Montage eines Heurechens

Bei einem Hersteller von landwirtschaftlichen Anbaugeräten kam es bei der Verwendung einer geschlitzten Spannhülse in einer Baugruppe für einen Heurechen zu Ermüdungsbrüchen. Der Stift wurde zur Befestigung der Nabe auf der Welle verwendet.

Der Hersteller der landwirtschaftlichen Produkte kontaktierte SPIROL, weil er gelesen hatte, dass Spiralspannstifte eine bessere Standzeit haben, besonders in dynamischen Anwendungen. Sie lehnten SPIROL's kostenlose anwendungstechnische Unterstützung ab und baten lediglich um Muster eines Spiralspannstifts in schwerer Ausführung mit der gleichen Größe wie die geschlitzte Spannhülse, die in der Baugruppe des Heurechens gebrochen war. Einige Wochen später kontaktierten sie SPIROL wieder, diesmal mit der Bitte um anwendungstechnische Unterstützung.

Sie sagten, dass der Spiralspannstift in schwerer Ausführung ebenfalls in der  Anwendung versagte, weshalb sie als Nächstes einen wärmebehandelten Zylinderstift ausprobierten, in der Annahme, dass Sie einen noch stärkerer Stift für die Baugruppe benötigten. Auch der wärmebehandelte Zylinderstift versagte.

Bei der Überprüfung der Anwendung fand SPIROL Ingenieurwesen schnell heraus, dass das Material, in dem der Stift verwendet wurde, aus nicht wärmebehandeltem kaltgewalztem Stahl bestand. Die ausgefallenen Baugruppen wurden analysiert, um die eigentliche Ursache der Ausfälle zu ermitteln. Bei jedem dieser Ausfälle wurde festgestellt, dass die Aufnahmebohrung, in der der jeweilige Stift verwendet wurde, aufgeweitet war. Alle Stifte, die in der Baugruppe des Heurechens versagten, die geschlitzte Spannhülse, der Spiralspannstift in schwerer Ausführung und der wärmebehandelte Zylinderstift, waren effektiv zu starr für das weiche Material. Das Ergebnis war, dass, wenn eine Kraft auf den Stift ausgeübt wurde, keiner dieser Stifte flexibel genug war, um den Stoß und die Vibration zu absorbieren, und jeder starre Stift übertrug die Kraft einfach auf die Wand der Aufnahmebohrung, was zu einer Verformung führte. Sobald die Aufnahmebohrung aufgeweitet war, wurde jede auf den Stift einwirkende Kraft durch die Bewegung des Stifts in der aufgeweiteten Bohrung noch verstärkt. Hinzu kam die große Ansenkung am Eingang der Aufnahmebohrung, die eine zusätzliche Biegespannung auf den Stift ausübte.

Um dieses Problem zu lösen, benötigte der Hersteller des Heurechens keinen stärkeren, sondern einen wesentlich flexibleren Stift. Er brauchte einen Stift, der einerseits stark genug war, um den dynamischen Kräften die während des Einsatzes auftraten standzuhalten, und andererseits flexibel genug, um die Stöße und Vibrationen zu absorbieren und die Aufnahmebohrung von der Kraft zu isolieren, anstatt die Kräfte einfach auf die Bohrungswand zu übertragen. Auch die Ansenkung der Aufnahmebohrung musste entfernt werden.

Es wurde auch festgestellt, dass die anderen Federstifte korrodierten, obwohl sie verzinkt waren. Was der Hersteller des Heurechens nicht wusste, war, dass Zinkbeschichtungen in erster Linie für geschlitzte Spannhülsen und Spiralspannstifte empfohlen werden, um galvanischer Korrosion zu widerstehen und nicht zum Schutz vor atmosphärische Korrosion. Dies liegt daran, dass bei allen Produkten, die eine Aufnahmebohrung haben, nur der Außendurchmesser vollständig von der Zinkschicht bedeckt wird. Der Innendurchmesser erhält nur eine Beschichtung in Größenordnung eines Stiftdurchmessers. Daher rosten die Federstifte von innen nach außen.

Aus diesem Grund empfahl SPIROL dem Hersteller des Heurechens nicht nur den Wechsel zu einem Spiralspannstift in Standardausführung (im Gegensatz zu einer geschlitzten Spannhülse oder eines hochbelastbaren Spiralspannstifts), sondern auch den Wechsel von einem verzinkten Stift aus kohlenstoffreichem Stahl zu einem einfachen Spiralspannstift aus nichtrostendem 420er Edelstahl. Edelstahl 420 bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit in dieser Anwendung, ohne die Notwendigkeit einer nachträglichen Beschichtung, und Edelstahl 420 hat eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit in dynamischen Anwendungen.

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