Gewichtsvorteil durch hochfesten Stahl
Kipperanhänger ist besonders leicht
Lamezia Terme/Italien (ABZ). – Durch die Anwendung von hochfestem Stahl hat der italienische Hersteller Mantella die Konstruktion seines Stratosphere Kipperanhängers verbessert. Dabei nutzte das Unternehmen Materialien des skandinavischen Stahlkonzerns SSAB: Hardox 500 Tuf und Strenx 960. Um 510 kg hat das Unternehmen das Gewicht durch die Anwendung des abriebbeständigen Hardox 500 Tuf für die Aufbauten und Strenx 960 im Fahrwerk im Vergleich zur bisherigen Konstruktion verringert. Somit hat sich die Nutzlast um 510 kg erhöht. Die neue Konstruktion wurde mit dem internationalen Swedish Steel Prize 2018 ausgezeichnet. Mantella S.r.l. hat ehrgeizige Ziele bei der Konstruktion von festeren und leichteren Sattelaufliegern, die eine höhere Nutzlast haben und zugleich Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch und bei CO2-Emissionen erreichen. Diese Neuentwicklung kann Herstellerangaben zufolge 12.000 l Kraftstoff und 30 t CO2 während eines Betriebs von zwölf Jahren einsparen. Die Emissionssenkung sei wichtig angesichts der Tatsache, dass Straßentransporte für 17,5 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Europa stehen. Bis 2050 müssten diese Emissionen um mindestens 60 % niedriger als 1990 und irgendwann ganz eliminiert sein.
"Durch die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen pro Tonne/Kilometer leisten wir einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Welt", erklärt Gregorio Mantella, Werksleiter bei Mantella S.r.l. "An der Entwicklung dieses leichten Anhängers war das gesamte Unternehmen beteiligt – Konstruktionsingenieure, Produktion, Geschäftsleitung und Einkäufer. Die Stratosphere Anhänger schöpfen die Vorteile aus, die uns die hochfesten Stahlgüten Hardox 500 Tuf und Strenx 960 von SSAB bieten. Und natürlich sind wir jetzt dabei, festere und leichtere Konstruktionsweisen auch für unsere anderen Anhängerserien umzusetzen."
Der Stratosphere Anhänger von Mantella hat Kipperaufbauten aus Hardox 500 Tuf Verschleißblech. Diese neue Hardox Güte ermöglicht eine längere Lebensdauer und weist zugleich dieselbe Zähigkeit wie die bislang verwendete Güte Hardox 450 auf. Durch die hohe Verschleißbeständigkeit von Hardox 500 Tuf konnte Mantella die Blechdicke um 1 mm reduzieren. Dies sorgte für eine Gewichtseinsparung von 365 kg bei den Aufbauten.
Die Reduzierung der Dicke wird durch die höhere Härte in Kombination mit der hohen Zähigkeit und Beständigkeit gegen Beulen durch den Hardox 500 Tuf Stahl ermöglicht. Auch nach vielen Jahren im Einsatz bleibt der Stahl dick genug, um die Integrität der Aufbauten nicht zu beeinträchtigen, verspricht der Hersteller.
Hardox 500 Tuf kombiniert die Eigenschaften der Stahlgüten Hardox 450 und Hardox 500. Er hat zudem ein enges Härtefenster von 475 bis 505 HBW. Die relative Lebensdauer von Hardox 500 Tuf kann um 30 bis 50 % länger sein als bei Hardox 450. Die hohe Zähigkeit ergibt Herstellerangaben zufolge eine gute Beständigkeit gegen Beulen und Risse bei Auftreten von scharfem und schwerem Material. Hardox 500 Tuf hat eine garantierte Schlagzähigkeit von 27 J bei –20 °C und einen typischen Wert von 45 J bei –40 °C.
Wenn ein dünneres Material verwendet wird, müssen die Aufbauten des Kipperanhängers auf eine Weise konstruiert werden, die die Steifigkeit und gesamte Stabilität der Aufbauten gewährleistet. Wenn ein voll geladener Kipper mit einem Hydraulikzylinder angehoben wird, werden die Aufbauten hohen Belastungen ausgesetzt. Wenn diese nicht sachgemäß konstruiert sind, kann dies zu einem plötzlichen Ausbeulen an den Seiten führen. Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, hat Mantella eine Reihe von Konstruktionsänderungen durchgeführt, darunter zusätzliche horizontale Kerben in den Seitenwänden. Dies ergibt die erforderliche Steifigkeit für den gesamten Aufbau. Die Anbringung des Hydraulikzylinders, obere Schienen, der hintere Rahmen und die Kippdrehzapfen wurden ebenfalls neu gestaltet, um die Verwindungssteifigkeit zu erhöhen.
Mantella stellte die Konventionen in Frage, als das Unternehmen beschloss, die Längsträger des Fahrwerks durch Biegen eines einzelnen glatten Bandes von Strenx 960 herzustellen. Statt einen herkömmlichen I-Träger durch Verschweißen von Gurten und Stegen herzustellen, stellte Mantella durch Druckbiegen einen Z-förmigen Träger ohne Schweißen her.
Kipperanhänger werden häufig im Gelände unter anspruchsvollen Bedingungen eingesetzt. Sie werden einer Vielzahl von ernsten Belastungen ausgesetzt, die schwer vorherzusehen sind. Ermüdung setzt der Konstruktion häufig Grenzen. Mantella hat viel Entwicklungsarbeit auf die Schweißtechnologie und die Positionierung der Schweißnähte aufgewandt, um die Dauerfestigkeit zu erhöhen. Durch Eliminierung der geschweißten I-Träger und indem die Gurte von Schweißnähten unberührt bleiben, wird die Dauerfestigkeit des Fahrwerks deutlich erhöht. Das neue Anhängerfahrwerk der Stratosphere Serie wiegt ungefähr so viel wie Aluminium und hat den Angaben des Unternehmens zufolge alle Vorteile von Stahl bei Lebensdauer, Dauerfestigkeit und Produktion. Die Herstellung der Z-Träger benötige etwa 50 % weniger Zeit als die der geschweißten I-Träger. Zudem sei die Quersteifigkeit um 10 % und die Verwindungssteifigkeit um 12 % höher. Durch Aufrüstung mit Strenx 960 Stahl biete Mantella seinen Kunden nicht nur ein um 145 kg leichteres Fahrwerk. Es habe auch bessere mechanische Eigenschaften und ein optimiertes Fahrverhalten. Das Fahrzeug kann 7 Cent/km oder 8400 Euro pro Jahr einsparen und sich in vier bis fünf Jahren amortisieren.
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