DE2915163A1

DE2915163A1 - Elektrochemischer korrosionsschutz fuer auspuffanlagen an verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2915163A1
Application number: DE19792915163
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Dr Ing Thurner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1979-10-25
Also published as: ATA257678A; DE2915163C2; AT364202B

Description

Elektrochemischer Korrosionsschutz für Auspuffanlagen
an Verbrennungskraftmaschinen Beschreibung Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Korrosionsschutz für Auspuffanlagen an Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Autos.
Auspuffanlagen besonders von Autos müssen vor allzu schneller Zerstörung (Durchrosten) geschützt werden. Sobald der Auspufftopf oder andere Teile der Anlage vom Rost durchfressen werden, und sei es nur an einer Stelle, ist die Lärmschutzwirkung der Auspuffanlage bereits infrage gestellt und diese Anlage muB ausgetauscht werden. Dies tritt besonders dann auf, wenn viel Kurz strecken gefahren wird, wenn öfters kalt gestartet wird oder wenn der Wagen längeren Stillstandspausen ausgesetzt ist. Es werden immer nur ganz bestimmte Teile der Auspuffanlage angegriffen bzw. korrodiert, wobei die Stellen der besonderen Korrosionsgefährdung von Auspufftype zu Auspufftype verschieden sind.
Hierbei sind die Stellen maximalen Niederschlags des Verbrennungskondensats auch die Stellen maximaler Korrosion.
Andere Stellen sind meist gar nicht angegriffen. Der Angriff erfolgt vorwiegend durch das stark C02-, S02-)HCL-,HBr- usw.
-haltige Wasserkondensat der Verbrennungsabgase. (Siehe Deutsche Kraftfahrforschung und Straßenverkehrstechnik, Heft 153/1961, Stn. 5 bis 29, VDI-Verlag, Düsseldorf).
Der wirtschaftliche Schaden ist sehr groß und wird meist unterschätzt. Bei allen Auspufftypen auf der ganzen Welt handelt es sich derzeit um ein Wegwerfsystem, das der Volkswirtschaft Milliarden kostet. Auspufftöpfe und andere Teile der Auspuffanlagen müssen oft schon alle ein bis zwei Jahre erneuert werden. Auspuffanlagen werden im allgemeinen noch immer aus Stahlrohren und Stahlblech gefertigt. Einige Firmen fertigen für die nachträgliche Ausrüstung Auspuffanlagen in sogenannter Mischbauweise mit Emailbeschichtung oder aus korrosionsbeständigem Stahl (Edelstahl) an. (Siehe ADAC-Mitteilungen der Abt. Fahrzeugtechnik, Techn.-Inf.-03058000, Merkblatt8/03-1978). Alle diese Sonderanfertigungen sind sehr teuer. Auch hat sich die Mischbauweise wenig bewährt, da sie wieder der elektrochemischen Korrosion an den Stoß-Stellen der edleren mit den unedleren Metallen unterliegt, während emailbeschichtete Auspuffanlagen bei Steinschlag usw. an den beschädigten Stellen zurbesonderen Korrosion neigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch ein billiges und wirksames Verfahren Auspufftypen langzeitig korrosionsbeständig zu machen und Auspufftypen mit maximaler Korrosionssicherheit zu entwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durchdie Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen derErfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Da bei der Erfindung auswechselbare Opferanoden, die im Laufe der Zeit angebracht werden, den Auspuffkörper schützen, kann die Haltbarkeit der üblichen Auspuffanlagen stark erhöht werden. (Das Material der Auspuffanlagen, also i.a. Eisen, bildet die Kathode des entstehenden galvanischen Elements, und ist dadurch angriffsgeschützt; derElektrolyt besteht aus dem säurehaltigen Kondensat der Auspuffgase). Das Auswechseln der Opferanoden ist verhältnismäßig billig, und könnte beispielsweise anläßlich eines Generalkundendienstes des Kraftfahrzeugs etwa alle zwei Jahre einmal durchgeführt werden.
Die Haltbarkeit der Erstausrüstung einer Auspuffanlage könnte dann der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs entsprechen und dieser angepaßt werden. Der besondere Vorteil des neuen Korrosionsschutzes gemäß der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß nicht nur in unmittelbarer Nähe der Opferanoden eine absolute Schutzwirkung auftreten würde, sondern daß diese sich infolge der elektrischen Ladungsverteilung auf die gesamte Auspuffanlage einschließlich der Verbindungsrohre des vorderen Topfes und des Krümmers bezieht. Bei der weiteren Ausgestaltung der Erfindung könnte die Leistungsfähigkeit noch dadurch gesteigert werden, daß auch Teile der Karosserie in die Schutzwirkung miteinbezogen werden.
Die Art und Form der Opferanoden hängt ganz und gar von der Type des zu schützenden Auspuffs ab. Hierbei bestehen Opferanoden aus Materialien, Metallen, die in der elektrochemischen Spannungsreihe negativer sind als das Eisen, also in der Spannungsreihe links von dem Eisen stehen. Es kommen hierfür unter anderem Aluminium, Magnesium, Zink, Mangan usw. und deren Legierungen in Frage. Zulegierungen von oxidationsschützenden Metallen erhöhen die Haltbarkeit der Opferanoden und verhindern einen zu schnellen Überzug mit Oxidschichten. Hier kämen unter anderem Quecksilber, Kadmium, Gallium usw. in Frage. Die Opferanoden haben im allgemeinen eine eingegossene Stahlseele, damit der Kontakt mit dem zu schützenden Metall, d.h. dem Eisen, gegeben ist. Bei einem galvanischen Element, um daß es sich hier handelt und worauf besonders hingewiesen werden soll, wird die positivere Elektrode als Kathode und die negativere als Anode bezeichnet, (während es bei der Elektrolyse umgekehrt ist). Die Anode wird abgetragen, während die Kathode geschützt wird.
Die Opferelektroden werden leicht auswechselbar an Stellen des Topfes oder der Anlage eingesetzt, an denen das Absetzen einer maximalen Kondensatmenge zu erwarten ist. Für die Anbringungsstellen der Opferanoden sind jene Stellen auszuwählen, die bei einem durchgerosteten Auspuff derselben Type die stärkste Durchrostung aufweisen. In einem nicht mehr funktionsfähigen, durchgerosteten Auspuff einer bestimmten Type sind die Stellen der stärksten Korrosion von innen meist in Form von Löchern diejenigen Stellen, an denen bei einem neuen Ersatzauspuff die Opferanoden angebracht werden sollten, Diese Stellen sind meist auch die Stellen maximaler Kondensation der Verbrennungsgase.
Beispielsweise wurden beim Auspufftopf des VOLVO 2000 142, 144, 145 mehrere Opferanodenstäbe oder -bleche an der tiefstliegenden Stelle und je ein Stab oder Blech beiderseits des Eingangs des Rohres in den Auspufftopf angebracht.
Die Opferanoden können die verschiedenstenFormen aufweisen, und können Stäbe, Bleche usw. sein; oft werden sie sogar perforiert sein müssen. Hierbei ist die Form der Opferanoden so zu wählen, daß sich diese zum einen gut an die zu schützenden Stellen annähern, d.h. diesen angepaßt sind, und zum anderen leicht auswechselbar sein müssen. Die Form der Opferanoden hängt somit ganz von der Auspufftype ab. Falls beispielsweise die zu schützenden Stellen rund sind, müssen auch die Opferanoden rundlich, beispielsweise in Form von Stäben oder runden Blechen, ausgeführt werden, während sie an ebenen Stellen flach und eben ausgebildet werden müßten. Vor allem müssen die Opferanoden gut elektrisch leitend, beispielsweise durch eine Schweißung, Hartlötung, Niet- oder Schraubverbindung, usw., verbunden sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können Spezi.llauspufftöpfe geschaffen werden, in welchen sich an bestimmten Stellen maximale Mengen des Kondensats sammeln können, so daß dadurch eine verstärkte Schutzwirkung gewährleistet ist. So könnten beispielsweise im tiefsten Teil eines Auspufftopfes Rinnen oder Rillen vorgesehen werden, die sowohl den größten Teil des Kondensats als auch die Opferanoden aufnehmen.
Ende der Beschreibung

Claims

Patentansprüche Elektrochemischer Korrosionsschutz für Auspuffanlagen an Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Autos, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß austauschbare Opfer-Anoden aus einem Material, das in der Spannungsreihe der Metalle negativer ist als Eisen, in geeigneter Form an geeigneten Stellen, insbesondere in Auspufftöpfen, gut elektrisch leitend angebracht sind.
2. Korrosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Material der Opferelektroden,das in der Spannungsreihe der Metalle negativer ist als Eisen, d.h.

links von Eisen steht, u.a. Aluminium, Magnesium, Zink, Mangan usw. und deren Legierungen ist.
3. Korrosionsschutz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß den Opferanoden oxidationsschützende Metalle wie Quecksilber, Kadmium, Gall-ium usw. zulegiert werden.
4. Korrosionsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Opferanoden für einen Kontakt mit dem zu schützenden Metall eine eingegossene Stahlseele aufweisen.
5. Korrosionsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anbringungsstellen der Opferanoden die Stellen einer Auspuffanlage mit der stärksten Korrosion von innen heraus und damit die Stellen maximaler Kondensation der Verbrennungsgase sind.
6. Korrosionsschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form der Opferanoden der Form der zu schützenden Stellen in der Auspuffanlage der jeweiligen Auspufftype angenähert oder angepaßt ist.
7. Elektrochemischer Korrosionsschutz für neue Auspuff systeme von Verbrennungskraftmaschinen1 insbesondere Autos, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß für einen maximalen Korrosionsschutz Spezialauspufftöpfe geschaffen sind, in welchen an genau festgelegten Stellen die Opferanoden vorgesehen sind und in welchen sich an diesen Stellen maximale Mengen des Kondensats sammeln.
8. Korrosionsschutz nach Anspruch 7, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß im tiefsten Teil des Spezialauspufftopfes Rinnen oder Rillen vorgesehen sind, die sowohl den größten Teil des Kondensats als auch die Opferanoden aufnehmen.