24 SchmiedeJOURNAL März 2014 ge nüber einer kon ven tionellen Nocken-welle bis zu 40 Pro zent Gewicht einsparen. Und das, obwohl die gebaute Nockenwelle problemlos hohe dyna mische und statische Drehmomente über tragen kann. Innovatives Zahnrad mit Steg- und Wellenprofil Ein weiteres Beispiel für ein innovatives Leicht bau-Konzept sind die sogenannten Steg- und Wellenprofile. Im August 2000 wurde diese innovative Form eines Zahnrads zum Patent angemeldet. Durch die neuartige Bau weise konnte dabei das Material unter der Verzahnung um ein Drittel verringert wer den. Gleichzeitig wurde das Rad hinsicht lich seines Verzugs verhaltens bei Wärme be hand lungs verfahren optimiert. Dadurch kann das Zahnrad die Vor teile einer geschmie deten Fahr zeug komponente voll aus spielen: den optimalen Faserverlauf. Er folgt bei geschmiedeten Bauteilen der Werk stück geo metrie und ist damit dem Belastungs anfall an ge passt. Im Unterschied zu zerspanten Kom po nenten ist der Faser-verlauf zudem nicht unter brochen. Dadurch wird eine höhere Dauer festigkeit erreicht. Die Festigkeits- und Zähig keits eigen-schaften in Faser richtung sind zudem besser als quer zur Faser richtung. Das Ergebnis sind leichte, aber dennoch hoch feste Stirn- und Aus gleichs räder, die als Stirn rad satz den klassischen Zahn riemen er setzen. Diese Innovation – gut 2.000 Jahre, nach dem in China das erste Eisenzahnrad gefer tigt worden sein soll – belegt, dass auch an ver-meint lich ausgereiften Komponenten signi-fi kante Verbesserungen möglich sind. Initiative Massiver Leichtbau Auch der Hersteller SEISSENSCHMIDT ist von Anfang an an der Initiative Massiver Leicht bau beteiligt, welches das Ziel ver-folgt, gemeinsam mit neun Unter nehmen der Stahl industrie (Lang produkteHersteller) und 15 Unter nehmen der Massiv um formung unter Feder führung des Industrie verbands Massiv um formung e. V. sys tema tisch solche Ver besserungs potenziale zu erschließen. Hier zu wurde ein Mittel klasse fahr zeug eines deutschen Her stellers demontiert und jedes der zirka 3.500 Bau teile in Antriebs-strang und Fahr werk bezüglich des Ge-wichts ein spar potenzials unter integraler Berück sichtigung von Alternativen in Werk-stoff wahl, Fer ti gungs technik und Bauteil-design be wer tet. Rund 400 Ideen wurden bislang in einer Leicht bau potenzialstudie zusammen ge-tra gen. So ist es zum Beispiel möglich, ein Zahn rad für den 5. Gang eines Mittel-klasse- Pkws deutlich leichter aus zu legen. Durch die Einbringung von Nuten und ein gewichts optimiertes Design sind Gewichts-ein sparungen von rund 20 Prozent möglich. In einer her köm mlich konstruierten RadReport Bild 3: Faserverlauf einer Antriebswelle als Voraussetzung für eine höhere Dauerfestigkeit. Bild 4: Eine Gewichtseinsparung um 25 Prozent ist an der Antriebswelle realisierbar. Bild 5: Durch innovative Fertigungstechnik können an der Antriebswelle 42 Gramm Stahl eingespart werden. Bilder: SEISSENSCHMIDT AG
2014-03-Schmiede-Journal
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