DE8714673U1 - Sealing ring for exhaust pipe - Google Patents
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Description
Ringsdorff-Werke GmbH 5300 Bonn Bad GodesbergRingsdorff-Werke GmbH 5300 Bonn Bad Godesberg
Besch rei bung:Description:
Dichtungsring für AuspuffleitungSealing ring for exhaust pipe
Gegenstand der Erfindung ist ein Dichtungsring für mehrteilige Auspuff leitungen von Kraftfahrzeugen aus Sintereisen. The subject of the invention is a sealing ring for multi-part exhaust pipes of motor vehicles made of sintered iron.
Die Ableitung der Abgase von den Zylindern der Verbrennungskraftmaschinen erfolgt im allgemeinen über Auspuff Leitungen, die einstückig ausgebildet oder aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt sind. Mehrteilige Auspuff Leitungen sind vergleichsweise einfach herzustellen und es ist bei Beschädigung eines Teilstücks in der Regel nicht nötig, die gesamte Auspuffleitung auszuwechseln. Die einzelnen, mi* Flanschen versehenen Teilstücke de.r Auspuffleitung sind starr oder vorzugsweise federnd miteinander verspannt» Zur Abdichtung der Verbindungsstellen werden Dichtungsringe verwendet, die begrenzte, etwa durch Temperaturdifferenzen oder Druckstöße ausgelöste Relativbewegungen der TeUstücke zulassen. Die Dichtungsringe bestehen im allgemeinen aus gesinterten Gleitwerkstoffen, besonders aus Sintereisen mii einem Graphitgehalt von etwa 1 bis 8 Gew.% als schmierenden Zusatz.The exhaust gases are generally discharged from the cylinders of internal combustion engines via exhaust pipes, which are either made in one piece or are made up of several parts. Multi-part exhaust pipes are relatively easy to manufacture and if one part is damaged it is usually not necessary to replace the entire exhaust pipe. The individual parts of the exhaust pipe, which are provided with flanges, are rigidly or preferably spring-loaded together. Sealing rings are used to seal the connection points, which allow limited relative movements of the parts, triggered by temperature differences or pressure surges. The sealing rings are generally made of sintered sliding materials, particularly sintered iron with a graphite content of around 1 to 8% by weight as a lubricating additive.
Zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen verwendet man zunehmend katalytische Nac'iverbrennungs-Vorrichtungen/ die den SchadstoffgehaLt der Abgase reduzieren sollen* Durch kätalytische NachverbrennungTo clean the exhaust gases of internal combustion engines, catalytic afterburning devices are increasingly being used, which are intended to reduce the pollutant content of the exhaust gases.* Through catalytic afterburning
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gereinigte Abgase haben eine höhere Temperatur als die ungereinigten und in der Reget auch einen höheren Sauerstoff gehaLt* Die höheren Temperaturen Und der größere Sauerstoffgehalt sind für die graphithaltigen Dichtungsringe aus Sintereisen Von Nachteil/ da Unter diesen f Bedingungen der Schmierstoff Graphit verbrennt- Mit dem | Ausbrand des Graphits wächst der Reibungskoeffizient j der Ringe und es kommt bei Re La tivbewegungen der Teilstücke |Cleaned exhaust gases have a higher temperature than uncleaned ones and usually also have a higher oxygen content. The higher temperatures and the higher oxygen content are a disadvantage for the graphite-containing sealing rings made of sintered iron, since under these conditions the lubricant graphite burns. As the graphite burns out, the friction coefficient of the rings increases and relative movements of the parts cause friction.
ucs Aüspür &idiagr;&Ggr;&udiagr;&igr;&igr;&Ggr;5 Zu 5&Idigr;3&Ggr;&lgr;5&Pgr; «&ugr; 7 8&Idigr; SC nycrHtiSS nSfr/ uli VGP Jjucs Aüspür &idiagr;&Ggr;&udiagr;&igr;&igr;&Ggr;5 To 5&Idigr;3&Ggr;&lgr;5&Pgr;«&ugr; 7 8&Idigr; SC nycrHtiSS nSfr/ uli VGP Jj
allem den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen. Die Relativbewegungen sind zudem mehr oder weniger ruckartig, wodurch sich die Verbindungen häufig lockern und die Abgase schließlich an den Verbindungsstellen ausblasen.above all, they significantly affect driving comfort. The relative movements are also more or less jerky, which often causes the connections to loosen and the exhaust gases to eventually blow out at the connection points.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring für Auspuff Leitungen zu schaffen, der bei höheren Abgastemperaturen und größeren SauerstoffgehaLten im Abgas beständig ist, Relativbewegungen zwischen den Teilstücken der Auspuffleitung nicht behindert und der geräuschfre·' arbeitet.The invention is based on the object of creating a sealing ring for exhaust pipes which is resistant to higher exhaust gas temperatures and higher oxygen contents in the exhaust gas, does not hinder relative movements between the sections of the exhaust pipe and operates noiselessly.
Die Aufgabe wird mit einem Dichtungsring aus Sintereisen gelöst, das 20 bis 40 % Kupfer enthält und bei einer Temperatur oberhalb 1083 0C gesintert ist. Bevorzugt wird Sintereisen mit einem Kupfergehalt von 28 bis 32 %.The task is solved with a sealing ring made of sintered iron, which contains 20 to 40% copper and is sintered at a temperature above 1083 0 C. Sintered iron with a copper content of 28 to 32% is preferred.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß zum überwiegenden TeiL aus Sintereisen bestehende Dichtungsringe, die keinen.Graph it oder andere schmierende Zusätze, wie Meta LIsulfide oder niedrigschmelzende Metalle enthalten, bei hohen Temperaturen beständig sind und das Gleiten aneinandergepreßter Teilstücke von Abgas Leitungen ermöglichen, wenn das Sintereisen 20 bis 40 % Kupfer enthält und die Ringe oberhalb der Schmelztemperatur desThe invention is based on the surprising discovery that sealing rings consisting predominantly of sintered iron, which do not contain graphite or other lubricating additives such as metal sulfide or low-melting metals, are stable at high temperatures and enable the sliding of pressed sections of exhaust gas lines, if the sintered iron contains 20 to 40% copper and the rings are above the melting temperature of the
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Kupfers (1083 0C) gesintert sind. Es sind Sinterwerkstoffe bekanntgeworden, die äUs 4Ö bis 60 % Eisen> 25 bis 35 % Kupfer und 5 bis 10 Y. Graphit bestellön und als Brems-Und. Reibbeläge Verwendet werden* Derartige Reibwerkstoffe eignen sich wegen ihres Graphitgehaltes nicht für die Abdichtung von thermisch höher belasteten Abgas Leitungen. 20 bis 40 Y. Kupfer enthaltendes Sintereisen ist zudem nach den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen nur dann für die Dichtungsringe geeignet, wenn die Sinterung oberhalb der Schmelztemperatur des Kupfers erfolgt. Dabei bildet sich eine im wesentlichen aus Kupfer bestehende Matrix mit eingeLagerten, zum Teil miteinander versinterten EisenpartikeIn. Die Verteilung fördert Gleitfähigkeit und Dämpfung der gesinterten Körper, so daß Quietschgeräusche nicht entstehen. Die Sinterkörper haben eine vergleichsweise hohe Rohdichte und Festigkeit und sind auch stoßartigen, in Abgas Leitungen unvermeidbaren Belastungen gewachsen. Vorzugsweise beträgt die Rohdichte mindes und die Zugfestigkeit mindestens 200 MPa.Copper (1083 0 C) is sintered. Sintered materials have become known which contain 40 to 60 % iron, 25 to 35 % copper and 5 to 10 % graphite and are used as brake and friction linings.* Such friction materials are not suitable for sealing exhaust pipes subject to higher thermal loads due to their graphite content. Sintered iron containing 20 to 40 % copper is also, according to the findings on which the invention is based, only suitable for the sealing rings if the sintering takes place above the melting temperature of the copper. This forms a matrix consisting essentially of copper with embedded iron particles that are partly sintered together. The distribution promotes the sliding ability and damping of the sintered bodies, so that squeaking noises do not occur. The sintered bodies have a comparatively high density and strength and can also withstand the shock loads that are unavoidable in exhaust pipes. Preferably, the bulk density is at least and the tensile strength is at least 200 MPa.
Zur Herstellung der Dichtungsringe werden Eisenpulver oder I Legierte Eisenpulver mit einer maximalen Korngröße von |To produce the sealing rings, iron powder or I alloyed iron powder with a maximum grain size of |
etwa 0,15 mm mit Kupferpulver, dessen Korngröße zweckmäßig a kleiner als 0,08 mm ist, im Verhältnis 60 bis 80 zu 40 bis 20 innig gemischt. Geeignete Hischaggregate sind besonders Schwerkraftmischer, wie Trommel-, Tetraederoder Doppelkonusmischer. Die Preßfähigkeit des Pulvergemischs wird in bekannter Weise durch den Zusatz geringer Kengen eines Preßhi lifsmi ttels, wie Stearaten, Paraffinen oder Gleitwachsen, verbessert. Zum Pressen der Ringe verwendet man Exzentei— und besonders hydraulische Pressen. Der Preßdruck beträgt wenigstens 500 HPa. Die gepreßten Ringe werden zweckmäßig in Durchschuböfen mit Endogas-Atmosphäre gesintert, wobei die Aufheizzeit etwa 0,5 h.about 0.15 mm with copper powder, the grain size of which is preferably smaller than 0.08 mm, in a ratio of 60 to 80 to 40 to 20. Suitable mixing units are particularly gravity mixers, such as drum, tetrahedral or double-cone mixers. The pressability of the powder mixture is improved in a known manner by adding small amounts of a pressing aid, such as stearates, paraffins or lubricating waxes. Eccentric presses and particularly hydraulic presses are used to press the rings. The pressing pressure is at least 500 HPa. The pressed rings are preferably sintered in pusher furnaces with an endogas atmosphere, with the heating time being about 0.5 h.
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die Hälteüeit oberhalb der Schmelztemperatur des Kupfers ebenfalls etwa 0,5 h und die Abkühlzeit etwa 1 h betragen.the holding time above the melting temperature of the copper should also be about 0.5 h and the cooling time about 1 h.
Aus Pulvergemisehen mit einem Kupfergehalt von weniger als 20 % erhäLt man SinterL &igr;nge mit einer Rohdichte von etwa 6,2 g/cm^ und einer Festigkeit kleiner als 200 MPa, die als Dichtungsringe den mechanischen Belastungen nicht genügend gewachsen sind. Ein anderer Nachteil von Gemischen mit dieser Zusammensetzung ist der Völumenzuwiichs beim sintern, der nur mit großem Aufwand beherrscht werden kann. Mit steigendem Kupfergehält nimmt beim Sintern der Anteil der flüssigen Phase zu, die Volumenänderungen nehmen ab und man erhält Sinterlinge mit größerer Rohdichte und Festigkeit. Oberhalb eines KupfergehaLts von 40 % ist die Menge der flüssigen Phase schließlich so groß, daß sich die Preßlinge beim Sintern erheblich verformen. Rohdichte und Festigkeit durchlaufen im Bereich von 28 bis 32 Y. Kupfer Maxima, &idigr;&oacgr; daß aus Gemischen mit diesen Kupfergehälten hergestellte t>i chtungsringe sich besonders gut zur Abdichtung von Abgasleitungen eignen.Powder mixtures with a copper content of less than 20% produce sintered parts with a density of about 6.2 g/cm2 and a strength of less than 200 MPa, which are not sufficiently strong enough to withstand mechanical stress as sealing rings. Another disadvantage of mixtures with this composition is the increase in volume during sintering, which can only be controlled with great effort. As the copper content increases, the proportion of the liquid phase increases during sintering, the volume changes decrease and sintered parts with a higher density and strength are obtained. Above a copper content of 40%, the amount of the liquid phase is so large that the pressed parts deform considerably during sintering. Density and strength pass through a range of 28 to 32 % copper maxima, which means that sealing rings made from mixtures with these copper contents are particularly suitable for sealing exhaust pipes.
Die Erfindeng wird nachfolgend anhand eines Beispiels Und einer Zeichnung beschrieben:The invention is described below using an example and a drawing:
70 % Eisenpulver mit einer maximalen Korngröße von 0,12 mm und 30 % Kupferpulver mit einer maximalen Korn^ Größe von 0,08 mm wurden mit einem Teil Gleitwachs auf 100 Teile Metallpulver versetzt, in einem Doppelkonusmischer gemischt und das Gemisch auf einer hydraulischen Presse mit einem Druck von 500 MPa zu Ringen verpreßt. Die Ringmaße waren: Außendurchmesser 60 mm. Innendurchmesser 40 mm. Höhe 12 mm. Die Ringe wurden in einem Durchschubofen in Endogasatmosphäre bei einer Temperatur von 1120 0C gesintert; Aufheizzeit - 0,5 h.70% iron powder with a maximum grain size of 0.12 mm and 30% copper powder with a maximum grain size of 0.08 mm were mixed with one part lubricating wax per 100 parts metal powder, mixed in a double-cone mixer and the mixture pressed into rings on a hydraulic press at a pressure of 500 MPa. The ring dimensions were: outer diameter 60 mm. Inner diameter 40 mm. Height 12 mm. The rings were sintered in a pusher furnace in an endogas atmosphere at a temperature of 1120 0 C; heating time - 0.5 h.
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Hatteze-St - 0,5 h, Abkühlzeit - 1,0 h. Die so erhaltenen D &igr; chtungu H ngB/ die eine Rohdichte von 6/8 g/cm^ und eine Zugfestigkeit von Z2Ö MPa hatten/ wurden als Öichtungselemente in Abgas Leitungen Von Personenkraftwagen eingebaut, die mit Vorrichtungen zur kataLytisehen Abgasreinigung ausgerüstet waren. Bei Fahrtests, die sich uli#r mehrere Monate erstreckten, gab es keine QUietschgeräusche/ keine Beschädigungen der Dichtungsringe und keine Lockefungen der Verbindungen zwischen den Teilen d\*r Auspuff Lei tungen.Hatteze-St - 0.5 h, cooling time - 1.0 h. The H ngB sealings obtained in this way, which had a bulk density of 6/8 g/cm^ and a tensile strength of 220 MPa, were installed as sealing elements in the exhaust pipes of passenger cars equipped with devices for catalytic exhaust gas purification. During driving tests lasting several months, there were no squeaking noises, no damage to the sealing rings and no loosening of the connections between the parts of the exhaust pipes.
tn der Zeichnung ist der Dichtungsring 1 zwischen die Flanschen 2, 3 mit den Bolzen 6, 61 eingespannt, die an den Schalldämpfer A bzw. das Auspuffrohr 5 geschweißt Sind.In the drawing, the sealing ring 1 is clamped between the flanges 2, 3 with the bolts 6, 6 1 which are welded to the silencer A and the exhaust pipe 5 respectively.
Claims (2)
Zugfestigkeit des Dichtungsrings mindestens 6,7 g/cm untf mindestens 200 MPa betragen.characterized in that bulk density and
The tensile strength of the sealing ring must be at least 6.7 g/cm and at least 200 MPa.
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1987
- 1987-11-04 DE DE8714673U patent/DE8714673U1/en not_active Expired
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