DE102013206998B4

DE102013206998B4 - Interior coated tank for automotive equipment and method of manufacture

Info

Publication number: DE102013206998B4
Application number: DE102013206998.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Schernthaner
Original assignee: Salzburger Aluminium AG
Current assignee: Salzburger Aluminium AG
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: DE102013206998A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines innen beschichteten Tanks für Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen, mit einem zylindrischen Mantelblech (1) und mindestens einer Stirnwand (2), wobei der Randbereich (14) der Stirnwand (2) napfartig nach außen gekrümmt ist und einen zylindrischen Randteil (21) bildet, an dem er mit der Stirnkante (12) des Mantelblechs (1) durch eine umlaufende Schweißnaht (25) verbunden ist, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Mantelblech (1) und Stirnwand (2) werden an ihrer Innenseite beschichtet, wobei die Beschichtung (10, 13) beider Teile (1, 2) in einem vorgegebenen Abstand (24) von dem für die Schweißnaht (25) vorgesehenen Bereich jeweils eine zurückgesetzte Endkante (11, 16) hat; b) die Stirnwand (2) wird in das Mantelblech (1) so eingesetzt, dass die zurückgesetzten Endkanten (11, 16) der Beschichtung (10, 13) einander berühren, und mit dem Mantelblech (1) verschweißt; c) der zwischen den Endkanten (11, 16) der Beschichtung (10, 13) und der Schweißnaht (25) entstandene ringförmige Zwickel (23) wird durch zumindest ein Loch (30) im Mantelblech (1) mit Beschichtungsmaterial verfüllt.Method for producing an internally coated tank for equipment of motor vehicles, comprising a cylindrical jacket plate (1) and at least one end wall (2), wherein the edge region (14) of the end wall (2) is curved cup-shaped outwards and has a cylindrical edge part (21) forms, where it is connected to the front edge (12) of the jacket plate (1) by a circumferential weld (25), comprising the following steps: a) jacket plate (1) and end wall (2) are coated on its inside, wherein the Coating (10, 13) of both parts (1, 2) at a predetermined distance (24) from the area provided for the weld (25) each have a recessed end edge (11, 16); b) the end wall (2) is inserted into the jacket plate (1) so that the recessed end edges (11, 16) of the coating (10, 13) touch each other, and welded to the jacket plate (1); c) the between the end edges (11, 16) of the coating (10, 13) and the weld (25) resulting annular gusset (23) is filled by at least one hole (30) in the jacket plate (1) with coating material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tanks für Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen, der ein zylindrisches Mantelblech und mindestens eine Stirnwand aufweist, welche Stirnwand mit dem Mantelblech verschweißt ist, wobei das Mantelblech und die Stirnwand an ihrer Innenseite mit einem korrosionsresistenten Kunststoff beschichtet sind.The invention relates to a method for producing a tank for equipment of motor vehicles, which has a cylindrical jacket plate and at least one end wall, which end wall is welded to the jacket plate, wherein the jacket plate and the end wall are coated on its inside with a corrosion-resistant plastic.

Innenseitig mit Kunststoff beschichtete Metalltanks werden insbesondere für aggressive Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen benötigt, beispielsweise Harnstofflösungen wie AdBlue^®, die als Katalysatorflüssigkeit zur Abgasreinigung in Dieselmotoren Verwendung finden. Die Kunststoffbeschichtung wird in der Regel im Inneren des Tanks („in situ”) aufgebracht und dient dem Schutz der metallischen Wände vor Korrosion. Ein solcher Tank ist beispielsweise aus der AT 10 685 U1 bekannt. Bei diesem Tank wird das Innere des wird mittels Rotolinings mit einer innenseitigen Kunststoffbeschichtung versehen. Rotolining ein Verfahren, das zur Kunststoffauskleidung von Hohlkörpern entwickelt wurde. Die Kunststoffbeschichtung wird dabei ”in situ” durch Verwendung der Metallwandung der den Innenraum bildenden Kammer als Form gefertigt. Kunststoffmaterial wird in z. B. granulärer Form über eine Öffnung, wie einen Einfüllstutzen, in die Kammer eingebracht, dann wird die Öffnung verschlossen und das Tanksegment wird unter Erhitzung allseitig gedreht, bis das Granulat als Kunststoffbeschichtung auf der Innenseite der Metallwandung der Kammer aufschmilzt.Metal tanks coated with plastic on the inside are required in particular for aggressive equipment of motor vehicles, for example urea solutions such as ^AdBlue® , which are used as catalyst fluid for exhaust gas purification in diesel engines. The plastic coating is usually applied inside the tank ("in situ") and serves to protect the metallic walls from corrosion. Such a tank is for example from the AT 10 685 U1 known. In this tank, the interior of the is provided by Rotolinings with an inside plastic coating. Rotolining a process that has been developed for the plastic lining of hollow bodies. The plastic coating is made "in situ" by using the metal wall of the chamber forming the interior as a mold. Plastic material is in z. B. granular form through an opening, such as a filler neck, introduced into the chamber, the opening is closed and the tank segment is rotated on heating on all sides until the granules melt as a plastic coating on the inside of the metal wall of the chamber.

Derartige Tanks sind entweder alleinstehend oder an einen Kraftstofftank angebaut. Sind sie alleinstehend, so ist das Mantelblech entweder beiderseits mit einer Stirnwand verbunden oder es ist einteilig mit einer Stirnwand gezogen und nur die zweite Stirnwand ist die von der Erfindung betroffene. Ist der Tank mit einem Kraftstofftank vereint, so ist die Stirnwand gleichzeitig die Trennwand zwischen dem beschichteten Tank und dem Kraftstofftank. Dann ist sie an der anderen Seite mit einem weiteren (unbeschichteten) Mantelblech verschweißt.Such tanks are either single or attached to a fuel tank. If they are single, then the jacket plate is either connected on both sides with an end wall or it is pulled in one piece with an end wall and only the second end wall is affected by the invention. If the tank is combined with a fuel tank, the front wall is at the same time the partition wall between the coated tank and the fuel tank. Then it is welded on the other side with another (uncoated) jacket plate.

Bei derartigen Tanks ist es besonders wichtig, dass das Metall auch nicht an der kleinsten und abgelegensten Stelle mit der aggressiven Flüssigkeit in Berührung kommt. Das ist nur schwer mit einer Schweißverbindung zu vereinbaren.In such tanks, it is particularly important that the metal does not come in contact with the aggressive liquid even at the smallest and most remote location. This is difficult to reconcile with a welded joint.

Aus der DE 10 2005 056 460 A1 ist ein Reaktionsspritzverfahren zur Aufbringung einer Kunststoffbeschichtung bekannt.From the DE 10 2005 056 460 A1 For example, a reaction spraying method for applying a plastic coating is known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Verbinden von Mantelblech und Stirnwand bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved method for connecting jacket plate and end wall.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of claims 2 to 4.

Bei dem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Tank ist der Randbereich der Stirnwand napfartig nach außen gekrümmt und bildet einen ersten zylindrischen Abschnitt, der das Mantelblech tangiert und an dem er mit der Stirnkante des Mantelblechs durch eine umlaufende Schweißnaht verbunden ist, wobei der erste zylindrische Abschnitt und der tangierende Teil des Mantelbleches nicht beschichtet sind.In the tank produced by the inventive method, the edge region of the end wall is cup-like outwardly curved and forms a first cylindrical portion which is tangent to the jacket plate and to which it is connected to the front edge of the jacket plate by a circumferential weld, wherein the first cylindrical portion and the tangent part of the jacket sheet is not coated.

Das Mantelblech berührt also den ersten zylindrischen Abschnitt der Stirnwand, bevorzugt flächig. Da beide nur dort nicht beschichtet sind, berühren sie einander dort metallisch. Sie können sogar miteinander verpresst sein. So kann die Stirnkante des Mantelblechs mit der Stirnwand verschweißt werden, ohne die Beschichtung oder die Schweißung zu beeinträchtigen.The jacket plate thus touches the first cylindrical portion of the end wall, preferably flat. Since both are not coated there only, they touch each other there metallic. They can even be pressed together. Thus, the front edge of the jacket plate can be welded to the end wall, without affecting the coating or the weld.

Mantelblech und Stirnwand werden vor der Verbindung beschichtet, wobei die Stirnkanten der Beschichtung zurückversetzt sind, also ein Streifen in der Nähe der Schweißverbindung beschichtungsfrei bleibt. Eine zusätzliche Maßnahme kann darin bestehen, die Schichtdicke der Beschichtung in ihrer Randzone zu erhöhen.The cladding plate and end wall are coated before the connection, whereby the front edges of the coating are set back, ie a strip remains coating-free in the proximity of the welded connection. An additional measure may be to increase the layer thickness of the coating in its edge zone.

Ein für das erfindungsgemäße Verfahren wesentliches Detail besteht darin, dass das Mantelblech in der Nähe der Schweißnaht mindestens ein Loch oder mehrere über den Umfang verteilte Löcher aufweist.An essential detail for the method according to the invention consists in that the jacket sheet has at least one hole or several holes distributed over the circumference in the vicinity of the weld seam.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines innen beschichteten Tanks für Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen mit einem zylindrischen Mantelblech und mindestens einer Stirnwand, wobei der Randbereich der Stirnwand napfartig nach außen gekrümmt ist und einen zylindrischen Randteil bildet, an dem er mit der Stirnkante des Mantelblechs durch eine umlaufende Schweißnaht verbunden ist, umfasst die drei Schritte des Anspruch 1. Die Beschichtung endet also in einem sicheren Abstand von der Schweißnaht, sodass weder die Beschichtung noch die Schweißung beeinträchtigt ist. Der im Querschnitt ungefähr dreieckige umlaufende Zwickel zwischen den einander berührenden Endkanten der Beschichtung und der Schweißnaht wird nachträglich durch die Löcher von außen mit dem Beschichtungsmaterial ausgefüllt. So wird eine durchgehende und zuverlässige Beschichtung auch in dem heiklen Bereich der Verbindung zwischen Stirnwand und Mantelblech geschaffen.The inventive method for producing an internally coated tank for equipment of motor vehicles with a cylindrical jacket plate and at least one end wall, wherein the edge region of the end wall is cup-like curved outward and forms a cylindrical edge portion on which it with the front edge of the jacket plate by a circumferential weld The coating thus ends at a safe distance from the weld, so that neither the coating nor the weld is impaired. The approximately triangular circumferential gusset in cross section between the contacting end edges of the coating and the weld is subsequently filled with the coating material through the holes from the outside. Thus, a continuous and reliable coating is created even in the delicate area of the connection between the end wall and the jacket plate.

Eine weitere der Verbindung dienliche Maßnahme besteht darin, in Schritt b) Mantelblech und Stirnwand miteinander zu verpressen. Dabei werden auch die Kanten der Beschichtungen beider Teile dichtend aneinandergepresst, sodass beim Ausfüllen des Zwickels kein Material austreten kann. Das Verfüllen des Hohlraumes erfolgt mit Vorteil nach einem Reaktionsspritzgießverfahren („reaction injection moulding”). Another useful measure of the connection is to press jacket jacket and end wall together in step b). The edges of the coatings of both parts are pressed together sealingly, so that when filling the gusset no material can escape. The filling of the cavity is advantageously carried out by a reaction injection molding process ("reaction injection molding").

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:In the following the invention will be described and explained with reference to figures. They show:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Tanks, axometrisch und vor dem Zusammenbau; 1 an embodiment of a tank, axometrisch and before assembly;

2 ein erstes Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Schnitt nach II-II in 1; 2 a first stage of the method according to the invention in a section II-II in 1 ;

3 ein zweites Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens; 3 a second stage of the method according to the invention;

4 ein drittes Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 4 a third stage of the process according to the invention; and

5 eine Variante zu 2. 5 a variant too 2 ,

In 1 sind die Teile eines Tanks vor dem Zusammenbau zu sehen. Er besteht aus einem Mantelblech 1 und zwei Stirnwänden 2, 3, wovon eine (3) bereits mit dem Mantelblech verbunden sein kann und die andere (2) es noch nicht ist. Das Mantelblech 1 ist ein allgemeiner Zylinder (geometrisch definiert durch parallele Erzeugende) mit beinahe ebenen Flächen 4 und Eckbereichen 5. Es könnte aber auch ein Kreiszylinder sein. Zum Füllen und zur Entnahme sind Stutzen 6 vorgesehen, die hier aber nicht von Interesse sind. Die Stirnwand 2 ist eine leicht bombierte Fläche 7 mit rundum einem napfartig (in 1 nach unten) gewölbten Randbereich 8. Pfeile 9 deuten an, wie die Stirnwand 2 auf das Mantelblech passt. Alle drei Teile (1, 2, 3) sind an ihrer Innenseite beschichtet, worauf weiter unten noch einzugehen ist. Die Erfindung handelt im engeren Sinn nur mehr von der Verbindung des Mantelblechs 1 mit der Stirnwand 2, die rundum gleich ist, weshalb der Schnitt in 2 an einer beliebigen Stelle geführt sein könnte.In 1 The parts of a tank can be seen before assembly. It consists of a jacket sheet 1 and two end walls 2 . 3 of which one ( 3 ) can already be connected to the jacket plate and the other ( 2 ) it is not yet. The jacket sheet 1 is a general cylinder (geometrically defined by parallel generatrix) with nearly flat surfaces 4 and corner areas 5 , But it could also be a circular cylinder. For filling and removal are nozzles 6 but they are not of interest here. The front wall 2 is a slightly cambered area 7 with all around a cup-shaped (in 1 down) arched edge area 8th , arrows 9 indicate how the front wall 2 fits on the jacket plate. All three parts ( 1 . 2 . 3 ) are coated on their inside, which will be discussed below. The invention is in the narrower sense only more of the connection of the shroud 1 with the front wall 2 , which is the same all around, which is why the cut in 2 could be performed at any point.

In 2 ist das Mantelblech 1 bereits mit einer Beschichtung 10 versehen, die nicht bis zur Stirnkante 12 des Mantelbleches 1, sondern nur bis zu einer Endkante 11 der Beschichtung 10 reicht. Die Zone zwischen den beiden Kanten 11, 12 ist unbeschichtet. Die Stirnwand ist hier summarisch mit 2 bezeichnet. Sie ist in der weiten mittleren Region eine leicht bombierte Fläche 7, die gegen das Mantelblech 1 eine auswärts gerichtete gerundete Zone 14 bildet, die in einen ersten zylindrischen Abschnitt 15 übergeht. Die Stirnwand 2 ist großflächig beschichtet. Die Beschichtung 13 der Stirnwand 2 hat ebenfalls eine Endkante 16, die hier mit der Endkante 11 der Beschichtung 10 des Mantelblechs 1 fluchtet.In 2 is the jacket sheet 1 already with a coating 10 not provided to the front edge 12 of the jacket sheet 1 but only up to an end edge 11 the coating 10 enough. The zone between the two edges 11 . 12 is uncoated. The front wall is here summarily with 2 designated. It is a slightly cambered area in the wide central region 7 against the jacket sheet 1 an outwardly directed rounded zone 14 forms in a first cylindrical section 15 passes. The front wall 2 is coated over a large area. The coating 13 the front wall 2 also has an end edge 16 that here with the end edge 11 the coating 10 of the jacket sheet 1 flees.

Die Stirnwand 2 setzt sich über den ersten zylindrischen Abschnitt 15 hinaus fort. Sie geht über eine erste Schulter 17 in einen zweiten zylindrischen Abschnitt 18 über, dessen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Mantelbleches 1 ist. Wenn es sich, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, um einen mit einem Kraftstofftank vereinigten Tank handelt, schließt an den zweiten zylindrischen Abschnitt 18 über eine zweite Schulter 19 ein dritter zylindrischer Abschnitt 20 an. Sein Durchmesser ist hier gleich dem des ersten zylindrischen Abschnittes 15. In dem Stadium der 2 ist die Stirnwand 2 bereits in das Mantelblech 1 eingepresst. Ihr erster zylindrischer Abschnitt 15 liegt fest an dem Mantelblech 1 an, ohne eine Beschichtung dazwischen.The front wall 2 sits down over the first cylindrical section 15 gone on. She walks over a first shoulder 17 in a second cylindrical section 18 about, whose diameter is equal to the outer diameter of the jacket plate 1 is. When, as in the illustrated embodiment, it is a tank joined to a fuel tank, it closes at the second cylindrical portion 18 over a second shoulder 19 a third cylindrical section 20 at. Its diameter is equal to that of the first cylindrical section 15 , At the stage of 2 is the front wall 2 already in the jacket sheet 1 pressed. Your first cylindrical section 15 is firmly on the jacket plate 1 without a coating in between.

In 3 ist zu erkennen, dass zwischen den Endkanten 11, 16 der Beschichtungen 10, 13 und den metallischen Wandteilen 1, 14 ein rundum verlaufender Zwickel 23 leer bleibt. Die Endkanten 11, 16 der Beschichtung 10, 13 sind in einem thermisch sicheren Abstand 24 (z. B. von 10 bis 20 mm) von der nun anzubringenden Schweißnaht 25, die die Stirnwand 1 fest mit dem Mantelblech 1 verbindet. Die Endkanten 11, 16 der Beschichtung 10, 13 berühren einander und schließen den Zwickel 23 so dicht ab. Um eine besonders schöne Schweißnaht zu erhalten, ist die erste Schulter 17 (und hier auch eine zweite Schulter 19) der Stirnwand 2 schräg und unmittelbar vor ihr eine seichte Sicke 28, die ein Durchschweißen der Schweißnahtwurzel sicherstellt. Man sieht das am Querschnitt der Schweißnaht 25 in 3. Der Zwickel 23 ist aber noch leer, sodass ein dauerhafter und sicherer Schutz der metallischen Teile vor Korrosion noch nicht gegeben ist.In 3 it can be seen that between the end edges 11 . 16 the coatings 10 . 13 and the metallic wall parts 1 . 14 an all-around gusset 23 remains empty. The end edges 11 . 16 the coating 10 . 13 are in a thermally safe distance 24 (eg from 10 to 20 mm) from the weld to be attached 25 that the front wall 1 firmly with the jacket sheet 1 combines. The end edges 11 . 16 the coating 10 . 13 touch each other and close the gusset 23 so close off. To get a very nice weld, the first shoulder is 17 (and here also a second shoulder 19 ) of the front wall 2 diagonally and immediately before her a shallow bead 28 , which ensures a welding through of the weld root. You can see this at the cross section of the weld 25 in 3 , The gusset 23 but is still empty, so that a permanent and safe protection of the metallic parts from corrosion is not yet given.

In 4 ist das letzte (fertige) Stadium des Verfahrens zu sehen. Um dieses zu erreichen, muss der Zwickel 23 verfüllt werden. Zu diesem Zweck ist zumindest ein Loch 30, vorzugsweise sind es aber mehrere über den Umfang verteilte Löcher 30, in der nicht beschichteten Zone des Mantelblechs 1 angebracht. Die Löcher 30 sind so angeordnet, dass sie zu dem Zwickel 23 hin offen sind. Durch die Löcher 30 wird weiteres Beschichtungsmaterial unter Druck eingepresst. Dadurch verteilt es sich im Zwickel 23 gleichmäßig über den Umfang. Damit ist der erfindungsgemäße Tank absolut dicht geschlossen. Wenn es sich um einen mit einem Kraftstofftank kombinierten Tank handelt, kann auf dem dritten zylindrischen Abschnitt 20 noch ein zweites Mantelblech 31 angeschweißt werden, was in 4 nur angedeutet ist.In 4 is the last (finished) stage of the process to see. To achieve this, the gusset needs 23 be filled. For this purpose, at least one hole 30 but preferably there are several circumferentially distributed holes 30 , in the uncoated zone of the shroud 1 appropriate. The holes 30 are arranged so that they reach the gusset 23 are open. Through the holes 30 Further coating material is pressed under pressure. As a result, it is distributed in the gusset 23 evenly over the circumference. Thus, the tank of the invention is closed completely tight. If it is a combined with a fuel tank tank, can on the third cylindrical section 20 still a second jacket sheet 31 be welded, what in 4 only hinted at.

5 zeigt noch eine Variante der Verbindung, die darin besteht, dass die Beschichtungen 10, 13 in der Zone nahe ihren Endkanten 111, 116 jeweils eine Verdickung 112, 117 aufweisen. Dadurch überlappen die beiden Beschichtungen 10, 13 einander, bilden eine gemeinsame Dichtfläche 120 und erlauben eine Vergrößerung des Zwickels 123 und eine gegenseitige Verpressung. 5 shows still another variant of the compound, which consists in that the coatings 10 . 13 in the zone near their end edges 111 . 116 each a thickening 112 . 117 exhibit. As a result, the two coatings overlap 10 . 13 each other, forming a common sealing surface 120 and allow an enlargement of the gusset 123 and a mutual compression.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst alle Varianten, Modifikationen und Kombinationen der einzelnen Merkmale, sofern diese in den Rahmen der anschließenden Ansprüche fallen.The invention is not limited to the illustrated embodiment, but includes all variants, modifications and combinations of the individual features, insofar as they fall within the scope of the following claims.

Claims

Process for the production of an internally coated fuel tank for motor vehicles, comprising a cylindrical jacket ( 1 ) and at least one end wall ( 2 ), wherein the edge region ( 14 ) of the front wall ( 2 ) is cup-shaped outwardly curved and a cylindrical edge part ( 21 ), at which he with the front edge ( 12 ) of the jacket sheet ( 1 ) by a circumferential weld ( 25 ), comprising the following method steps: a) jacket plate ( 1 ) and end wall ( 2 ) are coated on their inside, the coating ( 10 . 13 ) of both parts ( 1 . 2 ) at a predetermined distance ( 24 ) of which for the weld ( 25 ) provided in each case a recessed end edge ( 11 . 16 ) Has; b) the front wall ( 2 ) is in the jacket plate ( 1 ) are inserted so that the recessed end edges ( 11 . 16 ) of the coating ( 10 . 13 ) touch each other, and with the jacket plate ( 1 ) welded; c) between the end edges ( 11 . 16 ) of the coating ( 10 . 13 ) and the weld ( 25 ) resulting annular gusset ( 23 ) is passed through at least one hole ( 30 ) in the jacket sheet ( 1 ) filled with coating material.

A method according to claim 1, characterized in that in step b) jacket sheet ( 1 ) and end wall ( 2 ) are pressed together.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in step c) filling the annular gusset ( 23 ) by a reaction injection molding process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 10 ) of the jacket sheet ( 1 ) and / or the coating ( 13 ) of the front wall ( 2 ) at the edge zones ( 112 . 117 ) has a greater layer thickness.