DE19528432B4 - Anordnung eines Behälters in einem Hohlraum - Google Patents

Abstract

Anordnung eines Behälters in einem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (9) des Behälters (8; 20) zu den hohlraumbegrenzenden Wänden (2, 3) beabstandet sind und zwischen Behälter (8; 20) und hohlraumbegrenzenden Wänden (2, 3) Mittel (10; 26) vorgesehen sind, deren Volumen sich durch Wärmeeinbringung bleibend vergrößern läßt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines Behälters in einem Hohlraum.
• Aus der DE 89 04 166 U1 ist ein Behälter für die Aufnahme von Flüssigkeiten bekannt. Der Behälter ist als Kunststoffinnentank ausgebildet und in den Hohlraum des Rahmenlängsträgers eines Gabelstaplers eingesetzt. Durch diese Anordnung kann darauf verzichtet werden, den Hohlraum selbst flüssigkeitsdicht auszuführen und frei von Verunreinigungen zu halten. Der Behälter kann entsprechend dem Anwendungszweck aus einem Material ausgeführt werden, das die jeweiligen Anforderungen an die Korrosions-, Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit erfüllt. Nachteilig bei derartigen Behältern ist jedoch, daß Relativbewegungen zwischen dem Behälter und den Wänden des Hohlraumes stattfinden. Diese Relativbewegungen werden je nach Füllstand des Behälters durch Schwappbewegungen der Flüssigkeit verstärkt. Hierdurch kommt es zu unerwünschter Geräuschentwicklung. Bei dünnwandigen Behältern können die Relativbewegungen ein Durchscheuern der Behälterwände bewirken. Bei beschichteten Hohlraumwänden kann die Beschichtung durch die Scheuerbewegungen des Behälters abgetragen werden. Außerdem besteht die Gefahr von Spaltkorrosion zwischen dem Innentank und den in der Regel metallischen Hohlraumwänden.
• Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile der bekannten Behälteranordnung zu beseitigen.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Kerngedanke ist es dabei, einen entsprechend dimensionierten Behälter mit Abstand zu den Wänden des Hohlraumes anzuordnen und zur Einhaltung eines gleich bleibenden Abstandes Mittel vorzusehen, die als Abstandshalter wirken. Diese Mittel, nachfolgend auch als Einlagen bezeichnet, werden zunächst zusammen mit dem Behälter in den Hohlraum eingebracht. Hierbei befinden sich die Einlagen in ihrem Ausgangszustand, in dem sie ein Volumen besitzen, das ein Einsetzen des Behälters ohne Vorspannung ermöglicht. Anschließend werden die Einlagen erwärmt, wodurch sie sich ausdehnen und nachfolgend aushärten und somit ihre expandierte Form dauerhaft beibehalten. Durch die Thermoaktivierung der Einlagen kann also der Behälter mit einer gewissen Vorspannung innerhalb des Hohlraums spielfrei fixiert werden. Damit werden Relativbewegungen zwischen dem Behälter und den Wänden des Hohlraumes ausgeschlossen und Beschädigungen des Behälters und/oder der Beschichtung der Wände des Hohlraumes vermieden. Die Einlagen wirken auch als akustische Entkoppelung.
• Zwar ist aus der DE 42 27 393 A1 ein Träger bekannt, der sich aus einem Leichtstoffkern und einem äußeren metallischen Hohlkörper zusammensetzt. Um einen Korrosionsschutz an der Innenseite des Hohlkörpers zu erreichen, ist zwischen dem Leichtstoffkern und dem Hohlkörper eine elektrisch leitende Schicht aus einem Opfermetall sowie ein Mantel aus einem durch Wärmezufuhr aufschäumbaren Material vorgesehen. Bei Wärmezufuhr drückt der sich ausdehnende Mantel die Opfermetallschicht gegen die Innenfläche des Hohlkörpers, so dass der für einen kathodischen Korrosionsschutz erforderliche Kontakt der zu schützenden Innenfläche mit dem Opfermetall hergestellt wird. Im Unterschied zur vorliegenden Erfindung ist aus der DE 42 27 393 A1 jedoch keine Anordnung eines Behälters in einem Hohlraum bekannt, bei der zwischen den Außenwänden des Behälters und den Innenwänden des Hohlraums Mittel vorgesehen sind, die sich durch Wärmezufuhr ausdehnen und dadurch den Behälter im Inneren des Hohlraums spielfrei fixieren.
• Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 betrifft "gebaute" Hohlräume, in die der Behälter in einfacher Weise vor dem Zusammenfügen der einzelnen Teile eingesetzt wird. Der Behälter kann hierbei an die Geometrie des Hohlraumes angepasst werden, wodurch das Volumen des Hohlraumes bestmöglich ausgenutzt werden kann. Durch das Einlegen des Behälters vor dem Zusammenfügen der Teile (z. B. durch Schweißen, Schrauben, Nieten, Löten etc.) stellen abstehende Behälterbereiche, die der Befüllung des Behälters bzw. der Entnahme des Mediums aus dem Behälter dienen, kein Hindernis dar.
• Gemäß Anspruch 3 kann der Behälter alternativ in einen bereits bestehenden Hohlraum, z. B. in ein Rohr, ein Strangpressprofil etc. eingeschoben werden. Auch die nachträgliche Einbringung eines Behälters im Sinne einer Nachrüstlösung ist möglich. In besonderer Weise eignen sich hierfür Hohlräume mit gleich bleibendem Querschnitt. Um die Einlagen zusammen mit dem Behälter in den Hohlraum einbringen zu können, sind die Einlagen beispielsweise durch Stoffschluss (z. B. Verklebung) oder durch Formschluss (z. B. in Vertiefungen des Behälters eingesteckte Einlagen) an den Behälter anzubinden.
• Die Anwendung der Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen gemäß Anspruch 4, bietet eine Reihe von Vorteilen. Durch die gestiegenen Anforderungen an Komfort und Sicherheit ist eine immer größere Anzahl von Aggregaten und Komponenten in einem Personenkraftwagen unterzubringen. Der hierfür zur Verfügung stehende Platz im Motor-, Innen- und Kofferraum ist jedoch begrenzt. Es bietet sich daher an, bisher ungenutzte Hohlräume des Fahrzeugaufbaus für die Unterbringung insbesondere von Flüssigkeiten und Gasen in speziell dafür vorgesehenen Behältern zu nutzen. In der Regel werden die erfindungsgemäßen Behälter dabei vor dem Zusammenbau des Fahrzeugaufbaus in den betreffenden Karosseriebereich eingelegt und die einzelnen Bleche, die den Hohlraum bilden, anschließend durch Punktschweißen miteinander verbunden. Hierdurch ist eine optimale Bauraumausnutzung möglich (siehe Anspruch 2). Daneben ist auch das Einschieben eines Behälters in einen bereits bestehenden Hohlraum mit in etwa gleichbleibendem Querschnitt möglich (siehe Anspruch 3).
• Die Behälter können beispielsweise Scheibenwaschflüssigkeit, Kraftstoff, Öl oder Druckluft aufnehmen.
• Gemäß Anspruch 5 wird die für die Thermoaktivierung der Einlagen erforderliche Wärmeeinbringung in besonders vorteilhafter Weise ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang und ohne zusätzlichen Energieaufwand erzielt. Während des Lackierens durchläuft der Fahrzeugaufbau wenigstens einen Lackierofen mit einer Temperatur von ca. 150°C. Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß die Befüll- und Entnahmeöffnungen des Behälters während des Lackiervorgangs abgedeckt werden. An den Behälter anzubringende Anbauteile (z. B. Schläuche) sind vorteilhafterweise nach dem Aushärten der Einlagen anzubringen, wenn der Behälter seine endgültige Position eingenommen hat.
• Der erfindungsgemäße Behälter ist vor allem zur Aufnahme von Flüssigkeiten und Gasen, aber auch von Festkörper-Partikeln geeignet.
• In der Zeichnung sind zwei mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematisierter Darstellung wiedergegeben. Es zeigt:
• 1 einen in ein Trägerprofil eines Fahrzeugaufbaus eingeschobenen Behälter in perspektivischer Schnittdarstellung und
• 2 einen Waschwasserbehälter im Stirnwandbereich eines Fahrzeuges im Querschnitt.
• In 1 ist ein im Querschnitt etwa rechteckförmiger Träger 1 eines Fahrzeugaufbaus dargestellt, dessen horizontale und vertikale Wände 2 bzw. 3 zusammen mit einer seitlichen Blechstruktur 5 (nur eine Seite dargestellt) einen Hohlraum 4 einschließen. Der Träger 1 ist über einen Befestigungsflansch 6 durch Punktschweißung mit der Blechstruktur 5 verbunden. Die Schweißpunkte 7 in 1 symbolisieren die Punktschweißverbindung. In den Träger 1 ist ein Behälter 8 zur Aufnahme einer Flüssigkeit eingelegt, dessen Wände 9 zu den Wänden 2 und 3 des Trägers 1 beabstandet sind. Der Abstand wird durch Einlagen 10 gewährleistet, die beispielsweise quaderförmig sind. Alternativ können die Einlagen zylinderförmig sein. Eine weitere Möglichkeit besteht z. B. dann, eine im Querschnitt dreieckförmige Einlage mit ihrer Längskante in eine entsprechende dreieckförmige Ausnehmung von Träger 1 oder Behälter 8 einzulegen.
• Der Behälter 8 wird in einem ersten Schritt zusammen mit den durch Wärme aktivierbaren Einlagen 10 in den Träger 1 eingeschoben. Anschließend erfolgt die Punktverschweißung zwischen Träger 1 und den seitlichen Blechstrukturen 5. Nach Abschluß des Rohbaus wird die Fahrzeugkarosserie lackiert. Hierbei durchläuft die Karosserie einen Lackierofen, in dem die gesamte Blechstruktur und damit auch die Einlagen 10 auf eine Temperatur von ca. 150°C erwärmt werden. Hierbei dehnen sich die Einlagen 10 auf ein Mehrfaches ihres ursprünglichen Volumens aus. Im weiteren Verlauf der Wärmebehandlung erfolgt dann die Aushärtung der Einlagen 10, wodurch wird der Behälter 8 innerhalb des Trägers 1 in seiner Lage bleibend fixiert wird.
• 2 erläutert die erfindungsgemäße Behälteranordnung anhand eines Waschwasserbehälters 20, der eine Scheibenwaschflüssigkeit 21 zur Reinigung der Windschutzscheibe, der Scheinwerferabdeckungen etc. aufnimmt. Der Behälter 20 ist hierbei in einem Hohlraum 22 einer Kraftfahrzeugkarosserie untergebracht, der von einem Querträger in Form einer etwa C-förmigen Trägerstruktur 24 und einer Stirnwand 25 gebildet wird. Der Behälter 20 wird vor dem Zusammenfügen der Trägerstruktur 24 und der Stirnwand 25 eingelegt. Zylindrische, durch Wärme akti vierbare Einlagen 26 stellen einen Abstand zwischen dem Behälter 20 und der Trägerstruktur 24 her. Der Pfeil 27 kennzeichnet die Montagerichtung. Ein Befüllstutzen 28 sowie eine Entnahmevorrichtung 29 lassen sich ohne Probleme durch entsprechende Aussparungen in der Trägerstruktur 24 realisieren. Nach dem Einlegen des Behälters 20 wird die Trägerstruktur 24 entlang ihres Befestigungsflansches 30 mit der Stirnwand 25 im Punktschweißverfahren verbunden. Wie bereits oben beschrieben, durchläuft die im Rohbau fertiggestellte Fahrzeugkarosserie anschließend eine Lackieranlage, in der die Einlagen 26 in Folge der hohen Temperaturen im Lackierofen ein Mehrfaches ihres ursprünglichen Volumens annehmen, dabei aushärten und somit den Behälter 20 innerhalb der Trägerstruktur 24 bleibend fixieren.
• Die durch Wärme aktivierbaren Einlagen 10 werden beispielsweise von der Firma YMOS, Belgien, auf der Basis des Granulats EX 250-S5 der Firma EXXON im Spritzgußverfahren hergestellt, so daß für die Einlage nahezu beliebige geometrische Formen und Abmessungen möglich sind. So können die Einlagen 10 z. B. scheiben-, kugel-, zylinder- oder quaderförmig sein. Ebenso ist es möglich, Schnappeinrichtungen zum Einsetzen der Einlagen 10 in entsprechende Rasteinrichtungen am Träger 1 oder dem Behälter 8 vorzusehen. Der Blähgrad, d. h. das Volumenverhältnis nach Erwärmung gegenüber dem Ausgangszustand, ist abhängig von der Höhe der Temperatur und der Verweildauer und beträgt beispielsweise bei einer Erwärmung auf 185°C über der Zeitdauer von 15 Minuten ca. 400% .

Claims (5)

1. Anordnung eines Behälters in einem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (9) des Behälters (8; 20) zu den hohlraumbegrenzenden Wänden (2, 3) beabstandet sind und zwischen Behälter (8; 20) und hohlraumbegrenzenden Wänden (2, 3) Mittel (10; 26) vorgesehen sind, deren Volumen sich durch Wärmeeinbringung bleibend vergrößern läßt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum durch das Zusammenfügen von mindestens zwei Teilen entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (26) vor dem Zusammenfügen der Teile (24, 25), die den Hohlraum (22) bilden, zwischen die Teile (24, 25) und den Behälter (20) eingebracht werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (10) zusammen mit dem Behälter (8) in einen vorgegebenen Hohlraum (4) eingeführt werden.
4. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4; 22) von Teilen (1, 5; 24, 25) eines Fahrzeugaufbaus gebildet wird.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeeinbringung während des Lackierens des Fahrzeugaufbaus erfolgt.