Von einem Achs- und Bremssystemhersteller wurde der Gießerei Düker die Aufgabe gestellt, eine hochfeste Bremstrommel für Schwerlast-Spezialfahrzeuge herzustellen, die so gut bremst wie herkömmliche Grauguss-Bremstrommeln. Die Lösung: Ein Verbund aus Grau- und Sphäroguss.
Verbundgussanwendungen in stoff- oder formschlüssiger Verbindung haben im Bereich der Nichteisen-Metallurgie eine weite Verbreitung gefunden. Die typischen Anwendungsfälle reichen vom Umgießen von Grauguss-Zylinderlaufbuchsen in Aluminium-Motorblöcken bis hin zur Schmuckindustrie, wo verschiedene Metalle formschön ineinander gebettet werden. Ebenso gibt es Hybridwerkstoffe, die in ihrer Kombination meist hohe Festigkeiten mit geringen Bauteilgewichten kombinieren und auf diese Weise zu Gewichtsreduzierungen beitragen.
In diese Richtung geht die Aufgabe, die ein Automobilzulieferer der Düker GmbH & Co. KGaA in Karlstadt stellte. Schnell war die Idee geboren, die positiven Eigenschaften des Werkstoffs Grauguss EN-GJL-200 mit denen des duktilen Werkstoffs EN-GJS-500 zu kombinieren, teilen die Gießereiexperten aus Karlstadt mit.
Grauguss zeichnet sich durch sehr gute thermische Eigenschaften, hohe Verformbeständigkeit, gute Dämpfungseigenschaften und gute Wärmeleitfähigkeit aus; zudem bietet er Vorteile im Herstellungsprozess aufgrund der guten Gieß- und Bearbeitbarkeit.
Duktiles Gusseisen wird durch eine Behandlung der Schmelze mit Magnesium hergestellt, wobei der Graphit in eine globulare Form gebracht wird. Der so entstandene Sphäroguss besitzt stahlähnliche Werkstoffeigenschaften, wie hohe Zugfestigkeit bei hoher Dehnung. Die Vorteile ergeben sich besonders bei dynamischer Bauteilbelastung, wo Verformungen und Dauerschwingungen aufgenommen werden müssen.
Eine weitere Besonderheit – und laut Düker bisher „sicher einzigartig“ in der Bremstrommelfertigung – ist das Schleudergießverfahren, das die Karlstädter für die Herstellung des Sicherheitsbauteils anwenden. Üblicherweise werden Bremstrommeln für Nutz- und Personenkraftwagen im Werkstoff Grauguss im Nassguss-Verfahren auf automatischen Formanlagen hergestellt. Dieses Verfahren kommt an beiden Düker-Standorten für eine große Produktpalette zum Einsatz, jedoch ist die prozesssichere Herstellung formschlüssiger Verbundgussteile in der Werkstoffkombination Grau- und Sphäroguss damit kaum möglich.
Die Gießereiexperten entschieden sich, das Düker-Know-How im Schleudergussverfahren für die besondere Herausforderung der Schwerlastbremstrommel einzusetzen. Bietet doch der Schleuderguss gegenüber anderen Gießprozessen große Vorteile:
- hohe Prozesssicherheit durch Automation
- Nutzung der Zentrifugalkraft für eine formschlüssige Verbindung
- hohe Ausbringung
- hohe Bauteilgenauigkeit
- geringe Bearbeitungszugaben
- geringer Energieverbrauch
Sicherheitsbauteile müssen sich ausgiebigen Tests unterziehen, bevor sie in Umlauf gebracht werden dürfen. So auch geschehen mit der Verbundguss-Bremstrommel von Düker bei einem unabhängigen Prüfinstitut. Bei diesen Tests werden zum Beispiel Dauerbremsversuche simuliert, die die gesamte Bremseinheit aus Trommel und Bremsbelag auf über 450 °C erhitzen, wobei die Bremsfunktion nicht versagen darf. Solche Tests simulieren beispielsweise lange Bergabfahrten beladener Nutzfahrzeuge, wobei trotz höchster Beanspruchung kein Bremssystem ausfallen darf.
Die Düker-Verbundguss-Bremstrommel hat diese Tests bestanden und bewährt sich inzwischen in einem ausgedehnten Feldtest, so heißt es aus Karlsstadt. Vergleichbare Sicherheitsbauteile, hergestellt in einer einzigartigen Kombination aus Werkstoffen und Verfahren, sollen in Zukunft auch an anderer Stelle im Nutzfahrzeugbau zu finden sein, verspricht Düker. os
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