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Title:
METHOD FOR PRODUCING A MULTI-CHAMBER TANK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/025481
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing a multi-chamber tank (1) for fuels of motor vehicles, said tank comprising at least one internally coated first (2) and at least one internally coated second chamber (3). The method comprises the following steps: making a first metal tank segment (4) available, said segment containing the first chamber (2) and an externally protruding peripheral collar (8), rotolining the first tank segment (4) to internally coat the first chamber (2) with a plastic material (13), and connecting a second metal tank segment (5) to the peripheral collar (8) to form the second chamber (3) between the second tank segment (5), the peripheral collar (8) and the exterior (7) of the second tank segment (4), the first tank segment (4) being retained by its peripheral collar (8) during rotolining.

Inventors:
FLETCHER, Paul (Schönberg 86, Schwarzach, A-5620, AT)
FELDNER, Otto (Lenzing 129, Saalfelden, A-5760, AT)
WASLE, Gregor (Dr. Robert Thyllstrasse 17, Reutte, A-6600, AT)
Application Number:
AT2009/000295
Publication Date:
March 11, 2010
Filing Date:
August 03, 2009
Export Citation:
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Assignee:
ALUTECH GESELLSCHAFT M.B.H. (Lend Nr. 21, Lend, A-5651, AT)
FLETCHER, Paul (Schönberg 86, Schwarzach, A-5620, AT)
FELDNER, Otto (Lenzing 129, Saalfelden, A-5760, AT)
WASLE, Gregor (Dr. Robert Thyllstrasse 17, Reutte, A-6600, AT)
International Classes:
B60K13/04
Attorney, Agent or Firm:
WEISER, Andreas (Hietzinger Hauptstrasse 4, Wien, A-1130, AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammertanks (1) für Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen, der mindestens eine in- nenbeschichtete erste (2) und mindestens eine innenbeschich- tungslose zweite Kammer (3) hat, mit den Schritten:

Zurverfügungstellen eines ersten Tanksegments (4) aus Metall, welches die erste Kammer (2) enthält und einen außenseitig vorstehenden Umfangskragen (8) aufweist, Rotolining des ersten Tanksegments (4) zwecks Innenbeschichtens der ersten Kammer (2) mit Kunststoff (13), und

Verbinden eines zweiten Tanksegments (5) aus Metall mit dem Umfangskragen (8), um zwischen dem zweitem Tanksegment (5), dem Umfangskragen (8) und der Außenseite (7) des ersten Tank- segments (4) die zweite Kammer (3) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Tanksegment (4) während des Rotolinings an seinem Umfangskragen (8) gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Tanksegment (4) während des Rotolinings an einer

Stelle (11) des Umfangskragens (8) gehalten wird, welche beim anschließenden Verbinden vom zweiten Tanksegment (5) überdeckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Stelle ein Schweißfalz (11) des Umfangskragens

(8) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißfalz (11) vom umgebogenen Rand einer Trennwand

(7) gebildet wird, welche die erste Kammer (2) in Richtung zur zweiten Kammer (3) abschließt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Auftragens einer Schutzschicht (29) auf die Außenseite des ersten Tanksegments (4) vor dem Rotolining und des Entfernens der Schutzschicht (29) nach dem Rotolining.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Tanksegment (4) während des Roto- linings zusätzlich auf seiner Außenseite abgestützt wird, bevorzugt punktuell oder großflächig-elastisch.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammertanks

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammertanks für Betriebsmittel von Kraft- fahrzeugen, der mindestens eine innenbeschichtete erste und mindestens eine innenbeschichtungslose zweite Kammer hat, mit den Schritten:

Zurverfügungstellen eines ersten Tanksegments aus Metall, welches die erste Kammer enthält und einen außenseitig vorste- henden Umfangskragen aufweist,

Rotolining des ersten Tanksegments zwecks Innenbeschichtens der ersten Kammer mit Kunststoff, und

Verbinden eines zweiten Tanksegments aus Metall mit dem Umfangskragen, um zwischen dem zweitem Tanksegment, dem Um- fangskragen und der Außenseite des ersten Tanksegments die zweite Kammer zu bilden.

Innenseitig kunststoffbeschichtete Metalltanks werden insbesondere für aggressive Betriebsmittel von Kraftfahrzeugen benötigt, beispielsweise Harnstofflösungen wie AdBlue ® , die als Katalysatorflüssigkeiten zur Abgasreinigung von Dieselmotoren Verwendung finden. Die KunstStoffbeschichtung wird in der Regel durch Rotolining im Inneren („in situ") des Tanks gebildet. Dazu wird Kunststoffgranulat über eine Öffnung in den Tank eingebracht, die Öffnung verschlossen und der Tank unter Erhitzung gedreht, bis der Kunststoff auf der Innenseite der Metallwandung gleichmäßig aufschmilzt und dort eine Kunststoffbeschich- tung bildet. Die Öffnung wird anschließend wieder freigelegt.

Mehrkammertanks mit getrennten Kammern für verschiedene Betriebsstoffe, z.B. Kraftstoff einerseits und Katalysatorflüs- sigkeit anderseits, sind aus der EP 1 350 654 Al bekannt.

Die WO 2007/080078 beschreibt ein Verfahren der einleitend genannten Art zur Herstellung eines Mehrkammertanks mit einer innenbeschichteten Kammer für Katalysatorflüssigkeit und einer innenbeschichtungslosen Kammer für Kraftstoff. Der Tank ist segmentiert, und nur jenes Tanksegment, welches die zu be- schichtende Kammer enthält, wird in die Rotolining-Maschine eingespannt, um deren Platz bestmöglich auszunützen. Anschließend wird das erste Tanksegment mit der innenbeschichteten Kammer entnommen und an einem Umfangskragen mit dem zweiten Tank- segment stumpf verschweißt.

Bei dem Verfahren der WO 2007/080078 wird das erste Tanksegment in der Rotolining-Maschine mittels Spannbändern gehalten. Die über die Außenoberfläche des ersten Tanksegments verlaufenden Spannbänder können Kratzer oder Druckstellen erzeu- gen, was die Oberflächenqualität des Endprodukts empfindlich beeinträchtigt. Darüber hinaus stören die Spannbänder die Wärmeübertragung in der Rotolining-Maschine, was zu einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung auf der Innenseite der Kammer, damit zu einem ungleichmäßigen Aufschmelzen der Kunststoffbe- Schichtung und in der Folge einer ungleichmäßigen Schichtdicke der Kunststoffbeschichtung führt.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammertanks mit zumindest einer innenbeschichteten Kammer zu schaffen, welches eine ausgezeichnete Beschichtungs- und Oberflächenqualität des Endprodukts gewährleistet.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erreicht, das sich gemäß der Erfindung dadurch aus- zeichnet, daß das erste Tanksegment während des Rotolinings an seinem Umfangskragen gehalten wird.

Dadurch bleibt jener Bereich des ersten Tanksegments, welcher innen zu beschichten ist, frei von Wärmebrücken oder -abschattungen während des Rotolinings, sodaß eine gleichmäßige Wanderwärmung und damit gleichmäßige Innenbeschichtung der ersten Kammer erzielt werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das erste Tanksegment während des Rotolinings an einer Stelle des Umfangskragens gehalten, welche beim anschlie- ßenden Verbinden vom zweiten Tanksegment überdeckt wird. Da- durch wird ein Zerkratzen oder Eindellen der nach dem Zusammenbau freiliegenden Außenseitenbereiche des Tanks verhindert, wodurch ein makelloses Endprodukt erreicht werden kann.

Besonders bevorzugt ist die genannte Stelle ein Schweiß- falz des Umfangskragens, wie er z.B. aus der EP 1 350 654 Al an sich bekannt ist und eine bündige Außenoberfläche des Endprodukts nach dem Zusammensetzen der Segmente gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schweißfalz vom umgebogenen Rand einer Trennwand gebildet wird, welche die erste Kammer in Richtung zur zweiten Kammer abschließt, was eine einfache Fertigung mit minimaler Teilezahl ermöglicht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch die weiteren Schritte des Auftragens einer Schutzschicht auf die Außenseite des ersten Tanksegments vor dem Rotolining und des Entfernens der Schutzschicht nach dem Rotolining aus. Dadurch kann die Außenseite vor unbeabsichtigten Berührungen während des Rotolinings geschützt und ein makelloses Endprodukt erreicht werden.

Bevorzugt kann das erste Tanksegment während des Rotoli- nings zusätzlich auf seiner Außenseite abgestützt werden, besonders bevorzugt punktuell oder großflächig-elastisch, wenn höhere Kräfte aufzunehmen sind. Die optionale Schutzschicht kann auch jedwede unbeabsichtigte Kontaktierung der Außenoberfläche verhindern; die punktuelle Abstützung minimiert aufgrund ihrer geringen Kontaktfläche die Gefahr einer Störung der Ober- flächentemperaturverteilung .

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Mehrkammertank im Längsschnitt;

Fig. 2 ein erstes und ein zweites Tanksegment zur Herstellung des Mehrkammertanks von Fig. 1 ausschnittsweise im Schnitt; Fig. 3 eine Rotolining-Maschine in einer schematisehen Perspektivansicht zur Veranschaulichung des Rotolining-Schritts der Erfindung;

Fig. 4 das erfindungsgemäße Einspannen des ersten Tankseg- ments während des Rotolinings anhand eines Schnitts durch einen der Spannbacken der Rotolining-Maschine von Fig. 3; und

Fig. 5 den Schritt des Verbindens der Tanksegmente nach dem Rotolining-Schritt .

Fig. 1 zeigt einen Mehrkammertank 1 mit einer ersten Kam- mer 2 und einer zweiten Kammer 3. Der Mehrkammertank 1 kann auch mehr als zwei Kammern 2, 3 enthalten und/oder mit Einbauten wie Schwallwänden, Meßwertgebern, Entnahmeleitungen, Einfüllstutzen usw. ausgestattet sein (nicht gezeigt) , wie dem Fachmann bekannt. Der Mehrkammertank 1 ist aus Metall gefer- tigt, bevorzugt Aluminium.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Mehrkammertank 1 aus mehreren Segmenten zusammengesetzt, u.zw. im gezeigten Beispiel aus einem ersten Tanksegment 4, das die erste Kammer 2 enthält, und einem zweiten Tanksegment 5, welches gemeinsam mit dem er- sten Tanksegment die zweite Kammer 3 bildet. Sowohl das erste als auch das zweite Tanksegment 4, 5 können ihrerseits aus weiteren Segmenten zusammengesetzt sein und/oder weitere Kammern enthalten (nicht gezeigt) .

Das erste Tanksegment 4 ist aus einem kalottenförmigen Tiefziehteil 6 gefertigt, welcher durch eine Trennwand 7 verschlossen ist, um die erste Kammer 2 zu bilden. Die Trennwand 7 hat einen umgebogenen Rand mit einem mittigen Wulst 9 und zwei beidseits anschließenden Schweißfalzen 10, 11. Der Umfangsrand des Tiefziehteils 6 übergreift den ersten Schweißfalz 10 und wird bei 12 außenbündig mit der Flanke des Wulstes 9 verschweißt. Vor dem Zusammenfügen der beiden Tanksegmente 4, 5 bildet somit der umgebogene Rand der Trennwand 7 einen von der ersten Kammer 2 nach außen (in der Fig. 2 nach links) vorstehenden Umfangskragen 8 zur Verbindung mit dem zweiten Tankseg- ment 5. Das zweite Tanksegment 5 ist ebenfalls ein kalottenförmi- ger Tiefziehteil und bildet nach dem Verbinden zwischen sich, dem Umfangskragen 8 und der durch die Trennwand 7 gebildeten Außenseite des ersten Tanksegments 4 die zweite Kammer 3. Zumindest eine der Kammern des Mehrkammertanks 1, im gezeigten Beispiel die Kammer 2 des ersten Tanksegments 4, wird mittels Rotolinings mit einer innenseitigen Kunststoffbeschich- tung 13 versehen, wogegen mindestens eine der übrigen Kammern, hier die Kammer 3 des zweiten Tanksegments 5, beschichtungslos bleibt.

Wie dem Fachmann bekannt, ist Rotolining ein Verfahren, das zur Kunststoffauskleidung von Hohlkörpern entwickelt wurde. Die Kunststoffbeschichtung 13 wird dabei „in situ" durch Verwendung der Metallwandung der ersten Kammer 2 als Form gefer- tigt. Kunststoffmaterial wird in z.B. granulärer Form über eine Öffnung, wie einen Einfüllstutzen 14 (Fig. 3), in die Kammer 2 des Tanksegments 4 eingebracht, dann wird die Öffnung ' verschlossen und das Tanksegment 4 wird unter Erhitzung allseitig gedreht, bis das Granulat als Kunststoffbeschichtung 13 auf der Innenseite der Metallwandung der Kammer 2 aufschmilzt.

Die Kunststoffbeschichtung 13 ist bevorzugt resistent gegenüber dem aufzunehmenden Betriebsmittel, hier Harnstofflösung. Geeignete Kunststoffe für die Kunststoffbeschichtung sind beispielsweise Polyolefine wie HDPE (high density polyethyle- ne) , MDPE (medium density polyethylene) , LDPE (low density po- lyethelene) oder LLDPE (linear low density polyethylene) .

Fig. 3 zeigt eine Rotolining-Maschine 15 zur Durchführung des Rotolining-Schrittes. Die Rotolining-Maschine 15 umfaßt einen Drehteller 16, der am Ende eines Arms 17 in Richtung des Pfeiles 18 rotiert, während der Arm 17 seinerseits an einem Gestell um eine dazu normale Drehachse in Richtung des Pfeiles 19 rotiert .

Auf dem Drehteller 16 sind im gezeigten Beispiel vier erste Tanksegmente 4 mittels jeweils vier Klemmbacken 20 gehal- ten, welche anhand von Fig. 4 noch ausführlicher beschrieben werden; selbstverständlich sind auch andere Anordnungen und Anzahlen möglich. Ein optionales Stützgerüst 21 kann die Tanksegmente 4 zusätzlich an ihrer Oberseite mittels optionaler Auflager 22 abstützen. Die Auflager 22 können beispielsweise spitze Nadeln sein, die eine punktuelle Abstützung bewirken, oder alternativ großflächige, weiche elastische Polster (nicht gezeigt) .

Durch Antreiben des Drehtellers 16 in Richtung der Pfeile 18 und 19 ergibt sich eine Taumelbewegung der Tanksegmente 4, welche zu einer gleichmäßigen Verteilung des darin eingebrachten Kunststoffgranulats über die gesamte Innenseite der Kammern 2 führt. Mittels einer (nicht dargestellten) Heizeinrichtung werden die Metallwände der Tanksegmente 4 erhitzt, um das Kunststoffgranulat als Kunststoffbeschichtung 13 auf die Innen- Seiten der Kammern 2 aufzuschmelzen.

Fig. 4 zeigt einen der Klemmbacken 20 des Drehtellers 16 und den Schritt des Haltens der Tanksegmente 4 während des Ro- tolinings im Detail. Jeder Klemmbacken 20 umfaßt einen am Drehteller 16 befestigten starren Klemmschuh 23 mit einem Auflager 24 und einen dazu relativbeweglichen Klemmhebel 25. Der Klemmhebel 25 ist in Richtung der Pfeile 26, 27 gegenüber dem Auflager 24 beweglich.

Zwischen Auflager 24 und Klemmhebel 25 wird der Umfangs- kragen 8 des ersten Tanksegments 4 eingespannt, und zwar genau im Bereich jenes zweiten Schweißfalzes 11, der beim anschließenden Verbinden des zweiten Tanksegments 5 von diesem übergriffen und abgedeckt wird. Die Einspannstellen des ersten Tanksegments 4 sind damit am fertigen Mehrkammertank 1 nicht mehr sichtbar. Darüber hinaus vermeidet das Einspannen des ersten Tanksegments 4 an seinem von der Kammer 2 abstehenden Umfangskragen 8 eine Beeinträchtigung der Wärmeverteilung über die Oberfläche der Wandung der Kammer 2, sodaß die Kunststoffbeschichtung 13 mit gleichmäßiger Wandstärke auf der Innenseite der Kammer 2 aufschmilzt. Fig. 5 zeigt den finalen Schritt des Verbindens des zweiten Tanksegments 5 mit dem ersten Tanksegment 4 nach dem Roto- lining. Das zweite Tanksegment 5 wird auf den zweiten Schweißfalz 11 aufgeschoben und bei 28 außenbündig mit dem Wulst 9 des Umfangskragens 8 des ersten Tanksegments 4 verschweißt.

Vor dem Einspannen des ersten Tanksegments 4 in die Roto- lining-Maschine (Fig. 3) kann in einem optionalen Schritt eine Schutzschicht 29 (Fig. 4) auf die Außenseite des ersten Tanksegments 4 aufgebracht werden, welche nach dem Rotolining ent- fernt oder aber auch auf dem Endprodukt belassen wird. Die Schutzschicht 29 kann beispielsweise aus Silikon, Teflon, Lack oder einer handelsüblichen Oberflächenbehandlung der . Außenseite des ersten Tanksegments 4 bestehen. Falls gewünscht, kann dieselbe Art von Schutzschicht 29 auch auf die Außenseite des zweiten Tanksegments 5 aufgebracht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.