Optimiertes Kernblockformverfahren Bremsen und anfahren ohne Verschleiss

Redakteur: Luca Meister

Der Stahl- und Eisengussspezialist Wolfensberger AG führt neben dem traditionellen Verfahren Sandgiessen und dem Präzisionsgiessverfahren «Exacast» eine weitere Technologie ein. Das Giessen in Kernblockformen ermöglicht bessere Oberflächen und geringere Wanddicken als das Sandgiessen, während die Herstellkosten der Gussteile unter denjenigen des Präzisionsgiessens liegen. Voith oder Mercedes-Benz optimieren damit Strömungsbauteile.

Firmen zum Thema

Das hybride verschleissfreie integrierte Anfahr- und Bremssystem (VIAB) von Voith ermöglicht sowohl feinfühliges Anfahren als auch eine hohe Dauerbremsleistung beim Bergabfahren.
Das hybride verschleissfreie integrierte Anfahr- und Bremssystem (VIAB) von Voith ermöglicht sowohl feinfühliges Anfahren als auch eine hohe Dauerbremsleistung beim Bergabfahren.
(Bild: Voith Turbo)

Die verschiedenen Giesstechnologien haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile. Je nach Anwendungsgebiet bzw. Gussteilkategorie kann sich daher mal das eine und mal das andere Verfahren als vorteilhafter erweisen. Der Stahl- und Eisengussspezialist Wolfensberger AG führt deshalb neben dem traditionellen Verfahren Sandgiessen und dem Präzisionsgiessverfahren «Exacast» eine weitere Technologie ein.

Lasten bis 250 Tonnen

«Bei bestimmten Gussteilen fordert der Markt heute eine Kombination von Genauigkeit und Oberflächenqualität, die mit dem klassischen Sandgiessverfahren nicht so ohne weiteres dargestellt werden konnte», erklärt Marco Salvisberg, Produktmanager Sandguss und dünnwandiger Stahlguss bei der Wolfensberger AG. Beispiel hierfür sind zwei Strömungsbauteile der VIAB (Verschleissfreies Integriertes Anfahr- und Bremssystem) von Voith, einer innovativen Entwicklung für schwere Nutzfahrzeuge wie die Modelle «Actros» und «Arocs SLT» von Mercedes-Benz. Diese modernen Schwerlasttransporter mit vier Achsen sind wahre Kraftpakete, die Lasten bis 250 Tonnen bewältigen können. Um solche Massen sicher bewegen zu können, verfügen sie über einen Sechszylindermotor mit 625 PS und einem Drehmoment von 3000 Newtonmeter. Bei solchen Drehmomenten und Bremslasten besteht die Herausforderung darin, mechanische Reibungsvorgänge beim Kuppeln und beim Bremsen zu begrenzen, weil hier Reibungswärme und Verschleisserscheinungen ein Ausmass annehmen könnten, das mit herkömmlichen Konstruktionen nur schwer zu bewältigen wäre.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 8 Bildern

Turbo-Retarder-Kupplung

Im LKW-Bereich setzt man daher bei länger dauernden Bremsvorgängen wie beispielsweise bei Bergabfahrten seit langem sogenannte hydrodynamische Retarder ein. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus Turbinenlaufrad und Stator, zwischen denen Öl zirkuliert. Das Öl wird beim Bremsen zwischen dem Laufrad und dem Stator mit hoher Intensität verwirbelt. Dadurch wird Bewegungsenergie des Fahrzeugs verschleissfrei in Wärme umgewandelt. Dieses Konzept hat Voith zu einer Turbo-Retarder-Kupplung weiterentwickelt. Zum Anfahren werden die Motorkräfte ebenfalls von einem Pumpenrad auf Öl und durch dieses wiederum auf das gegenüberliegende Turbinenrad übertragen, während die Kombination zum Bremsen umgekehrt als Retarder eingesetzt werden kann. Dieses hybride System ermöglicht feinfühliges Anfahren und gewährleistet zusammen mit dem Motor beim Bergabfahren eine hohe Dauerbremsleistung. Dank der hydrodynamischen Kraftübertragung überhitzt die VIAB selbst bei intensivem Rangieren, im Gelände und beim Anfahren an extremen Steigungen mit voll beladenem Fahrzeug nicht.

Alpen statt Himalaya – Gussteile mit erhöhten Anforderungen

«Wir giessen die beiden wichtigsten Strömungsbauteile dieser Neuentwicklung aus dem hochfesten Gusseisen mit Kugelgraphit EN-GJS-600-3», ergänzt M. Salvisberg. Bei den ersten Vorabklärungen mit dem Kunden hatte man schnell festgestellt, dass sich keines der beiden üblicherweise im Unternehmen eingesetzten Giessverfahren hierfür so richtig eignete: Für das klassische Sandgiessen stellten die Anforderungen bezüglich Genauigkeit, Dünnwandigkeit und insbesondere Oberflächengüte eine kaum überwindbare Hürde dar. Alles Parameter, die entscheidenden Einfluss auf den Wirkungsgrad der gesamten VIAB-Komponente haben.

(ID:43260987)