Leichtbau-Kolbenstange aus Textilverbundkeramik

„Textilverbundkeramiken sind prädestiniert für den Einsatz unter extremen Bedingungen“, erklärt Prof. Werner Hufenbach, Direktor des ILK. Extreme Bedingungen, das sind zum Beispiel höchste Temperaturen sowie aggressive oder stark abrasive Medien. Deshalb kommen Textilverbundkeramiken bereits in der Raumfahrt sowie in der Verfahrenstechnik zum Einsatz.

Auch im Automobilsektor bietet sich eine Verwendung von Textilverbundkeramiken an, denn durch ihre geringe Dichte und die hervorragenden Verschleiß- und Gleiteigenschaften besitzen sie ein hohes Leichtbaupotenzial. Im Vergleich zu den kurzfaserverstärkten Keramiken, die bisher im Automobilsektor etwa in Form von Hochleistungsbremsscheiben eingesetzt werden, können mit Hilfe der Textilverstärkung zusätzlich deutlich höhere Festigkeiten erreicht werden, die besonders für dynamisch hoch belastete Komponenten notwendig sind. Einem breiteren Einsatz standen bislang allerdings noch hohe Herstellungskosten entgegen.

Erstmals ist am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden in Zusammenarbeit mit der ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH im Rahmen eines BMBF-Forschungsvorhabens eine Kolbenstange aus Textilverbundkeramik für innovative Stoßdämpfersysteme entwickelt und gefertigt worden. Für die Herstellung der Textilverbundkeramik-Kolbenstangen wurde dabei das Polymerinfiltrations- und Pyrolyseverfahren (PIP-Verfahren) angewendet. „Dieses Verfahren ermöglicht ein gutes Verhältnis zwischen Fertigungskosten und erzielbaren mechanischen Eigenschaften,“ so Dr.-Ing. Albert Langkamp, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ILK, „weil für einige Herstellungsschritte auf bewährte Verfahren der Faserverbundkunststoff-Fertigung zurückgegriffen werden kann.“

Eine derartige Kolbenstange bewirkt zum einen durch das geringere Bauteilgewicht eine Kraftstoffersparnis. Zum anderen wird durch die Minimierung von Reibung und Verschleiß eine deutlich höhere Lebensdauer erzielt, was den Wartungsaufwand entscheidend reduziert. Dies trägt der ökologischen Forderung nach mehr Material- und Energieeffizienz Rechnung.

Auf der Materialica (München, 16.-18. Oktober 2007) werden die Leichtbau-Kolbenstange sowie andere Anwendungsbeispiele für Textilverbundkeramiken am Gemeinschaftsstand der TU Dresden (Halle C4, Stand 610) gezeigt.

Informationen für Journalisten: Anja Schüler-Renner, Tel. +49 351 463-39471, Mobil +49 160 7373039, E-Mail: as@ilk.mw.tu-dresden.de