DE102019007820A1 - Device for leveling a weld - Google Patents

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Ulli Kunstfeld
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (11) zum Egalisieren einer Schweißnaht (10) zwischen einem Innenbehälter (4) und einem Anschlussstück (2) im Inneren eines Typ-IV-Druckgasbehälters (1), mit einer Antriebseinrichtung (12) für ein Werkzeug (13). Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (13) relativ zum Druckgasbehälter (1) drehbar ausgeführt ist, wobei das Werkzeug (13) einen Schaft (14) aufweist, welcher einen kleineren Durchmesser als eine zentrale Anschlussöffnung (17) des Anschlussstücks (2, 3) aufweist, wobei an einem Ende des Schafts (14) ein Werkzeugarm (15) verschwenkbar gelagert ist, welcher wenigstens eine Schneide (16) aufweist, und welcher in einer Einführposition fluchtend zum Schaft (14) anordenbar ist, und den Durchmesser der Anschlussöffnung (17) nicht überschreitet, und welcher in einer Arbeitsposition exzentrisch zum Schaft (14) verschwenkbar ist.The invention relates to a device (11) for leveling a weld seam (10) between an inner container (4) and a connection piece (2) inside a Type IV compressed gas container (1), with a drive device (12) for a tool (13 ). The device according to the invention is characterized in that the tool (13) is designed to be rotatable relative to the pressurized gas container (1), the tool (13) having a shaft (14) which has a smaller diameter than a central connection opening (17) of the connection piece ( 2, 3), wherein at one end of the shaft (14) a tool arm (15) is pivotally mounted, which has at least one cutting edge (16) and which can be arranged in alignment with the shaft (14), and the diameter the connection opening (17) does not exceed, and which is pivotable eccentrically to the shaft (14) in a working position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Egalisieren einer Schweißnaht in einem Typ-IV-Druckgasbehälter nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for leveling a weld in a type IV compressed gas container according to the type defined in the preamble of claim 1.

Sogenannte Typ-IV-Druckgasbehälter sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Charakteristisch für diese Art von Druckgasbehältern ist es, dass diese einen Innenbehälter aus Kunststoff, einen sogenannten Liner oder Innenliner aufweisen, welcher direkt oder typischerweise mittelbar über ein Zwischenelement mit einem Anschlussstück, dem sogenannten Boss verbunden ist. Beispielsweise kann der Innenbehälter mit dem Anschlussstück verschweißt und/oder über mechanische Elemente verpresst ausgebildet sein. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise aus der DE 10 2006 031 118 A1 bekannt. Ferner umfasst ein solcher Typ-IV-Druckgasbehälter eine Außenhülle oder Stützhülle welche zur Aufnahme der mechanischen Kräfte aus einer oder mehreren Schichten aus faserverstärktem Kunststoff aufgebaut ist.So-called type IV compressed gas containers are so far known from the prior art. It is characteristic of this type of pressurized gas container that it has an inner container made of plastic, a so-called liner or inner liner, which is connected directly or typically indirectly via an intermediate element to a connector, the so-called boss. For example, the inner container can be welded to the connection piece and / or can be pressed by mechanical elements. Such a structure is for example from the DE 10 2006 031 118 A1 known. Furthermore, such a type IV compressed gas container comprises an outer shell or support shell which is constructed from one or more layers of fiber-reinforced plastic to absorb the mechanical forces.

In der Praxis ist es nun so, dass der Übergang vom Innenbehälter auf das Anschlussstück, und hier insbesondere der Bereich der Schweißnaht hinsichtlich der mechanischen Dauerbelastung, insbesondere bei einer Belastung durch Druckwechsel relativ anfällig ist. Die oben genannte DE 10 2006 031 118 A1 geht deshalb den Weg, die Schweißnaht im Bereich einer Anschlussöffnung relativ weit nach außen zu verlagern und durch einen zusätzlichen Körper, welcher die Innenhülle mit dem Anschlussstück verpresst, zu stützten.In practice, it is now the case that the transition from the inner container to the connecting piece, and here in particular the area of the weld seam, is relatively susceptible with regard to the permanent mechanical load, in particular when subjected to pressure changes. The above DE 10 2006 031 118 A1 therefore goes the way to move the weld seam relatively far outwards in the area of a connection opening and to support it with an additional body that presses the inner shell with the connection piece.

Andere Varianten wie beispielsweise der in der DE 10 2009 049 948 A1 genannte Aufbau gehen den Weg, dass sie den Innenbehälter mit einer Zwischenlage oder einem Zwischenelement verschweißen, welches dann wiederrum mit dem eigentlichen Anschlussstück verbunden ist.Other variants such as the one in the DE 10 2009 049 948 A1 mentioned construction go the way that they weld the inner container with an intermediate layer or an intermediate element, which in turn is then connected to the actual connector.

Bei allen Aufbauten ist es in der Praxis schwierig eine hohe Robustheit und Dauerfestigkeit im Bereich der Verbindung zu realisieren.In practice, it is difficult to achieve a high level of robustness and fatigue strength in the area of the connection for all structures.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglicht, die Robustheit und Dauerfestigkeit des Druckgasbehälters, insbesondere bei Druckwechseln, gegenüber den Aufbauten aus dem Stand der Technik zu steigern.The object of the present invention is therefore to provide a device which makes it possible to increase the robustness and fatigue strength of the pressurized gas container, in particular in the event of pressure changes, compared to the structures from the prior art.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the device with the features in claim 1. Advantageous refinements and developments result from the dependent claims dependent thereon.

Im Druckgasbehälter ist ein Verbinden des Innenbehälters mit einem Anschlussstück durch direktes oder mittelbares Verschweißen der beiden vorgesehen. In der Praxis ist es nun so, dass durch das Verschweißen, meist ein mittelbares Verscheißen zwischen dem Innenbehälter aus Kunststoff und einem Kunststoffüberzug auf dem Anschlussstück, durch das aufgeschmolzene Material ein Schweißspalt entsteht, aus dem dieses Material verdrängt wird, und das eine Schweißraupe oder Schweißnaht ausbildet, welche typischerweise in das Innere des Druckgasbehälters überstehende Bereiche aufweist.A connection of the inner container to a connecting piece by direct or indirect welding of the two is provided in the compressed gas container. In practice it is now the case that the welding, usually an indirect shedding between the inner container made of plastic and a plastic coating on the connection piece, creates a welding gap through the melted material, from which this material is displaced, and that a welding bead or weld seam forms, which typically has areas protruding into the interior of the pressurized gas container.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst nun ein Werkzeug mit einem Schaft, welcher einen kleineren Durchmesser als eine zentrale Öffnung des Anschlussstücks aufweist. An einem Ende des Schafts ist ferner ein Werkzeugarm verschwenkbar gelagert, welcher wenigstens eine Scheide aufweist. Der Werkzeugarm ist in einer Einführposition fluchtend zum Schaft angeordnet und überschreitet den Durchmesser der Öffnung des Anschlussstücks nicht. Er kann also in das Innere des Druckgasbehälters durch die Öffnung im Anschlussstück eingeführt werden. Der Werkzeugarm umfasst ferner eine Arbeitsposition, in welcher der Werkzeugarm exzentrisch zum Schaft angeordnet ist. Er kann in dieser Arbeitsposition insbesondere um eine gemeinsame Drehachse zwischen dem Schaft und dem Werkzeugarm, welche wiederum vorzugsweise zentral bezüglich der Breite des Schafts in diesem angeordnet ist, verschwenkt werden. In der Einführposition lässt sich das Werkzeug also in den Druckgasbehälter einführen. Wird der Werkzeugarm mit der Schneide dann in die zweite exzentrische Arbeitsposition verschwenkt, dann kann die Schneide entsprechend der konstruktiven Ausgestaltung des Werkzeugarms bei einer Drehung des Druckgasbehälters um das Werkzeug oder einer Drehung des Werkzeugs in dem Druckgasbehälter mit Umfangsbereichen in Eingriff kommen, welche konzentrisch um die Achse der Drehung angeordnet sind.The device according to the invention now comprises a tool with a shank which has a smaller diameter than a central opening of the connection piece. A tool arm, which has at least one sheath, is also pivotably mounted at one end of the shaft. The tool arm is arranged in an insertion position in alignment with the shaft and does not exceed the diameter of the opening of the connection piece. It can therefore be inserted into the interior of the pressurized gas container through the opening in the connector. The tool arm also includes a working position in which the tool arm is arranged eccentrically to the shaft. In this working position, it can be pivoted in particular about a common axis of rotation between the shank and the tool arm, which in turn is preferably arranged centrally with respect to the width of the shank. The tool can therefore be inserted into the compressed gas container in the insertion position. If the tool arm with the cutting edge is then pivoted into the second eccentric working position, then according to the structural design of the tool arm, the cutting edge can engage with circumferential regions which are concentric about the rotation when the compressed gas container is rotated around the tool or the tool in the compressed gas container is rotated Axis of rotation are arranged.

Genau in diesem Bereich, in dem das Werkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung nun in Eingriff kommen kann, befindet sich die bereits angesprochene Schweißnaht mit den überstehenden Bereichen, welche zu der erhöhten Kerbwirkung führen und daher in Bezug auf die Stabilität des Aufbaus unerwünscht sind. Über die Antriebseinrichtung des Werkzeugs, welche beispielsweise das Werkzeug rotierend antreibt oder entsprechend festhält, falls der Druckgasbehälter selbst rotiert, kann nun außerdem das Werkzeug entsprechend zugestellt werden, um die überstehenden Bereiche der Schweißnaht abzutragen. Vorzugsweise erfolgt die Zustellung dabei in mehreren kleinen Schritten, um so entsprechend kurze und kleine Späne zu produzieren, welche leicht aus dem Inneren des Druckgasbehälters abgeführt werden können.It is precisely in this area, in which the tool of the device according to the invention can now engage, that the weld seam with the protruding areas mentioned above is located, which leads to the increased notch effect and is therefore undesirable with regard to the stability of the structure. Via the drive device of the tool, which, for example, drives the tool in a rotating manner or holds it accordingly, if the compressed gas container itself rotates, the tool can now also be appropriately delivered in order to remove the protruding areas of the weld seam. The delivery is preferably carried out in several small steps in order to produce correspondingly short and small chips, which can be easily removed from the inside of the compressed gas container.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihrem Werkzeug wird somit die Schweißnaht egalisiert, um so jegliche von der Schweißnaht ausgehende Kerbwirkung zu vermeiden. Durch dieses Glätten des Bereichs der Schweißnaht entsteht so ein stabiler Aufbau, welcher im Bereich der potentiellen Schwachstelle bei Weitem nicht mehr so anfällig ist, wie die Aufbauten gemäß dem Stand der Technik. Durch das Egalisieren der Schweißnaht lässt sich so ein sehr robuster und auch über einen langen Betriebszeitraum hinweg dichter Aufbau des Druckgasbehälters erreichen. Insbesondere bei immer wieder auftretenden Druckschwankungen, wie sie beispielsweise beim Fahrzeugeinsatz von derartigen Druckgasbehältern als Wasserstofftanks häufig auftreten, ergeben sich durch das erfindungsgemäße Verfahren entscheidende Vorteile. By using the device according to the invention with its tool, the weld seam is thus equalized in order to avoid any notch effect emanating from the weld seam. This smoothing of the area of the weld seam creates a stable structure which is by no means as sensitive in the area of the potential weak point as the structures according to the prior art. By leveling the weld seam, a very robust and dense construction of the compressed gas tank can be achieved even over a long operating period. In particular in the case of pressure fluctuations which occur again and again, as frequently occur, for example, when using such pressurized gas containers as hydrogen tanks in the vehicle, the method according to the invention has decisive advantages.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei ferner vorgesehen sein, dass der Werkzeugarm in der zweiten Arbeitsposition verriegelbar ist. Durch dieses Verriegeln in der zweiten Arbeitsposition lässt sich eine exakt reproduzierbare Position des Werkzeugarms und damit der Schneide gewährleisten, sodass trotz der von außen erfolgenden Zustellung des Werkzeugs über die Antriebseinrichtung eine saubere, zuverlässige und reproduzierbare Bearbeitung des Bereichs der Schweißnaht möglich ist. According to a very advantageous development of the idea, it can further be provided that the tool arm can be locked in the second working position. This locking in the second working position ensures an exactly reproducible position of the tool arm and thus of the cutting edge, so that despite the external delivery of the tool via the drive device, clean, reliable and reproducible machining of the area of the weld seam is possible.

Insbesondere kann die Verrieglung dabei über ein Verstellelement, insbesondere eine Schraube, am Schaft des Werkzeugs und damit also von außerhalb erfolgen.In particular, the locking can take place via an adjusting element, in particular a screw, on the shank of the tool and thus thus from the outside.

Die Schneide selbst kann dabei vorzugsweise als wechselbarer Schneideinsatz ausgebildet sein, sodass diese bei Verschleiß einfach gewechselt werden kann, ohne dass der Aufbau neu realisiert und aufwändig eingemessen werden muss. Insbesondere eignet sich als wechselbarer Schneideinsatz eine Schneidplatte oder Wechselschneide, wie sie beispielsweise aus dem Bereich des Fräsens oder des Drehens allgemein bekannt ist.The cutting edge itself can preferably be designed as an exchangeable cutting insert, so that it can be easily replaced when worn, without the structure having to be newly realized and laboriously measured. Particularly suitable as an exchangeable cutting insert is a cutting insert or interchangeable cutting edge, as is generally known, for example, in the field of milling or turning.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend exemplarisch erläutert und anhand der Figuren beschrieben ist.Further advantageous configurations of the device according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is explained below by way of example and is described with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Druckgasbehälters;
  • 2 eine Schnittdarstellung durch einen Teil des Druckgasbehälters nach dem Verschweißen des Innenbehälters mit dem Anschlussstück;
  • 3 eine Zeichnung und eine Röntgenaufnahme eines Ausschnitts aus 2 in einer Vergrößerung;
  • 4 einen Teil des Druckgasbehälters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Einführposition;
  • 5 Darstellung analog zu der in 4 in einer zweiten Arbeitsposition der Vorrichtung; und
  • 6 Analog zu den Darstellungen in 3 eine zeichnerische Darstellung und eine Röntgenaufnahme des durch eine Bearbeitung mit dem Werkzeug erzielbaren Ergebnisses.
Show:
  • 1 a schematic view of a pressurized gas container;
  • 2nd a sectional view through part of the pressurized gas container after welding the inner container to the connector;
  • 3rd a drawing and an x-ray of a detail 2nd in an enlargement;
  • 4th a part of the compressed gas container with the device according to the invention in a first insertion position;
  • 5 Representation analogous to that in 4th in a second working position of the device; and
  • 6 Analogous to the representations in 3rd a graphic representation and an X-ray of the result that can be achieved by machining with the tool.

In der Darstellung der 1 ist ein Typ-IV-Druckgasbehälter 1 schematisch dargestellt. Er umfasst im Wesentlichen einen zylindrischen Mittelabschnitt sowie zwei halbrunde Endbereiche, welche auch als Dome bezeichnet werden. In diesem Bereich sind Anschlussstücke 2, 3 angeordnet welche auch als BOSS bezeichnet werden. Der Aufbau eines typischen Typ-IV-Druckgasbehälters 1 sieht es nun vor, wie es in den teilweisen Schnitt der 2 zu erkennen ist, dass ein Innenbehälter 4 aus Kunststoff, ein sogenannter Liner ausgebildet ist, welcher für die Dichtheit gegenüber dem zu speichernden Gas, beispielsweise Wasserstoff, sorgt. Dieser ist mit dem Anschlussstück 2 in der Darstellung der 2 verbunden, in dem hier dargestellten Fall mit einer teilweisen Kunststoffumhüllung 6 des Anschlussstücks 2 verschweißt. Diese teilweise Kunststoffumhüllung 6, welche auch als BOSS Overmold bezeichnet wird, ist formschlüssig und/oder verklebt mit dem Anschlussstück 2 verbunden, beispielsweise in dem mit dieser das Anschlussstück 2 und dort vorgesehene Vertiefungen teilweise umspritzt sind. Diesen gesamten Aufbau umgibt dann eine Außenhülle 5 aus einem faserverstärktem Kunststoffmaterial, welches die mechanische Belastung aufnimmt, ohne selbst für das in dem Druckgasbehälter 1 gespeicherte Gas dicht zu sein beziehungsweise dicht sein zu müssen. Zusätzlich sind Verstärkungsstücke bzw. Ausgleichsstücke 7 im Bereich der Dome bzw. Ihrer Schultern angeordnet, um in diesem Bereich den Aufbau entsprechend zu Verstärken und ihn leichter in einer Lagerung aufnehmbar zu machen. Dieser Aufbau ist so prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.In the representation of the 1 is a type IV compressed gas tank 1 shown schematically. It essentially comprises a cylindrical central section and two semicircular end areas, which are also referred to as domes. In this area there are connectors 2nd , 3rd arranged which are also referred to as BOSS. The construction of a typical type IV compressed gas container 1 it now provides for the partial cut of the 2nd it can be seen that an inner container 4th made of plastic, a so-called liner is formed, which ensures tightness against the gas to be stored, for example hydrogen. This is with the connector 2nd in the representation of the 2nd connected, in the case shown here with a partial plastic covering 6 of the connector 2nd welded. This partially plastic wrap 6 , which is also known as BOSS Overmold, is form-fitting and / or glued to the connector 2nd connected, for example in which the connector 2nd and the depressions provided there are partially extrusion-coated. An outer shell then surrounds this entire structure 5 Made of a fiber-reinforced plastic material, which absorbs the mechanical load, without even for that in the compressed gas container 1 stored gas to be tight or to be tight. In addition there are reinforcement pieces or compensating pieces 7 arranged in the area of the dome or your shoulders in order to reinforce the structure accordingly in this area and to make it easier to take up in storage. This structure is known in principle from the prior art.

Der Innenbehälter 4 weist, wie es in der vergrößerten Darstellung des Ausschnitts III in 2 zu erkennen ist, einen Stabilisierungsring 8 des Innenbehälters 4 aus Kunststoff auf. In der Darstellung der 3 links ist der Bereich, in welchem die Kunststoffumhüllung 6 mit dem Innenbehälter 4 verschweißt ist, durch eine gestrichelte Linie markiert und mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Dieser Bereich der Verschweißung ist in der 3 rechts wiederum in einer Röntgenaufnahme zu erkennen, wobei hier das Material der Kunststoffumhüllung 6 dunkler als das Material der Innenbehälters 4 dargestellt ist. Deutlich ist zu erkennen, dass durch das Verschweißen und das dabei auftretende Verflüssigen des Materials eine ausgequetschte Schweißraupe 10 aus dem Material der Kunststoffumhüllung 6 und/oder dem Material des Innenbehälters 4 entsteht. Insgesamt ergibt sich hier also eine Schweißnaht bzw. Schweißraupe 10, welche gegenüber dem Material in der Umgebung entsprechend aufgeworfen ist und damit die massive Gefahr einer Kerbwirkung in sich trägt.The inner container 4th has, as in the enlarged view of section III in 2nd you can see a stabilizing ring 8th of the inner container 4th made of plastic. In the representation of the 3rd on the left is the area in which the plastic covering 6 with the inner container 4th is welded, marked by a dashed line and with the reference symbol 9 Mistake. This area of welding is in the 3rd on the right again in an X-ray image, here the material of the plastic covering 6 darker than the material of the inner container 4th is shown. Clear it can be seen that the welding and the resulting liquefaction of the material result in a squeezed weld bead 10th from the material of the plastic covering 6 and / or the material of the inner container 4th arises. Overall, there is a weld seam or weld bead here 10th , which is raised in relation to the material in the environment and thus carries the massive risk of a notch effect.

Diese Kerbwirkung gefährdet die Stabilität der Verbindung zwischen dem Innenbehälter 4 und über die Kunststoffumhüllung 6 mittelbar mit dem Anschlussstück 2, sodass bei hoher Belastung, insbesondere bei einer hohen zyklischen Belastung, sehr schnell ein Versagen entweder der Verbindung oder der die Verbindung umgebenden Bereiche auftreten kann. Um dieser Problematik nun entgegenzuwirken, sollen die überstehenden Materialbereiche der Schweißraupe 10 und dabei idealerweise auch gleich der Stabilisierungsring 8, sofern dieser vorhanden ist, entfernt werden. Da zu diesem Zeitpunkt zumindest das Anschlussstück 2 bereits mittelbar mit dem Innenbehälter 4 des Druckgasbehälters 1 verschweißt ist, muss nun also im Inneren des Aufbaus gearbeitet werden, entweder am Zwischenprodukt aus Innenbehälter 4 und Anschlussstück 2 oder auch am fertigen Druckgasbehälter 1, nachdem dieser die Außenhülle 5 und gegebenenfalls die Verstärkungsstücke 7 erhalten hat. Um dies nun realisieren zu können, ist eine spezielle Vorrichtung 11 vorgesehen, welche in der Darstellung der 4 in einer Einführposition dargestellt ist. Die Vorrichtung 11 besteht im Wesentlichen aus einer Antriebseinrichtung 12 sowie einem Werkzeug 13, welches einen Schaft 14 und einen gegenüber dem Schaft 14 verschwenkbaren Werkzeugarm 15 mit einer Schneide 16, beispielsweise einer auswechselbaren Schneide, aufweist. Sowohl der Schaft 14 als auch der Werkzeugarm 15 mit der Schneide 16 weisen in dieser Einführposition einen Durchmesser auf, welcher in der Lage ist, ohne zu Streifen durch den engsten Teil einer Anschlussöffnung 17 des Anschlussstücks 2 hindurchzufahren. In der Darstellung der 4 ist durchgezogen die erste Einführposition mit in die Anschlussöffnung 17 eingefahrenem Werkzeugarm 15 zu erkennen, und in der gestrichelt dargestellten Position eine zweite Einführposition des Aufbaus mit bereits in das Innere des Druckgasbehälters 1 verfahrenem Werkzeugarm 15.This notch endangers the stability of the connection between the inner container 4th and over the plastic wrap 6 indirectly with the connector 2nd , so that a failure of either the connection or the areas surrounding the connection can occur very quickly under high load, in particular with a high cyclical load. To counteract this problem, the protruding material areas of the welding bead should 10th and ideally also the stabilization ring 8th , if it exists, be removed. Because at this point at least the connector 2nd already indirectly with the inner container 4th of the compressed gas tank 1 is welded, you must now work inside the body, either on the intermediate product from the inner container 4th and connector 2nd or on the finished pressurized gas container 1 after this the outer shell 5 and, if necessary, the reinforcement pieces 7 had received. In order to be able to implement this, there is a special device 11 provided which in the representation of the 4th is shown in an insertion position. The device 11 consists essentially of a drive device 12th as well as a tool 13 which has a shaft 14 and one opposite the shaft 14 swiveling tool arm 15 with one cutting edge 16 , for example an exchangeable cutting edge. Both the shaft 14 as well as the tool arm 15 with the cutting edge 16 have a diameter in this insertion position which is capable of streaking through the narrowest part of a connection opening 17th of the connector 2nd drive through. In the representation of the 4th the first insertion position is pulled through into the connection opening 17th retracted tool arm 15 to recognize, and in the position shown in dashed lines a second insertion position of the body with already in the interior of the compressed gas container 1 moved tool arm 15 .

In der Darstellung der 5 ist nun die Arbeitsposition der Vorrichtung 11 bzw. des Werkzeugs 13 dargestellt. Der Werkzeugarm 15 ist exzentrisch gegenüber dem Schaft 14 verschwenkt, sodass die Schneide 16 im Bereich der Verbindung 9 zwischen der Kunststoffumhüllung 6 und der Innenhülle 4 zu liegen kommt. Wird nun beispielsweise über die Antriebseinrichtung 12 der Schaft 14 in eine Rotationsbewegung versetzt oder entsprechend festgehalten und der Druckbehälter 1 in eine Rotationsbewegung versetzt, so schneidet die Schneide 16 in der Art eines Dreh- oder Fräsvorgangs das unerwünschte Material der Schweißraupe 10 und des Stabilisierungsringes 8 ab. Dabei kann durch die Antriebseinrichtung 12 ein entsprechender Vorschub in Richtung auf das Anschlussstück 2 zu eingestellt werden. Insbesondere erfolgt das Nachstellen in entsprechend kleinen Vorschubschritten, sodass sich relativ kleine und damit kurze Späne ergeben, welche entsprechend früh brechen und im Gegensatz zu langen ungebrochenen Spänen sehr viel leichter aus dem Inneren des Druckgasbehälters 1 zu entfernen sind. Die Späne können beispielsweise durch ein Absaugrohr, welches durch eine hier nicht dargestellte Anschlussöffnung des gegenüberliegenden Anschlussstücks 3 eingeführt wird, abgesaugt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Reinigung auch mittels Druckluft nach dem Ende des mechanischen Schneidvorgangs mittels des Werkzeuges 13 erfolgen. Ergänzend kann außerdem über eine Kamera, welche beispielsweise über das Anschlussstück 3 zusammen mit einem Absaugrohr eingeführt wird, oder welche im Anschluss an die Bearbeitung durch die Anschlussöffnung 17 eingeführt wird, der Erfolg der mechanischen Bearbeitung überwacht und gegebenenfalls dokumentiert werden.In the representation of the 5 is now the working position of the device 11 or the tool 13 shown. The tool arm 15 is eccentric to the shaft 14 pivoted so that the cutting edge 16 in the area of connection 9 between the plastic wrapping 6 and the inner shell 4th comes to rest. Now, for example, via the drive device 12th the shaft 14 set in a rotational movement or held accordingly and the pressure vessel 1 set in a rotational movement, the cutting edge 16 the unwanted material of the welding bead in the manner of a turning or milling process 10th and the stabilization ring 8th from. It can by the drive device 12th a corresponding feed in the direction of the connector 2nd to be set. In particular, the adjustment takes place in correspondingly small feed steps, so that relatively small and therefore short chips result, which break correspondingly early and, in contrast to long unbroken chips, are much easier to get from the inside of the compressed gas container 1 are to be removed. The chips can, for example, through a suction pipe, which through a connection opening, not shown here, of the opposite connection piece 3rd is suctioned off. Alternatively or in addition, cleaning can also be carried out using compressed air after the end of the mechanical cutting process using the tool 13 respectively. In addition, a camera can be used, for example, via the connector 3rd is inserted together with a suction pipe, or which after processing through the connection opening 17th is introduced, the success of the mechanical processing is monitored and, if necessary, documented.

In der Praxis sieht es nun so aus, dass das Ergebnis der Bearbeitung in etwa zu dem in der Darstellung der 6 gezeigten Geometrie führt. In der 6 links ist wiederum analog zur Darstellung in 3 links der Aufbau eines Teils des Anschlussstückes 2 mit der Kunststoffumhüllung 6 und dem mit ihr verschweißten Innenbehälter 4 zu erkennen. Die Schweißraupe 10 und der Stabilisierungsring 8 sind durch das Werkzeug 13 hier gänzlich abgetragen worden, sodass ein idealer stetiger Übergang entsteht, welcher entsprechend geglättet ist und die Gefahr einer potenziellen Kerbwirkung damit bannt. In der Darstellung der 6 rechts ist der in etwa derselbe Ausschnitt nochmals in einer Röntgenaufnahme zu erkennen, sodass erkennbar wird, dass die Darstellung nicht idealisiert ist, sondern auch in praktischen Versuchen mit einer vergleichbaren Qualität der erzielten Geometrie einhergeht. Die so im Bereich der durch Schweißen erzielten Verbindung zwischen dem Innenliner und dem Anschlussstück 2 bzw. dessen Kunststoffumhüllung 6 nachbearbeiteten Druckgasbehälter 1 ermöglichen somit eine sehr viel höhere Belastbarkeit und sind auch bei häufigen Druckwechseln, wie sie beispielsweise bei Fahrzeuganwendungen auftreten können, außerordentlich langlebig. Sie eignen sich deshalb insbesondere zur Speicherung von Wasserstoff bei einem Nenndruck von 70 MPa, wie er beispielsweise in Fahrzeugen zur Verwendung mit einem Brennstoffzellen-Antriebssystem eingesetzt werden kann.In practice, it now looks that the result of the processing roughly corresponds to that in the representation of the 6 shown geometry leads. In the 6 left is again analogous to the representation in 3rd on the left, the construction of a part of the connector 2nd with the plastic covering 6 and the inner container welded to it 4th to recognize. The welding bead 10th and the stabilization ring 8th are through the tool 13 have been completely removed here, so that an ideal continuous transition is created, which is smoothed accordingly and thus eliminates the risk of a potential notch effect. In the representation of the 6 on the right, the roughly the same section can be seen again in an X-ray, so that it can be seen that the representation is not idealized, but also goes hand in hand with a comparable quality of the geometry obtained. The connection between the inner liner and the connection piece achieved by welding in this way 2nd or its plastic casing 6 reworked compressed gas tank 1 thus enable a much higher load capacity and are extremely durable even with frequent pressure changes, such as those that can occur in vehicle applications. They are therefore particularly suitable for storing hydrogen at a nominal pressure of 70 MPa, as can be used, for example, in vehicles for use with a fuel cell drive system.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102006031118 A1 [0002, 0003]DE 102006031118 A1 [0002, 0003]
  • DE 102009049948 A1 [0004]DE 102009049948 A1 [0004]

Claims (4)

Vorrichtung (11) zum Egalisieren einer Schweißnaht (10) zwischen einem Innenbehälter (4) und einem Anschlussstück (2) im Inneren eines Typ-IV-Druckgasbehälters (1), mit einer Antriebseinrichtung (12) für ein Werkzeug (13), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (13) relativ zum Druckgasbehälter (1) drehbar ausgeführt ist, wobei das Werkzeug (13) einen Schaft (14) aufweist, welcher einen kleineren Durchmesser als eine zentrale Anschlussöffnung (17) des Anschlussstücks (2, 3) aufweist, wobei an einem Ende des Schafts (14) ein Werkzeugarm (15) verschwenkbar gelagert ist, welcher wenigstens eine Schneide (16) aufweist, und welcher in einer Einführposition fluchtend zum Schaft (14) anordenbar ist, und den Durchmesser der Anschlussöffnung (17) nicht überschreitet, und welcher in einer Arbeitsposition exzentrisch zum Schaft (14) verschwenkbar ist.Device (11) for leveling a weld seam (10) between an inner container (4) and a connecting piece (2) inside a Type IV compressed gas container (1), with a drive device (12) for a tool (13), characterized that the tool (13) is designed to be rotatable relative to the compressed gas container (1), the tool (13) having a shaft (14) which has a smaller diameter than a central connection opening (17) of the connection piece (2, 3), wherein at one end of the shaft (14) a tool arm (15) is pivotally mounted, which has at least one cutting edge (16) and which can be arranged in alignment with the shaft (14), and the diameter of the connection opening (17) is not exceeds, and which can be pivoted eccentrically to the shaft (14) in a working position. Vorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugarm (15) in der zweite Arbeitsposition verriegelbar ist.Device (11) after Claim 1 , characterized in that the tool arm (15) can be locked in the second working position. Vorrichtung (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung über ein Verstellelement, insbesondere eine Schraube, an dem dem Werkzeugarm (15) abgewandten Ende des Schafts (14) realisierbar ist.Device (11) after Claim 2 , characterized in that the locking can be realized via an adjusting element, in particular a screw, on the end of the shaft (14) facing away from the tool arm (15). Vorrichtung (11) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (16) als wechselbarer Schneideneinsatz ausgebildet ist.Device (11) after Claim 1 , 2nd or 3rd , characterized in that the cutting edge (16) is designed as an exchangeable cutting insert.
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Citations (2)

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DE102006031118A1 (en) 2005-07-13 2007-01-25 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Hydrogen pressure tank
DE102009049948A1 (en) 2009-10-19 2011-05-19 Kautex Maschinenbau Gmbh pressure vessel

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