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Keramikventile bald auch für Serienwagen?

10.06.1997 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Mediendienst 6 - 1997

Thema 6

Keramikventile bald auch fuer Serienwagen?

Obwohl Keramikventile viele Vorteile gegenueber Ventilen aus Metall besitzen, werden sie aufgrund der hohen Fertigungskosten bislang nur im Profimotorsport verwendet. Berechnungsmodelle und Tests belegen: eine Serienproduktion waere durchaus moeglich.

Aus dem Motorsport sind Keramikventile nicht mehr wegzudenken. Dort werden sie bereits seit Jahrzehnten verwendet. Denn gegen-ueber Ventilen aus Metall haben sie einige Vorteile: Aufgrund des geringeren Gewichts der Keramikventile koennen hoehere Drehzahlen und somit eine verbesserte Motorleistung erreicht werden. Ausserdem reduzieren sie den Kraftstoffverbrauch sowie den Kohlendioxyd-Ausstoss - und sie sind leiser. Dass Keramikventile trotz dieser Vorzuege bislang noch nicht in Serie produziert werden, liegt unter anderem an den hohen Fertigungskosten. Waehrend ein Ventil aus Stahl knapp zehn Mark kostet, muessen fuer Ventile aus Keramik 500 Mark aufgewendet werden. "Der Herstellungsaufwand der Ventile - insbesondere fuer die Oberflaechenbearbeitung - ist sehr gross, und das treibt die Kosten in die Hoehe", erlaeutert Ulrike Brandt vom Fraunhofer-Institut fuer Betriebsfestigkeit LBF. "Wenn aber groessere Rauhigkeiten fuer das Bauteil zugelassen werden und die Oberflaechenbearbeitung optimiert wird, koennen die Herstellungskosten deutlich herabgesetzt werden." In einem Verbundprojekt mit der Adam Opel AG, Daimler Benz AG, CeramTec AG, den Fraunhofer-Instituten fuer Produktionstechnologie IPT, Werkstoffmechanik IWM und Zerstoerungsfreie Pruefverfahren IZFP arbeitet das LBF an der Entwicklung von Ein- und Auslassventilen aus Siliziumnitrid, die fuer eine Serienproduktion geeignet sind. Die Forscher am LBF entwickelten Finite-Elemente-Modelle, um die Beanspruchungen des Ventils im Motor bei unterschiedlichen Belastungen berechnen und die Lebensdauer beurteilen zu koennen. Aufgrund der experimentell ermittelten Schwingfestigkeit fuer Ventile mit verschiedenen Oberflaechenrauhigkeiten konnte nachgewiesen werden, dass eine wirtschaftlich guenstige Bearbeitung der Keramikventile den Festigkeitsanforderungen fuer einen Motoreinsatz gerecht wird. Die Fahr- und Motorversuche bei Opel und Daimler Benz bestaetigen das Ergebnis. Daher koennten diese leistungsstarken Motorteile demnaechst in Serie gehen.

Ihr Ansprechpartner fuer weitere Informationen: Cetin Morris Sonsino Telefon 0 61 51/7 05-2 44 , Telefax 0 61 51/7 05-2 14 Fraunhofer-Institut fuer Betriebsfestigkeit LBF Bartningstrasse 47, D-64289 Darmstadt email: sonsino@lbf.fhg.de

Bildmaterial vorhanden Telefon: +49 (0) 89/12 05-3 15, Telefax: +49 (0) 89/12 05-7 13; email: schraivogel@zv.fhg.de

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