Aluminium-Druckguss für den Antriebsstrang im Automobilbau: Getriebegehäuse

Hochdruck-Druckguss in Aluminium, übertragen auf den Antriebsstrang: Getriebe-, Verteilergetriebe- und E-Achsengehäuse, gegossen auf ±0,1-0,3 mm, mit H7 an den Lagerbohrungen bearbeitet und dort, wo die Struktur es verlangt, auf T6 wärmebehandelt.

Aluminium-Druckguss für den Antriebsstrang bei Hydroforce

Hydroforce betreibt dieselbe Hochdruck-Druckgusslinie, die bereits in Aluminium-Druckgussgehäusen für LED-Beleuchtung beschrieben wurde, für eine andere Anwendung: Gehäuse für den Antriebsstrang im Automobilbau. Die Presse, die Werkzeugmacherei und die KMG-Prüfstation ändern sich nicht zwischen einem Kühlkörpergehäuse und einem Getriebegehäuse - was sich ändert, sind Wanddicke, Legierungswahl, Wärmebehandlung und die Toleranz, auf die es am meisten ankommt: die Lagerbohrung. Motorkomponenten und Getriebegehäuse stehen bereits auf unserer Seite zu den Druckguss-Kompetenzen als bedienter Sektor. Dieser Artikel geht darauf ein, was das in der Praxis konkret für ein Getriebegehäuse bedeutet.

Ein Getriebegehäuse ist ein anspruchsvolleres Bauteil als ein Beleuchtungsgehäuse. Es trägt Lagerlasten, dichtet Öl unter Druck und Temperaturwechseln ab und muss seine Form gegen die Drehmomentreaktionen der Zahnräder im Inneren behalten. Das in Aluminium statt in Gusseisen oder einer geschweißten Stahlkonstruktion zu erreichen, ist eine Frage der Prozessbeherrschung, nicht des Zufalls.

Warum Aluminium-Druckguss für Getriebegehäuse

• Gewicht. Aluminium liegt bei etwa einem Drittel der Dichte von Gusseisen bei vergleichbarem Wandquerschnitt. Bei einem Getriebe- oder Verteilergetriebegehäuse schlägt sich dieser Unterschied direkt im Fahrzeuggewicht nieder, bei elektrifizierten Plattformen zusätzlich in der Reichweite.
• Integration in einem Schuss. Lagerbohrbügel, Ölkanäle, Schaltgabelbügel, Befestigungsrippen und der Kupplungsglockenflansch entstehen im selben Gießvorgang wie die Gehäusewand. Ein gefertigtes oder aus dem Vollen bearbeitetes Gehäuse braucht separate Arbeitsgänge oder separate Teile, um dieselben Merkmale zu erhalten.
• Zykluszeit und Kosten bei Volumen. Ein Fertigungszyklus auf unserer Presse dauert je nach Teilegröße 30 Sekunden bis 2 Minuten, gegenüber den vielen Minuten, die ein vergleichbares Gehäuse aus dem Vollen benötigt. Dieser Unterschied macht Druckguss zum richtigen Verfahren, sobald die Stückzahlen über eine Handvoll Prototypen hinausgehen.
• Ein Weg zur Struktur, wenn er gebraucht wird. Standard-Hochdruckdruckguss schließt Gas in der Schmelze ein, was für ein Gehäuse, das nur seine Form halten muss, unproblematisch ist. Ein lösungsgeglühtes Teil würde jedoch Blasen werfen, wenn dieses Gas vorhanden ist. Wo ein Gehäuse T6-Festigkeit benötigt, fahren wir es mit Vakuumunterstützung durch die Presse, damit die Porosität niedrig genug bleibt, um Lösungsglühen und Auslagerung unbeschadet zu überstehen.

Kompetenz

Typische Automobilgehäuse, die wir gießen

• Schaltgetriebegehäuse und Kupplungsglocken - Befestigungsflansch zum Motorblock, Schaltgabelbügel und das bearbeitete Bohrungsbild für das Eingangswellenlager.
• Automatik- und Doppelkupplungsgetriebe-(DCT-)Gehäuse und -Deckel - abgedichtete Ölvolumen, Montageflächen für den Ventilblock und die Sensorbügel, die ein modernes Automatikgetriebe braucht.
• Verteilergetriebegehäuse für 4x4- und Allradantrieb - zwei Abtriebsbohrungen, Ketten- oder Zahnradtrieb-Freiraum direkt in die Wand gegossen.
• Differential- und Achsantriebsgehäuse - Lagerbügel, dimensioniert für den Lastpfad von Tellerrad und Ritzel, bearbeitet nach demselben H7-Standard wie die Getriebebohrung.
• E-Achsen- und E-Antriebs-Untersetzungsgetriebegehäuse für elektrifizierte Antriebsstränge - dieselbe Lagerbohrungs- und Dichtflächenlogik wie bei einem konventionellen Getriebe, in einem Teil, das meist kühler und leichter laufen muss.
• Kupplungsgehäuse.
• Ölwannen, Sümpfe und Ventilblockdeckel.
• PTO- und Nebenabtriebsgetriebegehäuse für Baumaschinen und mobile Geräte - derselbe Kundenkreis, den wir bereits mit kundenspezifischen Hydraulikzylindern für mobile Hydraulik beliefern, braucht oft auch ein gegossenes Gehäuse für das Getriebe direkt neben diesem Zylinder.

Fertigungsprozess

1. Zeichnungsprüfung und DFM. Entformungsschrägen, Trennebene, Anguss- und Überlaufpositionen sowie das für die Nachbearbeitung verbleibende Aufmaß werden vor Werkzeugbeginn geprüft. Bei einem Getriebegehäuse markiert diese Prüfung zusätzlich die Lagerbohrungen und Dichtflächen als Zonen, die keine Porosität tragen dürfen.
2. Werkzeugbau. Stahlformen aus H13 oder P20 werden CNC-bearbeitet und an einer Produktionspresse erprobt, bevor das Erstmuster freigegeben wird.
3. Hochdruck-Druckguss. Standard-Kaltkammer-HPDC für Gehäuse, die nur ihre Form halten müssen; vakuumunterstütztes HPDC dort, wo das Gehäuse auf T6 lösungsgeglüht wird oder an einer Lagerbohrung bzw. Dichtfläche dicht sein muss.
4. Entgraten und Putzen. Anguss, Angusskanal und Überlauf werden entfernt, der Grat an der Trennebene wird gesäubert.
5. Wärmebehandlung. Vakuumgegossene Gehäuse mit T6-Vorgabe durchlaufen in diesem Schritt Lösungsglühen und Auslagerung, bevor die Endbearbeitung die Maße festlegt.
6. CNC-Nachbearbeitung. Lagerbohrungen werden auf H7 aufgebohrt, Montageflanschflächen für eine Dichtung oder Flüssigdichtung planbearbeitet, Gewindeeinsätze gesetzt sowie Ölkanäle und Sensorbügel nach Zeichnung gebohrt und mit Gewinde versehen.
7. Dichtheitsprüfung. Dichtflächen und Lagerbohrungen öldichter Gehäuse werden vor der Freigabe auf einem Druckabfall-Prüfstand kontrolliert.
8. Prüfung und Dokumentation. KMG-Maßbericht, Röntgenprüfung an porositätskritischen Zonen, Werkstoffzertifikat nach EN 1706 und - für Automobilkunden, die es benötigen - ein PPAP-artiges Dokumentationspaket auf Basis derselben Daten.

Qualitätssicherung

Jedes Gehäuse führt dieselbe Dokumentation mit sich, unabhängig davon, wo es im Antriebsstrang landet:

• KMG-Maßprüfung auf einer Zeiss-Messmaschine, Erstmuster- und laufende Chargenkontrolle
• Röntgenprüfung auf Porosität und Lunker an Lagerbügeln und Dichtzonen
• Statistische Prozesslenkung mit Echtzeitüberwachung an der Presse
• Druckabfall-Dichtheitsprüfung an abgedichteten Gehäusen
• Werkstoffzertifizierung nach EN 1706
• Qualitätsmanagement nach ISO 9001:2015, mit TÜV- und SGS-Aufsicht
• PPAP-artiges Erstmuster-Dokumentationspaket auf Anfrage für Automobil- und OEM-Kunden

Warum Kunden sich für Hydroforce bei gegossenen Antriebsstranggehäusen entscheiden

Die Druckgusslinie hat mehr als 20 Jahre Betrieb hinter sich und steht im selben Gebäude wie die Werkzeugmacherei, die CNC-Fertigung und das KMG-Labor, die das Teil fertigstellen und prüfen. Das zählt bei einem Getriebegehäuse mehr als bei fast jedem anderen Druckgussteil, das wir herstellen: Die Lagerbohrung, die darüber entscheidet, ob das Getriebe zehn Jahre lang leise läuft, wird von demselben Team bearbeitet, das die Presse gefahren hat, auf Maschinen, die es kennt, nach einer Zeichnung, die es geprüft hat, bevor das Werkzeug geschnitten wurde. Zwischen Guss und fertigem, geprüftem Gehäuse wechselt das Teil nicht die Hände.

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Benötigen Sie ein Aluminium-Druckgussgehäuse für ein Getriebe, ein Verteilergetriebe, ein Differential oder eine E-Achse? Senden Sie Ihre Zeichnung oder Ihr 3D-Modell an office@hydroforce.ee oder nutzen Sie unser Kontaktformular. Wir prüfen die Konstruktion auf Gießbarkeit, empfehlen Legierung und Wärmebehandlungsweg und erstellen ein Angebot für Werkzeug und Serienfertigung.