DE102013000308A1 - Corrosion-protected connection arrangement for connecting electrochemical noble material component and tensioning belt in exhaust gas system of motor vehicle, has separation layer whose surface is coated with metal oxide layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine korrosionsgeschützte Verbindungsanordnung eines Bauteils aus einem elektrochemisch edlen Werkstoff und einem Verbindungspartner mit einer Beschichtung aus einem unedleren Werkstoff.The invention relates to a corrosion-protected connection arrangement of a component made of an electrochemically noble material and a connection partner with a coating of a more noble material.
In Kraftfahrzeugen werden aus funktionellen Gründen zunehmend Bauteile aus elektrochemisch edlen Werkstoffen wie CFK, hochlegierten Cr- und CrNi-Stählen sowie Bauteile mit Ni-Beschichtungen eingesetzt. Bei der Verwendung üblicher Befestigungselemente als Verbindungspartner, deren Korrosionsschutz durch Überzüge aus elektrochemisch unedleren Werkstoffen wie z. B. Zn-Legierungen dargestellt wird, kommt es durch Ausbildung von Kontaktkorrosionselementen mit dem elektrochemisch edleren Werkstoff zu starker Korrosion des Verbindungspartners. Um dies zu vermeiden, werden die unedleren Bauteile bisher durch erheblich aufwändigere hochlegierte Bauteile ersetzt, oder es werden alternative bzw. zusätzliche korrosionsverhindernde Maßnahmen ergriffen.In motor vehicles, for functional reasons, components made of electrochemically noble materials such as CFRP, high-alloy Cr and CrNi steels as well as components with Ni coatings are increasingly being used. When using conventional fasteners as a connection partner whose corrosion protection by coatings of electrochemically base materials such. B. Zn alloys is shown, it comes through the formation of contact corrosion elements with the electrochemically noble material to severe corrosion of the connection partner. To avoid this, the less noble components have hitherto been replaced by considerably more expensive high-alloy components, or alternative or additional corrosion-preventing measures are taken.
So werden bislang, um die Bildung von Kontaktkorrosionselementen zu vermeiden, elektrisch nicht leitfähige Zwischenelemente zwischen den hochlegierten Stahlbauteilen und den Befestigungselementen aus (bzw. mit einer Beschichtung aus) elektrochemisch unedleren Werkstoffen eingesetzt. Als Zwischenelemente werden beispielsweise Kunststoffe eingesetzt, darunter fällt auch die Lackierung des Stahlbauteils und/oder des Befestigungselements, allerdings sind derartige Zwischenelemente nicht zum Verbau an temperaturbelasteten Bauteilen wie im Bereich des Abgasstrangs geeignet, da sie nicht ausreichend temperaturbeständig sind.So far, in order to avoid the formation of contact corrosion elements, electrically non-conductive intermediate elements between the high-alloy steel components and the fasteners from (or with a coating of) electrochemically unedleren materials used. For example, plastics are used as intermediate elements, including the painting of the steel component and / or the fastener, however, such intermediate elements are not suitable for installation on temperature-loaded components such as in the area of the exhaust line, since they are not sufficiently temperature resistant.
Zwischenelemente mit elektrochemisch unedleren Überzügen wie Aluminium oder Zink sind zwar temperaturbeständig, weisen aber Nachteile bei der Dauerhaltbarkeit in Bezug auf Festigkeit in Folge der dort auftretenden Korrosion auf.Although intermediate elements with electrochemically less noble coatings such as aluminum or zinc are temperature-resistant, they have disadvantages with respect to the durability in terms of strength as a result of the corrosion occurring there.
Aus
Die in Form einer Beschichtung oder als Trennelement eingesetzten elektrochemisch unedleren Korrosionsschutzmittel schützen zwar das Befestigungselement zunächst vor Kontaktkorrosion, sind allerdings relativ schnell aufgezehrt und weisen als Opfermaterial nur eine zeitlich begrenzte Wirkung auf. Ferner können diese Beschichtungen schon bei der Montage beschädigt werden.Although the electrochemically base corrosion protection agents used in the form of a coating or as a separating element initially protect the fastening element from contact corrosion, they are consumed relatively quickly and have only a temporary effect as a sacrificial material. Furthermore, these coatings can be damaged during assembly.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hinsichtlich Korrosionsschutz und Dauerhaltbarkeit verbesserte Verbindungsanordnung zwischen Bauteilen aus elektrochemisch edlen Werkstoffen und Verbindungspartnern aus elektrochemisch unedleren Werkstoffen zu schaffen.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide an improved connection arrangement with respect to corrosion protection and durability between components made of electrochemically noble materials and connection partners of electrochemically base materials.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Verbindungsanordnung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.This object is achieved by a connection arrangement with the features of
Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung besteht aus einem Bauteil, das aus einem elektrochemisch edlen Werkstoff besteht oder eine elektrochemisch edle Beschichtung aufweist, und einem metallischen Verbindungspartner, der eine Beschichtung aus einem Werkstoff aufweist, der elektrochemisch unedler als das Bauteil und der Verbindungspartner ist. Zwischen dem Bauteil und dem Verbindungspartner ist eine Trennlage aus einem elektrochemisch inerten Werkstoff vorgesehen Dazu ist die Trennlage flächig ausgebildet und weist eine metallische Kernschicht auf, die zumindest an der dem Bauteil zugewandten Oberfläche der Trennlage, vorzugsweise an beiden Oberflächen der Trennlage, die in der Verbindungsanordnung mit dem Bauteil und dem Verbindungspartner in Kontakt steht bzw. stehen, mit einer elektrochemisch inerten Ventilmetalloxidschicht beschichtet ist.A connection arrangement according to the invention consists of a component which consists of an electrochemically noble material or has an electrochemically noble coating, and a metallic connection partner which has a coating of a material which is less electrochemical than the component and the connection partner. For this purpose, the separating layer is formed flat and has a metallic core layer, at least on the surface facing the component of the separating layer, preferably on both surfaces of the separating layer in the connection arrangement is in contact with the component and the connection partner, is coated with an electrochemically inert Ventilmetalloxidschicht.
Als Ventilmetall werden Metalle bezeichnet, die sich bei anodischer Polung mit einer Oxidschicht überziehen, welche auch bei hohen (Über)spannungen nicht leitend wird. Die Bezeichnung Ventilmetall stammt von der Eigenschaft dieser Metalle, elektrischen Strom in nur einer Richtung fließen zu lassen und in der anderen Richtung den Stromfluss zu sperren:
Die Einsatzfähigkeit einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung bleibt dabei auch unter mechanischen und thermischen Belastungen langfristig erhalten, da die Kontaktkorrosion zwischen dem elektrochemisch edleren Werkstoff des Bauteils und der unedlen Beschichtung des Verbindungspartners durch die elektrisch nichtleitende Oxidschicht der Trennlage wirkungsvoll unterbunden wird.Metal valves are referred to as valve metals which, in the case of anodic polarity, are coated with an oxide layer which does not become conductive even at high (over) voltages. The term valve metal derives from the property of these metals to allow electrical current to flow in one direction only and to block the flow of current in the other direction:
The usability of a connection arrangement according to the invention remains intact even under mechanical and thermal loads, since the contact corrosion between the electrochemically nobler material of the component and the base coating of the connection partner is effectively prevented by the electrically non-conductive oxide layer of the separation layer.
Als Ventilmetalle zur Ausbildung der Oxidschicht, die auch eine Suboxidschicht sein kann, kommen Titan, Zirconium, Aluminium, Tantal, Niob, Cadmium, Wolfram, Zinn, Silizium sowie deren Legierungen in Frage. Bevorzugt können Titanoxide, Zirconiumoxide, Oxide von Titanlegierungen oder Zirconiumlegierungen oder ein Oxid einer Titan-Zirconiumlegierung eingesetzt werden. Unter Suboxiden werden unterstöchiometrische Oxide verstanden. Am Beispiel von Titan als Ventilmetall können die eingesetzten Ventilmetalloxid- oder -suboxidschichten eine Summenformel von TiOx mit x = 0,5–2 aufweisen.As valve metals for forming the oxide layer, which may also be a suboxide layer, are titanium, zirconium, aluminum, tantalum, niobium, cadmium, tungsten, tin, silicon and their alloys in question. Preferably, titanium oxides, zirconium oxides, oxides of titanium alloys or zirconium alloys or an oxide of a titanium-zirconium alloy can be used. Suboxides are understood to mean substoichiometric oxides. Using titanium as the valve metal, the valve metal oxide or suboxide layers used can have a molecular formula of TiO x with x = 0.5-2.
Durch die Trennlage können kostengünstig herkömmlich beschichtete Befestigungsmittel beispielsweise aus beschichteten niedrig legierten Stählen als Verbindungspartner mit guter Dauerhaltbarkeit eingesetzt werden, anstatt auf hochlegierte Verbindungselementen mit geringerer Festigkeit zurückgreifen zu müssen. Die Verbindungsanordnungen, wie etwa Schraubverbunde, weisen eine über die gesamte Lebensdauer sichergestellte mechanische Festigkeit auf.By means of the separating layer, conventionally coated fastening means, for example made of coated low-alloyed steels, can be used cost-effectively as connection partners with good durability, instead of having to resort to high-strength connecting elements with lower strength. The connection arrangements, such as screw assemblies, have a guaranteed over the lifetime mechanical strength.
Die Ventilmetalloxidschicht kann mechanisch (z. B. als Partikel in einer Suspension oder in einer organischen oder anorganischen Matrix) oder bevorzugt durch elektrochemische Abscheidung, besonders bevorzugt durch Plasmaanodisation, auf die metallische Kernschicht aufgebracht sein, die beispielsweise aus einem Eisenwerkstoff wie Stahl oder bevorzugt einem Aluminium-, Titan- oder Zirconium-Werkstoff bestehen kann. Die Schichtdicke der erfindungsgemäß auf der Kernschicht vorgesehenen Ventilmetalloxidschicht ist größer als 1 μm und kann bis zu 10 mm betragen und liegt damit wesentlich über der Stärke der durch natürliche Oxidationsreaktionen gebildeten Passivschichten.The valve metal oxide layer can be applied mechanically (eg as particles in a suspension or in an organic or inorganic matrix) or preferably by electrochemical deposition, more preferably by plasma anodization, onto the metallic core layer, which for example consists of a ferrous material such as steel or preferably a Aluminum, titanium or zirconium material may exist. The layer thickness of the inventively provided on the core layer Ventilmetalloxidschicht is greater than 1 micron and can be up to 10 mm and is thus significantly above the strength of the passive layers formed by natural oxidation reactions.
Die Trennlage kann so ausgeführt sein, dass die Ventilmetalloxidschicht lediglich die Kontaktfläche zum Bauteil, oder vorzugsweise beide Kontaktflächen zu dem Bauteil und dem Verbindungspartner bedeckt. Alternativ kann die Ventilmetalloxidschicht die metallische Kernschicht umschließen.The separating layer may be designed such that the valve metal oxide layer covers only the contact surface to the component, or preferably both contact surfaces to the component and the connection partner. Alternatively, the valve metal oxide layer may surround the metallic core layer.
Die Trennlage kann ein flaches Bauteil, ein Blech oder eine plattierte Auflage sein. Bevorzugt kann sie als eine Unterlegscheibe, eine Unterlage wie ein Band oder eine Abstandshaltergruppe ausgeführt sein.The separating layer may be a flat component, a sheet metal or a plated support. Preferably, it may be embodied as a washer, a backing such as a ribbon, or a spacer group.
Die Trennlage kann so bemessen sein, dass sie eine Fläche aufweist, die der Kontaktfläche mit dem Verbindungspartner entspricht. Die Abmessungen der Trennlage können aber auch die Abmessungen der Kontaktfläche übersteigen.The release liner may be sized to have a surface corresponding to the contact surface with the bonding partner. However, the dimensions of the separating layer can also exceed the dimensions of the contact surface.
In einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung kann der unedel beschichtete Verbindungspartner eine Schraube sein, so dass die Trennlage als Unterlegscheibe ausgeführt sein kann.In a connection arrangement according to the invention, the non-precious coated connection partner can be a screw, so that the separation layer can be designed as a washer.
Ferner kann der Verbindungspartner beispielsweise eine Spannbandanordnung mit einem Spannband sein, wobei die Trennlage, die das Spannband von dem Bauteil trennt, eine vollflächige Unterlage oder eine Abstandshaltergruppe aus einer Mehrzahl einzelner beabstandeter Abstandshalter sein. Eine vollflächige Unterlage kann dabei mit geringerer Dicke ausgeführt sein als die Abstandshalter.Further, the connection partner may be, for example, a tension band assembly with a tension band, wherein the separation layer separating the tension band from the component may be a full surface pad or a spacer group of a plurality of individual spaced apart spacers. A full-surface pad can be made with a smaller thickness than the spacers.
Die Verbindungsanordnung kann in einer weiteren Ausführungsform zwischen dem Bauteil und der Trennlage ein Abdichtungselement aufweisen, das auch eine auf die Trennlage aufgebrachte Schicht sein kann, die etwa durch ein aufliegendes Elastomer, eine Dichtmasse oder einen mikroverkapselten Kleber gebildet wird.In a further embodiment, the connection arrangement can have a sealing element between the component and the separating layer, which can also be a layer applied to the separating layer, which is formed, for example, by a resting elastomer, a sealing compound or a microencapsulated adhesive.
Die elektrochemisch unedle Beschichtung des Verbindungspartners, der aus einem niedrig legierten Stahl gefertigt sein kann, kann aus Zn oder einer Zn-Legierung bestehen; vorzugsweise kann es sich um eine Zinklamellenbeschichtung handeln.The electrochemically base coat of the bonding partner, which may be made of a low alloy steel, may be Zn or a Zn alloy; preferably it may be a zinc flake coating.
Bei dem Bauteil, das den elektrochemisch edlen Werkstoff aufweist, kann es sich um ein Bestandteil einer Abgasanlage, bevorzugt einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, handeln. Der elektrochemisch edle Werkstoff kann beispielsweise aus CFK, hochlegierten Stählen, bevorzugt Cr- oder CrNi-Stählen, Ni, Cu, oder Cu-Legierungen ausgewählt sein.The component which has the electrochemically noble material may be a component of an exhaust system, preferably an exhaust system of a motor vehicle. The electrochemically noble material may for example be selected from CFRP, high-alloy steels, preferably Cr or CrNi steels, Ni, Cu, or Cu alloys.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to support the description. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.
Dabei zeigen:Showing:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung mit zumindest reduzierter, vorzugsweise vermiedener Kontaktkorrosion, wenn als Verbindungspartner Befestigungselemente aus elektrochemisch unedlen Werkstoffen (z. B. Al) oder aus Werkstoffen mit kathodisch schützenden Korrosionsüberzügen aus einem unedleren Werkstoff (z. B. Stahlschraube mit Zn-Lamellenbeschichtung) eingesetzt werden, die im Kontakt mit Bauteilen aus elektrochemisch edlen Werkstoffen (z. B. CFK, Stahl, Ni-Beschichtungen) stehen.The invention relates to a connection arrangement with at least reduced, preferably avoided, contact corrosion, if fastening elements made of electrochemically base materials (eg Al) or of materials with cathodically protective corrosion coatings of a less noble material (eg steel screw with Zn) are used as connection partners. Lamellar coating), which are in contact with components made of electrochemically noble materials (eg CFRP, steel, Ni coatings).
Um Kontaktkorrosion zu vermeiden, wird zwischen die Verbindungspartner Bauteil und Befestigungsmittel eine Trennlage, wie etwa ein Abstandshalter eingeführt, der den unedlen Korrosionsschutzüberzug des Befestigungsmittels vor direktem Kontakt mit dem elektrochemisch edleren Werkstoff des Bauteils schützt. Erfindungsgemäß ist diese Trennlage ein flaches Bauteil wie ein Band oder eine Scheibe etc. aus einem metallischen Werkstoff (z. B. Al, Ti, Zr, Fe), das mit einem (elektrochemisch inerten) Ventilmetalloxid beschichtet ist.In order to avoid contact corrosion, a release liner, such as a spacer, is introduced between the fastener component and fastener to protect the base corrosion protection coating of the fastener from direct contact with the more noble electrochemical material of the component. According to the invention, this separating layer is a flat component such as a band or a disk, etc. made of a metallic material (eg Al, Ti, Zr, Fe), which is coated with a (electrochemically inert) valve metal oxide.
Die Einführung der Trennlage mit der Beschichtung aus elektrochemisch inerten Ventilmetall(-sub)oxiden, vorzugsweise auf Basis von Ti, Zr, Ti- bzw. Zr-Legierungen (z. B. TiOx mit x = 0,5–2) verhindert den direkten elektrischen Kontakt zwischen den Verbindungspartnern Bauteil und Befestigungsmittel und schützt den unedlen Korrosionsschutzüberzug des als Befestigungsmittel eingesetzten Verbindungspartners, z. B. Schraube, Band oder Halter, vor direktem Kontakt mit dem elektrochemisch edleren Verbindungspartner, dem Bauteil aus z. B. hochlegiertem Stahl, CFK, Ni, Cu, Cu-Legierungen vor Kontaktkorrosion. Der unedle Korrosionsschutz des Verbindungspartners kann z. B. aus einer Beschichtung mit Zn oder Zn-Legierungen bestehen.The introduction of the release liner with the coating of electrochemically inert valve metal (-sub) oxides, preferably based on Ti, Zr, Ti or Zr alloys (eg TiO x with x = 0.5-2) prevents the direct electrical contact between the connection partners component and fastener and protects the base corrosion protection coating of the fastening partner used as a fastener, z. As screw, tape or holder, against direct contact with the electrochemically nobler connection partner, the component of z. As high-alloy steel, CFRP, Ni, Cu, Cu alloys before contact corrosion. The base corrosion protection of the connection partner can z. B. consist of a coating with Zn or Zn alloys.
Die Ventilmetalloxidbeschichtung der Trennlage kann sowohl durch mechanisches Aufbringen der Ventilmetalloxide (z. B. als Partikel in einer Suspension oder in einer organischen oder anorganischen Matrix auf Stahlwerkstoffen), als auch durch elektrochemische Verfahren (insbesondere Plasmaanodisationsverfahren auf Ventilmetallen) erfolgen. Die zweite Vorgehensweise wird bevorzugt. Die Schichtdicke der aufgebrachten Ventilmetalloxidschicht liegt hierbei signifikant über den durch natürliche Oxidationsreaktionen des Ventilmetalls gebildeten Passivschichten, die Schichtdicke der Ventilmetalloxidschicht beträgt zumindest 1 μm und kann je nach Art und Ausführung der Verbindungsanordnung bzw. der Verbindungspartner bis 10 mm betragen.The valve metal oxide coating of the separation layer can be effected both by mechanical application of the valve metal oxides (for example as particles in a suspension or in an organic or inorganic matrix to steel materials) and by electrochemical processes (in particular plasma anodization processes on valve metals). The second approach is preferred. The layer thickness of the applied Ventilmetalloxidschicht here is significantly higher than the passive layers formed by natural oxidation reactions of the valve metal, the layer thickness of Ventilmetalloxidschicht is at least 1 micron and depending on the type and design of the connection assembly or the connection partner can be up to 10 mm.
In
Die jeweilige Trennlage
Die Beschichtung der Oberfläche der Trennlage
Bei der Anwendung der Trennlage
Ferner kann die Oberfläche der Trennlage, die dem Bauteil
Neben den bereits erwähnten Vorteilen der Erhaltung der Einsatzfähigkeit bei mechanisch und thermisch hochbelasteten Befestigungsanordnungen wie etwa einer Schraubverbindung und der Sicherstellung der mechanischen Festigkeit des Befestigungsverbundes über die Lebensdauer sowie der Sicherstellung des Einsatzes von beschichteten Befestigungsmitteln anstelle von hochlegierten Verbindungselementen mit geringerer Festigkeit liegen weitere Vorteile der Erfindung in der Vermeidung von Montageproblemen, etwa durch ungünstige Schraubpaarungen, sowie in der signifikanten Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen im Sichtbereich des Kunden.In addition to the advantages already mentioned of preserving the usability in mechanically and thermally highly loaded mounting arrangements such as a screw and ensuring the mechanical strength of the fastening compound over the life and ensuring the use of coated fasteners instead of high-alloy fasteners with lower strength are further advantages of the invention in the avoidance of assembly problems, for example by unfavorable screw pairings, as well as in the significant increase in the corrosion resistance of components in the field of vision of the customer.
Ferner wirkt sich die durch die erfindungsgemäßen Trennelemente ermöglichte Verwendung von Standard-Verbindungselementen z. B. aus niedrig legierten Stählen mit Zinklamellenbeschichtung anstelle spezieller Bauteile aus kostenintensivem hochlegierten Stahl kostenreduzierend aus.Furthermore, the use of standard fasteners z. As low-alloyed steels with zinc flake coating instead of special components made of costly high-alloy steel cost-reducing.
Zu den besonders bevorzugten Anwendungsgebieten zählen Abgasanlagen in Kraftfahrzeugen. Weitere Anwendungsfelder sind in der Verbindungstechnik bei Brennstoffzellen, aber auch hochlegierte Bauteile des Kraftstoffsystems von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Kühler, Rails, Leitungen im Motorraum. Weitere Anwendungsgebiete sind Kraftfahrzeug-Außenbauteile, die aus dekorativen Aspekten aus hochlegierten Werkstoffen gefertigt sind, wie zum Beispiel Unterfahrschutzbleche oder Sonnenblenden.Particularly preferred application areas include exhaust systems in motor vehicles. Further fields of application are in the connection technology in fuel cells, but also high-alloy components of the fuel system of motor vehicles, such as radiators, rails, cables in the engine compartment. Other fields of application are automotive exterior components, which are made of high-alloy materials for decorative reasons, such as underrun protection plates or sun visors.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19609684 A1 [0005] DE 19609684 A1 [0005]
- EP 00570657 B1 [0006] EP 00570657 B1 [0006]
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016044217A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Alcoa Inc. | Fasteners with dual skin depth washers |
| WO2016044210A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Alcoa Inc. | Fasteners with coated and textured pin members |
| CN106481646A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-08 | 美铝公司 | There is the coated securing member of compliant seal |
| US9759246B2 (en) | 2014-08-25 | 2017-09-12 | Arconic Inc. | Textured sleeves for fasteners |
| DE102016211857A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Bombardier Transportation Gmbh | Connecting arrangement with securing element |
| US9939004B2 (en) | 2014-09-17 | 2018-04-10 | Arconic Inc | Coated fasteners with conforming seals |
| US10457414B2 (en) | 2016-12-13 | 2019-10-29 | Arconic Inc. | Reduced electromagnetic signature of conforming conical seal fastener systems |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0570657B1 (en) | 1992-01-06 | 1996-12-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | corrosion resistant pipe |
| DE19609684A1 (en) | 1996-03-13 | 1997-09-18 | Kellermann Fa Rudolf | Protection ring against contact corrosion |
-
2013
- 2013-01-10 DE DE201310000308 patent/DE102013000308A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0570657B1 (en) | 1992-01-06 | 1996-12-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | corrosion resistant pipe |
| DE19609684A1 (en) | 1996-03-13 | 1997-09-18 | Kellermann Fa Rudolf | Protection ring against contact corrosion |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9759246B2 (en) | 2014-08-25 | 2017-09-12 | Arconic Inc. | Textured sleeves for fasteners |
| WO2016044217A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Alcoa Inc. | Fasteners with dual skin depth washers |
| WO2016044210A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Alcoa Inc. | Fasteners with coated and textured pin members |
| US9638236B2 (en) | 2014-09-17 | 2017-05-02 | Arconic Inc. | Fasteners with coated and textured pin members |
| US9702396B2 (en) | 2014-09-17 | 2017-07-11 | Arconic Inc. | Fasteners with dual skin depth washers |
| US9939004B2 (en) | 2014-09-17 | 2018-04-10 | Arconic Inc | Coated fasteners with conforming seals |
| EP3194798B1 (en) * | 2014-09-17 | 2020-07-15 | Howmet Aerospace Inc. | Fasteners with coated and textured pin members |
| CN106481646A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-08 | 美铝公司 | There is the coated securing member of compliant seal |
| DE102016211857A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Bombardier Transportation Gmbh | Connecting arrangement with securing element |
| US10457414B2 (en) | 2016-12-13 | 2019-10-29 | Arconic Inc. | Reduced electromagnetic signature of conforming conical seal fastener systems |
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