带有减小摩擦的层的管路元件的制作方法

本发明涉及一种管路元件，该管路元件带有内部元件和外部元件，所述内部元件和外部元件相对彼此同心地布置。优选地，这种管路元件在机动车中安装在废气管路中并且将一些刚性的管路单元柔性地相互连接。

背景技术：

在机动车的废气系中产生振动，所述振动例如通过在发动机、涡轮增压器中或在副机组中的旋转元件的不平衡、通过内燃机的脉冲状的压力走向或通过行驶运动结合行车道-不平整性及其到车架中的反馈引起。关于这方面，管路元件（所述管路元件也被称为解耦元件）具有如下任务，将废气系统中的这种振动和运动与机动车解耦。此外，所述管路元件平衡可能的安装公差。

由de202015104177u1已知不同实施方式的管路元件，所述管路元件包含软管状的内部元件和软管状的外部元件，其中，通常软管之中的至少一个软管是气密的。此外，wo2017/016728a1公开了如下管路元件，在所述管路元件中，通过内部元件和外部元件的接触实现了减振，其中，摩擦层在内部元件和外部元件的接触区域中起减少磨损的作用。所提及的文件通过参考完全纳入到本申请中。

技术实现要素：

鉴于这个，本发明的任务是：提供一种带有在使用寿命长的情形中的良好的运行特性的管路元件的可简单地制造的备选的结构。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的管路元件和一种根据权利要求9所述的方法解决。有利的改进方案包含在从属权利要求中。

根据本发明的用于废气管路和同类物的管路元件包含以下部件：

-软管状的内部元件。

-软管状的外部元件，该外部元件包围内部元件并且(在运行期间)至少局部地接触该内部元件。

-滑动层，该滑动层在内部元件和外部元件的接触区域中布置在内部元件上，或布置在外部元件上，或不仅布置在内部元件上而且布置在外部元件上，并且该滑动层包含耐温的滑动漆或由该滑动漆组成。

优选地，内部元件和/或外部元件点状地、线形地、部分面地或全面地相互接触。在此，该接触尤其是在管路元件的使用期间存在、即例如在发动机缸体与废气系统之间的振动解耦时存在。然而通常持久地存在接触，也就是说即使在管路元件的静止阶段期间也存在接触。

滑动层用于减少摩擦磨损和振动磨损并且其特征在于，相对于相对而置的元件的材料，该滑动层具有比其所位于的内部元件或外部元件的材料更小的滑动摩擦系数。涂覆在内部元件外侧上的滑动层因此相对于外部元件的材料具有比内部元件更小的滑动摩擦系数。关于不锈钢作为摩擦副，滑动层的滑动摩擦系数优选为小于约0.1、小于0.08、小于0.06或小于0.02。在此，如通常的那样，滑动摩擦系数µ定义为滑动摩擦力fr与摩擦副相对彼此受挤压所借助的法向力fn之比。

滑动层的另外的可选的技术特征是：该滑动层在400°c与800°c之间的高温范围内是稳定的，但是优选在0°c与-50°c之间的低温范围内也是能抵抗的。此外，该滑动层有利地在pabs=0巴与pabs=patm之间的真空或负压条件下和/或在直至pabs=200巴的超压范围内是稳定的。此外，滑动层优选相对可燃性并且相对于较容易离子化的射束是耐受的。与呈液态或糊状形式的滑动剂或润滑剂相反，在滑动层中不发生蠕变过程，并且施加部位及其环境优选不具有由于粉尘颗粒产生的污物。减小摩擦的特性有利地与0.1n/mm至750n/mm的极其高的负荷能力组合。

根据本发明，滑动层包括耐温的滑动漆。在此，这种类型的耐温性取决于管路元件的所设置的使用。结合废气管路，滑动层应优选经受住超过400°c、超过600°c或特别优选超过800°c的温度。此外，“滑动漆”理解为如下材料，该材料在加工之前或期间是液态的，附着在内部元件或外部元件的表面处并且在那里(例如通过化学交联)硬化(aushärten，有时称为固化)。该硬化能够在室温下进行或优选在30摄氏度与150摄氏度之间或在150摄氏度与500摄氏度之间的温度下进行。在硬化之后，滑动漆应带有足够耐磨强度地附着在底部处并且具有期望的减小摩擦的表面。

滑动层(滑动漆)能够具体地包含至少一个以下材料或由至少一个以下材料组成：固体润滑剂、基体材料、溶剂、粘合剂和添加剂。针对这些材料示例性地，但在其列举方面非穷举的是：

ptfe；二硫化钼(mos2)、氮化铬(crn)、二氧化钛(tio2)、石墨、硫化锌、(金属)磷酸盐、铝、氧化铝、氮化硼(bornitid)、硅烷(silane)、硅、二氧化硅、二硫化钨(ws2)、芳纶纤维、玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维、玻璃球、聚合物复合材料、聚酰胺树脂(pai树脂)、环氧树脂(peek)、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚烯烃。特别优选的添加物(固体润滑剂)是氮化硼和二硫化钼。

用于关于疏水和/或防尘特性、抗腐蚀、uv耐受性，以及硬化持续时间和硬化温度、总硬度、弹性或油、脂、溶剂耐受性方面改善滑动层的添加剂，例如乙二醇丁醚乙酸酯(butylglycolacetat)、乙二醇乙醚乙酸酯(ethylglycolacetat)。

在此，所使用的溶剂取决于施加的相应类型并且对之后硬化的覆层的特性没有影响。

固体润滑剂的颗粒大小能够借助于散射光方法以对于本领域技术人员已知的方式测量。

所使用的纤维长度具有小于1000微米、优选小于600微米的平均纤维长度。平均纤维厚度小于550微米、优选小于50微米。

典型地，滑动层仅用于使内部元件和/或外部元件的表面设计成减小摩擦的，而该滑动层对于管路元件的结构不起承载作用。据此，滑动层优选具有相对小的厚度，该厚度例如根据如下来设计尺寸：在管路元件的使用寿命期间不发生滑动层的磨坏(durchrieb)。例如滑动层的厚度能够为内部元件或外部元件的厚度的小于50%(视该滑动层所处方位而定)，优选地小于20%、小于10%、或小于5%。在绝对值方面，滑动层的厚度典型地为小于150µm、优选小于50µm、或小于10µm。

如已经提到的那样，不仅能够在外部元件的内部面处设置滑动层而且能够在内部元件的外部面处设置滑动层，从而在内部元件与外部元件之间的接触区域中滑动层在滑动层上摩擦。由此，能够实现特别大的摩擦减小。在此，在内部元件以及在外部元件上的滑动层能够由同一材料(例如同一滑动漆)组成或由不同的材料组成。

有利地，在所述内部元件或外部元件已经完成或制成之后并且尤其是被带到其最终的形状之后，才将滑动层涂覆到内部元件或外部元件上。

根据本发明的一种改进方案，内部元件和/或外部元件能够至少在管路元件的轴向的区段中具有非圆形的横截面。尤其，内部元件和/或外部元件能够具有椭圆形的或多角形的或多边形的，多半径的横截面，其中，拐角典型地是倒角的。此外，非圆形的内部元件/外部元件通常与圆形的外部元件/内部元件组合。通过非圆性能够以简单的方式建立点接触、线接触或面接触。

外部元件和/或尤其是内部元件优选是卷绕软管、尤其是金属的卷绕软管。这种卷绕软管在不同的实施方式中(单层、多层、搭扣形(agraffförmig)，带有内鳞片(innenschuppe)和/或外鳞片等)已知。典型的实施方式例如在de202015104177u1中描述。

此外，管路元件的内部元件和/或尤其是外部元件能够构造为波形波纹管、卷绕波纹管或膜片波纹管。波形波纹管典型地通过结合压缩操作实现的内部高压改形由一个管制成，而卷绕波纹管和膜片波纹管在型材区域中是经焊接的、旋转对称的或螺旋波形的元件，所述元件要么具有垂直于旋转轴线的显著的波形部要么具有螺旋形的波形部。卷绕而成的波纹管结构能够优选形状配合地相钩入或搭接地或材料配合地相焊接。这种元件例如在de102008001297b1或de102011053131a1中描述。

此外，外部元件和/或内部元件能够包含至少一个以下材料或由至少一个以下材料组成：不锈钢、钢、锌、铝合金、铜、钛、钽、镍基合金、黄铜和/或青铜。

此外，本发明涉及了一种用于制造根据上述实施方式之一所述的管路元件的方法。在此，该方法包括以下步骤：

a)将金属的带卷绕成卷绕软管，该卷绕软管形成内部元件。

b)提供外部元件、例如膜片波纹管。

c)以滑动层对(至少)所提及的卷绕软管的外侧进行覆层和/或以滑动层对(至少)所提及的外部元件的内侧进行覆层，其中，覆层被全面地或/部分面地涂覆。

d)将内部元件同轴地布置在外部元件中。

在此，步骤c)覆层能够在时间上在其他步骤a)、b)、d)之前、之后或期间的每个任意阶段中实施。

当滑动层被涂覆在完成的内部元件或完成的外部元件处时，该滑动层才有利地不由于其制造过程(带改形，卷绕等)受载并且因此在完成的管路元件中不存在损伤。此外，通过所述方法，滑动层可限制于功能上相关的接触区域，这将材料消耗限制于所需要的程度。

附图说明

下面借助于附图示例性地详细阐释本发明。附图中：

图1示出在接触区域中带有滑动层的卷绕软管的纵剖面图；

图2示出带有根据图1的卷绕软管作为内部元件和具有滑动层的膜片波纹管作为外部元件的管路元件的一个壁段的剖面图；

图3以较小的比例示出根据图2的管路元件的剖面图。

具体实施方式

图1示出金属的卷绕软管120的盘绕部的纵剖面图。该卷绕软管通过将金属的带改形成型材成形件(参见在图中的填成黑色的盘绕部)并且接着对经成型的带进行卷绕在将相邻的盘绕部钩入的情况下形成。

卷绕软管120应被用作用于废气管路的管路元件100的内部元件ie并且为此目的在其外侧处以滑动层131覆层(卷绕软管原则上也可被用作外部元件和/或用作由超过两个同轴的软管形成的管路元件的中间软管；在这种情况下根据需求可使其他侧设有滑动层)。

滑动层的施覆能够在带的成型和/或卷绕之前全面地或部分地以及在一侧或在两侧进行。优选地，在卷绕软管120被卷绕之后将滑动层131涂覆到该卷绕软管的外侧上。

滑动层131能够尤其是由滑动漆组成，例如由在其列举方面非穷举的如下滑动漆组成，该滑动漆的型式为：klübertoptp46-111、klübertoptm06-111、klübertoptg05,n、oks521、oks530、oks536、oks570、oks571、oks575、oks589、oks100、oks110、oks110、oks1300、oks1301、oks1710、oks1750、oks1765、oks510、oks511、oks、berucoataf130、berucoataf291、berucoataf438、berucoataf470、berucoataf481、berucoataf732、berucoatfx270、berucoataf991、berucoatfx670、berucoatfx876、berucoatak376、berucoatak978、berucoataf320e或其衍生物。

滑动层131的厚度典型地为约1µm至50µm。与此相对，金属带121的厚度（卷绕软管120由该金属带卷绕而成）具有例如约300µm的值。因此，正是关于层厚度，附图不应视作按比例的。

图2示出管路元件100的壁的剖面图，该管路元件通过图1中的作为内部元件ie的卷绕软管120同轴地布置在作为外部元件ae的卷绕而成的膜片波纹管110中来制成。针对外部元件ae的适合的实施方式的示例在de102008001297a1、de102011053131a1和de102013104446a1中找到。

如在图中示出的，外部元件ae能够在相对于内部元件ie(也就是说其盘绕部的波谷部的内侧)的接触区域中同样承载有滑动层132，从而在运行中滑动层131在滑动层132上滑动。外部元件ae的滑动层132能够由和在内部元件ie处的滑动层131一样的材料(例如滑动漆)组成，或由其他材料组成。此外，该滑动层能够在一侧或在两侧全面地或部分地(如所示的)涂覆在外部元件ae上。

在一种备选的实施方式中，也能够仅将滑动层132设置在外部元件ae的内侧处，而内部元件ie是没有滑动层的。

图3示出图2的较小的比例下的管路元件100的剖面图，该管路元件带有两个外部壁，所述外部壁处于软管轴线x-x两侧。在此，不仅外部元件ae而且内部元件ie都能够是相对于软管轴线旋转对称的，即具有圆形的横截面(垂直于图3的绘图平面)。

然而，特别优选的是如下一种实施方式，在该实施方式中，内部元件ie具有非圆形的横截面、尤其是椭圆形的横截面。对于这种实施方式的其他细节能够由de102015102258a1或wo2017/016728a1得知。