Zinklamellensysteme, Bild: Dörken

Zinklamellensysteme eignen sich für die Beschichtung von Federn und Federbandschellen und verleihen ihnen einen effektiven Korrosionsschutz. Bild: Dörken

Heutzutage sind Autos extremen Belastungen ausgesetzt: Schlaglöcher, Risse und Unebenheiten auf den Straßen strapazieren die Fahrwerksteile und setzen somit eine hohe Qualität voraus. Um diesen Problemen aus dem Weg zu gehen, benötigt ein Auto neben Lenker-Elementen auch verschiedene Federarten. Diese spielen eine große Rolle im komplexen Fahrwerksverbund und haben zwei elementare Aufgaben: Zum einen sind sie für das vertikale Schwingungsverhalten zuständig. Das heißt neben weiteren Komponenten gleichen sie die Unebenheiten der Straße aus und gewährleisten damit einen hohen Fahrkomfort. Zum anderen sorgen die Federn dafür, dass die Räder immer einen sicheren Bodenkontakt haben – unabhängig von der Fahrbahnbeschaffenheit. Das führt dazu, dass Antriebs-, Brems- und Querkräfte immer sicher zwischen Straße und Fahrzeug übertragen werden.

Fahrwerksfeder, Bild: Dörken
Fahrwerksfedern wie Blattfedern sorgen für einen verbesserten Fahrkomfort und eine hohe Fahrdynamik. Bild: Dörken

Neben der beweglichen Beanspruchung müssen Federn aber auch Einflüssen durch Wasser, Kälte, Hitze und Partikelreibung wie Salze oder Schmutz standhalten. Um möglichen Korrosionsschäden vorzubeugen, ist der Oberflächenschutz besonders wichtig. Technische Federn sind kerbempfindliche Bauteile, bei denen bereits geringer Korrosionsbefall zu Brüchen führen kann. Die Folgen: Gebrochene Federn wirken sich auf das Gleichgewicht des Fahrzeuges aus und beeinflussen damit die Bremsleistung und Spurtreue des Fahrzeuges negativ. Umso wichtiger ist eine effektive Beschichtung. Diese muss speziell an die jeweilige Feder angepasst sein. Neben der verwendeten Stahlsorte sind deshalb Aspekte wie Vorbehandlung, Temperaturbelastung, Schichtdicke und Geometrie der Feder zu berücksichtigen.

Bei der Auswahl des geeigneten Korrosionsschutzes kommt es besonders bei hochfesten Stählen darauf an, dass während des Beschichtungsvorganges kein Wasserstoff eingetragen wird, denn dies würde die Eigenschaften der Feder erheblich beeinträchtigen und mit steigender Zugfestigkeit zu Rissen und Brüchen führen. Darüber hinaus müssen bei Einbrennsystemen bestimmte Höchsttemperaturen eingehalten werden. Wenn bei der Oberflächenbehandlung die Anlasstemperaturen erneut erreicht oder sogar überschritten werden, könnte die Druckeigenspannung der Feder verloren gehen. Das Bauteil wäre damit funktionsuntüchtig.

Stand der Technik

Die Zinklamellensysteme der Dörken MKS-Systeme haben sich seit mehr als 35 Jahren bei Befestigungselementen vor allem für den Automobilbau bewährt und sind hier mittlerweile Stand der Technik. Angefangen hat alles mit Federn, Federbandschellen und Stanzbiegeteilen, für die sie viele Vorteile mit sich bringt. Zunächst einmal ist das System für technische Federn aller Geometrien – seien es Druck-, Teller-, Spiral-, Blatt- oder auch Parabelfedern – geeignet. Gründe dafür sind das gute Penetrationsverhalten und die besondere Kriechfähigkeit der häufig für die Federnbeschichtung eingesetzten lösemittelhaltigen Zinklamellensysteme. Dies führt dazu, dass auch bei Teilen mit komplizierter Geometrie alle Flächen und Zwischenräume erreicht und gleichmäßig beschichtet werden. Weitere Vorteile sind der hohe Korrosionsschutz, der materialschonende Beschichtungsprozess und das Einbrennen bei niedrigen Temperaturen.

Im Regelfall werden Schutzschichten im Schichtdickenbereich zwischen 6 und 25 Mikrometer aufgebracht, die sehr hohe Korrosionsstandzeiten von bis zu 1000 Stunden im Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227 ermöglichen. Im Allgemeinen bestehen die Beschichtungssysteme aus einer Grundbeschichtung (Basecoat) und einer organischen oder anorganischen Deckschicht (Topcoat). Beide Schichten sind Einbrennsysteme, die bei Temperaturen zwischen 180 bis 250 Grad Celsius chemisch vernetzt werden. Das Zinklamellensystem ist eine weitgehend anorganische, mikroschichtbildende Grundbeschichtung auf Basis von Zink- und Aluminiumlamellen, die einen kathodischen Korrosionsschutz bietet. Durch die Lamellenschichten kommt es zu einem Barriere-Effekt, der den Angriff von korrosiven Medien (Feuchtigkeit und Sauerstoff) deutlich verlangsamt. Ein anschließend aufgebrachter Topcoat kann den Korrosionsschutz noch deutlich steigern. Ganz im Gegensatz zum Basecoat ist dieser nicht elektrisch leitend. Abhängig von der Wahl der Deckbeschichtung können weitere Forderungen wie  Farbgebung und Chemikalienresistenz erfüllt werden.

Die Wahl der anzuwendenden Beschichtungstechnik ist ebenfalls abhängig vom jeweiligen Bauteil. Die Zinklamellenbeschichtungen werden mit den gängigen Applikationsverfahren der Lackiertechnik aufgebracht und anschließend eingebrannt. Im Vordergrund stehen die Tauch-Schleuder-Applikation für Massenkleinteile und die Spritzapplikation für großere Bauteile.

Fazit

Zinklamellensysteme, wie die von Dörken MKS-Systeme, bringen für Federn jeglicher Art jede Menge Vorteile mit sich: Zum Beispiel hohe Korrosionsstandzeiten, eine gleichmäßige Beschichtung auch bei Teilen mit komplizierter Geometrie, geringe Einbrenntemperaturen und die Vermeidung der applikationsbedingten wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion. wk