Fahrzeug. Um nun das Gewicht des ganzen Fahrzeuges zu reduzieren reicht es nicht aus, einzelne Komponenten leichter zu machen. Gleichzeitig muß sichergestellt werden, daß Änderungen an der einen Komponente nicht zu zusätzlichem Gewicht in einer anderen Komponente führen, welches die Gewichtseinsparung wieder aufheben würde. Im Fall des Moduls 'Schwenklager' sind die Radlager, Bremsträger und Dämpferanbindung zu berücksichtigen. Im Beitrag werden die Bauweisen verschiedener Teile in Guss- und in Aluminiumausführung gegenübergestellt. Bei den Schwenklagern wird verdeutlicht, daß im Gegensatz zu Aluminium der Sphäroguß die Möglichkeit bietet, Bremsträger und Dämpferanbindung im Gußteil zu integrieren. Der bescheidenen Gewichtseinsparung bei der Verwendung von Aluminium steht der doppelte Preis gegenüber. Für Achsschenkel wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie solche Bauteile zukünftig unter Verwendung einer 'Zugschraube' ebenfalls in gegossener, gewichtsoptimierter Ausführung gefertigt werden können.
Leichtbau mit Eisenguss - kein Widerspruch?
1999
50 Seiten, 26 Bilder
(+ 30 Bilds.)
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Fahrwerk (Fahrzeug) , Gewichtsverminderung , Leichtbauweise , Gusseisen mit Kugelgraphit , Aluminiumlegierung , ferritisches Gusseisen , statische Festigkeit , dynamische Festigkeit , rechnerunterstützter Entwurf , Modul (Baugruppe) , Schwenklager , Radlager , Stoßdämpfer , Herstellkosten , Bremsträger
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