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10.01.2012

DLC und temper-flon KEXEL

Auf das Thema Beschichtungen im Bereich Motoren stieß ich zuerst in einem Artikel über die 690 er KTM. 
Dort wurde berichtet, dass das untere Pleuellager DLC beschichtet sei, und dadurch der Wartungsintervall auf 10.000 km erhöht werden konnte. 
In einem Ingenieursfachblatt über den Boxer der BMW HP 2 wurden die DLC beschichteten Nockenwellen erwähnt. 
Da nun gerade die knauserige Industrie mit jedem Cent rechnet und sicher nichts kosten steigerndes ohne Grund verbaut, 
wurde meine Neugierde geweckt. 
Ich nahm Kontakt mit Lothar Kexel auf, der hat seine Firma quasi ums Eck und lud mich zu einem Gespräch ein.

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DLC
Diamond like Carbon ist eine Diamantähnliche superharte Schutzschicht aus Kohlenstoff. Wurde ursprünglich im medizinischen Bereich (Hüftgelenke etc.) eingesetzt, seit einigen Jahren auch erfolgreich in der Motoren und Getriebetechnik.

Einige technische Daten:

1. Härte
Die DLC-Beschichungen zeichnen sich durch ihre superharte Oberfläche aus. Sie erreichen in ihren mechanischen Eigenschaften 2000-6000 kp/qmm und sind deutlich härter als hochgehärtete Stähle.

2. Schichtdicke
Die Schichtdicke beträgt 2µm (2/1000tel mm). Sie lässt sich durch die Einstellung der verschiedenen Prozessparameter sehr genau und gleichmäßig definieren.

3. Einsatztemperatur
Die Einsatztemperatur beträgt maximal 450°C.

Kleine Übersicht

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Tassenstößel eines Porsche Cayenne

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Schlepphebel einer KTM

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DLC macht Sinn bei hoch belasteten Teilen wo dann oft das Öl auf Grund der extremen Flächenpressung an seine Grenzen gerät. 
Ersetze ich eine konventionelle Nockenwelle durch eine leistungssteigernde, sind die Nocken höher, 
schließlich sollen die Ventile ja weiter geöffnet werden. 
Der Winkel zum Schlepphebel, Kipphebel, Tassenstößel etc. wird ungünstiger, die Flächenpressung steigt, damit auch der Verschleiß. 
Ein anderes Beispiel sind Getriebe, steigt die Motorleistung durch Tuning stark an, wächst natürlich auch die Belastung der Zahnräder, konstruktiv kann ich da als Normalsterblicher nicht viel verändern, allerdings ggf. durch DLC Beschichtung die Qualität erheblich verbessern.
Damit erhöhe ich die Standzeit der Bauteile, auch unter hoher Belastung in bei kritischen Schmierzuständen (Kaltstart, hohe Temperaturen, Drehzahlen, Ölmangel etc.). 

temper-flon:

DLC erhöht die Härte, temper-flon hingegen ist eine Gleitlack Beschichtung auf PTFE (Teflon) Basis, die gleitfähigste Substanz weltweit. 
Dadurch wird die Reibung reduziert, geringere Reibung bedeutet ebenfalls weniger Verschleiß und prinzipiell auch höhere Leistung. 
Der Lack wird aufgesprüht und gesintert (eingebrannt).

Beispiele:
Pleuel, Kurbelwellen, Nockenwellen, Kolben, Zahnräder.

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Kolben eines alten Jaguar

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Text Lothar Kexel:
Eine gern verwendete Art ist die Kolbenbeschichtung. Gerade an solchen Teilen entsteht eine massive Reibungsbelastung. Dieser kann mit einer temper-flon Kolbenbeschichtung erfolgreich entgegengewirkt werden. So werden diese stark beanspruchten Motorenteile entlastet und haltbarer gemacht. Auch die sogenannte Notlaufeigenschaft (wenn ein Motor bspw. wegen einem Problem ohne Öl läuft) wird effizient verstärkt, deshalb ist es schon von Haus aus ratsam, einen Kolben beschichten zu lassen. Generell ist temper-flon ein sehr gleitfähiges und haftungsabweisendes Produkt, was sich reibungsminimierend auf die Teile auswirkt. Daher ergibt sich auch ein weiterer schöner Nebeneffekt einer Kolbenbeschichtung, denn durch die Reibungsminimierung wird der wiederstand verringert, was unweigerlich zu mehr Leistung verhilft. Die Schichtdicke bei Temper-flon (Gleitlack) beträgt ca. 2/100tel Millimeter.
Neben dem Kolben beschichten ist es auch ratsam weitere Motorenteile, die hoher Reibung ausgesetzt sind, zu beschichten. Im Motorenbereich bieten sich mehrere Parts dafür an, darunter Kurbelwelle, Pleuel, Zahnrad, Nockenwelle, Lagerschale, Ventilschaft und vieles mehr.


Zum Verständnis, Kobenbolzen muss hart sein (DLC), die Kontaktflächen, also Lagerschalen und Pleuel dann mit temper-flon. Gepaart werden immer ein hartes und ein weicheres (schmierfähigeres) Material, z.B. Ventile hart, Führungen eher weich. 
Deswegen sind Kolben aus Alu und nicht aus Edelstahl.
Wer aufmerksam gelesen hat, wird feststellen, es gibt Bauteile, die kann ich sowohl mit DLC als auch mit temper-flon Beschichten, Beispiel Zahnräder.

Hier kommt es darauf an, welches Ziel ich verfolge.
Erhöhe ich die Leistung eines Motors stark um eventuell Rennen oder die Dakar zu fahren, ist meine Zielrichtung Standfestigkeit des Getriebes trotz wesentlich höherer Belastung. Egli hat für seinen Gespannweltrekord den Suzuki Hayabusa Motor mittels Turbo und Tuning auf über 400 PS gebracht, klar das da die Belastung für das Getriebe „unwesentlich“ höher als im Serienzustand ist.

Um auf den Enfield Bereich zu gehen, ein Centaurus Dieselgespann, da würde ich die Zahnräder mit DLC beschichten lassen, der Motor hat satt Drehmoment und ein voll beladenes Gespann bietet heftigen Wiederstand.
Fahre ich nun eine Sommer Diesel dürfte die Gefahr, dass der Motor das Getriebe zerlegt, auf Grund der Leistung eher gering sein.
Hier wären geringe Reibung, weiches Schalten wichtiger, temper-flon wäre meine Wahl. 

Wer sich auf der Kexel Seite umsieht, stellt fest, die Preise halten sich in überschaubaren Bereichen. 
Es können auch gebrauchte Bauteile beschichtet werden und, es gibt keine Einschränkung oder Preiserhöhung bei Mindermengen. 
Ich kann also eine Nockenwelle oder (und) einen Kolben beschichten lassen. Kann sich auch bei alten Teilen rentieren, wo es ggf. nicht so einfach Ersatz gibt!

Resümee:

Das Zeug funktioniert, der Einsatz in der Industrie und vor allem im Bereich Wettbewerbe zeigt das deutlich. Ist im Bereich Enfield bei Motorüberholungen, bzw. Tuning ggf. eine Überlegung wert. Interessant wäre auch der Versuch mit dem ja nicht wirklich leicht laufendem Enfield Getriebe.
Wie immer, ich werde nicht von Kexel gesponsert, ist der völlig subjektive Bericht des verwirrten ADMIN`s :lol:

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