EP1106277B1 - Druckluftbehälter - Google Patents

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EP1106277B1
EP1106277B1 EP00125538A EP00125538A EP1106277B1 EP 1106277 B1 EP1106277 B1 EP 1106277B1 EP 00125538 A EP00125538 A EP 00125538A EP 00125538 A EP00125538 A EP 00125538A EP 1106277 B1 EP1106277 B1 EP 1106277B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reservoir
halves
forming process
compressed
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00125538A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1106277A2 (de
EP1106277A3 (de
Inventor
Norbert Burger
Matthias Tittel
Andreas Dipl.-Ing. Übelacker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
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Filing date
Publication date
Application filed by MAN Nutzfahrzeuge AG filed Critical MAN Nutzfahrzeuge AG
Publication of EP1106277A2 publication Critical patent/EP1106277A2/de
Publication of EP1106277A3 publication Critical patent/EP1106277A3/de
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Publication of EP1106277B1 publication Critical patent/EP1106277B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/18—Making hollow objects characterised by the use of the objects vessels, e.g. tubs, vats, tanks, sinks, or the like
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    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
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    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171—Trucks

Definitions

  • the invention relates to a container for motor vehicles, according to the preamble of claim 1.
  • a single-walled compressed air tank in commercial vehicles is known, whose wall is provided on its inside with a corrosion protection layer.
  • the wall of the compressed air tank is made of at least two, of a two-layer composite material prefabricated, subsequently assembled and subsequently welded together, produced individual wall parts.
  • From US 4,131,980 A is a metal tank for receiving liquid hydrocarbon and a method for its production.
  • two container halves made with protruding webs, which incorporates a medium-resistant Adhesive folded in such a way several times that a six-fold thickness of these folds achieved over the remaining container wall thickness.
  • EP 0 389 078 A2 discloses a process for the production of compressed gas cylinders, in which heat-treated tubes are divided by cutting in pipe sections. The individual pipe sections are then by means of a hot forming to a closed container and after heat treatment in the neck area of the Gas cylinder machined.
  • a compressed air tank in motor vehicles initially two approximately equal container halves after a forming process, for example a compression, thermoforming, flow molding, spinning or the like.
  • a forming process for example a compression, thermoforming, flow molding, spinning or the like.
  • opening side of the container halves circumferentially encircling, approximately at right angles From this projecting web edges formed, which in a subsequent step by non-thermal joining and with the additional use of a sealant to a common formed, circumferentially circumferential fold joint are formed by which the two container halves are sealingly connected together.
  • the Container a compressed air tank
  • the container halves to be connected together in about are cup-shaped and formed as a cross-sectional shape either a circular cross-section or one of these deviating cross-sectional shape - for example, a domed cross-sectional shape exhibit.
  • the bulkhead one in the transition region the two container halves effective, liquid-impermeable, but permeable to air Have membrane.
  • this can be the two container halves have sealing adhesive additionally adhesive properties.
  • the container halves in their Manufacture in each case be thermally treated after the forming process.
  • thermal Aftertreatment may be, for example, stress relieving or the like Be applied.
  • the container halves provided sheets made of corrosion resistant materials and / or a corrosion resistant Have coating, which before or after the forming process on the sheets can be applied.
  • corrosion-resistant materials for example, aluminum alloys, Stainless steel grades or the like may be provided.
  • corrosion resistant Coating can be used, for example, a plastic coating.
  • each container half the respective Shaping adapted radii have.
  • the according to the respective forming process achieved sheet thicknesses on the container halves a the expected load case having the compressed air tank adapted measure.
  • the compressed air tank one of his have respective size and shape adapted to each installation situation. If necessary, you can Fasteners for mounting the compressed air tank integrated into the container halves be.
  • Fig. 1 is a side view of a first embodiment of an inventive Compressed air tank 1 shown in motor vehicles.
  • the compressed air tank 1 is two in about the same size, produced in a first step by a forming process container halves 2, 3 composed by non-thermal joining their common Terminal area and with the additional use of a sealant 8 (Fig. 2) via a jointly formed, circumferentially circumferential rabbet 4 sealing connected to each other.
  • the used sealant 8 may additionally adhesive properties exhibit.
  • FIG. 2 is a side view in a sectional view of the approximately equal container halves 2, 3 composable compressed air tank 1 in the uncompleted state shown.
  • the approximately equal container halves 2, 3 are after a forming process manufactured and show after this step, first opening side, on its circumference circumferential, approximately at right angles projecting web edges 6, 7, which subsequently after an optionally applied heat treatment by non-thermal joining and with the additional use of a sealing and / or Adhesive 8 via a jointly formed, circumferentially encircling Folding connection 4 (Fig. 3) are sealingly connected together.
  • the first formed by a forming process, optionally thermally treated Container halves 2, 3 can first be brought to a low-tension level before being subsequently connected by non-thermal joining and with the aid of a sealing means 8 are sealingly connected together.
  • Fig. 3 is an enlarged detail in sectional view of such a hinge connection 4 according to the embodiment of the compressed air tank 1 of FIG. 2 shown.
  • the Umfalzung of the two web edges 6, which takes place after a folding process, 7 of the container halves 2, 3 takes into account the inserted between the web edges 6, 7 and with sealing and / or adhesive 8 on both sides provided edge zone of Bulkhead 5.
  • the bulkhead 5 may be one in the transitional area of the two container halves 2, 3 effective, liquid impermeable, but permeable membrane have, wherein the bulkhead 5 in its edge zone from a the Falzumformung mit withden material consists.
  • the Falzharm 4 is one of the curing time wait for the adhesive 8 corresponding time until the entire compressed air tank 1 is considered completed. According to an alternative not shown here, the Bulkhead 5 omitted as needed.
  • the forming process required for producing the container halves 2, 3 can realized by a pressing, thermoforming, flow molding, spinning or the like be.
  • the sheets provided for producing the container halves 2, 3 can be made from consist of corrosion-resistant materials and / or a corrosion-resistant coating have, which before or after the forming process on the sheets is applied.
  • Each container half 2, 3 can the respective forming process have matched radii.
  • the achieved by the respective forming process Sheet thicknesses on the container halves 2, 3 may be the expected load case have the compressed air tank 1 adapted dimension.
  • Fig. 4 are in front view two pairs of compressed air tanks 1 with different Cross section shown.
  • a dashed line in a pair shown compressed air tanks 1 with a circular cross-section.
  • Illustration of a pair of compressed air tanks 1 shown which is one of a Have circular cross section deviating cross-sectional shape.
  • the plates used for the container halves 2, 3 may optionally have a Have surface protection, which before or after the forming process on the Container halves 2, 3 is applied.
  • a Have surface protection which before or after the forming process on the Container halves 2, 3 is applied.
  • it can also be made of stainless materials such as aluminum alloys, stainless steels, etc. as sheet metal be used.
  • surface protection for example, plastic coatings or the like are used.
  • the respective load case adapted sheet thickness of the container halves 2, 3rd For aluminum can be about 2 mm and about 1.5 mm for steel.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 44 07 075 C2 ist ein einwandiger Druckluftbehälter in Nutzfahrzeugen bekannt, dessen Wand auf ihrer Innenseite mit einer Korrosionsschutzschicht versehen ist. Die Wand des Druckluftbehälters ist aus wenigstens zwei, aus einem zweischichtigen Verbundwerkstoff vorgefertigten, nachfolgend zusammengesetzten und anschließend zusammengeschweißten, einzelnen Wandteilen hergestellt.
Aus der US 4 131 980 A ist ein Tank aus Metall zur Aufnahme von flüssigem Kohlenwasserstoff sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Hierbei werden zwei Behälterhälften mit hiervon abragenden Stegen gefertigt, die unter Einbringung eines mediumresistenten Klebers solcherart mehrmals umgefalzt werden, dass eine sechsfache Dicke dieser Falze gegenüber der übrigen Behälterwanddicke erzielt ist.
Aus der EP 0 389 078 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Druckgasflaschen bekannt, bei welchem wärmegefertigte Rohre durch ein Ablängen in Rohrabschnitte geteilt werden. Die einzelnen Rohrabschnitte werden anschließend mittels einer Warmumformung zu einem geschlossenen Behälter umgeformt und nach der Wärmebehandlung im Halsbereich der Druckgasflasche mechanisch bearbeitet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckluftbehälter in Kraftfahrzeugen in technisch und wirtschaftlich optimierter Weise darzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Darstellung eines Druckluftbehälters in Kraftfahrzeugen sind zunächst zwei in etwa gleichgroße Behälterhälften nach einem Umformverfahren, beispielsweise einem Press-, Tiefzieh-, Fließform-, Drückverfahren oder dergleichen hergestellt. Dabei sind öffnungsseitig beider Behälterhälften umfangsseitig umlaufende, etwa rechtwinklig hiervon abragende Stegränder gebildet, welche in einem nachfolgenden Arbeitsschritt durch nichtthermisches Fügen und unter zusätzlicher Verwendung eines Dichtmittels zu einer gemeinsam gebildeten, umfangsmäßig umlaufenden Falzverbindung umgeformt sind, durch welche die beiden Behälterhälften abdichtend miteinander verbunden sind. Dabei ist der Behälter ein Druckluftbehälter, dessen miteinander zu verbindende Behäfterhälften in etwa topfförmig ausgebildet sind und als Querschnittsform entweder einen Kreisquerschnitt oder eine von diesen abweichende Querschnittsform - beispielsweise eine bombierte Querschnittsform aufweisen.
In letzterem Fall ist eine bessere Raumausnutzung erzielbar, d. h. bei gleichem Platzbedarf kann ein größerer Volumeninhalt im Druckluftbehälter realisiert sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen den Behälterhälften eine optionale Schottwand angeordnet sein, deren umlaufende Randzone Bestandteil der gemeinsamen Falzverbindung der beiden Behälterhälften ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Schottwand eine im Übergangsbereich der beiden Behälterhälften wirksame, flüssigkeitsundurchlässige, jedoch luftdurchlässige Membran aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das die beiden Behälterhälften abdichtende Dichtmittel zusätzlich Klebeeigenschaften aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Behälterhälften bei ihrer Herstellung jeweils nach dem Umformverfahren thermisch nachbehandelt sein. Als thermische Nachbehandlung kann beispielsweise ein Spannungsarmglühen oder dergleichen zur Anwendung gebracht sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können zur Herstellung der Behälterhälften vorgesehen Bleche aus korrosionsbeständigen Materialien bestehen und/oder eine korrosionsbeständige Beschichtung aufweisen, welche vor oder nach dem Umformvorgang auf die Bleche aufbringbar ist. Als korrosionsbeständige Materialien können beispielsweise Alulegierungen, nichtrostende Stahlsorten oder dergleichen vorgesehen sein. Als korrosionsbeständige Beschichtung kann beispielsweise eine Kunststoffbeschichtung verwendet sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann jede Behälterhälfte dem jeweiligen Umformverfahren angepaßte Radien aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die nach dem jeweiligen Umformverfahren erzielten Blechdicken an den Behälterhälften ein dem zu erwartenden Belastungsfall des Druckluftbehälters angepaßtes Maß aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckluftbehälter eine seiner jeweiligen Einbausituation angepaßte Größe und Form aufweisen. Gegebenenfalls können Befestigungselemente zur Anbringung des Druckluftbehälters in die Behälterhälften integriert sein.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
einen Druckluftbehälter eines Kraftfahrzeuges in Seitenansicht,
Fig. 2
zusammensetzbare Behälterhälften im Schnitt in Seitenansicht,
Fig. 3
als vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 eine Falzverbindung und
Fig. 4
in Vorderansicht zwei nebeneinander angeordnete Druckluftbehälter in Schnittdarstellung mit unterschiedlichen Querschnitten.
In Fig. 1 ist in Seitenansicht eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Druckluftbehälters 1 in Kraftfahrzeugen gezeigt. Der Druckluftbehälter 1 ist aus zwei in etwa gleichgroßen, in einem ersten Arbeitsgang nach einem Umformverfahren hergestellten Behälterhälften 2, 3 zusammengesetzt, welche durch nichthermisches Fügen ihres gemeinsamen Anschlußbereiches und unter zusätzlicher Verwendung eines Dichtmittels 8 (Fig. 2) über eine gemeinsam gebildete, umfangsmäßig umlaufende Falzverbindung 4 abdichtend miteinander verbunden sind. Die verwendeten Dichtmittel 8 können zusätzlich auch Klebeeigenschaften aufweisen.
In Fig. 2 ist in Seitenansicht in Schnittdarstellung der aus den etwa gleichgroßen Behälterhälften 2, 3 zusammensetzbare Druckluftbehälter 1 im unkomplettierten Zustand gezeigt. Die etwa gleichgroßen Behälterhälften 2, 3 sind nach einem Umformverfahren gefertigt und weisen nach diesem Arbeitsschritt zunächst öffnungsseitig, an ihrem Umfang umlaufende, etwa rechtwinklig abragende Stegränder 6, 7 auf, welche nach einer gegebenenfalls angewendeten Wärmebehandlung anschließend durch nichtthermisches Fügen und unter zusätzlicher Verwendung eines Dichtund/oder Klebemittels 8 über eine gemeinsam gebildete, umfangsmäßig umlaufende Falzverbindung 4 (Fig. 3) abdichtend miteinander verbunden werden. Die zunächst nach einem Umformverfahren geformten, gegebenenfalls thermisch nachbehandelten Behälterhälften 2, 3 können zunächst auf ein spannungsarmes Niveau gebracht werden, bevor sie anschließend durch nichtthermisches Fügen und unter Zuhilfenahme eines Dichtmittels 8 abdichtend miteinander verbunden werden.
In der hier gezeigten Version ist zwischen den etwa rechtwinklig abragenden Stegrändem 6, 7 der Behälterhäften 2, 3 eine optionale Schottwand 5 angeordnet, deren umlaufende Randzone Bestandteil der gemeinsamen Falzverbindung 4 (Fig. 3) der beiden Behälterhälften 2, 3 ist.
In Fig. 3 ist in einem vergrößerten Ausschnitt in Schnittdarstellung eine solche Falzverbindung 4 gemäß der Ausführungsvariante des Druckluftbehälters 1 aus Fig. 2 gezeigt. Die nach einem Falzverfahren erfolgte Umfalzung der beiden Stegränder 6, 7 der Behälterhälften 2, 3 berücksichtigt die zwischen den Stegrändern 6, 7 eingelegte und mit Dicht- und/oder Klebemittel 8 beidseitig versehene Randzone der Schottwand 5. Die Schottwand 5 kann eine im Übergangsbereich der beiden Behälterhälften 2, 3 wirksame, flüssigkeitsundurchlässige, jedoch luftdurchlässige Membran aufweisen, wobei die Schottwand 5 in ihrer Randzone aus einem die Falzumformung mitmachenden Material besteht.
Nach der mechanischen Umfalzung der Falzverbindung 4 ist eine der Aushärtzeit des Klebemittels 8 entsprechende Zeit abzuwarten, bis der gesamte Druckluftbehälter 1 als fertiggestellt gilt. Gemäß einer hier nicht gezeigten Alternative kann die Schottwand 5 bedarfsweise entfallen.
Das zur Herstellung der Behälterhälften 2, 3 erforderliche Umformverfahren kann durch ein Preß-, Tiefzieh-, Fließform-, Drückverfahren oder dergleichen realisiert sein. Die zur Herstellung der Behälterhälften 2, 3 vorgesehenen Bleche können aus korrosionsbeständigen Materalien bestehen und/oder eine korrosionsbestände Beschichtung aufweisen, welche vor oder nach dem Umformvorgang auf die Bleche aufgebracht wird. Jede Behälterhälfte 2, 3 kann dem jeweiligen Umformverfahren angepaßte Radien aufweisen. Die nach dem jeweiligen Umformverfahren erzielten Blechdicken an den Behälterhälften 2, 3 können ein dem zu erwartenden Belastungsfall des Druckluftbehälters 1 angepaßtes Maß aufweisen.
In Fig. 4 sind in Vorderansicht jeweils zwei Paare von Druckluftbehältern 1 mit unterschiedlichem Querschnitt dargestellt. Dabei ist in strichlierter Darstellung ein Paar von Druckluftbehältern 1 mit einem Kreisquerschnitt gezeigt. Des weiteren ist in linierter Darstellung ein Paar von Druckluftbehältern 1 gezeigt, welche eine von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform aufweisen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren von Drucktuftbehältern 1 ermöglichte letztgenannte Variante einer bombierten Querschnittsformgebung beider Behälterhälften 2, 3 - gemäß der linierten Darstellung - hat den Vorteil eines größeren Füllvolumens sowie einer besseren Volumenausnutzung des von den beiden Druckluftbehältern 1 beanspruchten Raumes.
Die für die Behälterhälften 2, 3 verwendeten Bleche können gegebenenfalls einen Oberflächenschutz aufweisen, welcher vor oder nach dem Umformverfahren auf die Behälterhälften 2, 3 aufgebracht wird. Es können jedoch auch nichtrostende Materialien wie beispielsweise Alulegierungen, nichtrostende Stahlsorten usw. als Bleche verwendet sein. Als Oberflächenschutz können beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder dergleichen zur Anwendung kommen.
Die dem jeweiligen Belastungsfall angepaßten Blechdicken der Behälterhälften 2, 3 können bei Aluminium beispielsweise ca. 2 mm und bei Stahl ca. 1,5 mm betragen.

Claims (9)

  1. Behälter für Kraftfahrzeuge, bei welchem zunächst zwei in etwa gleichgroße Behälterhälften (2, 3) nach einem Umformverfahren, beispielsweise einem Press-, Tiefzieh-, Fließform-, Drückverfahren oder dergleichen hergestellt sind, wobei öffnungsseitig beider Behälterhälften (2, 3) umfangsseitig umlaufende, etwa rechtwinklig hiervon abragende Stegränder (6, 7) gebildet sind, welche in einem nachfolgenden Arbeitsschritt durch nichtthermisches Fügen und unter zusätzlicher Verwendung eines Dichtmittels (8) zu einer gemeinsam gebildeten, umfangsmäßig umlaufenden Falzverbindung (4) umgeformt sind, durch welche die beiden Behälterhälften (2, 3) abdichtend miteinander verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, dass der Behälter ein Druckluftbehälter (1) ist, dessen miteinander zu verbindende Behälterhälften (2, 3) in etwa topfförmig ausgebildet sind und als Querschnittsform entweder einen Kreisquerschnitt oder eine von diesem abweichende Querschnittsform - beispielsweise eine bombierte Querschnittsform aufweisen.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Behälterhälften (2, 3) eine optionale Schottwand (5) angeordnet ist, deren umlaufende Randzone Bestandteil der gemeinsamen Falzverbindung (4) der beiden Behälterhälften (2, 3) ist.
  3. Behälter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwand (5) eine im Übergangsbereich der beiden Behälterhälften (2, 3) wirksame, flüssigkeitsundurchlässige, jedoch luftdurchlässige Membran aufweist.
  4. Behälter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (8) zusätzlich Klebeeigenschaften aufweist.
  5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhälften (2, 3) bei ihrer Herstellung jeweils nach dem Umformverfahren thermisch nachbehandelt sind.
  6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Behälterhälften (2, 3) vorgesehene Bleche aus korrosionsbeständigen Materialien bestehen und/oder eine korrosionsbeständige Beschichtung aufweisen, welche vor oder nach dem Umformvorgang auf die Bleche aufgebracht sind.
  7. Behälter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Behälterhälfte (2, 3) dem jeweiligen Umformverfahren angepaßte Radien aufweist.
  8. Behälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem jeweiligen Umformverfahren erzielten Blechdicken an den Behälterhälften (2, 3) ein dem zu erwartenden Belastungsfall des Druckluftbehälters (1) angepaßtes Maß aufweisen.
  9. Behälter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftbehälter (1 ) eine seiner jeweiligen Einbausituation angepaßte Größe und Form aufweist, und dass gegebenenfalls Befestigungselemente zur Anbringung des Druckluftbehälters (1) in wenigstens einer der beiden Behälterhälften (2, 3) integriert sind.
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