DE19839722A1 - Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen (3) aus Stahl und einer Magnesiumlegierung, wobei beide Teile durch eine isolierende Zwischenschicht aus Aluminium elektrochemisch voneinander getrennt sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Stahlbauteil (3) wenigstens teilweise mit einer galvanisch aufgebrachten Aluminiumschicht versehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion
zwischen Bauteilen aus Stahl und einer Magnesiumlegierung, wobei beide
Teile durch eine isolierende Zwischenschicht aus Aluminium elektroche
misch voneinander getrennt sind.
Aufgrund seiner guten gießtechnischen Eigenschaften und seines geringen
spezifischen Gewichts ist es im Kraftfahrzeugbau üblich, Getriebegehäuse
aus einer Magnesium-Guß-Legierung herzustellen. Dabei ist jedoch von
Nachteil, daß an den Stellen, an denen Stahl- und Magnesium-Bauteile di
rekt aneinander anliegen, insbesondere bei feuchter, salzhaltiger Atmosphä
re, wie sie im Winterbetrieb auf salzgestreuten Straßen vorliegen, Korrosi
onserscheinungen auftreten, die zu einer erheblichen Zerstörung des Ma
gnesium-Werkstoffs führen. So ist es beispielsweise denkbar, daß bei durch
Stahlschrauben zusammengehaltenen Gehäuseteilen aus einer Magnesi
umlegierung in Anwesenheit feuchter, aggressiver Atmosphäre die Auflage
fläche an den Schraubenköpfen bzw. an den Muttern durch Kontaktkorrosion
zerstört werden und daß als deren Folge die Spannung der Verbindungs
schrauben und damit die Verbindung der Gehäuseteile selbst nachläßt.
Die Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen aus Stahl und Magnesiumlegie
rungen wird nach dem bisherigen Stand der Technik dadurch verhindert,
daß die Bauteile gegen den Zutritt feuchter aggressiver Medien geschützt
werden. So ist es beispielsweise aus der DE-OS 23 61 282 vorbekannt,
Verbindungsschrauben, die zwei Gehäuseteile aneinanderhalten, mit einer
enganliegenden Dichtkappe zu versehen. Durch diese Dichtkappe wird der
Zutritt von Elektrolyt verhindert, so daß die Kontaktkorrosion nicht stattfin
den kann.
Ein anderes Konzept zum Schutz gegen Kontaktkorrosion von Bauteilen ist
aus der DE 42 27 259 C1 vorbekannt. Zur Vermeidung von Kontaktkorrosion
bei der Befestigung eines Magnesiumrades an der Radanlage eines Kraft
fahrzeuges ist eine Anordnung vorgesehen, bei der zwischen der innenseiti
gen Anlagefläche des Magnesiumrades und der Radanlage im Bereich der
Befestigungsbohrungen eine ringförmige Distanzscheibe aus Aluminium
eingefügt ist. Mit einer derartigen Zwischenschaltung einer Aluminiumschei
be zwischen dem Magnesiumrad und der Stahl-Radanlage wird somit ein
direkter Kontakt zwischen Magnesium und Stahl vermieden. Bei dieser Lö
sung ist jedoch von Nachteil, daß ein zusätzliches Bauteil aus Aluminium
hergestellt und gehandhabt werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Anordnung zur Verhin
derung der Kontaktkorrosion mit zwischengeschalteter Aluminiumschicht zu
entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Stahlbauteil wenigstens teilweise mit
einer galvanisch aufgebrachten Aluminiumschicht versehen ist. Mit einer
derartigen Zwischenschicht wird in vorteilhafter Weise ein direkter Kontakt
zwischen Stahl und Magnesium vermieden. Es ist weiter von Vorteil, daß
durch das direkte Aufbringen der Aluminiumzwischenschicht auf das Stahl
bauteil die Handhabe der Zwischenschicht als zusätzliches Bauteil entbehr
lich ist. Dies wirkt sich stark vereinfachend auf Montageprozesse aus.
Nach Anspruch 2 soll die Aluminiumschicht eine Stärke von 5 bis 15 µm
aufweisen.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch
3 ist vorgesehen, daß die Aluminiumschicht einer Oxidationsbehandlung
unterworfen sein soll. Durch diese Oxidationsbehandlung wird eine Verstär
kung des natürlichen Oxidfilms der Aluminiumoberfläche erreicht. Dies er
folgt in bekannter Weise entweder durch chemische oder elektrochemische
Behandlung. Mit dem chemischen Oxidieren, d. h. durch eine Tauch- oder
Spritzbehandlung von Aluminium in den verschiedensten alkalischen oder
sauren oxidationsmittelhaltigen Lösungen, lassen sich die unterschiedlich
sten Schichten herstellen. Von größerer Bedeutung sind jedoch die elektro
chemischen Verfahren zur Erzeugung der Aluminiumoxidschicht. Das mit
Aluminium beschichtete Bauteil wird dabei als Anode geschaltet und zu
sammen mit einer Gegenelektrode in bekannter Weise in einem Elektrolyten
unter Gleichspannung gesetzt, wobei der anodisch sich abschaltende Sau
erstoff bereits im Stadium des Entstehens eine Verbindung mit der Alumini
umoberfläche eingeht.
Nach Anspruch 4 kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Aluminium
schicht einer Chromatierungsbehandlung unterworfen ist. Die dabei entste
henden Schichten bestehen hauptsächlich aus Aluminium, Chromoxidhydrat
und einem geringen Anteil an Chromoxid. Die Schichten haben eine sehr
gute Haftfestigkeit und werden bei Verformungen nicht beschädigt, außer
dem wirken sie besser isolierend sowie korrosionsschützend.
Schließlich geht aus Anspruch 5 hervor, daß die Oxidschicht einer Farbbe
handlung unterworfen ist. Frisch erzeugte Oxidschichten lassen sich in ein
facher Weise durch Eintauchen in wäßrigen Lösungen organischer Farb
stoffe oder anorganischer Salze färben, wobei die Färbung auf den speziel
len Anwendungszweck eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen
zwei Gehäuseteilen.
Ein aus einer Magnesiumgußlegierung bestehendes Gehäuseoberteil 1 ist
mit einer durchgehenden Bohrung 6 versehen und liegt in einer Ebene 8 an
einem ebenfalls aus einer Magnesiumgußlegierung bestehenden Gehäu
seunterteil 2 an, welches eine Sacklochbohrung 7 aufweist. Beide Gehäu
seteile 1 und 2 sind mit Hilfe einer Befestigungsschraube 3 verbunden, die
mit ihrem zylindrischen Schraubenkopf 4 in einer Erweiterung der Bohrung 6
an einer Ringfläche 9 anliegt. Zwischen der Erweiterung der Bohrung 6 und
dem zylindrischen Schraubenkopf 4 der Befestigungsschraube 3 ist natur
gemäß ein Spalt 5 vorhanden, der sich unter bestimmten Umweltbedingun
gen mit einer Elektrolytflüssigkeit füllen kann. In diesem Fall kommt es bei
einer stählernen Befestigungsschraube 3 zur Kontaktkorrosion, bei der sich
das Gehäuseoberteil 1 an der Berührungsstelle mit der Stirnseite des zylin
drischen Schraubenkopfes 4, d. h. an der Ringfläche 9 auflöst. Der so ein
getretene Materialverlust sorgt dafür, daß zwischen Schraubenkopf 4 und
der erweiterten Bohrung 6 des Gehäuseoberteils 1 ein Freiraum entsteht, so
daß eine feste Bindung zwischen Gehäuseoberteil 1 und Gehäuseunterteil 2
nicht mehr gegeben ist.
Die stählerne Befestigungsschraube 3 wird nun erfindungsgemäß mit einer
elektrolytischen Aluminiumschicht versehen. Ein Elektrolyt enthält z. B.
267 g/l wasserfreies Aluminiumchlorid, die in 188 g/l Ethylpyridiniumbromid
gelöst werden. Nach Verdünnen mit Toluol kann bei 20 bis 30°C und 1
A/dm2 mit einer Stromausbeute von etwa 85% elektrolysiert werden. Wird
nun eine derart erfindungsgemäß mit Aluminium beschichtete Befestigungs
schraube 3 zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 1 und 2 eingesetzt, so
erfolgt auch bei Vorhandensein von Elektrolytflüssigkeit im Spalt 5 an der
unmittelbaren Kontaktstelle zwischen Befestigungsschraube 3 und Gehäu
seoberteil 1, d. h. an der Ringfläche 9 keine Kontaktkorrosion, so daß immer
ein fester Sitz der beiden Gehäuseteilen 1 und 2 realisiert ist.
1
Gehäuseoberteil
2
Gehäuseunterteil
3
Befestigungsschraube
4
zylindrischer Schraubenkopf
5
Spalt
6
Bohrung
7
Sacklochbohrung
8
Ebene
9
Ringfläche
Claims (5)
1. Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion zwischen Bautei
len (3) aus Stahl und einer Magnesiumlegierung, wobei beide Teile
durch eine isolierende Zwischenschicht aus Aluminium elektroche
misch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stahlbauteil (3) wenigstens teilweise mit einer galvanisch aufge
brachten Aluminiumschicht versehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aluminiumschicht eine Stärke von 5 bis 15 µm aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aluminiumschicht einer Oxidationsbehandlung unterworfen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aluminiumschicht einer Chromatierungsbehandlung unterworfen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oxidschicht einer Farbbehandlung unterworfen ist.
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| Date | Code | Title | Description |
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| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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Owner name: SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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