Seit der Erfindung und dem Bau des ersten betriebsfähigen Dieselmotors im Jahr 1897 befassen sich Ingenieure mit den Problemen der Gestaltung von Kurbelgehäuse und Zylinderlaufbüchse. In Verbindung mit Kolben und -ringen gilt die Laufbüchse als wichtige Komponente und der Kurbeltrieb wird allgemein als das Herz des Motors angesehen. Als Werkstoff hat sich Gusseisen mit Lamellengraphit (EN GJL-250 bis 300) über 100 Jahre behauptet und bewährt.

Die Power-Hydraulik GmbH, Sulz am Neckar, hat mit verschiedenen Stranggusswerkstoffen schon seit langem beste Erfahrungen gemacht. Für höhere Innendrücke im Bereich von 350 bis 420 bar waren die vorhandenen Gusswerkstoffe aber nicht geeignet. Deshalb wurde von der zuliefernden Gießerei die neue Gusseisen-Stranggusssorte mit der Bezeichnung Gopag C 500 F entwickelt.

Leichte Zylinderköpfe für Pkw-DI-Dieselmotoren sind eine besondere Herausforderung sowohl für Aluminiumlegierungen als auch für das zum Einsatz kommende Gießverfahren. Deshalb wird hier das innovative 90°-Schwerkraftkippgießen eingesetzt. Hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit erfordern zudem angepasste Kernlagerungs-, Kerngasabsaugungs- und Kokillenreinigungskonzepte sowie spezielle Messverfahren zur Kanallage.

Unter hybriden Komponenten werden bei der Wagner AG, Wallstatt, speziell gefertigte metallische Einlegeteile verstanden, welche mit Kunststoffteilen kombiniert werden. Neben den allgemeinen Vorteilen, welche die Verfahren Druckgießen und Spritzgießen mit sich bringen, sind die Funktionsintegration sowie die Gewichts- und Kostenreduktion Haupttreiber bei der Entwicklung solcher hybrider Komponenten.

Die schnellstmögliche Verfügbarkeit eines Bauteiles ist im Wettlauf um kurze Zeiträume von der Entwicklung bis zur Markteinführung eines Produkts ein wichtiges Kriterium. Entscheidend ist dabei die Wahl eines Gießverfahrens, das ohne den kosten- und zeitintensiven Einsatz von formgebenden Werkzeugen auskommt und - wie das hier vorgestellte Quick Cast-Feingießverfahren - trotzdem für Testzwecke geeignete gegossene Prototypen herstellt.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes, das die Vorhersage von Verzug und Eigenspannungen im Druckguss mittels numerischer Simulation zum Ziel hatte, wurden Konzepte zur Verifikation von Simulationsergebnissen erstellt und in die Praxis umgesetzt. Es wurden zwei druckgießgerechte Werkzeuge konzipiert und hergestellt sowie mehrere Serien von Versuchsabgüssen mit zwei Legierungen durchgeführt.

Bei BorgWarner Turbo Systems wurde ein Heißgasprüfverfahren entwickelt, welches auf einem standardisierten Prüfkörper ohne Hohlräume beruht. Dieses Verfahren erlaubt es, verschiedene Legierungen unter gleichen Bedingungen zu testen und damit verschiedene Werkstoffe direkt zu vergleichen. Durch die Vereinfachung des Prüfkörpers unter Beibehaltung der bauteilspezifischen Probleme werden auch die Kosten der Werkstoffprüfung deutlich gesenkt.

Ausgehend vom Leichtmetall-Getriebegehäuse als Gussteil werden im Aufsatz innovative Lösungen zu den aktuellen Entwicklungstrends in der Getriebetechnik für Pkw und Nkw vorgestellt. Innovative Leichtmetallwerkstoffe und höhere Funktionsintegration eröffnen dabei weitere Potentiale bei Kosten, Gewicht, Bauraum und Zuverlässigkeit, während innovative Entwicklungsprozesse Zeit-, Kosten- und Qualitätsvorteile bieten.

Eine Vielzahl von gegossenen Lenkern tragen in Fahrwerken dazu bei, hohe Sicherheit und Fahrfreude zu erreichen. Doch auch Umwelt und Wirtschaftlichkeit dürfen bei der Konzeptfindung nicht zu kurz kommen. Das Herstellverfahren des Gießens hilft hier mit seiner Formfreiheit, das Material an die richtige Stelle zu bringen.

Trotz der erzielten Fortschritte bestehen bei Elektroantrieben weiterhin Probleme, die bisher nur zum Teil gelöst wurden. Nach Einschätzung der KS Aluminium Technologie GmbH, Neckarsulm, die Aluminium-Motorblöcke von 3 bis 12 Zylindern in allen verfügbaren Bauarten herstellt, werden die klassischen Verbrennungsmotoren Otto und Diesel daher in den nächsten 15 bis 20 Jahren noch die dominierenden Konzepte sein, auch wenn alternative Antriebe in verschiedenen Varianten entwickelt werden.

In diesem Beitrag wird aufgezeigt, welche Einflüsse die Schwingfestigkeit von Aluminiumkokillen- und -druckguss entscheidend bestimmen und wie sie bei der betriebsfesten Auslegung zu berücksichtigen sind.

Im Artikel wird der neu entwickelte, aluminiumhaltige Gusseisenwerkstoff SiMo1000 vorgestellt, welcher aufgrund seines gegenüber den klassischen SiMo-Gusseisen deutlich verbesserten Eigenschaftsprofils - einer markant verbesserten Zunderbeständigkeit, einer erhöhten Warmfestigkeit und einer höheren Umwandlungstemperatur - den Einsatzbereich der ferritischen Gusseisen zu höheren Temperaturen erweitert.

Mit zunehmender Erschließung von Regionen mit Tieftemperatur sowie für die energieträchtigen Offshore-Anlagen rückt der duktile Werkstoff Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS, Sphäroguss) immer deutlicher in den Fokus der Konstrukteure. Diese Werkstoffeigenschaften gewährleisten die Werkstoffe EN-GJS-400-18U-LT sowie EN-GJS-350-22U-LT.

Bei umformtechnisch hergestellten Bauteilen in der Automobilindustrie zeichnen sich unter anderem zwei Tendenzen ab. Zum einen werden die Bauteile zunehmend größer, zum anderen werden Werkstoffe mit höheren Festigkeiten verwendet. Dadurch steigen die Anforderungen an die zumeist gegossenen Umformwerkzeuge. Vor allem die steigenden Abmaße und das in Folge steigende Gewicht sind nachteilig für Handhabung und Kosten. Deshalb ist es notwendig, die Struktur von Umformwerkzeugen zu optimieren.

Die für die Blechumformung notwendigen Umformwerkzeuge und deren prozesstypisches Verhalten sind bislang noch nicht ausreichend untersucht. Da die Anforderungen an Umformwerkzeuge insbesondere durch den Einsatz hoch- und höherfester Bleche steigen, rücken diese jedoch vermehrt in den Fokus. Vor allem die Steifigkeit der Umformwerkzeuge und die Oberflächenhärte der Wirkfläche sind zu optimieren, um die gewünschte Bauteilqualität zuverlässig zu gewährleisten.

Die Audi AG hat im Frühjahr 2009 im TT RS den ersten hoch aufgeladenen direkt einspritzenden Ottomotor mit einem Zylinderkurbelgehäuse (ZKG) aus Gusseisen mit Vermiculargraphit (GJV-450) auf den Markt gebracht.

Im Mittelpunkt dieses Beitrags steht ein Vergleich zwischen der bereits im Gusszustand duktilen Druckgusslegierung Trimal-37 und der in Kombination mit einer T7-Wärmebehandlung crashrelevanten Druckgusslegierung Trimal-05, die für Karosseriebauteile moderner Fahrzeuge entwickelt wurden.

Der Werkstoff ADI (Austempered Ductil Iron) sowie dessen Wärmebehandlung ist inzwischen allgemein bekannt. Nicht so bekannt hingegen ist der Werkstoff CADI (Carbidic Austempered Ductil Iron).  Dieser Werkstoff wurde entwickelt, um die Verschleißbeständigkeit von ADI zu verbessern.

Vom 19. bis 21. Januar 2010 drehte sich im Messezentrum Nürnberg wieder alles um den Druckguss – eine Technologie zur Herstellung von metallischen Bauteilen, die sich in vielen Alltagsprodukten wiederfinden. Mit einem Ausstelleranteil von über 40 % aus dem Ausland, war die EUROGUSS wieder die größte Veranstaltung, die die komplette Druckguss-Wertschöpfungskette abbildet.

Der Einsatz von Aluminium im Pkw-Bereich steigt aufgrund der Anfor­derungen zum Leichtbau stetig an. Ausgehend von der Stahlbauweise wurde auf den verstärkten Einsatz von Aluminium schrittweise im Laufe der vergangenen Jahre übergegangen. In einer Mischbauweise kommen Einzelkomponenten aus Blech, Aluminiumextrusion und Aluminiumguss zum Einsatz.

Gießtechnische Entwicklung und Herstellung eines Prototypen für eine 5 MW-Offshore-Windkraftanlage, so lautete der Auftrag der Windkraftanlagenbauer Repower Systems AG, Hamburg, im Jahre 2003 an die Walzengießerei Coswig GmbH. Mit 35,5 t Gussgewicht und 26,4 t Fertiggewicht sollte es das bis dahin größte Gussteil aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) sein, das jemals in Coswig gefertigt wurde.

Wachsende ökologische Anforderungen wie auch gesetzgeberische Zwänge erfordern die Entwicklung von neuartigen bleifreien Messinggusslegierungen. Die Herausforderung besteht hierbei in der Verbesserung des Eigenschaftsprofils bei gleichzeitiger Beibehaltung der traditionellen Vorteile. Die neu entwickelte Legierung "DIEHL 432 PbF" der Diehl Metall Stiftung & Co. KG, Röthenbach a. d. Pegnitz, wird diesen Anforderungen gerecht.

In konstruktionsrelevanten Internetforen taucht häufig die Frage auf, ob in einer technischen Zeichnung für die Oberflächengüte die Rauheitsangabe Ra oder Rz eingetragen werden muss bzw. welche dieser Angaben zu bevorzugen ist. Für Gusseisenwerkstoffe empfiehlt sich die Vorgabe der mit definierter Schneide zu erzeugenden Oberflächengüte mit Ra-Werten, wie im Folgenden erläutert wird.

Das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von gegossenen Bauteilen ist das Druckgießen. Entwicklungen der letzten Jahre haben dazu geführt, dass mit diesem Verfahren Gussteile hergestellt werden können, die über eine gute strukturelle Verformbarkeit und eine hohe Energieaufnahmefähigkeit verfügen.

Der anhaltende Trend zu noch höheren spezifischen Motorleistungen und verschärften Emissionsanforderungen führt zu weiter steigenden Belastungen des Kolbens, besonders im Dieselmotor. Bisher ist diese Problematik unter anderem mit neuen Aluminiumlegierungen gelöst worden, die durch mehr festigkeitssteigernde Elemente im Vergleich zu den bisherigen Legierungen deutliche Festigkeitsvorteile bei hohen Temperaturen bieten.

Die zellularen metallischen Werkstoffe sind in den letzten Jahren in den ­Fokus von Leichtbaukonzepten gerückt, da mit diesen der Struktur- und Stoffleichtbau in Kombination sehr effektiv betrieben werden kann. Die Schwerpunkte der Entwicklungsarbeit in den letzten Jahren ­lagen in der Ermittlung der grundlegenden ­Eigenschaften dieser Werkstoffe sowie in der Verbesserung der Herstellungstechnologien und der Reproduzierbarkeit der Werkstoffstrukturen und -eigenschaften.

Die KS Aluminium-Technologie AG liefert bereits seit 2002 fertig bearbeitete V8-Zylinderkurbelgehäuse an Porsche. Zusammen mit dem Bedplate werden diese im Unternehmen fertig bearbeitet.