DE102013106635A1 - Conduit element for the exhaust system of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Leitungselement (2) für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem flexiblen Leitungsteil (3), vorzugsweise Balg. Das Leitungselement (2) zeichnet sich dadurch aus, dass das flexible Leitungsteil (3) zumindest teilweise in einem ersten Stahl mit einem Mo-Anteil ≥ 4% oder ≥ 6% und mit einem N-Anteil zwischen 0,3–0,6% oder zwischen 0,18–0,25% ausgebildet ist, vorzugsweise einem Stahl der Sorte 1.4565 oder der Sorte 1.4547 ausgebildet ist. Weiterhin vorgeschlagen wird ein Entkoppelelement (1) für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor und eine diesbezügliche Verwendung von Stahl mit einem Mo-Anteil ≥ 4% oder ≥ 6% und mit einem N-Anteil zwischen 0,3–0,6% oder zwischen 0,18–0,25% ausgebildet ist, vorzugsweise einem Stahl der Sorte 1.4565 oder 1.4547.Proposed is a line element (2) for the exhaust system of a motor vehicle with internal combustion engine, with at least one flexible conduit part (3), preferably bellows. The line element (2) is characterized in that the flexible line part (3) at least partially in a first steel with a Mo content ≥ 4% or ≥ 6% and with an N-share between 0.3-0.6% or between 0.18-0.25%, preferably a grade 1.4565 or 1.4547 grade steel. Further proposed is a decoupling element (1) for motor vehicles with internal combustion engine and a related use of steel with a Mo content ≥ 4% or ≥ 6% and with an N-fraction between 0.3-0.6% or between 0.18 -0.25% is formed, preferably a steel of the grade 1.4565 or 1.4547.
Description
Die Erfindung betrifft ein Leitungselement für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, welches Leitungselement wenigstens ein flexibles Leitungsteil, vorzugsweise einen metallischen Ringwellschlauch oder Balg aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Abgasanlage” nicht nur Abgasleitungen, sondern explizit auch Abgasrückführleitungen, sofern nicht anders spezifiziert.The invention relates to a line element for the exhaust system of a motor vehicle with internal combustion engine, which line element at least one flexible conduit part, preferably a metallic corrugated hose or bellows, according to the preamble of claim 1. In the context of this description, the term "exhaust system" includes not only exhaust pipes, but explicitly also exhaust gas recirculation lines, unless specified otherwise.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Entkoppelelement für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise für Abgasleitungen oder Abgasrückführleitungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4, sowie eine Verwendung bestimmter Werkstoffe gemäß Anspruch 6.Moreover, the invention relates to a decoupling element for motor vehicles with an internal combustion engine, preferably for exhaust pipes or exhaust gas recirculation lines, according to the preamble of
Für Entkoppelelemente (EKE), welche in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor eingesetzt werden, um durch den Verbrennungsmotor induzierte Schwingungen von weiteren Bestandteilen der Abgasanlage zu entkoppeln, werden üblicherweise nicht rostende austenitische Stähle, vorzugsweise so genannte Standard-Austenite, z. B. die Werkstoffe 1.4301, 1.4541 oder 1.4571, verwendet. In diesem Bereich eingesetzte Leitungselemente müssen einerseits hohe thermische Belastungen aufgrund der Temperatur des durchgeleiteten Abgasstroms aushalten und müssen andererseits zumindest an ihrer Außenseite im besonderen Maße korrosionsbeständig sein, da derartige Leitungselemente bei ihrer Verwendung in bzw. an Kraftfahrzeugen Feuchtigkeit und anderen korrosiven Medien, insbesondere Salzlaugen, ausgesetzt sind.For decoupling (EKE), which are used in exhaust systems of motor vehicles with internal combustion engine to decouple vibrations induced by the engine of other components of the exhaust system, are usually stainless austenitic steels, preferably so-called standard austenite, z. As the materials 1.4301, 1.4541 or 1.4571 used. On the one hand, line elements used in this area must withstand high thermal loads due to the temperature of the exhaust gas flow passed through and, on the other hand, have to be particularly resistant to corrosion at least on their outside, since such line elements, when used in or on motor vehicles, absorb moisture and other corrosive media, in particular brine, are exposed.
Es ist deshalb aus dem Stand der Technik bekannt, zumindest im äußeren Bereich von Leitungselementen für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs Nickelbasiswerkstoffe, z. B. 2.4856, einzusetzen. Hierdurch wird eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit erreicht, wobei sich jedoch nachteilig auswirkt, dass Nickelbasiswerkstoffe gegenüber den eingangs erwähnten Standard-Austeniten um ein Vielfaches teurer sind.It is therefore known from the prior art, at least in the outer region of line elements for the exhaust system of a motor vehicle nickel base materials, eg. B. 2.4856, use. As a result, a particularly good corrosion resistance is achieved, but has the disadvantage that nickel base materials over the standard austenites mentioned above are many times more expensive.
Da die Korrosionsbeständigkeit von Standard-Austeniten, beispielsweise 1.4571, für bestimmte Einsatzzwecke nicht ausreichend ist, erscheint in vielen Anwendungen eine Zwischenlösung wünschenswert, bei der sowohl der Preis als auch die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs zwischen den jeweiligen Werten für die Werkstoffe 1.4571 und 2.4856 liegt. Um hier Abhilfe zu schaffen, sind in der Vergangenheit Stahlhersteller aktiv geworden und haben eigene Legierungen entwickelt und zum Schutzrecht angemeldet. Dies betrifft die Werkstoffe Incoloy 864 und Incoloy 865 von Special Metals sowie die Werkstoffe 332Mo und 334Mo von Allegheny.Since the corrosion resistance of standard austenites, for example 1.4571, is not sufficient for certain applications, in many applications an intermediate solution is desirable in which the price as well as the corrosion resistance of the material is between the respective values for the materials 1.4571 and 2.4856. In order to remedy this situation, steel manufacturers have in the past become active and have developed their own alloys and filed for industrial property rights. These include Special Metals' Incoloy 864 and Incoloy 865 materials and Allegheny's 332Mo and 334Mo materials.
In diesem Zusammenhang hat sich allerdings als nachteilig erwiesen, dass des Preis-Leistungs-Verhältnis der genannten Stahlentwicklungen Incoloy 864/865, 332Mo und 334Mo relativ ungünstig ist. Aufgrund der streng begrenzten Angebotssituation gab es zudem in der Vergangenheit immer wieder Preisanhebungen oder Lieferprobleme.In this context, however, has proved to be disadvantageous that the price-performance ratio of the mentioned steel developments Incoloy 864/865, 332Mo and 334Mo is relatively unfavorable. Due to the strictly limited supply situation, there were again and again in the past, price increases or delivery problems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitungselement bzw. ein Entkoppelelement der weiter oben genannten Art anzugeben, welches sich dadurch auszeichnet, dass es aus einer weltweit und möglichst von mehr als einem Stahlhersteller beschaffbaren Legierung gebildet werden kann, deren Preis maximal etwa in der Mitte zwischen den Preisen für die Werkstoffe 1.4571 und 2.4856 liegt, wobei die Korrosionsbeständigkeit deutlich besser sein soll als bei dem Werkstoff 1.4571. Auf diese Weise sollen die weiter oben erwähnten Nachteile hinsichtlich der Beschaffungssituation, der Herstellungskosten sowie der Korrosionsbeständigkeit vermieden werden.The invention has for its object to provide a conduit element or a decoupling element of the type mentioned above, which is characterized in that it can be formed from a worldwide and possibly obtainable by more than one steel manufacturer alloy, the price of which is approximately in the middle between the prices for the materials 1.4571 and 2.4856, whereby the corrosion resistance should be clearly better than with the material 1.4571. In this way, the disadvantages mentioned above with regard to the procurement situation, the production costs and the corrosion resistance should be avoided.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Leitungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Entkoppelelement mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.The above object is achieved by a line element with the features of claim 1 and by a decoupling element with the features of
Ein erfindungsgemäßes Leitungselement für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs (Kfz) mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem flexiblen Leitungsteil, vorzugsweise in Form eines Balgs, zeichnet sich dadurch aus, dass das flexible Leitungsteil zumindest zum Teil in einem ersten Stahl mit einem Mo-Anteil ≥ 4% oder ≥ 6% und mit einem N-Anteil zwischen 0,3–0,6% oder zwischen 0,18–0,25% ausgebildet ist, vorzugsweise einem Stahl der Sorte 1.4565 oder der Sorte 1.4547 ausgebildet ist. Dabei bezeichnet „Mo-Anteil” den Molybdängehalt und „N-Anteil” den Stickstoffgehalt des Stahls. Erfindungsgemäß liegt sowohl der Mo-Anteil als auch der N-Anteil relativ hoch.An inventive line element for the exhaust system of a motor vehicle (motor vehicle) with internal combustion engine, with at least one flexible conduit part, preferably in the form of a bellows, is characterized in that the flexible conduit part at least partially in a first steel with a Mo content ≥ 4% or ≥ 6% and is formed with an N content of between 0,3-0,6% or between 0,18-0,25%, preferably a grade 1.4565 steel or a grade 1.4547 grade steel. Here, "Mo content" denotes the molybdenum content and "N content" the nitrogen content of the steel. According to the invention, both the Mo content and the N content are relatively high.
Ein erfindungsgemäßes Entkoppelelement für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise für Abgasleitungen oder Abgasrückführleitungen, ist gekennzeichnet durch ein erfindungsgemäßes Leitungselement.An inventive decoupling element for motor vehicles with internal combustion engine, preferably for exhaust pipes or exhaust gas recirculation lines, is characterized by a line element according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Verwendung betrifft die Verwendung von Stahl mit einem Mo-Anteil ≥ 4% oder ≥ 6% und mit einem N-Anteil zwischen 0,3–0,6% oder zwischen 0,18–0,25% ausgebildet ist, vorzugsweise einem Stahl der Sorte 1.4565 oder 1.4547, zur Herstellung von Komponenten für ein Leitungselement oder ein Entkoppelelement für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise für ein flexibles Leitungsteil, höchst vorzugsweise Balg.A use according to the invention relates to the use of steel with a Mo content ≥ 4% or ≥ 6% and with an N content of between 0.3-0.6% or between 0.18-0.25%, preferably one Steel of grade 1.4565 or 1.4547, for the manufacture of components for a Conduction element or a decoupling element for the exhaust system of a motor vehicle with internal combustion engine, preferably for a flexible conduit part, most preferably bellows.
Die Anmelderin hat in umfangreichen Versuchen festgestellt, dass speziell die genannten Werkstoffe 1.4565 und 1.4547 die weiter oben formulierten Anforderungen erfüllen. Nach dem Kenntnisstand der Anmelderin werden und wurden diese Werkstoffe bislang nicht für Leitungselemente bzw. Entkoppelelemente für die Abgasanlage von Kraftfahrzeugen eingesetzt, insbesondere nicht für dort eingesetzte, flexible, dünnwandige Leitungsteile, weil die entsprechende Eignung bislang nicht erkannt wurde.The applicant has determined in extensive experiments that specifically the materials 1.4565 and 1.4547 mentioned meet the requirements formulated above. According to the knowledge of the applicant and these materials have not been used for line elements or decoupling elements for the exhaust system of motor vehicles, especially not used there, flexible, thin-walled line parts, because the appropriate suitability has not been recognized.
Die vorgeschlagenen Werkstoffe bieten bei vergleichsweise geringen Mehrkosten gegenüber Standard-Austeniten eine wesentlich erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund halten daraus gefertigte Bauteile länger, was einerseits die Kundenzufriedenheit erhöht und andererseits zur Schonung von Resourcen beiträgt, indem Schrott vermieden wird.The proposed materials offer a significantly increased corrosion resistance at comparatively low additional costs compared to standard austenites. For this reason, components made from them last longer, which on the one hand increases customer satisfaction and on the other hand helps to save resources by avoiding scrap.
Die vorgeschlagenen Werkstoffe, insbesondere 1.4565, sind an sich zwar bekannt, werden jedoch heutzutage kaum mehr genutzt. Neu ist allerdings in jedem Fall ihre in der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung vorgeschlagene Verwendung.The proposed materials, in particular 1.4565, are known per se, but are hardly used nowadays. What is new in any case is their use proposed in the present application.
Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leitungselements sieht vor, dass das flexible Leitungsteil mehrlagig mit einer Innenlage und einer Außenlage und gegebenenfalls zusätzlichen Zwischenlagen ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest die Außenlage des flexiblen Leitungsteils in dem ersten Stahl ausgebildet ist, um gezielt in diesem Bereich die Korrosionsbeständigkeit gegenüber äußeren Schadeinflüssen zu erhöhen.A first development of the conduit element according to the invention provides that the flexible conduit part is formed in multiple layers with an inner layer and an outer layer and optionally additional intermediate layers. It can be provided that at least the outer layer of the flexible pipe part is formed in the first steel to increase specifically in this area, the corrosion resistance to external harmful effects.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leitungsteils kann vorsehen, dass die Innenlage in einem zweiten Stahl ausgebildet ist, weil in Bezug auf die Innenlage die Korrosionsbeständigkeit oftmals nur eine untergeordnete Rolle spielt. Bei dem genannten zweiten Stahl kann es sich um einen Stahl mit relativ geringem Nickelanteil handeln, wie er beispielsweise in der
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Entkoppelelements sieht vor, dass dort wenigstens eine weitere Komponente, vorzugsweise eine Außenkomponente, höchst vorzugsweise ein das flexible Leitungsteil umgebender Geflecht- oder Gestrickemantel, in dem ersten Stahl ausgebildet ist, um auch hier gezielt die Korrosionsbeständigkeit bei nur geringen Zusatzkosten zu erhöhen.A further development of the decoupling element according to the invention provides that there at least one further component, preferably an outer component, most preferably a surrounding the flexible conduit part braid or knitted sheath, is formed in the first steel to selectively increase the corrosion resistance at low additional cost ,
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.
Das Entkoppelelement
Der Balg bzw. das flexible Leitungsteil
Gemäß
Bei der Ausgestaltung gemäß
Wie sich der Darstellung in
Insbesondere der Werkstoff 1.4565, zusätzlich aber auch der Werkstoff 1.4547, eignet sich somit in besonderem Maße für die vorlegend angegebene Verwendung im Bereich von Kfz-Abgasanlagen. Dabei ist insbesondere der Werkstoff 1.4565 an sich lange bekannt, nicht jedoch für Anwendungen im Bereich von Abgasanlagen bzw. zur Herstellung von Entkoppelelementen.In particular, the material 1.4565, but in addition also the material 1.4547, is thus particularly suitable for the use indicated above in the field of automotive exhaust systems. In particular, the material 1.4565 is long known per se, but not for applications in the field of exhaust systems or for the production of decoupling elements.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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