DE202015102776U1

DE202015102776U1 - Pressure vessel, in particular compressed air tank for storing compressed air of a compressed air-operated braking system of a commercial vehicle

Info

Publication number: DE202015102776U1
Application number: DE202015102776.1U
Authority: DE
Original assignee: Frauenthal Automotive Management GmbH
Current assignee: Frauenthal Automotive Elterlein GmbH
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-08-30
Anticipated expiration: 2025-05-30

Abstract

Druckbehälter, insbesondere Druckluftbehälter (1) zur Speicherung von Druckluft eines druckluftbetriebenen Bremssystems eines Nutzfahrzeuges, der einen rohrförmigen Mantelbereich (2) aufweist, der sich entlang einer Längsachse (A) des Druckluftbehälters (1) erstreckt, wobei sich an den Mantelbereich (2) zwei Böden (3) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelbereich rohrförmig mit einem unrunden Querschnitt mit zumindest bereichsweise unterschiedlichen Krümmungen ausgebildet ist, so dass der Querschnitt des Mantelbereiches (2) eine Breite (b) und eine im Vergleich dazu geringere Höhe (h) aufweist.Pressure vessel, in particular compressed air tank (1) for storing compressed air of a compressed air-operated braking system of a commercial vehicle having a tubular jacket portion (2) extending along a longitudinal axis (A) of the compressed air tank (1), wherein two to the shell region (2) Connecting floors (3), characterized in that the jacket region is tubular with a non-circular cross-section with at least partially different curvatures, so that the cross section of the jacket region (2) has a width (b) and a lower compared height (h) ,

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter, insbesondere Druckluftbehälter zur Speicherung von Druckluft eines druckluftbetriebenen Bremssystems eines Nutzfahrzeuges nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. The invention relates to a pressure vessel, in particular compressed air tank for storing compressed air of a compressed air-operated brake system of a commercial vehicle according to the preamble of the first claim.

Druckluftbehälter für Fahrzeuge weisen einen rohr- bzw. zylinderförmigen Mantel auf, der an beiden Enden durch angeschweißte Böden verschlossen ist. Zumindest ein Boden und/oder der Mantel sind mit wenigstens einer Bohrung versehen, an die sich Anschlusselemente, z.B. in Form eines Gewinderings bzw. Anschlussstutzens und ggf. auch meist konsolenartige Halterungen anschließen. Compressed air tank for vehicles have a tubular or cylindrical shell, which is closed at both ends by welded-bottoms. At least one bottom and / or the jacket are provided with at least one bore to which are attached connecting elements, e.g. in the form of a threaded ring or connecting piece and possibly also console-like brackets.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 020 385 A1 ist ein Druckluftbehälter für Nutzfahrzeuge sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung bekannt, wobei die Böden durch Laserschweißen mit dem zylindrischen Mantel verbunden werden. From the publication DE 10 2009 020 385 A1 is a compressed air tank for commercial vehicles and a method and apparatus for its preparation is known, wherein the floors are connected by laser welding to the cylindrical shell.

Ein Druckbehälter in Form eines Straßenfahrzeugtransportbehälters, wie Tankwagenauflieger oder für Tankcontaineranordnungen wird in DE 10 2008 064 364 A1 beschrieben. Dieser weist einen Mantel auf, der mehrteilig aus nebeneinander liegenden teilzylindrischen Mantelschalengebildet wird, die eine in Längsrichtung verlaufende Sicke aufweisen und dessen Stirnenden jeweils mit einem gewölbten Boden verschlossen sind. Zwischen den teilzylindrischen Schalen ist ein insbesondere als ebene Wand ausgebildetes Zugelement angeordnet, dessen oberer bzw. unterer Rand in den oberen bzw. unteren Sickenbereich hineinragt bzw. diesen durchsetzt. Weiterhin ist ein die Mantelschalen und das Zugelement verbindendes in Längsrichtung verlaufendes Schalenelement vorgesehen, das wenigstens abschnittsweise mit den Mantelschalen und mit dem insbesondere abgekanteten Rand des Zugelements fest verbunden ist, so dass im Sickenbereich eine Trägerstruktur gebildet wird. A pressure vessel in the form of a road vehicle transport container, such as tanker trailer or for tank container arrangements is in DE 10 2008 064 364 A1 described. This has a jacket which is formed in several parts from adjacent part-cylindrical jacket shells, which have a longitudinally extending bead and whose front ends are each closed by a curved bottom. Between the part-cylindrical shells, a tension element, designed in particular as a flat wall, is arranged, the upper or lower edge of which projects into the upper or lower bead area or passes through it. Furthermore, a longitudinally extending shell element connecting the shell shells and the tension element is provided, which is firmly connected at least in sections to the shell shells and to the edge of the tension element which is in particular folded, so that a support structure is formed in the bead area.

Ähnliche Lösungen von Druckbehältern als Transportbehälter für einen Sattelzug sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 29 51 554 A1 , DE 36 06 247 C1 und DE 696 32 342 T2 bekannt. Nachteilig ist der mehrteilige Aufbau des Mantels aus zwei teilzylindrischen Bereichen, die über einen Zuganker miteinander verbunden sind. Diese zum Transport vorgesehenen sehr großen Druckbehälter sind zum Einsatz als Druckluftbehälter zur Speicherung von Druckluft eines druckluftbetriebenen Bremssystems eines Nutzfahrzeuges nicht geeignet. Similar solutions of pressure vessels as a transport container for a semitrailer are for example from the publications DE 29 51 554 A1 . DE 36 06 247 C1 and DE 696 32 342 T2 known. A disadvantage is the multi-part construction of the shell of two part-cylindrical areas which are interconnected via a tie rod. These provided for transport very large pressure vessel are not suitable for use as a compressed air tank for storing compressed air of a compressed air-driven braking system of a commercial vehicle.

Es existiert in vielen Anwendungsfällen insbesondere bei Anwendungen für Druckluftbehälter für Bremssysteme von Nutzfahrzeugen ein eingeschränkter Bauraum, so dass ein zylindrischer Druckluftbehälter für diesen zu groß baut. There is a limited space in many applications, especially in applications for compressed air tanks for braking systems of commercial vehicles, so that a cylindrical compressed air tank builds too large for this.

Es sind auch andere Behälterformen bekannt, z.B. wird in der Druckschrift CH 193873 eine Druckgaskammer einer Azetylen Druckgaserzeugungsanlage beschrieben, welche in der Form eines aufrecht stehenden Ovals mit umfangsseitig gleicher Wanddicke ausgebildet ist. There are also other container forms known, for example, is in the document CH 193873 a pressure gas chamber of an acetylene pressure gas generating plant described which is formed in the shape of an upright oval with circumferentially same wall thickness.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Druckbehälter, insbesondere Druckluftbehälter zur Speicherung von Druckluft eines druckluftbetriebenen Bremssystems eines Nutzfahrzeuges zu entwickeln, der einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, auch bei einem geringen Bauraum einsetzbar ist und hohen Drücken standhält. The object of the invention is to develop a pressure vessel, in particular compressed air tank for storing compressed air of a compressed air brake system of a commercial vehicle, which has a simple structural design, even with a small space is used and withstands high pressures.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. This object is solved by the characterizing features of the first claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Der Druckbehälter ist bevorzugt in Form eines Druckluftbehälter zur Speicherung von Druckluft eines druckluftbetriebenen Bremssystems eines Nutzfahrzeuges ausgebildet und weist einen Mantelbereich auf, der sich entlang einer Längsachse des Behälters erstreckt, wobei sich an den Mantelbereich zwei Böden anschließen und der Mantelbereich erfindungsgemäß rohrförmig mit einem unrunden Querschnitt mit zumindest bereichsweise unterschiedlichen Krümmungen ausgebildet ist, so dass der Querschnitt des Mantelbereiches eine Breite und eine im Vergleich dazu geringere Höhe aufweist. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu herkömmlichen Druckgasbehältern mit rundem Querschnitt bei im Wesentlichen gleichen Volumen eine flachere Bauform, die dem oft beschränkten Bauraum des Nutzfahrzeuges Rechnung trägt. Bevorzugt ist der Querschnitt des Mantelbereiches senkrecht zur Längsachse des Druckluftbehälters oval ausgebildet. Dabei kann erfindungsgemäß der ovale Querschnitt nur aus Kreisbögen oder auch aus Kreisbögen und Geradenstücken zusammengesetzt sein. Bevorzugt ist der ovale Querschnitt des Mantelbereiches symmetrisch ausgebildet. In einer bevorzugten Variante ist der Querschnitt des Mantelbereiches elliptisch ausgebildet. The pressure vessel is preferably designed in the form of a compressed air tank for storing compressed air of a compressed air-operated brake system of a commercial vehicle and has a jacket region which extends along a longitudinal axis of the container, whereby two bottoms adjoin the jacket region and the jacket region according to the invention is tubular with a non-circular cross section is formed with at least partially different curvatures, so that the cross section of the cladding region has a width and a comparatively lower height. This results in comparison to conventional compressed gas tanks with a round cross-section at substantially the same volume a flatter design, which takes into account the often limited space of the commercial vehicle. Preferably, the cross section of the jacket area is formed perpendicular to the longitudinal axis of the compressed air tank oval. In this case, according to the invention, the oval cross-section can be composed only of circular arcs or of circular arcs and straight sections. Preferably, the oval cross section of the cladding region is formed symmetrically. In a preferred variant, the cross section of the cladding region is elliptical.

Vorzugsweise weist der Mantelbereich des Druckbehälters einen Querschnitt auf, bei dem zwischen zwei sich gegenüberliegenden Bereichen mit einem ersten Krümmungsverlauf zwei Bereiche mit einem im Vergleich zum ersten Krümmungsverlauf stärker gekrümmten zweiten Krümmungsverlauf angeordnet sind. The jacket region of the pressure vessel preferably has a cross section in which two regions with a second curvature curve that is more curved than the first curve curve are arranged between two opposing regions having a first curvature profile.

Bevorzugt ist der Mantelbereich senkrecht zur Behälterlängsachse oval ausgebildet oder aus unterschiedlichen größeren und kleineren Radien zusammengesetzt, so dass sich ein nicht kreisförmiger Querschnitt aber dennoch ein gebogener Querschnittsverlauf ergibt. Da in den Bereichen des Mantels, die einen kleinen Krümmungsradius aufweisen, unter Innendruckbeanspruchung hohe Zug-Spannungen in der Innenfaser am Behältermantel auftreten, besteht bei einer hohen Druckbeanspruchung die Gefahr, dass die kleinste Krümmungsbereiche (bzw. der Bereich mit dem geringsten Radius) der Behälterwand aufgebogen wird, wodurch Zugspannungen auf der Innenseite dieser Bereiche entstehen. Daher ist es vorteilhaft, dass der Mantelbereich in den Bereichen mit dem zweiten Krümmungsverlauf (in Bereichen mit geringem Krümmungsradius im Mantelbereich) eine größere Wandstärke aufweist, als in den Bereichen mit dem ersten Krümmungsverlauf. Preferably, the jacket region is oval or formed perpendicular to the container longitudinal axis composed of different larger and smaller radii, so that there is a non-circular cross-section but still a curved cross-sectional profile. Since in the areas of the shell, which have a small radius of curvature, high tensile stresses occur in the inner fiber on the container shell under internal pressure, there is a risk that the smallest curvature areas (or the area with the smallest radius) of the container wall at a high compressive stress is bent, which creates tensile stresses on the inside of these areas. Therefore, it is advantageous that the cladding region has a greater wall thickness in the regions with the second curvature profile (in regions with a small curvature radius in the cladding region) than in the regions with the first curvature profile.

Die Herstellung des Mantelbereiches kann dabei beispielsweise aus einem Blech durch Walzen mit einer CNC-gesteuerten Walz-Maschine erfolgen wobei beim Walzen unterschiedliche Materialdicken des Behältermantels über dessen späteren Umfang einstellbar sind. Dann erfolgt das Längsnahtschweißen zur Herstellung des Mantelrohres mit ovalem Querschnitt und ggf. mit erhöhter Wanddicke in den Bereichen mit der kleinsten Krümmung bzw. dem kleinsten Radius. Danach werden der Mantel und die der Querschnittsform des Mantels angepassten Böden miteinander verschweißt, z.B. durch Rundnaht-Schweißen auf einer modifizierten Anlage (z.B. mit einem radial zur Behälterachse bewegliche Brenner) Dabei kann der Mantelbereich durch Abstützungselemente an seiner Innenseite und/oder seiner Außenseite verstärkt bzw. abgestützt sein. The production of the jacket area can take place, for example, from a metal sheet by rolling with a CNC-controlled rolling machine, wherein different material thicknesses of the container jacket can be set over the latter circumference during rolling. Then the longitudinal seam welding for the production of the jacket tube with oval cross-section and possibly with increased wall thickness in the areas with the smallest curvature or the smallest radius. Thereafter, the shell and the bottoms adapted to the cross-sectional shape of the shell are welded together, e.g. by circular seam welding on a modified installation (for example with a burner which can be moved radially relative to the container axis) In this case, the jacket area can be reinforced or supported by support elements on its inside and / or outside.

Beispielsweise kann der Mantelbereich durch eine oder mehrere außen angebrachte umfangsseitig umlaufende erste Verstärkungsstrukturen abgestützt sein. Die Verstärkungsstrukturen werden vor oder nach dem Verbinden der Böden mit dem Mantelbereich an dem Mantelbereich befestigt, z.B. durch Schweißen, Löten, Kleben oder auch durch eine kraftschlüssige Fügeverbindung. For example, the cladding region can be supported by one or more externally attached circumferentially encircling first reinforcement structures. The reinforcing structures are secured to the shell region before or after bonding the bottoms to the shell region, e.g. by welding, soldering, gluing or by a frictional joint connection.

Die umlaufenden ersten Verstärkungsstrukturen sind bevorzugt rippenartig ausgebildet, in gleichen oder unterschiedlichen Abständen auf dem Mantelbereich angeordnet und erstrecken sich senkrecht zur Längsachse des Druckbehälters. Die ersten Verstärkungsstrukturen können umfangsseitig insbesondere rechteckig ausgebildet sein. Es besteht die Möglichkeit, dass der Druckbehälter über eine oder mehrere erste Verstärkungsstrukturen am Nutzfahrzeug befestigt ist. Dazu können die Verstärkungsstruktur/en, die zur Befestigung dienen, auch konstruktiv entsprechend anders ausgestaltet sein, als die Verstärkungsstrukturen, die nicht zur Befestigung dienen. The circumferential first reinforcing structures are preferably rib-like, arranged at the same or different distances on the jacket area and extend perpendicular to the longitudinal axis of the pressure vessel. The first reinforcing structures may be formed on the circumference, in particular rectangular. There is the possibility that the pressure vessel is fastened to the utility vehicle via one or more first reinforcement structures. For this purpose, the reinforcing structure (s) used for attachment may also be of a different design than the reinforcing structures which do not serve for attachment.

Zusätzlich oder alternativ kann der Mantelbereich durch eine oder mehrere innen angebrachte zweite Verstärkungsstrukturen abgestützt werden. Additionally or alternatively, the cladding region can be supported by one or more internally mounted second reinforcement structures.

Bevorzugt ist wenigstens eine zweite wandartige Verstärkungsstruktur zwischen den sich gegenüberliegenden Bereichen des Mantelbereiches mit dem ersten Krümmungsverlauf angeordnet, die mit den Innenseiten des Mantelbereiches verbunden oder mit dem Mantelbereich einteilig ausgebildet ist. Die zweite Verstärkungsstruktur kann dabei eine oder mehrere Öffnungen aufweisen. Preferably, at least one second wall-like reinforcing structure is arranged between the mutually opposite regions of the jacket region with the first curvature profile, which is connected to the insides of the jacket region or formed integrally with the jacket region. The second reinforcing structure may have one or more openings.

Der Mantelbereich und die Böden und/oder die erste und/oder zweite Verstärkungsstruktur bestehen bevorzugt aus metallischem Werkstoff wie z.B. Stahl oder Aluminium. Alternativ kann auch Kunststoff, faserverstärkter Kunststoff oder eine Kombination der vorgenannten Materialien (Stahl, Aluminium, Kunststoff, faserverstärkter Kunststoff) zum Einsatz kommen. The sheath region and the bottoms and / or the first and / or second reinforcement structure are preferably made of metallic material, e.g. Steel or aluminum. Alternatively, plastic, fiber-reinforced plastic or a combination of the aforementioned materials (steel, aluminum, plastic, fiber-reinforced plastic) can be used.

Dabei ist es auch möglich, dass die erste und/oder zweite Verstärkungsstruktur aus einem anderen Material besteht als der Mantelbereich und die Böden. It is also possible that the first and / or second reinforcing structure consists of a different material than the cladding region and the floors.

Bevorzugt bestehen der Mantelbereich, die Böden und die erste und/oder zweite Verstärkungsstruktur aus Stahl oder Aluminium und sind miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Preferably, the cladding region, the bottoms and the first and / or second reinforcing structure of steel or aluminum and are connected to each other cohesively, in particular welded.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die ersten und/oder zweiten Verstärkungsstrukturen einteilig mit dem Mantelbereich ausgebildet sind, dies kann beispielsweise realisiert werden, wenn der Mantelbereich mit den Verstärkungsstrukturen durch Druckguss (z.B. Aludruckguss) aus Metall oder durch Spritzgießen aus Kunststoff oder auch durch andere geeignete Fertigungsverfahren hergestellt wird. Furthermore, there is the possibility that the first and / or second reinforcing structures are integrally formed with the cladding region, this can be realized, for example, if the cladding region with the reinforcing structures by die casting (eg aluminum pressure casting) made of metal or by injection molding of plastic or by other suitable Manufacturing process is produced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show it:

1 eine ISO Ansicht des erfindungsgemäßer Druckluftbehälters, 1 an ISO view of the inventive compressed air tank,

2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Druckluftbehälters senkrecht zur Längsachse mit einem Beispielprofil aus Kreisabschnitten, 2 a side view of the compressed air tank according to the invention perpendicular to the longitudinal axis with an example profile of circular sections,

3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Druckluftbehälters senkrecht zur Längsachse mit einem Beispielprofil in der Art einer Ellipse, 3 3 is a side view of the compressed air tank according to the invention perpendicular to the longitudinal axis with a sample profile in the manner of an ellipse,

4 eine ISO Ansicht eines Druckluftbehälters mit einer äußeren Verstärkungsstruktur in Form umlaufender Rippen, 4 an ISO view of a compressed air tank with an outer reinforcing structure in the form of circumferential ribs,

5 eine ISO Ansicht eines Druckluftbehälter mit einer inneren Verstärkungsstruktur, 5 an ISO view of a compressed air tank with an internal reinforcement structure,

6 einen Querschnitt eines Mantelbereiches, bei dem sich die Wandstärke vom Bereich der geringsten Krümmung bis zum Bereich der größten Krümmung stetig vergrößert, 6 a cross section of a cladding region, in which the wall thickness increases steadily from the region of the smallest curvature to the region of the greatest curvature,

7 einen Querschnitt eines Mantelbereiches, bei dem sich die Wandstärke nur im Bereich der größten Krümmung vergrößert, 7 a cross section of a cladding region, in which the wall thickness increases only in the region of the greatest curvature,

8 einen Querschnitt eines Mantelbereiches, im Bereich der größten Krümmung durch ein eingeschweißtes Blech vergrößert ist, 8th a cross-section of a cladding region is enlarged in the region of the greatest curvature by a welded-in sheet metal,

9 einen Querschnitt eines Mantelbereiches, bei dem sich zwischen den unterschiedlichen Krümmungsverläufen ein gerader Bereich ausgebildet ist, 9 a cross section of a cladding region in which a straight region is formed between the different curvature progressions,

10 einen Querschnitt eines Mantelbereiches mit einem nicht symmetrischen Oval. 10 a cross section of a cladding region with a non-symmetrical oval.

1 zeigt einen Druckluftbehälter 1 für ein druckluftbetriebenes Bremssystem eines Nutzfahrzeuges z.B. eines LKWs in dreidimensionaler Ansicht, der einen sich entlang der Längsachse A des Behälters 1 erstreckenden Mantelbereich 2 mit ovalem Querschnitt aufweist. An die Endseiten des Mantelbereiches 2 schließen sich Böden 4 an. 1 shows a compressed air tank 1 for a compressed air operated braking system of a commercial vehicle such as a truck in three-dimensional view, one along the longitudinal axis A of the container 1 extending jacket area 2 having oval cross-section. At the end sides of the jacket area 2 Close soils 4 at.

Der im Querschnitt ovale Mantelbereich 2 wurde z.B. aus Stahlblech durch Walzen mit einer CNC-gesteuerten Walz-Maschine eingerollt und mit einer Längsnaht 3 zur Herstellung des Mantelbereiches 2 mit ovalem Querschnitt geschweißt. Die Verbindung des Mantelbereiches 2 mit den beiden endseitigen Böden 4 erfolgt dann z.B. durch Rundnaht-Schweißen auf einer modifizierten Anlage mit einem radial zur Behälterachse beweglichen Brenner, der dem ovalen Wandverlauf des Mantelbereiches folgt. In den 2 und 3 sind zwei Varianten des Mantelbereiches aus der Seitenansicht eines Behälters dargestellt. The cross-sectionally oval jacket area 2 was rolled out of steel sheet by rolling with a CNC-controlled rolling machine and with a longitudinal seam 3 for the production of the jacket area 2 welded with oval cross-section. The connection of the jacket area 2 with the two end floors 4 Then, for example, by round-seam welding on a modified system with a radially movable to the container axis burner, which follows the oval wall course of the jacket area. In the 2 and 3 Two variants of the jacket area are shown from the side view of a container.

Gemäß 2 ist der Mantelbereich 2 des Druckluftbehälters 1 aus Kreisabschnitten zusammengesetzt, wobei der Mantelbereich 2 einen Querschnitt aufweist, bei dem zwischen zwei sich gegenüberliegenden Bereichen mit einem ersten Krümmungsverlauf K1, der jeweils fett gestrichelt markiert ist, zwei Bereiche mit einem im Vergleich zum ersten Krümmungsverlauf K1 stärker gekrümmten zweiten Krümmungsverlauf K2, der gepunktet markiert wurde, angeordnet sind. According to 2 is the jacket area 2 of the compressed air tank 1 composed of circular sections, wherein the cladding region 2 a cross-section, in which between two opposing areas with a first curvature K1, which is marked in bold dashed lines, two areas with a compared to the first curve K1 more curved second curve K2, which was marked dotted, are arranged.

Die beiden sich gegenüberliegenden Bereiche mit dem ersten Krümmungsverlauf K1 werden aus zwei aneinander anschließenden ersten Kreisabschnitten R1 gebildet. Die beiden anderen um 90° dazu versetzt angeordneten Bereiche mit dem zweiten Krümmungsverlauf K2 werden ebenfalls aus zwei aneinander grenzenden zweiten Kreisabschnitten R2 gebildet, die einen geringeren Radius aufweisen als die ersten Kreisabschnitte R2. Die ersten und zweiten Kreisabschnitte R1 und R2 schließen bevorzugt tangential aneinander an. Es ist ersichtlich, dass auch der Boden 4 umfangsseitig dem Querschnitt des Mantelbereiches 2 angepasst ist. Es ergibt sich dadurch eine flache Bauform des Druckluftbehälters 1 mit einer im Vergleich zur Breite b geringeren Höhe h The two opposing regions with the first curvature K1 are formed from two adjoining first circular sections R1. The two other regions offset by 90 ° with the second curvature curve K2 are likewise formed from two adjoining second circular sections R2, which have a smaller radius than the first circular sections R2. The first and second circular sections R1 and R2 preferably connect tangentially to each other. It can be seen that also the ground 4 on the circumference of the cross section of the jacket area 2 is adjusted. This results in a flat design of the compressed air tank 1 with a lower height h compared to the width b

Die in 3 dargestellte Seitenansicht zeigt einen Druckluftbehälter 1, welcher einen Mantelbereich 2 mit einem Querschnitt in Form einer Ellipse aufweist. Dadurch ergeben sich ebenfalls zwei sich gegenüberliegende Wandbereiche des Mantelbereiches 2, die einen ersten Krümmungsverlauf K1 (gestrichelt angedeutet) aufweisen, der relativ wenig gekrümmt ist. Zwischen den sich gegenüberliegenden Bereichen mit dem ersten Krümmungsverlauf K1 sind zwei zweite Krümmungsbereiche (gepunktet verdeutlicht) ausgebildet, die eine wesentlich größere späherische Krümmung aufweisen, als der erste Krümmungsverlauf K1. Der Boden 4 weist einen ellipsenförmigen Umfang auf, welcher dem ellipsenförmigen Querschnitt des Mantelbereiches 2 angepasst ist. Auch hier weist der Druckluftbehälter 1 mit einer im Vergleich zur Breite b eine geringere Höhe h auf. In the 3 shown side view shows a compressed air tank 1 which has a jacket area 2 having a cross section in the form of an ellipse. This also results in two opposite wall portions of the cladding region 2 having a first curvature K1 (indicated by dashed lines), which is relatively little curved. Between the opposing regions with the first curvature K1 two second regions of curvature (dotted clarified) are formed, which have a much larger spherical curvature, as the first curve K1. The floor 4 has an elliptical circumference, which corresponds to the elliptical cross section of the cladding region 2 is adjusted. Again, the compressed air tank 1 with a lower height h compared to the width b.

Aus 4 ist eine ISO Ansicht eines Druckbehälters 1 gem. 3 mit elliptischem Querschnitt des Mantelbereiches 2 ersichtlich, der beidseitig einen nach außen gewölbten Boden 4 mit einem elliptischen Umfang aufweist und mit äußeren ersten Verstärkungsstrukturen 5 umfangsseitig verstärkt ist. Die ersten Verstärkungsstrukturen 5 sind in Form umlaufender Rippen ausgebildet und in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Die ersten Verstärkungsstrukturen 5 erstrecken sich senkrecht zur Längsachse A des Behälters 1 und weisen einen rechteckigen Umfang auf. Wie in 1 weist der Mantelbereich eine Längsnaht 3 auf. Bestehen der Mantelbereich 2, die Böden 4 und die ersten Verstärkungsstrukturen 5 aus metallischem Werkstoff (z.B. Stahl oder Aluminium) werden diese Komponenten miteinander verschweißt. Die Verstärkungsstrukturen 5 erlauben durch ihren rechteckigen Außenumfang eine einfache Positionierung an einem angrenzenden Bauteil bzw. auch die einfache Befestigung an einem angrenzenden Bauteil des Nutzfahrzeuges, so dass diese eine Doppelfunktion realisieren. Out 4 is an ISO view of a pressure vessel 1 gem. 3 with elliptical cross section of the jacket area 2 visible, on both sides of an outwardly arched bottom 4 having an elliptical circumference and having outer first reinforcing structures 5 is circumferentially reinforced. The first reinforcement structures 5 are formed in the form of circumferential ribs and arranged at equal intervals to each other. The first reinforcement structures 5 extend perpendicular to the longitudinal axis A of the container 1 and have a rectangular circumference. As in 1 the jacket region has a longitudinal seam 3 on. Pass the coat area 2 , the floors 4 and the first reinforcing structures 5 made of metallic material (eg steel or aluminum), these components are welded together. The reinforcing structures 5 allow by their rectangular outer periphery easy positioning on an adjacent component or the simple attachment to an adjacent component of the commercial vehicle so that they realize a dual function.

5 zeigt eine ISO Ansicht eines Teils eines Druckluftbehälters 1 mit einer inneren wandartigen zweiten Verstärkungsstruktur 6, die sich zwischen den weniger stark gekrümmten ersten Krümmungsbereichen K1 des Mantelbereiches 2 senkrecht zur Längsachse A des Behälters 1 erstreckt. Die zweite Verstärkungsstruktur 6 weist mehrere Durchbrüche 7 auf. Besteht der Mantelbereich 2 aus metallischem Werkstoff wird auch die zweite Verstärkungsstruktur 6 aus einem bevorzugt gleichem metallischen Material gefertigt und z.B. eingeschweißt. Dabei ist es möglich, beim Herstellen der Längsnaht 3 zur Bildung des Mantelbereiches 2 gleichzeitig die zweite Verstärkungsstruktur 6 an dieser Seite anzuschweißen. Die der Längsnaht 3 gegenüberliegende Seite der zweiten Verstärkungsstruktur 6 wird vorher oder anschließend eingeschweißt. 5 shows an ISO view of part of a compressed air tank 1 with an inner wall-like second reinforcing structure 6 extending between the less curved first curvature regions K1 of the cladding region 2 perpendicular to the longitudinal axis A of the container 1 extends. The second reinforcing structure 6 has several breakthroughs 7 on. Is the jacket area 2 metallic material also becomes the second reinforcing structure 6 made of a preferably the same metallic material and, for example, welded. It is possible during the production of the longitudinal seam 3 for the formation of the cladding region 2 simultaneously the second reinforcement structure 6 to weld on this side. The longitudinal seam 3 opposite side of the second reinforcing structure 6 is welded in before or afterwards.

Es ist weiterhin möglich, auf die ersten und/oder zweiten Verstärkungsstrukturen zu verzichten, wenn die zweiten Krümmungsbereiche K2 des Mantelbereiches 2, welche stärker gekrümmt sind, eine Verstärkung aufweisen. It is furthermore possible to dispense with the first and / or second reinforcing structures if the second curvature regions K2 of the jacket region 2 which are more curved, have a reinforcement.

In den 6 und 7 wird die Verstärkung der zweiten Krümmungsbereiche durch eine vergrößerte Wanddicke s2 erzeugt. In the 6 and 7 the gain of the second curvature regions is generated by an increased wall thickness s2.

6 zeigt den Querschnitt eines Mantelbereiches 2, bei dem sich die Wandstärke von den nicht bezeichneten Bereichen mit einer geringen Krümmung von einer geringen Wanddicke s1 auf eine größte Wanddicke s2 im Bereich mit dem größten zweiten Krümmungsbereich K2 (gepunktet angedeutet) stetig erhöht. 6 shows the cross section of a cladding region 2 , in which the wall thickness of the non-designated areas with a small curvature of a small wall thickness s1 to a maximum wall thickness s2 in the area with the largest second curved area K2 (dotted indicated) steadily increased.

Gemäß 7 kann im zweiten Krümmungsbereich mit der größten Krümmung auch partiell eine Wanddickenerhöhung von einer Wanddicke s1 auf eine Wanddicke s2 vorhanden sein. According to 7 In the second curvature region with the greatest curvature, it is also possible for there to be partially a wall thickness increase from a wall thickness s1 to a wall thickness s2.

Gemäß 8 besteht auch die Möglichkeit innerhalb des Mantelbereiches in den beiden zweiten Krümmungsbereichen K2 die Wanddicke von einer Wanddicke s1 auf eine Gesamtwanddicke s2 zu erhöhen, indem ein zusätzliches Blech 8 innen an die Wand geschweißt wird, dessen Krümmung dem zweiten Krümmungsbereich angepasst ist. Alternativ kann auch außen am Mantelbereich des Druckluftbehälters im Bereich mit der größten Krümmung ein Blech angeschweißt sein, durch welches eine größere Gesamtwanddicke im Bereich mit der größten Krümmung realisiert wird. Das innen oder außen im Bereich mit der größten Krümmung angeschweißte Blech erstreckt sich über die gesamte Länge des Mantelbereiches. According to 8th it is also possible to increase the wall thickness from a wall thickness s1 to a total wall thickness s2 within the cladding region in the two second curvature regions K2 by adding an additional sheet metal 8th welded to the inside of the wall whose curvature is adapted to the second curvature area. Alternatively, a metal sheet can also be welded on the outside of the jacket area of the compressed air tank in the region with the greatest curvature, by means of which a larger total wall thickness in the region with the greatest curvature is realized. The inside or outside in the area with the largest curvature welded sheet extends over the entire length of the jacket area.

Ein großer Vorteil besteht darin, dass der einteilige rohrförmige Mantelbereich einen ovalen oder aus mehreren unterschiedlichen Radien zusammengesetzten Querschnitt (unrunden Querschnitt) mit einer größeren Breite und einer im Vergleich dazu geringeren Höhe des Querschnitts aufweist, der im Unterschied zu herkömmlichen runden Druckluftbehältern für Bremssysteme einem zur Verfügung stehenden „flachen“ Bauraum einsetzbar ist. A great advantage is that the one-piece tubular shell region has an oval or a plurality of different radii composite cross section (non-circular cross-section) with a larger width and a comparatively lower height of the cross section, in contrast to conventional round compressed air tanks for brake systems one for Available "flat" space can be used.

Gemäß 9 kann der Mantelbereich 2 in seinem Querschnitt auch aus Kreisbögen und geraden Stücken zusammengesetzt sein. Hier ist zwischen den ersten und zweiten Krümmungsbereichen K1, K2 jeweils eine Gerade E ausgebildet. According to 9 can the coat area 2 in its cross section also be composed of circular arcs and straight pieces. Here, a straight line E is formed in each case between the first and second curved regions K1, K2.

Weiterhin ist es auch möglich, den Mantelbereich 2 in seinem Querschnitt als nicht symmetrisches Oval auszubilden, wie es beispielhaft in 10 dargestellt ist. Auch hier liegen sich die ersten Krümmungsbereiche K1 im Wesentlichen gegenüber und zwischen diesen sind zweite Krümmungsbereiche K2 mit einem kleineren Krümmungsradius ausgebildet. Die Konstruktion dieses Ovals erfolgte mit nichtkonzentrischen Kreisen. Die erfindungsgemäße Lösung stellt für den Nutzfahrzeugbereich in Abwandlungen eines Standard-Behälters mit zylindrischem Querschnitt und tiefgezogenen Böden in Klöpper- oder Korbbogen-Form oder mit flachen Böden einen Druckluftbehälter insbesondere für ein druckluftbetriebenes Bremssystem eines Fahrzeuges zur Verfügung, bei welchem der Querschnitt entweder aus einer Ellipse oder aus jeweils 2 sich gegenüberliegenden und bevorzugt tangential ineinander übergehenden Kreisausschnitten mit unterschiedlichen Radien besteht. Die Herstellung des Mantels aus metallischem Werkstoff erfolgt beispielsweise durch Walzen mit einer CNC-gesteuerten Walz-Maschine, danach erfolgt ein Längsnahtschweißen zur Herstellung des Mantelrohres (Mantelbereiches) mit z.B. ovalem oder elliptischem Querschnitt und anschließend die Verbindung von Mantel und Böden durch z.B. Rundnaht-Schweißen auf einer modifizierten Anlage. Die Vorteile bestehen in der besseren Ausnutzung quaderförmiger oder im Querschnitt unregelmäßiger Bauräume. Bei dem ovalen oder elliptischen Druckbehälter besteht die Gefahr darin, dass in den Bereichen des Mantels, die einen kleinen Krümmungsradius aufweisen, hohe Zug-Spannungen in der Innenfaser am Behältermantel auftreten, denn bei einer hohen Druckbeanspruchung besteht ein Problem darin, dass die kleinste Krümmung der Behälterwand aufgebogen wird, wodurch Zugspannungen auf der Innenseite dieser Bereiche entstehen. Dies wird durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsstrukturen bzw. Verstärkungen vermieden. Furthermore, it is also possible, the jacket area 2 form in its cross-section as a non-symmetrical oval, as exemplified in 10 is shown. Here, too, the first curvature regions K1 lie substantially opposite one another, and between these second curvature regions K2 are formed with a smaller curvature radius. The construction of this oval was done with non-concentric circles. The solution according to the invention provides for the commercial vehicle sector in modifications of a standard container with cylindrical cross-section and deep-drawn trays in dished or basket arch shape or with flat bottoms a compressed air tank especially for a compressed air brake system of a vehicle available, in which the cross section either from an ellipse or consists of two opposite and preferably tangentially merging into each other circular sections with different radii. The production of the shell of metallic material, for example, by rolling with a CNC-controlled rolling machine, then there is a longitudinal seam welding for the production of the jacket tube (shell area) with eg oval or elliptical cross-section and then the connection of shell and bottoms by eg circular seam welding on a modified plant. The advantages consist in the better utilization of parallelepiped or irregular cross-sectional space. In the case of the oval or elliptical pressure vessel there is the danger that in the areas of the jacket which have a small radius of curvature, high tensile stresses occur in the inner fiber on the container shell, because with a high compressive stress, a problem is that the smallest curvature of the Tank wall is bent, whereby tensile stresses arise on the inside of these areas. This is avoided by the reinforcing structures or reinforcements according to the invention.

Es besteht auch die Möglichkeit die Komponenten (Mantelbereich, Böden, Verstärkungsstrukturen/Verstärkungen) aus Kunststoff, faserverstärkten Kunststoff wie z.B. Organoblech oder aus Kombinationen daraus oder dergleichen herzustellen. There is also the possibility of the components (sheath area, floors, reinforcing structures / reinforcements) made of plastic, fiber reinforced plastic such. Organo sheet or combinations thereof or the like.

Es ist selbstverständlich, dass der Druckbehälter entsprechende Anschlüsse und Befestigungsmöglichkeiten aufweist, auf deren Darstellung hier verzichtet wurde. It goes without saying that the pressure vessel has corresponding connections and mounting options, the representation of which has been omitted here.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Druckluftbehälter Air receiver
2 2: Mantelbereich cladding region
3 3: Längsnaht longitudinal seam
4 4: Böden floors
5 5: erste Verstärkungsstrukturen first reinforcing structures
6 6: zweiten Verstärkungsstruktur second reinforcing structure
7 7: Durchbrüche breakthroughs
8 8th: Blech sheet
A A: Längsachse longitudinal axis
b b: Breite width
h H: Höhe height
E e: gerade Bereiche straight areas
K1 K1: erster Krümmungsverlauf first curvature course
K2K2: zweiter Krümmungsverlauf second curvature course
R1 R1: erster Kreisabschnitt first circle section
R2 R2: zweiter Kreisabschnitt second circle section
s1 s1: Wanddicke wall thickness
s2 s2: vergrößerte Wanddicke increased wall thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009020385 A1 [0003]
DE 102008064364 A1 [0004]
DE 2951554 A1 [0005]
DE 3606247 C1 [0005]
DE 69632342 T2 [0005]
CH 193873 [0007]

Claims

Pressure vessels, in particular compressed air tanks ( 1 ) for storing compressed air of a compressed air-operated braking system of a commercial vehicle, which has a tubular jacket area ( 2 ), which extends along a longitudinal axis (A) of the compressed air tank ( 1 ), wherein the jacket area ( 2 ) two floors ( 3 ), characterized in that the jacket region is formed tubular with a non-circular cross section with at least partially different curvatures, so that the cross section of the jacket region ( 2 ) has a width (b) and a comparatively lower height (h).

Pressure vessel according to claim 1, characterized in that the cross section of the jacket area ( 1 ) perpendicular to the longitudinal axis (A) of the compressed air tank ( 1 ) is oval, and that the oval cross-section is composed only of circular arcs or circular arcs and straight sections.

Pressure vessel according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the jacket area ( 2 ) is elliptical.

Pressure vessel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the jacket area ( 2 ) has a cross section, in which two regions with a second curvature curve (K2) which is more curved than the first curve curve are arranged between two mutually opposite regions with a first curvature profile (K1).

Pressure vessel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the jacket region has a greater wall thickness in the regions with the second curvature profile than in the regions with the first curvature profile.

Pressure vessel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the jacket area is reinforced / supported by support elements on its inner side and / or its outer side.

Pressure vessel according to one of claims 1 to 6, characterized in that the jacket area is supported by one or more externally mounted circumferentially encircling first reinforcing structures.

Pressure vessel according to claim 7, characterized in that the circumferential first reinforcing structures are rib-shaped and arranged at equal or different distances.

Pressure vessel according to claim 7 or 8, characterized in that the first reinforcing structures extend perpendicular to the longitudinal axis of the pressure vessel.

Pressure vessel according to one of claims 7 to 9, characterized in that the first reinforcing structures are formed circumferentially rectangular and / or that the pressure vessel is attached via the first reinforcing structures on the commercial vehicle

Pressure vessel according to one of claims 7 to 10, characterized in that the first reinforcing structures are integrally formed with the cladding region or that the first reinforcing structures are connected to the cladding region.

Pressure vessel according to claim 6, characterized in that the jacket area is supported by one or more internally mounted second reinforcing structures.

Pressure vessel according to claim 12, characterized in that at least one second reinforcing structure is arranged between the opposing regions of the cladding region with the first curvature profile, which is connected to the inner sides of the cladding region and has one or more openings.

Pressure vessel according to one of claims 1 to 13, characterized in that the jacket region and the bottoms and / or the first and / or second reinforcing structure made of metallic material such as steel or aluminum, plastic, fiber reinforced plastic or a combination of vorgenanten materials.

Pressure vessel according to claim 14, characterized in that the first and / or second reinforcing structure of a different material than the cladding region and the floors.

Pressure vessel according to one of claims 1 to 15, characterized in that the cladding region, the bottoms and the first and / or second reinforcing structure made of steel or aluminum and are connected to one another cohesively, in particular welded.