Die Betriebsfestigkeit von Bauteilen wird grundsätzlich durch die Interaktion von Belastung, Werkstoff, Formgebung und Fertigung bestimmt. In jedem dieser einzelnen Parameter ist ein großes Optimierungspotenzial für den Leichtbau vorhanden, das nicht ausgeschöpft ist. Anhand eines Panhardstabes, ein stabilisierendes Element im Fahrwerk von Nutzfahrzeugen, wird gezeigt, wie zunächst durch eine Werkstoffsubstitution, nämlich des konventionellen Eisengraphitgusses EN-GJS-400-15 (GGG 400), durch die ADI (Ausferrite Ductile Iron)-Variante EN-GJS-800-8 mit der entsprechenden Wärmebehandlung eine deutlich höhere Schwingfestigkeit erzielt wird. Zu bemerken ist, dass der ADI-Guss gefügebedingt gegenüber dem konventionellen ferritischen Werkstoff unter variablen Betriebsbelastungen eine deutlich höhere Schwingfestigkeits- bzw. Lebensdauersteigerung aufweist als unter konstanten Amplituden und somit ein Leichtbaupotential. Da Panhardstäbe ebenso auch gummigelagerte Gusszapfen im Betrieb auch Missbrauchs- und Sonderbelastungen ausgesetzt werden können, müssen Konstruktion und Werkstoff entsprechend ausgerichtet sein. Die Bauteilvarianten aus EN-GJS-800-8 verhalten sich gegenüber dem EN-GJS-400-15 unter schlagartiger Belastung (Impact) sowie unter einer elasto-plastischen Sonderbelastung überlegen. Die Verformbarkeit er Bauteile aus dem weniger duktilen EN-GJS-800-8 kann durch entsprechende konstruktive Maßnahmen im Schaftbereich, verbundenen mit einer Gewichtsreduzierung um 15 %, erhöht werden.
Optimierung gegossener Panhardstäbe für Nutzfahrzeuge durch Werkstoffauswahl und Formgebung unter Berücksichtigung der Betriebsbelastung
Optimization of cast panhard rods for commercial vehicles by material selection and geometry under consideration of service loadings
2008
14 Seiten, 17 Bilder, 2 Tabellen, 7 Quellen
Conference paper
German
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