Aluminiumaufhängungen: Wissen ist die halbe Miete

Von 2012 bis 2015 stieg der Aluminiumverbrauch für Neufahrzeuge in Nordamerika um 28 %. Während in letzter Zeit viel Aluminium in die Karosserie gelangt, nimmt auch die Verwendung von Aluminium in der Aufhängung zu. Der Grund dafür ist rein praktischer Natur.

Für jede 10-prozentige Reduzierung des Fahrzeuggewichts ergeben sich 5 bis 7 % Kraftstoffeinsparungen. Seit 1990 ist das Gewicht von Fahrzeugen durch Airbags, Strukturbauteile und Komfortfunktionen wie Sitzheizung stetig gestiegen. Diese Mästung hat in manchen Gegenden dazu geführt, dass Fahrwerkskomponenten auf Diät gehen müssen.

Ein weiterer Vorteil von Aluminium-Aufhängungskomponenten sind ihre geräusch- und vibrationsdämpfenden Eigenschaften. Ingenieure haben herausgefunden, dass Aluminium aufgrund der Dichte des Materials weniger Straßen- und Reifengeräusche in den Fahrgastraum überträgt.

Der wichtigste Vorteil von Aluminium; Allerdings verringert sich die ungefederte Masse. Durch die Reduzierung des mit der Federung verbundenen Gewichts wurde das Handling verbessert und gleichzeitig ein komfortableres Fahren durch die Verwendung niedrigerer Federraten und Dämpferventile ermöglicht.

Aus diesem Grund verfügen heute immer mehr Fahrzeuge, die in Ihr Geschäft kommen, über mehr Aluminium-Aufhängungskomponenten als je zuvor.

Inspektion

In den meisten Fällen ist eine Aluminiumkomponente genauso stark oder stärker als Stahl oder Gusseisen. Aber was Aluminium auszeichnet, ist sein Versagen. Die meisten Aufhängungskomponenten aus Aluminium sind stranggepresst oder geschmiedet und werden in einigen Fällen wärmebehandelt. Wenn ein Bauteil extremer Belastung ausgesetzt war, beispielsweise durch einen Bordsteinaufprall, wird das Teil höchstwahrscheinlich reißen und brechen, anstatt sich zu verbiegen.

Wenn Sie ein Fahrzeug in Ihrer Parkbucht haben, das einen Unfall hatte oder einen Bordsteinaufprall erlitten hat, suchen Sie nach Rissen. Es gibt Färbekits auf dem Markt, die Ihnen bei der Fehlersuche helfen. Diese Kits sind einfach zu verwenden und können unsichtbare Risse erkennen.

Versuchen Sie niemals, Aufhängungskomponenten aus Aluminium zu schweißen oder zu erhitzen. Aluminium ist hitzeempfindlicher als Eisen oder Stahl. Die Hitze beim Schweißen kann die Härte eines Bauteils beeinträchtigen und es spröder machen.

Achten Sie bei der Inspektion eines Fahrzeugs mit Aluminium-Querlenkern besonders auf die Kugelgelenke. Fast jeder serienmäßige Aluminium-Querlenker verwendet für den Buchseneinsatz Kunststoff oder Verbundwerkstoffe anstelle einer gehärteten Metallbuchse. Dies ist auf Passungsrost zurückzuführen, bei dem sich die beiden unterschiedlichen Metalle unter Belastung und Beanspruchung gegenseitig abnutzen.

Sobald der Einsatz abgenutzt ist, beginnt sich der gehärtete Bolzen in das weiche Aluminium des Querlenkers zu beißen. Dies kann innerhalb kurzer Zeit zu einem katastrophalen Ausfall führen. Die Hauptursache für den Ausfall ist typischerweise ein Versagen der Schutzmanschette. Wenn die Manschette versagt, kann Wasser das Schmiermittel auswaschen und zu Verschleiß zwischen Buchse und Bolzen führen.

Einige Aftermarket-Aufhängungskomponenten wurden so konstruiert, dass sie eine Metall-auf-Metall-Kugelpfanne verwenden. Sie können auch nach der Installation geschmiert werden.

Befestigungselemente

Aluminiumkomponenten erfordern möglicherweise spezielle Befestigungs- und Anzugsverfahren, um sicherzustellen, dass sie ihre Spannung behalten und die Komponenten nicht beschädigen. Typischerweise werden Sie beschichtete Gewinde, Schraubensicherungen und Torque-to-Yield (TTY)-Befestigungselemente sehen.

Bei TTY-Befestigungselementen handelt es sich um Befestigungselemente, die über den Elastizitätszustand hinaus angezogen werden und sich dadurch plastisch umwandeln, wodurch sie dauerhaft gedehnt werden.

Herkömmliche Kugelgelenke und Spurstangenköpfe verwenden einen konischen Bolzen und ein Loch mit einer Mutter oben, um den Bolzen am Achsschenkel zu befestigen. Der 7-10°-Winkelkegel sorgt zusammen mit einem Gewindebolzen und einer Mutter dafür, dass die Komponenten durch Spannen der Mutter und des Bolzens miteinander verbunden werden. TTY-Kugelgelenk- und Spurstangenbolzen haben zwei Vorteile: Erstens können sie weniger wiegen und trotzdem die gleichen Klemmkräfte aufbringen; Zweitens sind die Klemmkräfte gleichmäßiger und kontrollierbarer.

TTY-Befestigungselemente wurden zuerst für Motorkopfschrauben verwendet, da sie ein geringeres Drehmoment erforderten und das aufgebrachte Drehmoment gleichmäßiger verteilt war. Dies führte zu gleichmäßigen Klemmkräften auf die Kopfdichtung und weniger Verformung im Block und Kopf.

Einige der ersten TTY-Kopfschrauben wurden bei Bimetallmotoren mit Aluminiumköpfen und Gusseisenblöcken verwendet. Das Gleiche gilt für die Aufhängungen – die ersten Fahrzeuge, die TTY-Bolzen verwendeten, hatten Achsschenkel aus Aluminium, wie sie beispielsweise bei der Corvette zu sehen waren. Mittlerweile sind diese Arten von Kugelgelenken und Spurstangenköpfen bei Buicks, Jeeps und Fords zu finden. Darüber hinaus verwenden jetzt mehr Schrauben für Stoßdämpferhalterungen, Buchsen und Querlenker TTY-Befestigungselemente. Sie werden auch in Fahrzeugen mit gusseisernen Achsschenkeln eingesetzt.

Die Metallurgie und Wärmebehandlung von TTY-Schrauben und normalen Schrauben ist unterschiedlich. TTY-Kugelgelenke und Bolzen haben am Ende des Bolzens einen eingesetzten Sechskantkopf. Dies kann beim Anziehen mit dem angegebenen Drehmoment und beim Einstellen des Drehmomentwinkels verwendet werden.

Überprüfen Sie immer die Serviceinformationen, um das richtige Drehmoment für eine Aufhängungskomponente zu ermitteln, unabhängig von der Art der Befestigungselemente. Wenn Sie eine anfängliche Drehmomentangabe zusammen mit einem Winkel in Grad sehen, handelt es sich um ein TTY-Befestigungselement.

Achsschenkel, obere Querlenker und Kugelgelenke aus Aluminium können beschädigt werden, wenn sie nicht ordnungsgemäß festgezogen werden. Achsschenkel und obere Querlenker bestehen aus Aluminium und können beschädigt werden, wenn kein Drehmomentschlüssel und kein Drehmomentwinkelmesser verwendet werden. Unabhängig davon, ob Sie zu fest oder zu locker vorgehen: Wenn Sie nicht die richtigen Werkzeuge und Verfahren verwenden, kaufen Sie dem Kunden möglicherweise einen Achsschenkel und müssen ihn umsonst einbauen.

Viele Kugelgelenke haben möglicherweise ein anfängliches Drehmoment von nur 15–30 ft.-lbs. und Drehmomentwinkel liegen zwischen 140º und 225º. Raten Sie niemals und versuchen Sie niemals, Ihren kalibrierten Ellenbogen zu verwenden. Schauen Sie immer in den technischen Daten nach und verwenden Sie einen Drehmomentschlüssel. Die gleiche Vorgehensweise ist auch für Spurstangenköpfe erforderlich. Stellen Sie sicher, dass die Unterlegscheiben an den Stehbolzen in gutem Zustand sind und in der richtigen Richtung eingebaut sind. Wenn eine Unterlegscheibe reißt oder versagt, kann dies zu einem katastrophalen Ausfall führen.

TTY-Kugelgelenke und Spurstangen werden in der Regel trocken eingebaut. Tragen Sie kein Öl, Fett, Montageschmiermittel oder Dichtmittel auf den Bolzen oder die konische Bohrung auf. Der Grund dafür ist, dass Schmierstoffe die Reibung beim Anziehen einer Schraube verringern. Dadurch erhöht sich tatsächlich die Drehmomentbelastung der Schraube oder des Bolzens, wodurch eine TTY-Schraube überlastet und zu weit gedehnt werden kann, was zum Bruch führen kann.

Das wichtigste Anziehverfahren besteht darin, die Drehmomentwerte und -verfahren nachzuschlagen. Raten Sie nie und nehmen Sie keine Abkürzungen, wenn Sie sich mit Befestigungselementen an Aluminiumkomponenten befassen.

Schraubensicherungen

Bei einigen Aluminium-Aufhängungskomponenten verwenden Autohersteller chemische Schraubensicherungen. Diese Substanzen füllen die Zwischenräume zwischen Außen- und Innengewinde und härten zu einem zähen Kunststoff aus, der das gesamte Befestigungselement an Ort und Stelle fixiert. Dies verhindert nicht nur eine Lockerung durch Vibrationen, sondern dichtet auch Feuchtigkeit, Schmutz und andere Verunreinigungen ab, die Korrosion verursachen und die Integrität der Aufhängung gefährden können.

Schraubensicherung ist nicht gleich Schraubensicherung. Die Art der Schraubensicherung hängt von der Ausführung, der Größe und den Festigkeitsanforderungen des Befestigungselements ab. Neuere Fahrzeuge verwenden gelbe und grüne Schraubensicherungsmittel, die sich gut mit Beschichtungen auf den Befestigungselementen und Komponenten kombinieren lassen, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Diese Beschichtungen sind mit einigen herkömmlichen blauen und roten Schraubensicherungen nicht kompatibel.

Wenn Sie gelbes oder grünes Schraubensicherungsmittel auf einer Schraube sehen, stellen Sie sicher, dass Sie das alte Schraubensicherungsmittel von Hand mit Brennspiritus und einer Drahtbürste von den Gewinden entfernen. Nehmen Sie das Befestigungselement nicht mit zur Tischschleifmaschine und entfernen Sie die ausgehärtete Schraubensicherung. Tragen Sie frische Gewindesicherungsmittel gemäß dem empfohlenen Verfahren auf.