DE102019007821A1 - Method for connecting an inner container to a connector - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Innenbehälters (4) mit einem Anschlussstück (2, 3) bei einem Typ IV-Druckgasbehälter (1), bei welchem der Innenbehälter (4) mit dem Anschlussstück (2) direkt oder mittelbar verschweißt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschweißen beim Verschweißen entstehende ins Innere des Druckgasbehälters (1) überstehende Bereiche (14) der Schweißnaht abgetragen werden, um den Bereich der Schweißnaht zu glätten.The invention relates to a method for connecting an inner container (4) to a connection piece (2, 3) in a type IV pressurized gas container (1), in which the inner container (4) is directly or indirectly welded to the connection piece (2). The invention is characterized in that areas (14) of the weld seam that protrude into the interior of the pressurized gas container (1) after welding are removed in order to smooth the area of the weld seam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Innenbehälters mit einem Anschlussstück bei einem Typ- IV-Druckgasbehälter nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for connecting an inner container to a connector in a type IV pressurized gas container according to the type defined in more detail 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 pressurized gas containers are known from the prior art. It is characteristic of this type of pressurized gas container that these have 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 connection piece, the so-called boss. For example, the inner container can be welded to the connection piece and / or pressed via mechanical elements. Such a structure is, for example, from DE 10 2006 031 118 A1 known. Furthermore, such a type IV pressurized gas container comprises an outer shell or support shell which is made up of 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 the case that the transition from the inner container to the connection piece, and here in particular the area of the weld seam, is relatively susceptible to permanent mechanical stress, in particular to stress caused by pressure changes. The above DE 10 2006 031 118 A1 Therefore, the way is to move the weld seam relatively far to the outside in the area of a connection opening and to support it by an additional body which 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 called structure go the way that they weld the inner container with an intermediate layer or an intermediate element, which is then in turn connected to the actual connection piece.

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

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin 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 increase the robustness and fatigue strength of the pressurized gas container, in particular during pressure changes, compared to the structures from the prior art.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren 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 method having the features in claim 1. Advantageous refinements and developments result from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden des Innenbehälters mit einem Anschlussstück durch direktes oder mittelbares Verschweißen der beiden sieht es vor, dass erfindungsgemäß nach dem Verschweißen die beim Verschweißen entstehenden ins Innere des Druckgasbehälters überstehenden Bereiche der Schweißnaht abgetragen werden, um den Bereich der Schweißnaht zu glätten. Die Schweißnaht wird also egalisiert, um so jegliche von der Schweißnaht ausgehende Kerbwirkung zu vermeiden. Durch dieses Glätten des Bereichs der Schweißnaht entsteht ein entsprechend 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 insbesondere beim Fahrzeugeinsatz von derartigen Druckgasbehältern als Wasserstofftanks häufig auftreten, ergeben sich durch das erfindungsgemäße Verfahren entscheidende Vorteile.The method according to the invention for connecting the inner container to a connector by direct or indirect welding of the two provides that, according to the invention, after welding, the areas of the weld seam that protrude into the interior of the pressurized gas container during welding are removed in order to smooth the area of the weld seam. The weld seam is thus leveled out in order to avoid any notch effect emanating from the weld seam. This smoothing of the area of the weld seam creates a correspondingly stable structure which is by far no longer as susceptible in the area of the potential weak point as the structures according to the prior art. By equalizing the weld seam, it is possible to achieve a very robust construction of the pressurized gas container that is also tight over a long period of operation. In particular, in the case of pressure fluctuations that occur again and again, as often occur in particular when such pressurized gas containers are used as hydrogen tanks in vehicles, the method according to the invention results in decisive advantages.

Das Abtragen der überstehenden Bereiche der Schweißnaht kann dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch ein mechanisches Abtragen erfolgen. Dieses mechanische Abtragen, welches insbesondere als Fräsen realisiert sein kann, ermöglicht ein effizientes Abtragen der überstehenden Bereiche der Schweißnaht, sodass dieser Bereich entsprechend egalisiert und geglättet wird. Beim mechanischen Fräsen ist darauf zu achten, dass eine stufenweise Zustellung erfolgt, um lange Späne, welche aus dem Inneren des Druckgasbehälters nur schwerlich entfernt werden können, zu vermeiden.According to a very advantageous development of the method according to the invention, the protruding areas of the weld seam can be removed by mechanical removal. This mechanical removal, which can be implemented in particular as milling, enables efficient removal of the protruding areas of the weld seam, so that this area is correspondingly leveled and smoothed. With mechanical milling, care must be taken to ensure that the infeed is carried out in stages in order to avoid long chips, which can only be removed with difficulty from the inside of the pressurized gas container.

Eine besonders vorteilhafte alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt für das Abtragen das Aufschmelzen der überstehenden Bereiche der Schweißnaht. Über ein solches Aufschmelzen kann ebenfalls ein Abtragen und Egalisieren der überstehenden Bereiche der Schweißnaht erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das aufgeschmolzene Material dabei über Schwerkraft, Druck und/oder mechanische Hilfsmittel wie beispielsweise Spatel abgetragen und geglättet werden. Das Material wird also aufgeschmolzen und kann beispielsweise mechanisch glatt gestrichen werden, um Bereiche der Schweißnaht, von denen eine Kerbwirkung ausgehen könnte entsprechend zu verfüllen. Das überschüssige Material bleibt dann am Spatel und kann aus dem Inneren der Druckgasbehälters entfernt werden.A particularly advantageous alternative embodiment of the method according to the invention uses the melting of the protruding areas of the weld seam for the removal. Such melting can also be used to remove and equalize the protruding areas of the weld seam. According to an advantageous development, the melted material can be removed and smoothed by gravity, pressure and / or mechanical aids such as spatulas. The material is therefore melted and can, for example, be smoothed mechanically in order to fill areas of the weld seam from which a notch effect could arise accordingly. The excess material then remains on the spatula and can be removed from the interior of the pressurized gas container.

Eine alternative Möglichkeit das Material durch Aufschmelzen abzutragen ist es, dass aufgeschmolzene Material weiter zu erwärmen und dadurch zu verdampfen und dann abzusaugen. Das verdampfte und abgesaugte Material gelangt so zuverlässig aus dem Inneren des Druckgasbehälters und ein entsprechend glatter und egalisierter Bereich bleibt dort zurück, wo zuvor die überstehenden Bereiche der Schweißnaht waren.An alternative possibility of removing the material by melting it is to heat the melted material further and thereby evaporating and then sucking off. The vaporized and extracted material thus reliably escapes from the inside of the pressurized gas container and a correspondingly smooth and leveled area remains where the protruding areas of the weld seam were previously.

Der Wärmeeintrag für diese zuletzt genannten verfahrenstechnischen Möglichkeiten des Aufschmelzens und/Verdampfens kann dabei vorzugsweise mittels eines Lasers erfolgen. Ein solcher Laser lässt sich relativ einfach auf die entsprechenden Bereiche im Inneren des Druckgasbehälters leiten beispielsweise in dem der Laser in den Druckgasbehälter eingeführt wird, oder vorzugsweise in dem der Laserstrahl über entsprechende Spiegel in das Innere des Druckgasbehälters gelenkt wird. Insbesondere kann dafür derselbe Laseraufbau wie zum Verschweißen der Materialien eingesetzt werden, in dem unmittelbar nach dem Verschweißen das Egalisieren der Schweißnähte im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt.The heat input for these last-mentioned procedural possibilities of melting and / evaporation can preferably take place by means of a laser. Such a laser can be guided relatively easily to the corresponding areas in the interior of the compressed gas container, for example by introducing the laser into the compressed gas container, or preferably by directing the laser beam into the interior of the compressed gas container via corresponding mirrors. In particular, the same laser structure can be used for this as for welding the materials, in which the welding seams are leveled in the sense of the method according to the invention immediately after welding.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens in allen oben beschriebenen Ausführungsvarianten kann es ferner vorsehen, dass der Druckgasbehälter zwei Anschlussstücke aufweist, wie es allgemein üblich ist, wobei durch eine Anschlussöffnung in einem der Anschlussstücke wenigstens ein Werkzeug zum abtragen der überstehenden Bereiche der Schweißnaht zugeführt wird, und über eine Anschlussöffnung in dem anderen der Anschlussstücke eine Kamera zugeführt wird, um den Abtrag und das Bearbeitungsergebnis visuell zu überwachen. Dieser ermöglicht einfache reproduzierbare und durch die Kamera auch dokumentierbare Ergebnisse, obwohl die Arbeiten im Inneren des Druckgasbehälters erfolgen müssen.A further very advantageous embodiment of the method according to the invention in all of the embodiments described above can also provide that the pressurized gas container has two connecting pieces, as is generally customary, with at least one tool being supplied through a connecting opening in one of the connecting pieces for removing the protruding areas of the weld seam and a camera is fed through a connection opening in the other of the connection pieces in order to visually monitor the removal and the machining result. This enables easily reproducible results that can also be documented by the camera, although the work must be carried out inside the pressurized gas container.

Eine außerordentlich günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es vor, dass der Druckgasbehälter während des Abtrags der überstehenden Bereiche der Schweißnaht im Bereich dieser Schweißnaht, und vorzugsweise lediglich auf der Seite, auf welcher gerade gearbeitet wird, vorgespannt wird.An extremely favorable embodiment of the method according to the invention provides that the pressurized gas container is pretensioned during the removal of the protruding areas of the weld seam in the area of this weld seam, and preferably only on the side on which work is currently being carried out.

Letztlich kann es gemäß einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens außerdem vorgesehen sein, dass die Anschlussöffnungen der Anschlussstücke während des Abtragens des Materials mit Schutzhülsen versehen sind, umso einerseits eine mechanische Beschädigung der typischerweise Gewinde aufweisenden Anschlussöffnungen zu verhindern und andererseits, beispielsweise bei der Variante, bei welcher das aufgeschmolzene Material verdampft und abgesaugt wird, ein Absetzen dieses Materials im Bereich der Gewinde zu verhindern.Ultimately, according to a favorable embodiment of the method according to the invention, it can also be provided that the connection openings of the connection pieces are provided with protective sleeves during the removal of the material, on the one hand to prevent mechanical damage to the connection openings, which typically have threads, and, on the other hand, for example in the variant which the melted material is evaporated and sucked off to prevent this material from settling in the area of the thread.

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

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Druckgasbehälters;
  • 2 der Druckgasbehälter gemäß 1 mit weiteren Komponenten und Hilfseinrichtungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 3 eine Schnittdarstellung durch einen Teil des Druckgasbehälters nach dem Verschweißen des Innenbehälters mit dem Anschlussstück; und
  • 4 die Ansicht gemäß 3 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Show:
  • 1 a schematic view of a pressurized gas container;
  • 2 the pressurized gas container according to 1 with further components and auxiliary devices to explain the method according to the invention;
  • 3rd a sectional view through part of the pressurized gas container after the inner container has been welded to the connecting piece; and
  • 4th the view according to 3rd after carrying out the method according to the invention.

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 3 und 4 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 3 und 4 verbunden, in dem hier dargestellten Fall verschweißt. 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. Dieser Aufbau ist so prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.In the representation of the 1 is a type IV pressurized gas container 1 shown schematically. It essentially comprises a cylindrical central section and two semicircular end areas, which are also referred to as domes. There are connectors in this area 2 , 3rd arranged which are also referred to as BOSS. The construction of a typical Type IV pressurized gas container 1 it now provides as it is in the partial cut of the 3rd and 4th it can be seen that an inner container 4th made of plastic, a so-called liner is formed, which ensures the tightness against the gas to be stored, for example hydrogen. This is with the connector 2 in the representation of the 3rd and 4th connected, welded in the case shown here. This entire structure then surrounds an outer shell 5 Made of a fiber-reinforced plastic material, which absorbs the mechanical load without even for that in the pressurized gas container 1 stored gas to be tight or to have to be tight. This structure is known in principle from the prior art.

Der Druckgasbehälter 1, wie er in der Darstellung der 1 zu erkennen ist, wird nun beispielsweise nach der Herstellung oder auch bereits während der Herstellung nach dem Verschweißen des Innenbehälters 4 mit dem Anschlussstück 2 beziehungsweise 3 an den Anschlussstücken 2 und 3 aufgenommen. Im Nachfolgenden wird nun ein entsprechendes Verfahren beschrieben welches die Nachteile der Schweißnähte, welche bei dem Verschweißen des Liners beziehungsweise Innenbehälters 4 mit dem Anschlussstück 2 oder 3 entstehen, verringert. Das Verschweißen kann dabei direkt erfolgen oder mittelbar, indem eine Zwischenlage oder ein Zwischenelement mit dem Innenbehälter 4 verschweißt wird, welches dann wiederrum mit dem Anschlussstück 2 verbunden ist. Beispielsweise kann das Anschlussstück 2 im Bereich, in dem es mit dem Innenbehälter 4 verschweißt werden soll mit einer Art Überzug aus Kunststoff versehen sein, welcher fest mit dem ansonsten aus Metall ausgebildeten Anschlussstück 2, 3 verbunden ist. Mit diesem wird dann der Innenbehälter 4 verschweißt.The pressurized gas container 1 as he did in the representation of the 1 can be seen, is now, for example, after production or even during production after welding the inner container 4th with the connector 2 respectively 3rd on the connectors 2 and 3rd recorded. In the following, a corresponding method will now be described which addresses the disadvantages of the weld seams that occur when the liner or inner container is welded together 4th with the connector 2 or 3rd arise, reduced. The welding can take place directly or indirectly by adding an intermediate layer or an intermediate element to the inner container 4th is welded, which then in turn with the connector 2 connected is. For example, the connector 2 in the area where it connects to the inner container 4th to be welded is to be provided with a type of coating made of plastic, which is fixed to the connecting piece, which is otherwise made of metal 2 , 3rd connected is. This then becomes the inner container 4th welded.

Ungeachtet dessen ist es nun so, dass durch den Vorgang des Verschweißens eine Schweißnaht beziehungsweise Schweißraupe entsteht, welche einerseits einen Querschnitt aufweist, welcher typischerweise über die Oberfläche nach Innen übersteht, und bei welcher andererseits aufgeschmolzenes Material aus einem Schweißspalt verdrängt wird. Diese beiden mechanischen Beeinflussungen führen dazu, dass es im Bereich der Schweißnaht zu einer hohen Kerbwirkung kommt, welche bei einer erhöhten Belastung durch Zug-, Scher- oder Druckspannungen im Übergangsbereich zwischen dem Innenbehälter 4 und dem Anschlussstück 2, 3 zu einem Versagen der Schweißnaht oder der die Schweißnaht umgebenden Bereiche führen kann. Eine Leckage des Druckgasbehälters 1 wäre dann die Folge. Um ebendies zu verhindern wird nun beispielsweise in der nachfolgend beschriebenen Art vorgegangen.Regardless of this, the process of welding creates a weld seam or weld bead which, on the one hand, has a cross section that typically protrudes inwardly beyond the surface, and in which, on the other hand, molten material is displaced from a welding gap. These two mechanical influences lead to a high notch effect in the area of the weld seam, which in the case of an increased load due to tensile, shear or compressive stresses in the transition area between the inner container 4th and the connector 2 , 3rd can lead to failure of the weld seam or the areas surrounding the weld seam. A leak in the pressurized gas container 1 would then be the result. In order to prevent this, the procedure described below is now used, for example.

Der Druckgasbehälter 1 wird entsprechend aufgenommen und beispielsweise über zwei Prismen im Bereich der Anschlussstücke 2, 3 entsprechend gelagert. Im Anschluss wird der Druckgasbehälter entlüftet und die typischerweise auf den Anschlussstücken 2, 3 angebrachten Schutzkappen werden abgeschraubt. Der Druckgasbehälter 1 wird dann auf der zu bearbeitenden Seite am Anschlussstück, hier beispielsweise dem Anschlussstück 2 vorgespannt, um so eine entsprechende Spannung auf der zu bearbeitenden Seite zu erreichen. Der Druckgasbehälter 1 wird anschließend ausgerichtet.The pressurized gas container 1 is picked up accordingly and, for example, via two prisms in the area of the connection pieces 2 , 3rd stored accordingly. The compressed gas container is then vented and typically on the connection pieces 2 , 3rd attached protective caps are unscrewed. The pressurized gas container 1 is then on the side to be processed on the connection piece, here for example the connection piece 2 pre-tensioned in order to achieve a corresponding tension on the side to be machined. The pressurized gas container 1 is then aligned.

In der Darstellung der 1 ist nun dargestellt wie dieses Ausrichten prinzipiell von statten gehen kann. Dafür ist ein Messroboter 6 angedeutet welcher über einen 3D-Taster 7 verschiedene Punkte an den Druckgasbehälter und insbesondere an dem Anschlussstück 2 abtastet. Anschließend erfolgt eine Ausrichtung des Anschlussstücks 2 anhand der erfassten Messwerte, woraufhin der Druckgasbehälter 1 über zumindest das Anschlussstück 2 in der ausgerichteten Position gespannt wird. Anschließend kann eine erneute Kontrollmessung mit dem 3D-Taster 7 erfolgen. Im Anschluss kann über in 3D-Taster ein Nullpunkt im Bereich einer definierten Fläche des Anschlussstücks 2 getastet werden, um die Bearbeitungswerkzeuge entsprechend genau positionieren zu können.In the representation of the 1 it is now shown how this alignment can be carried out in principle. That's what a measuring robot is for 6th indicated which points on the compressed gas container and in particular on the connection piece via a 3D button 7 2 scans. The connector is then aligned 2 based on the recorded measured values, whereupon the pressurized gas container 1 via at least the connector 2 is clamped in the aligned position. A new control measurement can then be carried out with the 3-D button 7. A zero point in the area of a defined area of the connection piece can then be set using the 3D button 2 can be keyed in order to be able to position the machining tools accordingly.

Nachfolgend wird jeweils eine Schutzhülse in die Anschlussöffnungen 8, 9 der Anschlussstücke 2, 3 eingeschraubt, um die dort typischerweise vorhandenen Gewinde beziehungsweise Feingewinde zu schützen. Dann werden Bearbeitungswerkzeuge durch diese Anschlussöffnungen 8, 9 der Anschlussstücke 2, 3 in das Innere des Druckgasbehälters 1 eingeführt. Dies ist in der Darstellung der 2 schematisch angedeutet wobei der mit 10 bezeichnete Pfeil ein Bearbeitungswerkzeug darstellen soll, welches durch die Anschlussöffnung 8 des Anschlussstücks 2 in das Innere des Druckgasbehälters 1 eingebracht und dort beispielsweise aus einer gestreckten Position in die hier dargestellte exzentrische Position umgeklappt werden kann, um eine Bearbeitung im Inneren des Druckgasbehälters 1 erreichen zu können. Durch das Anschlussstück 3 auf der gegenüberliegenden Seite wird nun ein Absaugrohr 11 eingeführt, welches gleichzeitig eine mit 12 bezeichnete Kamera aufweist. Die Absaugung wird dann entsprechend eingeschaltet, um bei der Bearbeitung von Schweißnähten im Bereich des Anschlussstücks 2 ein Absaugen von eventuellen Prozessgasen, Spänen, Dämpfen oder dergleichen zu erreichen. Über die Kamera 12 ist dabei eine visuelle Kontrolle des Bearbeitungsvorgangs sowie eine Dokumentation der erzielten Ergebnisse möglich.A protective sleeve is then inserted into each of the connection openings 8th , 9 the connectors 2 , 3rd screwed in to protect the threads or fine threads that are typically present there. Machining tools are then passed through these connection openings 8th , 9 the connectors 2 , 3rd into the interior of the pressurized gas container 1 introduced. This is in the representation of the 2 indicated schematically, the arrow denoted by 10 being intended to represent a machining tool which passes through the connection opening 8th of the connector 2 into the interior of the pressurized gas container 1 introduced and there, for example, can be folded over from an extended position into the eccentric position shown here in order to process the interior of the pressurized gas container 1 to be able to achieve. Through the connector 3rd there is now a suction tube on the opposite side 11 introduced, which at the same time has a designated 12 camera. The suction is then switched on accordingly, in order to be able to process weld seams in the area of the connection piece 2 to achieve extraction of any process gases, chips, vapors or the like. About the camera 12th It is possible to visually check the machining process and document the results achieved.

Wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist wird die Absaugung abgeschaltet, die Kamera 12, das Rohr 11 und das Bearbeitungswerkzeug 10 werden aus dem Druckgasbehälter 1 entfernt und der Druckgasbehälter 1 kann dann ausgespannt werden. Ergänzend kann nun eine Reinigung des Druckgasbehälters von eventuellen Spänen, Dämpfen oder dergleichen erfolgen beispielsweise über Druckluft. Auch eine weitere visuelle Kontrolle mittels der Kamera 12 oder einer weiteren Kamera ist denkbar. Abschließend werden dann die Schutzhülsen wieder entfernt und die originalen Schutzkappen auf die beiden Anschlussstücke 2, 3 aufgeschraubt.When the processing is finished, the suction is switched off, the camera 12th , the pipe 11 and the editing tool 10 are taken from the pressurized gas container 1 removed and the pressurized gas container 1 can then be stretched out. In addition, the compressed gas container can now be cleaned of any chips, vapors or the like, for example using compressed air. Another visual check using the camera 12th or another camera is conceivable. Finally, the protective sleeves are then removed again and the original protective caps on the two connection pieces 2 , 3rd unscrewed.

In der schematischen Schnittdarstellung eines Ausschnitts aus dem Druckgasbehälter 1 ist nun mit 13 der Bereich einer Verschweißung zwischen dem Innenbehälter 4 und dem Anschlussstück 2, sei es direkt, wie hier dargestellt oder mittelbar mit einem Zwischenelement, gekennzeichnet. Prinzipbedingt wird durch das Verschweißen eine Schweißnaht erzeugt, im Bereich welcher es zu überstehendem Material 14 kommt, welches in das Innere des Druckgasbehälters 1 ragt. Diese nach innen überstehenden Bereiche der Schweißnaht können nun in dem besonders belasteten Bereich am Übergang zwischen dem Innenbehälter 4 und dem Anschlussstück 2 zu einer mechanisch nicht befriedigenden Festigkeit aufgrund der Kerbwirkung führen. Über das hier nochmals angedeutete Bearbeitungswerkzeug 10 werden diese überstehenden Bereiche 14 der Schweißnaht also egalisiert, insbesondere abgetragen. Dieses Abtragen kann beispielsweise in der Art erfolgen, dass es sich bei dem Bearbeitungswerkzeug 10 um ein Schneidwerkezug handelt, über welches in der Art eines Drehens oder Fräsens die überstehenden Bereiche 14 der Schweißnaht entfernt werden. Dafür kann eine stufenweise Zustellung erfolgen, um lange Späne zu verhindern, sodass die Späne entsprechend gut über das in 2 angedeutete Rohr 11 abgesaugt werden können. Hierdurch lässt sich die Gefahr verringern, dass Späne im Inneren des Druckgasbehälters 1 zurückbleiben und diesen verunreinigen.In the schematic sectional view of a detail from the pressurized gas container 1 is now at 13 the area of a weld between the inner container 4th and the connector 2 , be it marked directly, as shown here, or indirectly with an intermediate element. Due to the principle of welding, a weld seam is created in the area in which there is protruding material 14th which comes into the interior of the pressurized gas container 1 protrudes. These inwardly protruding areas of the weld seam can now be in the particularly stressed area at the transition between the inner container 4th and the connector 2 lead to a mechanically unsatisfactory strength due to the notch effect. Via the editing tool indicated here again 10 become these protruding areas 14th the weld seam leveled out, in particular removed. This removal can take place, for example, in the manner that it is in the case of the machining tool 10 is about a cutting tool train which in the manner of turning or milling the protruding areas 14th the weld seam can be removed. For this, a step-by-step infeed can take place in order to prevent long chips, so that the chips can be easily transferred to the in 2 indicated tube 11 can be extracted. This reduces the risk of chips getting inside the pressurized gas container 1 stay behind and contaminate it.

Eine Alternative kann auch die Entfernung beziehungsweise Egalisierung der fertigungsbedingten Störflächen durch die überstehenden Bereiche 14 durch ein Verflüssigen und/oder Verdampfen dieser Bereiche sein. Hierfür kann als Bearbeitungswerkzeug 10 beispielsweise ein Laser eingesetzt werden, welcher direkt oder über Spiegel im Bereich des Bearbeitungswerkzeugs 10 in das Innere des Druckgasbehälters gelenkt wird. Durch ein solches Laserschweiß- beziehungsweise aufschmelzverfahren lässt sich das Material in den überstehenden Bereichen 14 beispielsweise aufschmelzen. Es kann dann durch Schwerkrafteinfluss oder durch Druck, beispielsweise die Beaufschlagung mit Druckluft, oder auch durch mechanische Maßnahmen wie beispielsweise das Glattstreichen mit einem Spatel oder ähnliches verteilt und abgetragen werden, sodass die Schweißnaht in der Art egalisiert wird, dass die überstehenden Bereiche 14 verschwinden. Alternativ dazu wäre es auch möglich über den Laserstrahl das Material in den überstehenden Bereichen 14 gänzlich zu verdampfen beziehungsweise zu sublimieren und es über das Rohr 11 mit der Abluft aus dem Druckgasbehälter 1 abzusaugen.An alternative can also be the removal or equalization of the production-related interfering surfaces through the protruding areas 14th be due to liquefaction and / or evaporation of these areas. This can be used as an editing tool 10 For example, a laser can be used, which is directly or via a mirror in the area of the processing tool 10 is directed into the interior of the pressurized gas container. Such a laser welding or melting process allows the material in the protruding areas 14th for example melt it. It can then be distributed and removed by the influence of gravity or pressure, for example the application of compressed air, or also by mechanical measures such as smoothing with a spatula or the like, so that the weld seam is leveled out in such a way that the protruding areas 14th disappear. Alternatively, it would also be possible to use the laser beam to touch the material in the protruding areas 14th to evaporate or sublimate completely and it over the tube 11 with the exhaust air from the pressurized gas container 1 suction.

Ungeachtet welches der genannten Verfahren letztlich eingesetzt wird, führt dies immer zu dem in 4 schematisch angedeuteten Ergebnis. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass im Bereich der Verschweißung 13 kein überstehendes Material mehr vorhanden ist, und dass hier eine relativ ideale Geometrie erzielt werden kann. Hierdurch lässt sich die Kerbwirkung quasi gänzlich vermeiden, sodass es durch die verbesserte Geometrie am Übergangsbereich zwischen dem Innenbehälter 4 und dem Anschlussstück 2, oder auf der gegenüberliegenden Seite mit dem Anschlussstück 3, zu einer Steigerung der Robustheit und Dauerfestigkeit des Druckgasbehälters 1, insbesondere bei häufigen Druckwechseln, kommt.Regardless of which of the named methods is ultimately used, this always leads to the in 4th schematically indicated result. In this illustration it can be seen that in the area of the weld 13th there is no longer any protruding material, and that a relatively ideal geometry can be achieved here. As a result, the notch effect can be virtually completely avoided, so that it is due to the improved geometry at the transition area between the inner container 4th and the connector 2 , or on the opposite side with the connector 3rd , to increase the robustness and fatigue strength of the pressurized gas container 1 , especially with frequent pressure changes.

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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 (10)

Verfahren zum Verbinden eines Innenbehälters (4) mit einem Anschlussstück (2, 3) bei einem Typ IV-Druckgasbehälter (1), bei welchem der Innenbehälter mit dem Anschlussstück (2, 3) direkt oder mittelbar verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschweißen beim Verschweißen entstehende ins Innere des Druckgasbehälters (1) überstehende Bereiche (14) der Schweißnaht abgetragen werden, um den Bereich der Schweißnaht zu glätten.Method for connecting an inner container (4) to a connection piece (2, 3) in a type IV pressurized gas container (1), in which the inner container is welded directly or indirectly to the connection piece (2, 3), characterized in that after Areas (14) of the weld seam that protrude into the interior of the pressurized gas container (1) during welding are removed in order to smooth the area of the weld seam. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen der überstehenden Bereiche (14) der Schweißnaht durch mechanisches Abtragen erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the protruding areas (14) of the weld seam are removed by mechanical removal. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Abtragen als Fräsen ausgeführt wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the mechanical removal is carried out as milling. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen durch Aufschmelzen der überstehenden Bereiche (14) der Schweißnaht erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the removal takes place by melting on the protruding areas (14) of the weld seam. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgeschmolzene Material durch Schwerkraft, Druck und/oder mechanische Hilfsmittel abgetragen und/oder geglättet wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the melted material is removed and / or smoothed by gravity, pressure and / or mechanical aids. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgeschmolzene Material verdampft und abgesaugt wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the melted material is evaporated and sucked off. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeeintrag mittels Laser erfolgt.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the heat input takes place by means of a laser. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasbehälter (1) zwei Anschlussstücke (2, 3) aufweist, wobei durch eine Anschlussöffnung (8) in dem einem der Anschlussstücke (2) wenigstens ein Werkzeug (10) zum Abtragen der überstehenden Bereiche (14) der Schweißnaht zugeführt wird, und über eine Anschlussöffnung (9) in dem anderen der Anschlussstücke (3) eine Kamera (12) zugeführt wird, um den Abtrag und das Bearbeitungsergebnis visuell zu überwachen.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the pressurized gas container (1) has two connection pieces (2, 3), at least one tool (10) for removing the protruding areas (14) of the weld seam through a connection opening (8) in one of the connection pieces (2) is fed, and a camera (12) is fed via a connection opening (9) in the other of the connection pieces (3) in order to visually monitor the removal and the processing result. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasbehälter (1) während des Abtrags der überstehenden Bereiche (14) der Schweißnaht in diesem Bereich vorgespannt wird.Method according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the pressurized gas container (1) is pretensioned in this area during the removal of the protruding areas (14) of the weld seam. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussöffnungen (8, 9) der Anschlusstücke (2, 3) während des Abtragens des Materials mit Schutzhülsen versehen werden.Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that the connection openings (8, 9) of the connection pieces (2, 3) are provided with protective sleeves while the material is being removed.
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