Hochleistungskeramik für passive Komponenten in der Automobilindustrie
Ob im Motorenbau, im Abgas- oder im Thermomanagement – passive und statische Komponenten in Pumpen- und Ventilsystemen (PVC) übernehmen sicherheits- und funktionskritische Aufgaben im Fahrzeug. Sie müssen Medien zuverlässig führen, abdichten, isolieren oder steuern – oft unter extremen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen.
Als integraler Bestandteil dieser Systeme kommen unsere keramischen Funktions- und Strukturkomponenten überall dort zum Einsatz, wo metallische oder polymerbasierte Werkstoffe an physikalische Grenzen stoßen. Hochleistungskeramiken von CeramTec bieten hohe Verschleißfestigkeit, Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit sowie Präzision – für eine dauerhaft stabile Systemperformance.
Das Anwendungsspektrum reicht von Komponenten in Kraftstoff- und Wasserpumpen über Steuer- und Regelventile bis hin zu Sensor- und Messsystemen, die maßgeblich zur Zuverlässigkeit, Effizienz und Lebensdauer moderner Fahrzeugkonzepte beitragen – vom klassischen Antrieb bis zur Elektromobilität.
Technologische Kompetenz & Werkstoffvielfalt
CeramTec liefert mehr als keramische Komponenten – wir verbinden eine breite Werkstoff- und Prozesskompetenz zu Lösungen, die auf die spezifischen Anforderungen der Automobilindustrie ausgerichtet sind. Seit vielen Jahren arbeiten wir mit führenden Unternehmen der Automobilbranche zusammen und bringen unser Know-how kontinuierlich in deren Entwicklungsprojekte ein. So unterstützen wir den technologischen Fortschritt und begleiten den Wandel hin zur Elektromobilität, von der Weiterentwicklung bestehender Anwendungen bis hin zu neuen Fahrzeugkonzepten.
Wir beherrschen alle relevanten Hochleistungskeramiken für anspruchsvolle PVC-Komponenten im Automobil- und Fahrzeugbau: Siliziumnitrid (Si₃N₄), Siliziumcarbid (SiC), Zirkonoxid (ZrO₂), Aluminiumnitrid (AlN) und Aluminiumoxid (Al₂O₃). Die Werkstoffauswahl erfolgt anwendungs- und funktionsspezifisch – z. B. für Lagerstellen, Ventilflächen, Isolations- oder Führungsaufgaben – und bietet klar definierte Eigenschaften von hoher Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit bis hin zu elektrischer Isolation und thermischer Stabilität.
Keramische Komponenten steigern die Leistungsfähigkeit von Pumpen-, Ventil- und Sensorsystemen, indem sie Verschleiß reduzieren, Regelgenauigkeit sichern und die Lebensdauer systemrelevanter, statischer Baugruppen unter extremen Bedingungen verlängern. Gerade in Abgasführung, Thermomanagement, und E-Mobilität schätzen OEMs und Tier-1 zunehmend die Vorteile der Keramik.
Scheibenventile
Keramische Scheibenventile bestehen aus zwei gegeneinander gleitenden Scheiben, die den Durchfluss von Medien präzise regulieren. Durch die extrem harte, verschleißarme Oberfläche der Keramik bleiben Dichtheit und Regelverhalten über die gesamte Lebensdauer stabil.
Sie kommen in Pumpen, Steuer- und Regelventilen sowie Thermomanagementsystemen zum Einsatz – überall dort, wo Zuverlässigkeit unter wechselnden Belastungen entscheidend ist.
Keramische Scheibenventile im Thermomanagement für Automotiv
Die präzise Regulierung, Erhaltung und Steuerung von Temperaturen stellt eine zunehmende Herausforderung im Automobilsektor dar. Zusätzlich rückt das Thermomanagement bei der Elektromobilität noch stärker in den Fokus, da die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Batterien maßgeblich von stabilen thermischen Bedingungen abhängen.
Ob in Mehrwegeventilen, Einfachventilen oder Regelsystemen – Keramikscheiben erfüllen die Anforderungen moderner Antriebssysteme und tragen dazu bei, die Effizienz, Sicherheit und Lebensdauer von Fahrzeugkomponenten nachhaltig zu verbessern.
Technische Vorteile - Scheibenventile
Keramische Scheibenventile bieten eine Kombination an Eigenschaften, die mit metallischen oder polymeren Werkstoffen nicht erreichbar ist:
- Verschleißfest - verhindert Abrieb selbst bei dauerhaftem Kontakt unter Druck und Bewegung
- Langlebig - konstante Performance über sehr lange Betriebszeiten
- Formstabil - auch bei Temperaturwechseln, Druckspitzen und mechanischer Belastung
- Korrosionsbeständig - gegen Kühlmittel, Additive und Medien in Thermokreisläufen
- Sehr gute Gleiteigenschaften - entscheidend für geringe Betätigungskräfte und minimalen Verschleiß
- Zweischeibentechnologie - ermöglicht eine exakte Steuerung kleinster Volumenströme
- Exzellente Oberflächenqualität - individuell gefertigte Funktionsflächen sorgen für hohe Dichtheit und gleichbleibende Regelcharakteristik
- Hohe Steifigkeit - maximale Stabilität bei Druck- und Biegebeanspruchung
Abgasklappenlagerung
In Abgasanlagen moderner Verbrennungsmotoren steuern Abgasklappen den Abgasstrom und beeinflussen damit Effizienz, Geräuschverhalten und Emissionswerte. Die Lagerungen dieser Klappen arbeiten in einem Umfeld, das dauerhaft von hohen Temperaturen, aggressiven Abgasbestandteilen und schnellen Lastwechseln geprägt ist.
Keramische Lagerkomponenten aus Zirkonoxid (ZrO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Siliziumnitrid (Si₃N₄) bieten in diesem Bereich klare Vorteile. Sie bleiben formstabil, sind druckfest, verschleißarm und weisen eine geringe thermische Ausdehnung auf – Eigenschaften, die für einen zuverlässigen und stabilen Klappenbetrieb entscheidend sind. Diese Materialkombination sorgt dafür, dass Abgasklappen auch unter Extrembedingungen präzise arbeiten und langfristig funktionsfähig bleiben.
Abgasklappenlagerung Ring – Zirkonoxid (ZrO₂)
Zirkonoxid eignet sich für Anwendungen, bei denen Temperaturschwankungen, Vibrationen und hohe Punktbelastungen auftreten.
Eigenschaften:
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Zäh und widerstandsfähig gegen Abrieb
- Formstabil auch bei dynamischer Belastung
- Präzise Passungen möglich, ideal für enge Lagertoleranzen
Abgasklappenlagerung Ring – Aluminiumoxid (Al₂O₃)
Aluminiumoxid ist die richtige Wahl, wenn eine kosteneffiziente Lösung gefragt ist, die trotzdem eine stabile Performance unter anspruchsvollen Bedingungen liefert.
Eigenschaften:
- Gute Temperatur- und Thermoschockbeständigkeit
- Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
- Korrosionsresistent gegenüber Abgasbestandteilen
- Elektrisch isolierend
Abgasklappenlagerung Lagerpin – Siliziumnitrid (Si₃N₄)
Siliziumnitrid ist für extreme Umgebungen ausgelegt und empfiehlt sich für hochbelastete Komponenten wie Lagerpins.
Eigenschaften:
- Sehr geringe thermische Ausdehnung und gute Thermoschockbeständigkeit
- Druckfest und mechanisch stabil auch bei starken Lastwechseln
- Verschleißarm, ideal für lange Standzeiten
Warum Hochleistungskeramik im Abgasmanagement?
Keramik hat sich im Abgasstrang nicht ohne Grund etabliert. Die Kombination aus Temperaturbeständigkeit, Thermoschockstabilität, Verschleißresistenz und Korrosionsfestigkeit ermöglicht eine zuverlässige und präzise Klappensteuerung – selbst dann, wenn metallische Komponenten an ihre Grenzen kommen.
Keramische Lagerungen und Einsätze sorgen für eine stabile, präzise Führung der Abgasklappe. Damit tragen keramische PVC-Bauteile zu einer robusten Langlebigkeit der Abgasanlagen bei.
Technische Vorteile - Abgasklappenlagerungen
- Temperaturbeständig, isolierend, geringe thermische Ausdehnung: Beständig bei hohen Abgastemperaturen, isoliert thermisch gegenüber angrenzenden Bauteilen und minimale Ausdehnung bei Temperaturwechseln.
- Druckfest: Hält die mechanischen Belastungen im Klappen- und Stellbereich zuverlässig aus.
- Formstabil: Bleibt selbst unter permanenter hoher thermischer Belastung und dynamischer Beanspruchung maßhaltig.
- Präzision: Ermöglicht enge Toleranzen und eine saubere, exakte Klappenführung.
- Verschleißarm: Reduziert Reibung und Abrieb, auch bei kontinuierlicher Bewegung im Abgasstrom.
- Hohe Standzeit: Trägt zu einer langlebigen, zuverlässigen Funktion der gesamten Abgasklappenmechanik bei.
Sensor-Durchführungen
Moderne Verbrennungssysteme erfordern präzise Messdaten, um Emissionen zu reduzieren und gesetzliche Vorgaben einzuhalten.
Dazu werden Sensoren benötigt, die unter Extrembedingungen messen - direkt im heißen Abgasstrom, in engsten Einbauräumen und über die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeugs hinweg.
Hier kommen Sensor-Durchführungen aus technischer Keramik ins Spiel. Keramische Sensor-Durchführungen sind essenzielle Bauelemente moderner Abgas- und Motorsteuerungssysteme. Sie schützen empfindliche Sensorelektronik, gewährleisten eine sichere elektrische Isolation und übertragen Signale stabil – selbst unter extremen thermischen und mechanischen Bedingungen.
Durch die multifunktionale Messfähigkeit dieser Sensoren wird eine präzise Regelung des Verbrennungsprozesses ermöglicht. Sie sind damit unverzichtbar für die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und die Optimierung der Motorleistung.
Kein moderner Verbrennungsmotor kommt ohne Sensorik mit keramischen Elementen aus – allen voran die Lambdasonde als Schlüsselkomponente für die Abgasregelung.
Technische Vorteile - Sensor-Durchführungen
- Elektrisch Isolierung: Sichert eine zuverlässige Signalübertragung ohne Störeinflüsse und schützt die empfindliche Elektronik.
- Hohe Temperaturbeständigkeit: Bleibt stabil auch bei hohen Abgastemperaturen direkt im heißen Abgasstrom.
- Formstabilität: Erhält präzise Abmessungen selbst bei Temperaturschwankungen oder mechanischen Belastungen.
- Kompakte Bauweise: Ermöglicht eine platzsparende Integration selbst in engen Einbauräumen.
Membranen für Drucksensoren
Keramische Druckmembranen sind hochpräzise, mechanisch belastbare Funktionselemente, die als zentrale Komponente in Drucksensoren für Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden, um den anliegenden Druck zuverlässig in ein messbares Signal umzuwandeln – selbst unter extremen Umgebungsbedingungen.
In Automotive-Anwendungen übernehmen keramische Druckmembranen sicherheits- und regelungsrelevante Aufgaben und kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo aggressive Medien, starke Temperaturschwankungen und lange Lebensdauer gefordert sind. Als passive, statische Komponenten müssen sie dabei dauerhaft formstabil, dicht und reproduzierbar arbeiten.
Werkstoff & Designoptionen
Je nach Sensorprinzip und Einsatzbereich kommen unterschiedliche keramische Werkstoffe zum Einsatz. Beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃): Bewährt für robuste, kostenstabile Automotive-Serienanwendungen.
Designoptionen:
- Planare oder strukturierte Membrangeometrien
- Kundenspezifische Dicken und Durchmesser
Weiterführende Informationen zu keramischen Druckmembranen für Drucksensoren
Technische Vorteile - Membranen
- Hohe Langzeitstabilität: Keine plastische Verformung, kein Kriechen – konstante Sensoreigenschaften über die gesamte Fahrzeuglebensdauer.
- Temperaturbeständigkeit: Zuverlässige Funktion auch bei hohen Betriebstemperaturen, z. B. im Abgas- oder Motorumfeld.
- Medienbeständigkeit: Beständig gegenüber aggressiven Medien wie Abgasen, Kondensaten, Kraftstoffen, Ölen und Kühlmitteln.