DE102007029020A1

DE102007029020A1 - Anlage zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen mit gasförmigen oder flüssigen Medien

Info

Publication number: DE102007029020A1
Application number: DE102007029020A
Authority: DE
Inventors: Torsten Kemter; Wolfgang Spreer
Original assignee: Duerr Somac GmbH
Current assignee: Duerr Somac GmbH
Priority date: 2007-06-23
Filing date: 2007-06-23
Publication date: 2008-12-24
Also published as: EP2185394B1; WO2009000253A3; WO2009000253A2; EP2185394A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen mit gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere zur Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen an Kraftfahrzeugen mit Betriebsstoffen, bestehend aus zumindest einer Vakuumstrecke, einer Füllstrecke und einer Rücksaugstrecke, wobei die Füllstrecke in Flussrichtung als wesentliche Bauteile einen Tank, einen Kugelhahn, eine Pumpe, einen Abzweig zu einer Druckentlastungsleitung, einen Filter sowie einen Adapter zur Wirkverbindung mit der zu befüllenden Baugruppe umfasst. Es wird die Aufgabe gelöst, eine solche Anlage zu schaffen, mit welcher der maximale Druck in unmittelbarer Nähe der zu befüllenden Baugruppe beeinflusst werden kann. Dabei sollen höhere Fülldrücke und folglich eine höhere Füllgeschwindigkeit erreichbar sein. Dies wird erreicht, indem in der Vakuumstrecke ein T-Stück angeordnet ist, dem eine zusätzliche Druckentlastungsleitung zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen mit gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere zur Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen an Kraftfahrzeugen mit Betriebsstoffen, bestehend aus zumindest einer Vakuumstrecke, einer Füllstrecke und einer Rücksaugstrecke, wobei die Füllstrecke in Flussrichtung als wesentliche Bauteile einen Tank, einen Kugelhahn, eine Pumpe, einen Abzweig zu einer Druckentlastungsleitung, einen Filter sowie einen Adapter zur Wirkverbindung mit der zu befüllenden Baugruppe umfasst.
Für zahlreiche technische Anwendungen müssen Behälter mit Flüssigkeiten oder Gasen gefüllt werden. Ein diesbezüglich typisches Anwendungsgebiet sind Fertigungslinien in der Automobilindustrie, an denen für Kraftfahrzeuge eine Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen mit Kraft-, Schmier-, Kühl- und sonstigen Betriebsstoffen realisiert werden muss.
In DE 196 42 239 C2 wird eine technische Lösung zum Befüllen eines Behälters mit Bremsflüssigkeit beschrieben. Der Behälter, der mindestens eine Kammer mit mindestens einem Ablauf aufweist, wird vor dem Befüllen mit einem Überdruck oder Unterdruck beaufschlagt.
Aus DE 199 10 331 A1 ist ein Verfahren zur Erstbefüllung eines Kraftstoffsystems bekannt, bei dem durch gleichzeitiges Betätigen von zumindest zwei im Fahrzeug vorgesehenen Bedienelementen die Kraftstoffpumpe zur Befüllung des Kraftstoffsystems betrieben wird.
DE 101 64 355 A1 betrifft ein Hydraulikbremssystem, das zwei Kammern vor einem Druckkolben aufweist. Dabei ist eine aufwendige hydraulische Schaltung vorgesehen, mit der eine Vorrichtung zur Erstbefüllung mit Bremsflüssigkeit alternativ freigeschaltet oder abgeschaltet werden kann.
Unabhängig von der jeweils konkreten Ausgestaltung werden für die Erstbefüllung von Kraftfahrzeugen an Fertigungslinien zunehmend Füllanlagen eingesetzt, die nach dem Prinzip der Vakuum-Druck-Befüllung arbeiten. Derartige Füllanlagen bestehen prinzipiell aus Hydraulikschränken verschiedener Ausführungsformen und einem mit einem Schlauch versehenen Adapter. Dieser Adapter wird vom Werker auf das Fahrzeug adaptiert und stellt die Schnittstelle zum Fahrzeug dar.
Die Füllanlage ist in verschiedene hydraulische Leitungen (sog. „Strecken") unterteilt, insbesondere in eine Vakuumstrecke, eine Füllstrecke und eine Rücksaugstrecke. Die Vakuumstrecke enthält üblicherweise eine Vakuumpumpe, mit welcher der Tank evakuiert werden kann sowie zwei im Adapter integrierte Ventile. Die Füllstrecke weist in Flussrichtung überwiegend einen Tank, einen Kugelhahn, eine Pumpe, einen Abzweig zu einer Druckentlastungsleitung mit einem Druckbegrenzungs- oder Proportionalventil, einen Filter, einen Durchflussmesser sowie ebenfalls zwei im Adapter integrierte Ventile auf.
Bei Anwendung einer solchen Füllanlage wird die zu befüllende Baugruppe am Fahrzeug zunächst evakuiert. Danach wird solange befüllt, bis sich in dieser Baugruppe ein messbarer Gegendruck einstellt. Eine Beschädigung bzw. im Extremfall das Bersten der zu befüllenden Baugruppe wird vermieden, indem der maximale Fülldruck innerhalb der Anlage begrenzt wird. Anschließend erfolgt mit dem im Tank erzeugten Vakuum das Absaugen der zu befüllenden Baugruppe bis auf das gewünschte Niveau.
Mit dieser üblichen Ausgestaltung einer Füllanlage wird ein guter Anlagen- und Pumpenschutz erreicht. Nachteilig ist jedoch, dass der Maximaldruck sehr weit entfernt vom Druck begrenzenden Behälter reduziert wird. Die in der Füllstrecke angeordneten Bauteile (Volumenzähler, Filter usw.) behindern einen schnellen Druckabbau entgegen der Füllrichtung beim Erreichen des Behältergegendruckes.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen zu schaffen, mit welcher der maximale Druck in unmittelbarer Nähe der zu befüllenden Baugruppe beeinflusst werden kann. Dabei sollen höhere Fülldrücke und folglich eine höhere Füllgeschwindigkeit erreichbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem in der Vakuumstrecke ein T-Stück angeordnet ist, dem eine zusätzliche Druckentlastungsleitung zugeordnet ist. Das T-Stück wird durch ein Druckbegrenzungsventil gebildet, das in einer ersten Ausführung druckgesteuert oder druckgeregelt betätigt wird. Somit kann der in der zu füllenden Baugruppe entstehende Gegendruck sehr schnell beeinflusst werden. Dies kann sowohl pneumatisch über eine Druckregler-Ventilkombination als auch über Proportionaltechnik erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird durch Anordnung eines Druckmessumformers im Adapter erreicht. Hiermit wird eine sehr feinfühlige Steuerung bzw. Regelung möglich, wobei die Drucksäule in „Flussrichtung" abgebaut wird.
In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass im Adapter ein zusätzliches Ventil angeordnet wird, das ebenfalls alternativ über Druckregler- oder Proportionaltechnik betätigt werden kann. Bei dieser Variante kann das Rücksaugen unter Beachtung der Strömungsverhältnisse über das zusätzliche Ventil erfolgen. Demzufolge bleibt die Adapterfüllleitung ständig mit dem jeweiligen Medium gefüllt, so dass eine Verfüllung von Luft ausgeschlossen wird. Die Vakuumleitung bleibt „trocken", so dass im eigentlichen Evakuierprozess bessere Vakuumwerte erreicht werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage kann der maximale Druck in unmittelbarer Nähe der zu befüllenden Baugruppe beeinflusst werden. Dadurch sind höhere Fülldrücke und in deren Folge auch höhere Füllgeschwindigkeiten erreichbar, wobei eine Verringerung der Füllzeit von fast 30% zu erwarten ist. Die verkürzte Füllzeit bewirkt insbesondere bei industrieller Befüllung großer Behälter (z. B. Baugruppen von LKW) wesentliche Vorteile. Als weitere Vorteile sind eine Verbesserung von Anlagenperformance und Prozesssicherheit zu nennen.
Diese Anlage ist für verschiedenartige Füllanlagen geeignet, die nach dem Prinzip der Vakuum-Druck-Befüllung arbeiten und in denen die zu füllende Baugruppe das für den Prozess druckbegrenzende Element ist. Eine diesbezüglich bevorzugte Anwendung ist die Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen an Kraftfahrzeugen mit Betriebsstoffen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage 2 eine gegenüber 1 etwas modifizierte Anlage mit zusätzlichen Bauteilen Die in der Zeichnung dargestellte Anlage ist zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen mit gasförmigen oder flüssigen Medien konzipiert, beispielsweise für eine Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen an Kraftfahrzeugen. Die Anlage besteht grundsätzlich aus zumindest einer Vakuumstrecke, einer Füllstrecke und einer Rücksaugstrecke.
Die Vakuumstrecke enthält eine Vakuumpumpe VP 6 sowie zwei Ventile V 6 und V 56 in einem Adapter, über den eine Wirkverbindung mit der zu befüllenden Baugruppe realisiert wird. Vorzugsweise ist im Adapter ein Druckmessumformer DU 1 angeordnet. Mittels der Vakuumpumpe VP 6 kann ein Tank T 1 evakuiert werden. Mit dem im Tank T 1 erzeugten Vakuum erfolgt über ein Ventil V 61 das Rücksaugen der zu füllenden Behälter.
Die Füllstrecke umfasst in Flussrichtung als wesentliche Bauteile den Tank T 1, einen Kugelhahn K 1, eine Pumpe P 1, einen Abzweig zu einer Druckentlastungsleitung mit einem Druckbegrenzungsventil DBV 1 (alternativ auch als Proportionalventil möglich), einen Filter F 1, einen Durchflussmesser VZ 1 und zwei Ventile V 1 und V 51 in einem Adapter.
Ein derartiger Aufbau einer Anlage zur Vakuumdruckbefüllung und deren Funktionsweise sind grundsätzlich bekannt, so dass an dieser Stelle auf nähere diesbezügliche Darlegungen verzichtet werden kann. Wesentlich im vorliegenden Sachverhalt ist jedoch der in der Zeichnung mit "A" bezeichnete Anlagenteil, der die erfindungsgemäße Lösung umfasst und der nachfolgend näher beschrieben wird.
Gemäß 1 ist in der Vakuumstrecke ein T-Stück angeordnet, dem eine zusätzliche Druckentlastungsleitung zugeordnet ist. Das funktionell als T-Stück wirkende Druckbegrenzungsventil DBV 2 wird druckgesteuert oder druckgeregelt betätigt. Dies kann pneumatisch über eine in der Zeichnung dargestellte Druckregler-Ventilkombination mit den Komponenten DR 2/PV 21/PV 22 erfolgen. Alternativ kann hierfür Proportionaltechnik eingesetzt werden.
2 zeigt eine etwas modifizierte Ausführung, bei der im Adapter ein zusätzliches Ventil V 57 angeordnet ist. Auch dieses Ventil V 57 kann druckgesteuert bzw. druckgeregelt oder mittels Proportionaltechnik betätigbar ausgestaltet werden.

DBV 1: Druckbegrenzungsventil
DBV 2: Druckbegrenzungsventil
DR 2/PV 21/PV 22: Druckregler-Ventilkombination
DU 1: Druckmessumformer
F 1: Filter
K 1: Kugelhahn
P 1: Pumpe
VP 6: Vakuumpumpe
V 1: Ventil
V 6: Ventil
V 51: Ventil
V 56: Ventil
V 57: Ventil
V 61: Ventil
VZ 1: Durchflussmesser
T 1: Tank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19642239 C [0003]
- DE 19910331 A [0004]
- DE 10164355 A [0005]

Claims

Anlage zur Vakuumdruckbefüllung von Baugruppen mit gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere zur Erstbefüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen Baugruppen an Kraftfahrzeugen mit Betriebsstoffen, bestehend aus zumindest einer Vakuumstrecke, einer Füllstrecke und einer Rücksaugstrecke, wobei die Füllstrecke in Flussrichtung als wesentliche Bauteile einen Tank, einen Kugelhahn, eine Pumpe, einen Abzweig zu einer Druckentlastungsleitung, einen Filter sowie einen Adapter zur Wirkverbindung mit der zu befüllenden Baugruppe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumstrecke ein T-Stück angeordnet ist, dem eine zusätzliche Druckentlastungsleitung zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das T-Stück durch ein Druckbegrenzungsventil (DBV 2) gebildet ist.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (DBV 2) druckgesteuert oder druckgeregelt betätigbar ist.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckbegrenzungsventil (DBV 2) eine pneumatische Druckregler-Ventilkombination (DR 2; PV 21; PV 22) zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (DBV 2) mittels Proportionaltechnik betätigbar ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Adapter ein Druckmessumformer (DU 1) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Adapter ein zusätzliches Ventil (V 57) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (V 57) druckgesteuert oder druckgeregelt betätigbar ist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (V 57) mittels Proportionaltechnik betätigbar ist.