DE102005053184A1 - Behälter in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter (1) in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einen Druckluftbehälter in einem Nutzfahrzeug, beinhaltend zwei durch Umformen von mit einer korrrosionsbeständigen Beschichtung versehenen Stahlblechen hergestellt, becherförmige Behälterhälften (2, 4), deren sich in einem Überlappungsbereich (6) überlappende Ränder (16, 18) durch nicht thermisches Fügen miteinander verbunden sind. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass die Ränder (16, 18) der Behälterhälften (2, 4) derart ausgeführt sind, dass die Mantelwandstärke im Überlappungsbereich (6) im wesentlichen die gleiche ist wie in den an den Überlappungsbereich (6) angrenzenden Bereichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Behälter in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einen Druckluftbehälter in einem Nutzfahrzeug, beinhaltend zwei durch Umformen von mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehenen Stahlblechen hergestellte, becherförmige Behälterhälften, deren sich in einem Überlappungsbereich überlappende Ränder durch nicht thermisches Fügen miteinander verbunden sind, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Druckluftbehälter in Nutzfahrzeugen werden zur Speicherung von Druckluft eingesetzt, die als Betätigungsmedium von Druckluftbremsen und anderen Einrichtungen von Nutzfahrzeugen wie beispielsweise einer Druckluftfederung, einer Türbetätigung oder von Kran- oder Hebeaufbauten dient. Darüber hinaus werden in Nutzfahrzeugen weitere Behälter wie beispielsweise Kraftstoffbehälter oder Harnstoffbehälter eingesetzt.
  • Ein gattungemäßer Druckluftbehälter ist aus der DE 199 57 855 A1 bekannt. Hierbei sind die Ränder der Behälterhälften thermisch gefügt, beispielsweise durch Klebung, um eine Beschädigung der Korrosionsschutzschicht z.B. durch die bei einem Schweißvorgang vorherrschenden, hohen Temperaturen zu vermeiden. Weiterhin überlappen sich die Ränder im Fügebereich in Form eines von der Mantelwandung nach radial außen ragenden Falzes.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass er am Fahrzeug besser befestigt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung schlägt vor, dass bei einem Behälter in Fahrzeugen die Ränder der Behälterhälften derart ausgeführt sind, dass die Mantelwandstärke im Überlappungsbereich im wesentlichen die gleiche ist wie in den an den Überlappungsbereich angrenzenden Bereichen. Dann ergibt sich eine außen glatte Mantelwand, so dass übliche Spannbänder zur Befestigung des Behälters an einem Rahmen des Fahrzeugs den Behälter auch im Überlappungsbereich umschlingen können. Dies ist vor allem im Hinblick auf die bei modernen Nutzfahrzeugen beengten Bauraumverhältnisse von Vorteil.
  • Darüber hinaus ist dann die Mantelwand des Behälters auch innen glatt, d.h. ohne Stufen im Innendurchmesser oder Innenquerschnitt, was im Hinblick auf den Spannungsverlauf innerhalb der Mantelwand bei einem unter Druck stehenden Behälter von großem Vorteil ist. Denn andernfalls, d.h. bei sich an der Fügestelle sprunghaft ändernder Mantelwandstärke werden die Spannungslinien stark umgeleitet, was sich bekanntermaßen negativ auf die Festigkeit der Verbindung auswirkt.
  • Aus den genannten Gründen sind im Überlappungsbereich vorzugsweise auch keine zusätzlichen Spannbänder oder innere oder äußere Verstärkungen vorgesehen, die dort die Mantelwandstärke ändern könnten.
  • Besonders bevorzugt weisen die Ränder der beiden Behälterhälften im Überlappungsbereich eine Schäftung auf, welche stufenförmig oder keilförmig ausgebildet sein kann. Da eine solche Schäftung in der Regel eine relativ große Schaftfläche als Fügefläche mit sich bringt, ist im Hinblick auf eine hohe Festigkeit der Verbindung eine Verklebung der Schaftflächen von Vorteil.
  • Besonders bevorzugt ist in eine Öffnung eines Bodens wenigstens einer Behälterhälfte ein Einsatz aus Kunststoff formschlüssig eingefügt, an welchem Anschlüsse für Leitungen oder Rohre ausgebildet sind. Ein solcher Formschluss kann beispielsweise durch hinterschnittene Querschnitte erzeugt werden, wobei der Einsatz aus Kunststoff derart ausgeführt werden kann, dass er durch elastische Verformung des Einsatzes beim Einsetzen in die Öffnung zustande kommt.
  • Nicht zuletzt kann zur Vermeidung eines unkontrollierten Berstens des gesamten Druckluftbehälters im Falle eines Überdrucks in dem Einsatz wenigstens eine Sollbruchstelle ausgebildet sein. Mit anderen Worten soll die Bruch- oder Druckfestigkeit der Sollbruchstelle niedriger sein als die des restlichen Druckluftbehälters.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den in den weiteren Unteransprüchen angegebenen Merkmalen.
    •
  • Zeichnungen
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
  • 1 eine schematische Explosionszeichnung eines aus zwei Behälterhälften bestehenden Druckluftbehälters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Zusammenbauzeichnung des Druckluftbehälters von 1;
  • 3 eine Querschnittsdarstellung eines Überlappungsbereichs der Behälterhälften des Druckluftbehälters von 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
  • 4 eine Querschnittsdarstellung eines Überlappungsbereichs der Behälterhälften des Druckluftbehälters von 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Der in 2 insgesamt mit 1 bezeichnete Behälter dient gemäß einer bevorzugten Anwendung als Druckluftbehälter zur Speicherung von Druckluft für eine Druckluftbremsanlage eines Nutzfahrzeugs. Alternativ kann er zur Speicherung von Druckluft für jegliche Art von Druckluftverbraucher in Fahrzeugen dienen, beispielsweise für pneumatische Türbetätigung, für eine Druckluftfederung oder für weitere pneumatische Fahrzeugeinrichtungen oder Fahrzeugaufbauten.
  • Wie 1 veranschaulicht, ist der Druckluftbehälter 1 aus etwa zwei gleich großen Behälterhälften 2, 4 zusammengesetzt, welche durch nicht thermisches Fügen ihres gemeinsamen Anschlussbereichs 6 miteinander dichtend verbunden sind. Die Behälterhälften 2, 4 bestehen aus bevorzugt an ihrer Innenfläche mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehenen Stahlblechen, welche durch einen Umformprozess, beispielsweise durch Tiefziehen in eine becherförmige Form gebracht wurden. Dies bedeutet, dass jede der Behälterhälften 2, 4 aus einem Boden 8, 10 und einer hierzu rechtwinkelig weg ragenden Mantelwandung 12, 14 mit einer Öffnung besteht, welche jeweils durch einen Rand 16, 18 begrenzt wird. Gegebenenfalls können die Stahlbleche auch außen mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen sein.
  • Der Anschlussbereich 6 der Behälterhälften 2, 4 zeichnet sich dadurch aus, dass sich deren Ränder 16, 18 dort überlappen. Dabei sind die Ränder 16, 18 derart ausgeführt, dass die Wandstärke der Mantelwandung 12, 14 des Druckluftbehälters 1 im Anschluss- oder Überlappungsbereich 6 im wesentlichen die gleiche ist wie in den an den Überlappungsbereich 6 angrenzenden Bereichen.
  • 2 stellt den Anschlussbereich 6 lediglich schematisiert dar und spiegelt nicht die tatsächlichen Verhältnisse wider, während 3 und 4 bevorzugte Ausführungsformen des Anschlussbereichs 6 zeigen, bei denen die Wandstärke der Mantelwandung 12, 14 konstant ist.
  • Dies ist bevorzugt dadurch realisiert, dass die Ränder 16, 18 der beiden Behälterhälften 2, 4 im Überlappungsbereich eine Schäftung 20 aufweisen, welche stufenförmig (3) oder keilförmig (4) ausgebildet sein kann. Um die Korrosionsschutzbeschichtung durch hohe Temperaturen wie sie beim Schweißen entstehen würden, nicht zu zerstören, sind die Ränder 16, 18 durch nicht thermisches Fügen miteinander verbunden. Bevorzugt sind die Ränder 16, 18 im Bereich der Schäftung 20 miteinander verklebt, d.h. dass die einander gegenüberliegenden geschäfteten Flächen mit dem Klebstoff versehen und gegeneinander gepresst werden. Als Klebstoff kommen insbesondere hochfeste crashtaugliche Epoxidharze in Frage.
  • Besonders bevorzugt ist weiterhin in eine Öffnung eines Bodens 8 wenigstens einer Behälterhälfte 2 ein Einsatz 22 aus Kunststoff formschlüssig eingefügt, an welchem Schnittstellen wie Anschlüsse 24 für Leitungen oder Rohre ausgebildet sind. Ein solcher Formschluss kann beispielsweise durch hinterschnittene, beispielsweise durch Tiefziehen hergestellte Querschnitte erzeugt werden, wobei der Einsatz 22 aus Kunststoff vorzugsweise derart ausgeführt wird, dass der Formschluss durch elastische Verformung des Einsatzes 22 beim Einsetzen in die Öffnung im Boden 8 der aus demgegenüber steiferem Stahlblech bestehenden Behälterhälfte 2 zustande kommt. Durch eine geeignete Formgebung des Einsatzes und/oder des Randes der Öffnung im Boden 8 und/oder durch Vorsehen von zusätzlichen Ringdichtungen kann mit dem formschlüssigen Einsetzen des Einsatzes 22 in die Öffnung im Boden 8 eine gas- oder flüssigkeitsdichte Verbindung zustande kommen. Im Falle eines Kraftstofftanks kann der Einsatz 22 beispielsweise ein Einfüllstutzen sein, der in den Boden 8 der Behälterhälfte 2 eingesteckt wird.
  • Nicht zuletzt kann zur Vermeidung eines unkontrollierten Berstens des gesamten Druckluftbehälters 1 im Falle eines Überdrucks in dem Einsatz 22 wenigstens eine Sollbruchstelle 26 ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer stellenweise dünneren Wandung des Einsatzes 22. Mit anderen Worten soll die Bruch- oder Druckfestigkeit des Einsatzes 22 an der Sollbruchstelle 26 niedriger sein als die des restlichen Druckluftbehälters 1.
  • Die Erfindung ist nicht auf Druckluftbehälter beschränkt, sondern kann für jegliche Art von Behälter eingesetzt werden, beispielsweise für Kraftstoffbehälter oder Harnstoffbehälter in Nutzfahrzeugen, wobei dann auch die eingangs erwähnten Vorteile zum Tragen kommen.

Claims (8)

  1. Behälter (1) in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Druckluftbehälter (1) in einem Nutzfahrzeug, beinhaltend zwei durch Umformen von mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehenen Stahlblechen hergestellte, becherförmige Behälterhälften (2, 4), deren sich in einem Überlappungsbereich (6) überlappende Ränder (16, 18) durch nicht thermisches Fügen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (16, 18) der Behälterhälften (2, 4) derart ausgeführt sind, dass die Mantelwandstärke im Überlappungsbereich (6) im wesentlichen die gleiche ist wie in den an den Überlappungsbereich (6) angrenzenden Bereichen.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (16, 18) der beiden Behälterhälften (2, 4) im Überlappungsbereich (6) eine Schäftung (20) aufweisen.
  3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäftung (20) stufenförmig oder keilförmig ausgebildet ist.
  4. Behälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (16, 18) der Behälterhälften (2, 4) zumindest im Bereich der Schäftung (20) miteinander verklebt sind.
  5. Behälter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Öffnung wenigstens eines Bodens (8) einer Behälterhälfte (2) ein Einsatz (22) aus Kunststoff nicht thermisch eingefügt ist, an welchem Anschlüsse (24) für Leitungen oder Rohre ausgebildet sind.
  6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (22) mit dem Boden (8) der Behälterhälfte (2) formschlüssig verbunden ist.
  7. Behälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung eines unkontrollierten Berstens des Druckluftbehälters (1) in dem Einsatz (22) wenigstens eine Sollbruchstelle (26) ausgebildet ist.
  8. Behälter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlappungsbereich (6) keine zusätzlichen Spannbänder oder Verstärkungen vorgesehen sind.
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