РЕЗЕРВУАР В АВТОМОБИЛЕ Российский патент 2011 года по МПК F17C1/00 

Изобретение относится к резервуару в автомобиле, в частности резервуару для сжатого воздуха в грузовом автомобиле, содержащему две изготовленные посредством деформации из стальных листов чашеобразные половины резервуара, перекрывающиеся края которых в области перекрытия соединены друг с другом с помощью склеивания, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Из ЕР 48890 А известен металлический резервуар для находящейся под давлением жидкости, который состоит из двух стаканообразных половин. Верхняя половина резервуара имеет отогнутый наружу под острым углом край. Этот край садится на проходящую наклонно под острым углом внутрь полку нижней половины резервуара. Проходящая внутрь параллельно остальной стенке резервуара кольцевая верхняя область 12 нижней половины резервуара вдвинута в верхнюю половину резервуара и образует с внутренней стенкой верхней половины резервуара зону перекрытия, в которой вдвинутые друг в друга половины резервуара проходят параллельно друг другу. Внутренний размер нижней половины в области перекрытия выполнен меньше, чем внутренний размер верхней половины резервуара. В этой зоне перекрытия образуется клеевой стык, который заполнен клеем.

Резервуары для сжатого воздуха применяются для хранения сжатого воздуха, который служит в качестве исполнительной среды в пневматических тормозах и других устройствах грузовых автомобилей таких, как, например, пневматическая подвеска, дистанционное управление дверями или крановые, или подъемные механизмы. Кроме того, в грузовых автомобилях применяются другие резервуары, такие как резервуары для топлива и для мочевины.

Такой резервуар для сжатого воздуха известен из DE 19957855 A1. При этом края половин резервуара соединены не термически, например с помощью склеивания, для предотвращения повреждения противокоррозионного слоя, например, за счет возникающих в процессе сварки высоких температур. Кроме того, края перекрываются в зоне соединения в виде фальца, выступающего из стенки оболочки радиально наружу. Однако изготовление фальца требует определенных затрат. Кроме того, при этом существует повышенная опасность коробления, которая может отрицательно влиять на соблюдение размеров.

В противоположность этому в основу данного изобретения положена задача создания резервуара указанного вначале вида так, что при высокой прочности соединения упрощается изготовление половин резервуара.

Эта задача решена согласно изобретению с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению предлагается, что края половин резервуар так изогнуты под острым углом относительно примыкающих к краям зон, что они, по меньшей мере, в области перекрытия проходят плоскопараллельно друг другу, и расположенный между ними клеевой или стыковой шов снабжен клеем.

За счет стыка половин резервуара вдоль их плоских отогнутых краев возникает, с одной стороны, большая поверхность склеивания, за счет чего обеспечивается прочное соединение половин резервуара. Поскольку изгиб краев лишь под острым углом вызывает меньшие напряжения в стенках половин резервуара, чем множественная фальцовка, то при деформации уменьшается коробление материала и улучшается выдерживание размеров. Не в последнюю очередь, наклонный стык половин резервуара в зоне их краев обеспечивает то, что расположенный между ними клей при соединении половин резервуара не выдавливается из клеевого или стыкового шва.

За счет указанных в зависимых пунктах формулы изобретения признаков возможны предпочтительные модификации и улучшения изобретения, указанного в пункте 1 формулы.

Особенно предпочтительно край одной половины резервуара в области перекрытия изогнут плоско наружу, а край другой половины резервуара проходит при рассматривании в поперечном сечении в форме щипца. Такой имеющий форму щипца край состоит при рассматривании в радиальном направлении из наклонного, направленного радиально наружу плоского участка, к которому примыкает после перехода через максимум также наклонный, но направленный радиально внутрь плоский участок, который одновременно образует конец края. Имеющий форму щипца край образует по существу гофр, за счет которого увеличивается жесткость стенки резервуара.

Если в граничащих с краями зонах внутренний размер одной половины резервуара по существу равен внутреннему размеру другой половины, и одновременно внутренний размер другой половины резервуара в зоне свободного конца ее края больше или равен внутренним размерам половин резервуара в граничащих с краями зонах, то даже при больших допусках на изготовление предотвращается надвигание краев половин резервуара друг на друга при осевом соединении и получается предусмотренный стык вдоль краев.

Угол между краями в области перекрытия и примыкающими к краям зонами лежит предпочтительно в диапазоне от 2 до 15°, особенно предпочтительно составляет около 8°.

Согласно другому варианту выполнения край, по меньшей мере, одной половины резервуара в области перекрытия может быть снабжен, по меньшей мере, одним проходящим вдоль периметра резервуара желобом или канавкой для размещения, по меньшей мере, частично уплотнения, которое находится в герметичном контакте с краем другой половины резервуара. Если дополнительное уплотнение расположено при рассматривании из внутреннего пространства резервуара перед снабженным клеем клеевым или стыковым швом, то функцию герметизации выполняет по существу исключительно уплотнение, в то время как место склеивания не нагружается и выполняет лишь функцию соединения половин резервуара. За счет этого место склеивания предпочтительно защищено от агрессивных сред.

Не в последнюю очередь уплотнение, которое одновременно является распоркой для подлежащих соединению краев половин резервуара, обеспечивает выдерживание желаемой толщины клеевого шва. Эта функция особенно успешно выполняется тогда, когда друг за другом расположено несколько уплотнений, так что края половин резервуара опираются друг на друга в нескольких местах и во время затвердевания клея не могут перекоситься относительно друг друга.

Особенно предпочтительно такой резервуар применяется в качестве резервуара для сжатого воздуха в грузовом автомобиле для хранения сжатого воздуха для пневматической тормозной системы.

Другие преимущества следуют из указанных в зависимых пунктах формулы изобретения признаков.

Ниже приводится подробное описание изобретения на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - разрез области перекрытия половин резервуара для сжатого воздуха согласно одному предпочтительному варианту выполнения;

фиг.2 - разрез области перекрытия половин резервуара для сжатого воздуха согласно другому предпочтительному варианту выполнения.

Показанный лишь частично в разрезе на фиг.1 и обозначенный в целом позицией 1 резервуар служит предпочтительно в качестве резервуара для сжатого воздуха для хранения сжатого воздуха для пневматической тормозной системы грузового автомобиля. В качестве альтернативного решения он может служить для хранения сжатого воздуха для любого типа потребителей сжатого воздуха в автомобилях, например, для дистанционного управления дверями, пневматической подвески или других пневматических устройств или механизмов автомобиля.

Как показано на фиг.1, резервуар 1 для сжатого воздуха составлен из двух одинаково больших половин 2, 4 резервуара с предпочтительно круговым поперечным сечением, которые герметично соединены друг с другом посредством соединения их общей соединительной зоной 6. Половины 2, 4 резервуара состоят из предпочтительно снабженных на своих внутренних поверхностях противокоррозионным покрытием стальных листов, которые с помощью процесса деформации, например посредством глубокой вытяжки, приведены в чашеобразную форму. Это означает, что каждая из половин 2, 4 резервуара состоит из не изображенного здесь дна и выступающей под прямым углом из него стенки 8, 10 оболочки с отверстием, которое ограничено соответствующим краем 12, 14. При необходимости стальные листы могут быть снабжены также снаружи противокоррозионным покрытием или же могут применяться стальные листы без противокоррозионного покрытия.

Для того, чтобы не разрушать противокоррозионное покрытие высокими температурами, которые возникают при сварке, свободные края 12, 14 половин 2, 4 резервуара соединены друг с другом с помощью склеивания. Для этого лежащие противоположно друг другу плоские поверхности краев 12, 14 в зоне клеевого или стыкового шва снабжаются клеем и прижимаются друг к другу за счет осевого сдавливания половин 2, 4 резервуара. В качестве клея можно применять любые пригодные для этого клеи, в частности высокопрочные, ударостойкие эпоксидные клеи, термоплавкие клеи или клеи PUR, соответственно, однокомпонентные или многокомпонентные клеи. Толщина s клея в клеевом или стыковом шве 18 выбирается в зависимости от требований. Вместо снабжения половин 2, 4 резервуара противокоррозионным слоем перед склеиванием можно наносить его также после склеивания.

Соединительная зона 6 половин 2, 4 резервуара характеризуется тем, что их края 12, 14 перекрываются в области 16 перекрытия. При этом края 12, 14 отогнуты под острым углом относительно примыкающих к краям 12, 14 зон, которые образованы цилиндрическими стенками 8, 10 оболочки, так, что они, по меньшей мере, в области 16 перекрытия проходят плоскопараллельно друг другу, а в клевом или стыковом шве 18 между обращенными друг к другу поверхностями краев 12, 14 расположен клей. Угол α между краями 12, 14 в области 16 перекрытия и примыкающими к краям 12, 14 зонами 8, 10 предпочтительно лежит в диапазоне от 2 до 15°, особенно предпочтительно он составляет около 8°.

Это реализовано предпочтительно за счет того, что плоский край 12 одной половины 2 резервуара в области 16 перекрытия отогнут наружу, а край 14 другой половины 4 резервуара проходит при рассматривании в поперечном сечении в форме щипца. Имеющий форму щипца край 14 другой половины 4 резервуара состоит при рассматривании в осевом направлении из наклонного, направленного радиально наружу плоского участка 20, к которому после перехода через максимум 22 примыкает также наклонный, но направленный радиально внутрь плоский участок 24, который переходит в конец 26 края. Другими словами, край 14 образует выступающий радиально наружу желобок. Переход от стенки 10 оболочки к направленному наружу участку 20 и переход от этого участка 20 к направленному внутрь участку 24 предпочтительно закруглен по радиусу R.

Внутренний диаметр d₁ одной половины 2 резервуара примерно равен внутреннему диаметру d₂ другой половины 4 резервуара. Одновременно внутренний диаметр d₃ другой половины 4 резервуара в зоне свободного конца 26 края больше или равен внутренним диаметрам d₁, d₂ половин 2, 4 резервуара. За счет этого даже при больших допусках на изготовление предотвращается надвигание друг на друга краев 12, 14 половин 2, 4 резервуара при осевом соединении, что препятствовало бы прохождению предусмотренного стыка вдоль кромок 12, 14.

В другом примере выполнения изобретения согласно фиг.2 остающиеся одинаковыми и одинаково действующие части обозначены теми же позициями, что и в предыдущем примере.

В отличие от первого примера, край 14, например, стенки 10 оболочки другой половины 4 резервуара снабжен, по меньшей мере, одним проходящим вдоль периметра резервуара желобком или канавкой 28 для, по меньшей мере, частичного размещения уплотнения 30, которое находится в герметичном контакте с краем 12 другой половины 2 резервуара. Уплотнение 30 предпочтительно состоит из радиального кольцевого уплотнения. При этом желобок или канавка 28 расположена в области 16 перекрытия и при рассматривании из внутреннего пространства резервуара находится перед клеевым или стыковым швом 18. Канавка или желобок 28 предпочтительно изготовлен посредством деформации края 14.

Особенно предпочтительно могут быть образованы дополнительные канавки или желобки в крае 14, например стенки 10 оболочки другой половины 4 резервуара, с целью расположения друг за другом нескольких уплотнений 30, 36. В варианте выполнения согласно фиг.2 дополнительная канавка или желобок 32 хотя и расположен также в области 16 перекрытия, однако при рассматривании из внутреннего пространства резервуара 1 находится перед скругленным местом 34 перегиба, в котором край 12 одной половины 2 резервуара отогнут относительно остальной стенки 8.

В качестве альтернативного решения канавки или желобки 28, 32 могут быть образованы также в крае 12 одной половины 2 резервуара и, соответственно, при наличии нескольких канавок или желобков 28, 32, они могут быть выполнены попеременно на крае 12 одной половины 2 резервуара и на крае 14 другой половины 4 резервуара.

Уплотнения 30, 36, которые одновременно представляют собой распорки для подлежащих соединению краев 12, 14 половин 2, 4 резервуара, обеспечивают выдерживание желаемой толщины s клеевого или стыкового шва 18. Эта функция выполняется особенно успешно тогда, когда несколько уплотнений 30, 36 расположены друг за другом, так что края 12, 14 половин 2, 4 резервуара опираются друг на друга в нескольких местах и не могут перекоситься относительно друг друга во время затвердевания клея. Однако, в принципе, для выполнения указанной функции достаточно одного уплотнения 30, соответственно, 36.

Изобретение не ограничивается резервуаром 1 для сжатого воздуха, а может использоваться для резервуаров любого вида, например для резервуаров для топлива или резервуаров для мочевины в грузовых автомобилях, при этом обеспечиваются указанные выше преимущества.

Резервуар (1) в автомобиле содержит две изготовленные посредством деформации из стальных листов чашеобразные половины (2, 4) резервуара, перекрывающиеся края (12, 14) которых в области (16) перекрытия соединены друг с другом с помощью склеивания. Края (12, 14) половин (2, 4) резервуара отогнуты под острым углом (а) относительно примыкающих к краям (12, 14) зон (8, 10) так, что они, по меньшей мере, в области (16) перекрытия проходят плоскопараллельно друг другу. Край (12) одной половины (2) резервуара в области (16) перекрытия отогнут наружу, а край (14) другой половины (4) резервуара проходит внутрь, если рассматривать в поперечном сечении. Расположенный между краями (12, 14) клеевой или стыковой шов (18) снабжен клеем. В примыкающих к краям (12, 14) зонах (8, 10) внутренний размер (d₁) одной половины (2) резервуара по существу равен внутреннему размеру (d₂) другой половины (4) резервуара, причем внутренний размер (d₃) проходящего внутрь края (14) в зоне его свободного конца (26) края больше или равен внутреннему размеру (d₁, d₂) половин (2, 4) резервуара в примыкающих к краям (12, 14) зонах (8, 10). Техническим результатом является упрощение изготовления половин резервуара при высокой прочности соединения. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Резервуар (1) в автомобиле, содержащий две изготовленные посредством деформации из стальных листов чашеобразные половины (2, 4) резервуара, перекрывающиеся края (12, 14) которых в области (16) перекрытия соединены друг с другом с помощью склеивания, причем края (12, 14) половин (2, 4) резервуара отогнуты под острым углом (α) относительно примыкающих к краям (12, 14) зон (8, 10) так, что они, по меньшей мере, в области (16) перекрытия проходят плоскопараллельно друг другу, край (12) одной половины (2) резервуара в области (16) перекрытия отогнут наружу, а край (14) другой половины (4) резервуара проходит внутрь, если рассматривать в поперечном сечении, и расположенный между краями (12, 14) клеевой или стыковой шов (18) снабжен клеем, отличающийся тем, что в примыкающих к краям (12, 14) зонах (8, 10) внутренний размер (d₁) одной половины (2) резервуара, по существу, равен внутреннему размеру (d₂) другой половины (4) резервуара, причем внутренний размер (d₃) проходящего внутрь края (14) в зоне его свободного конца (26) края больше или равен внутреннему размеру (d₁, d₂) половин (2, 4) резервуара в примыкающих к краям (12, 14) зонах (8, 10).

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что проходящий внутрь край (14) на направленном внутрь плоском участке (24) образует выступающий радиально наружу гофр.

3. Резервуар по п.2, отличающийся тем, что гофр края (14) представляет собой щипец, который содержит два плоских рампообразных участка, один из которых направлен радиально наружу, а другой радиально внутрь, причем направленный радиально наружу участок имеет вершину, к которой примыкает участок, направленный радиально внутрь.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что угол (α) между краями (12, 14) в области (16) перекрытия и примыкающими к краям (12, 14) зонами (8, 10) лежит в диапазоне от 2° до 15°.

5. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой резервуар (1) для сжатого воздуха в грузовом автомобиле.

6. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна половина (2, 4) резервуара снабжена стойким к коррозии покрытием.

7. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что край (14), по меньшей мере, одной половины (4) резервуара в области (16) перекрытия снабжен, по меньшей мере, одним проходящим вдоль периметра резервуара желобком или канавкой (28, 32) для, по меньшей мере, частичного размещения уплотнения (30), которое находится в герметичном контакте с краем (12) другой половины (2) резервуара.

8. Резервуар по п.7, отличающийся тем, что уплотнение (30) расположено перед клеевым или стыковым швом (18), если смотреть из внутреннего пространства резервуара (1).

9. Резервуар по п.7 или 8, отличающийся тем, что уплотнение (30) образовано, по меньшей мере, одним кольцевым радиальным уплотнением.