AT509007B1 - Betriebsmitteleinheit mit einem temperaturempfindlichen fahrzeugbetriebsmittel - Google Patents

Betriebsmitteleinheit mit einem temperaturempfindlichen fahrzeugbetriebsmittel Download PDF

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Abstract

Betriebsmitteleinheit (1), umfassend einen Behälter (2) mit einem darin enthaltenen temperaturempfindlichen Fahrzeugbetriebsmittel (3), insbesondere zur Abgasbehandlung, mit einem zumindest einseitig offenen Behältermantel (4), in den das Fahrzeugbetriebsmittel (3) eingebracht und dessen Öffnung (6) mittels eines Behälterdeckels (5) verschlossen ist, wobei der Behälterdeckel (5) mit dem Behältermantel (4) durch Magnetimpulskrimpen verbunden ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 509 007 B1 2011-08-15
Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebsmitteleinheit, umfassend einen Behälter mit einem darin enthaltenen temperaturempfindlichen Fahrzeugbetriebsmittel, insbesondere zur Abgasbehandlung, mit einem zumindest einseitig offenen Behältermantel, in den das Fahrzeugbetriebsmittel eingebracht und dessen Öffnung mittels eines Behälterdeckels verschlossen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Behälters.
[0002] Moderne Fahrzeuge benötigen in zunehmendem Maße Behälter mit temperaturempfindlichen Betriebsmitteln, wie Katalysator- oder Abgasbehandlungsstoffen auf Metallhydrid- oder Ammoniakbasis, die meist in granulärer Form oder Pulverform vorliegen. Zur Fertigung solcher Einheiten sind dichte Fügeverbindungen erforderlich, welche nach dem Stand der Technik durch Schmelzschweißen oder Kleben hergestellt werden. Schmelzschweißen hat jedoch den Nachteil einer hohen Wärmeeinbringung, die das temperaturempfindliche Betriebsmittel schädigen kann. Kleben ist hingegen ein sehr zeitintensiver Prozess, der keinen raschen Fertigungstakt gestattet.
[0003] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Betriebsmitteleinheit der genannten Art zu schaffen, welche auf rasche und für das darin enthaltene Betriebsmittel schonende Art und Weise hergestellt werden kann.
[0004] Dieses Ziel wird in einem ersten Aspekt der Erfindung mit einer Betriebsmitteleinheit der einleitend genannten Art erreicht, die sich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass der Behälterdeckel mit dem Behältermantel durch Magnetimpulskrimpen verbunden ist.
[0005] Auf diese Weise wird eine rasche Fertigung unter größtmöglicher Schonung des temperaturempfindlichen Fahrzeugbetriebsmittels erreicht. Magnetimpulskrimpen (magnetic puls crimping, MPC) ist ein Verfahren mit besonders geringer Wärmeentwicklung und damit besonders schonend für das Fahrzeugbetriebsmittel.
[0006] Bevorzugt wird vorgesehen, dass die Verbindungsnaht einen Abstand zum enthaltenen Fahrzeugbetriebsmittel hat. Durch die Einhaltung eines solchen Abstands zum Behälterinneren wird auch jedwede geringe Wärmeentwicklung noch abgebaut, bevor sie das Fahrzeugbetriebsmittel erreichen kann.
[0007] Eine aus demselben Grund besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Behälterdeckel mit dem Behältermantel durch Magnetimpulskrimpen unter Zwischenlegung eines Dichtungsrings in eine Nut des Behältermantels und/oder -deckeis verbunden ist. Dadurch werden die Vorteile des Magnetimpulskrimpens, welches nahezu keine Wärmeentwicklung verursacht, unter Erreichung einer ausgezeichneten Abdichtung ausgenützt.
[0008] Bevorzugt liegt die Verbindungsnaht in einem von der Behälteröffnung nach außen wegweisenden Rand des Behälterdeckels mit Abstand zum Behälterinneren. Dadurch kann eine gute thermische Beabstandung zwischen Verbindungsnaht und Behälterinnerem erreicht werden.
[0009] Besonders günstig ist es, wenn der Rand außenumfangsseitig profiliert ist, bevorzugt verjüngt, um so eine formschlüssige Verrastung beim Aufkrimpen des Behältermantels zu bilden.
[0010] Bevorzugt ist der Behälterdeckel aus Blech und der Rand durch Umformung oder Umbördeln gefertigt; alternativ ist der Behälterdeckel bevorzugt aus Kunststoff- oder Metallguss und der Rand durch Gussformung gefertigt. Beide Varianten ergeben eine kostengünstige Fertigung.
[0011] In einem zweiten Aspekt erreicht die Erfindung ihre Ziele mit einem Verfahren zum Herstellen eines ein temperaturempfindliches Fahrzeugbetriebsmittel enthaltenden Behälters, insbesondere zur Abgasbehandlung, mit den Schritten Bereitstellen eines zumindest einseitig offenen Behältermantels, Einbringen des Fahrzeugbetriebsmittels in den Behältermantel, und 1 /6 österreichisches Patentamt AT 509 007 B1 2011-08-15
Verschließen der Behältermantelöffnung mittels eines Behälterdeckels, das sich dadurch auszeichnet, dass der Behälterdeckel mit dem Behältermantel durch Magnetimpulskrimpen verbunden wird.
[0012] Hinsichtlich der Vorteile und weiterer Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen zur Betriebsmitteleinheit verwiesen.
[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: [0014] Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Betriebsmitteleinheit im Halb schnitt, die durch Reibrührschweißen gefertigt wird; [0015] die Fig. 2a und 2b eine zweite Ausführungsform einer Betriebsmitteleinheit während zweier aufeinanderfolgender Fertigungsschritte mittels Magnetimpulsschweißens, u.zw. jeweils im Halbschnitt; und [0016] die Fig. 3a und 3b eine Ausführungsform der Betriebsmitteleinheit gemäß der Erfindung während zweier aufeinanderfolgender Fertigungsschritte mittels Magnetimpulskrimpens, ebenso jeweils im Halbschnitt.
[0017] Fig. 1 zeigt eine Betriebsmitteleinheit 1 aus einem Behälter 2 mit einem darin enthaltenen temperaturempfindlichen Fahrzeugbetriebsmittel 3, z.B. granulärem Ammoniaksalz. Das Fahrzeugbetriebsmittel 3 kann auch nur einen Teil des Behälters 2 einnehmen; bevorzugt ist es jedoch fest in diesen eingepresst.
[0018] Der Behälter 2 setzt sich aus einem hier etwa zylindrischen Behältermantel 4 und einem Behälterdeckel 5 zusammen, der in eine stirnseitige Öffnung 6 des Behältermantels 4 abdichtend eingesetzt ist. Der Behältermantel 4 kann beliebigen Querschnitt haben und auch mehr als eine Behälteröffnung 6 mit jeweils einem Behälterdeckel 5 haben. Übliche Anschlüsse des Behälters 2 sind zur Vereinfachung nicht dargestellt.
[0019] Der Behälterdeckel 5 besitzt einen von der Behälteröffnung 6 nach außen wegweisenden, umgebogenen Rand 7, mit dem er eng am Innenumfang des Mündungsbereichs des Behältermantels 4 anliegt. In diesem Bereich wird eine Verbindungsnaht 8 zwischen Behältermantel 4 und Behälterdeckel 5 erzeugt, und zwar durch Reibrührschweißen mittels einen Reibrühr-Schweißwerkzeuges 9 unter Gegenhalten mit einem Anlageblock 10. Die Verbindungsnaht 8 hält dabei bevorzugt einen Abstand A zum Behälterinneren und damit zu dem darin enthaltenen Fahrzeugbetriebsmittel 3. Der Abstand A liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 mm, besonders bevorzugt 3 bis 20 mm.
[0020] Alternativ ist es auch möglich, den Behälterdeckel 5 umgekehrt, d.h. mit nach innen weisendem Rand 7 in den Behältermantel 4 einzusetzen, in welchem Fall der Abstand A entfällt.
[0021] Die Fig. 2a und 2b zeigen eine weitere alternative Ausführungsform und ein alternatives Fertigungsverfahren für die Betriebsmitteleinheit 1. Der Behälterdeckel 5 ist hier ein Kunststoffoder Metallgussteil mit einem angeformten oder durch Fräsen ausgebildeten, außenumfangsseitig geringfüg konisch verjüngtem Rand 7. Durch Verschweißen des Mündungsbereichs des Behältermantels 4 mit dem Rand 7 mittels eines Magnetimpulsschweissverfahrens (magnetic puls welding, MPW) wird wieder eine Verbindungsnaht 8 erzielt, die bevorzugt einen Abstand A zum Fahrzeugbetriebsmittel 3 einhält.
[0022] Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Außenseite des Randes 7 in Richtung von der Behälteröffnung 6 wegweisend profiliert, insbesondere verjüngt ist und die Verbindungsnaht 8 durch formschlüssiges Umformen des Mündungsbereichs des Behältermantels 4 auf den profilierten Rand 7 mittels eines Magnetimpulskrimpverfahrens (magnetic puls crimping, MPC) gebildet wird. Aufgrund des Umkrimpen des Mündungsrands des Behältermantels 4 ergibt sich hier auch ein geringer Abstand A zum Fahrzeugbetriebsmittel 3. 2/6

Claims (14)

  1. österreichisches Patentamt AT 509 007 B1 2011-08-15 [0023] Zur Abdichtung des Behälters 2 kann bei dieser Ausführungsform und Verfahrensvariante ein O-Dichtring zwischen Behältermantel 4 und Behälterdeckel 5 zwischengelegt werden, und zwar in eine Nut 12 des Behältermantels 4 und/oder des Randes 7. Anstelle eines gesonderten O-Dichtrings kann der Behälterdeckel 5 z.B. auch mit einer angeformten Dichtlippe versehen werden. [0024] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen. Patentansprüche 1. Betriebsmitteleinheit, umfassend einen Behälter mit einem darin enthaltenen temperaturempfindlichen Fahrzeugbetriebsmittel, insbesondere zur Abgasbehandlung, mit einem zumindest einseitig offenen Behältermantel, in den das Fahrzeugbetriebsmittel eingebracht und dessen Öffnung mittels eines Behälterdeckels verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) mit dem Behältermantel (4) durch Magnetimpulskrimpen verbunden ist.
  2. 2. Betriebsmitteleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (8) einen Abstand (A) zum enthaltenen Fahrzeugbetriebsmittel (3) hat.
  3. 3. Betriebsmitteleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) mit dem Behältermantel (4) durch Magnetimpulskrimpen unter Zwischenlegung eines Dichtungsrings (11) in eine Nut (12) des Behältermantels (4) und/oder-deckeis verbunden ist.
  4. 4. Betriebsmitteleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (8) in einem von der Behälteröffnung (6) nach außen wegweisenden Rand (7) des Behälterdeckels (5) mit Abstand zum Behälterinneren liegt.
  5. 5. Betriebsmitteleinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (7) außenumfangsseitig profiliert ist, bevorzugt verjüngt.
  6. 6. Betriebsmitteleinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) aus Blech und der Rand (7) durch Umformung oder Umbördeln gefertigt ist.
  7. 7. Betriebsmitteleinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) aus Kunststoff- oder Metallguss und der Rand (7) durch Gussformung gefertigt ist.
  8. 8. Verfahren zum Herstellen eines ein temperaturempfindliches Fahrzeugbetriebsmittel enthaltenden Behälters, insbesondere zur Abgasbehandlung, mit den Schritten Bereitstellen eines zumindest einseitig offenen Behältermantels, Einbringen des Fahrzeugbetriebsmittels in den Behältermantel, und Verschließen der Behältermantelöffnung mittels eines Behälterdeckels, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) mit dem Behältermantel (4) durch Magnetimpulskrimpen verbunden wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (8) einen Abstand (A) zum Fahrzeugbetriebsmittel (3) hält.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, das der Behälterdeckel (5) mit dem Behältermantel (4) durch Magnetimpulskrimpen unter Zwischenlegen eines Dichtungsrings (11) in eine Nut (12) des Behältermantels (4) und/oder -deckeis (5) verbunden wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnaht (8) in einem von der Behälteröffnung (6) nach außen wegweisenden Rand (7) des Behälterdeckels (5) liegt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (7) außenumfangsseitig profiliert, bevorzugt verjüngt, ausgebildet wird. 3/6 österreichisches Patentamt AT 509 007 B1 2011-08-15
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) aus Blech und der Rand (7) durch Umformung oder Umbördeln gefertigt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (5) aus Kunststoff- oder Metallguss und der Rand (7) durch Gussformung oder Fräsen gefertigt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 4/6
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