Casting Study: Leitspindel

Probleme beim Feldeinsatz einer zahnradangetriebenen Leitspindelbaugruppe veranlasste die Ingenieure der Firma, die Konstruktion zu überdenken. Der Zahnradantrieb bestand aus einer automatisch gedrehten Welle aus Stahl und einem Zahnradgetriebe aus Kunststoff. Bei der Montage musste der Zahnradantrieb aus Kunststoff auf die Welle gepresst werden. Bei der Einpassung traten häufig Probleme auf: Wenn das Rad zu locker war, rutschte es von der Stahlwelle, und wenn es zu eng fest war, brach das Rad beim Aufpressen. Eine einteilige Leitspindel aus Kunststoff bot sich an, wurde jedoch verworfen, da die Stellantriebe extremen Temperaturen ausgesetzt sind. Unter bestimmten Bedingungen erreichten die Umgebungstemperaturen 140 Grad F. Unter solchen Bedingungen wollte man die Bauteilfestigkeit nicht gefährden. Man war der Ansicht, dass ein einstückiges Gussteil nicht nur mehr Stabilität bringen und die Qualität verbessern, sondern auch die Gesamtkosten für das Bauteil senken würde.

Es wurde beschlossen, dass der doppelgängige Schraubenschaft mit einem Durchmesser von 5/16 Zoll und einem Gewinde mit 12 Umdrehungen und einer Passung der Klasse 2 erfolgreich zinkdruckgegossen werden könnte. Es sollte ein kontinuierlicher Gewindekontakt vorliegen, weshalb an den Gewinden flache Trennebenen ausgeschlossen wurden. Zur Erfüllung dieser Anforderung wurde zur Entfernung des Grats, jedoch nur eines Teils des Gewindes, eine Schleifform gebaut. Hiermit wird ausreichend Gewinde zur Sicherstellung von kontinuierlichem Kontakt ermöglicht. Durch die Umstellung auf Zinkdruckguss wurden die Bauteilkosten halbiert. Bei den derzeitigen Produktionsraten zahlt sich das Werkzeug in sieben Monaten aus.