用于制造压力容器的方法以及这种类型的压力容器

摘要

一种制造压力容器的方法，该方法包括：形成具有壁、第一开口、第二开口以及至少一个横连接板的容器主体部分，该横连接板将容器主体部分的壁的相对的壁部分彼此连接；形成具有盖连接缘部的拱形盖和具有基部连接缘部的拱形基部；将第一和第二槽引入到第一开口处的横连接板并将第三和第四槽引入到第二开口处的横连接板，其中槽被引入到将横连接板的连接到容器主体部分的相对的壁部分的相应的区域；将盖连接缘部插入到第一开口处的槽并将基部连接缘部插入到第二开口处的槽；将盖和基部紧固到容器主体部分上，从而以压力密封方式封闭容器主体部分。在无切割情况下通过压印或挤压横连接板的材料或实体执行引入槽的步骤。还描述了以此制造的压力容器。

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造（尤其是车辆的）压力容器的方法，所述方法 包括如下步骤：

提供容器主体部分，其具有壁、在第一端部处的第一开口、在第二 端部处的第二开口、以及至少一个横连接板，所述至少一个横连接板将 容器主体部分的壁的相对的壁部分彼此连接，

提供拱形盖和拱形基部，其中拱形盖具有盖连接缘部并且拱形基部 具有基部连接缘部，

将第一槽和第二槽引入到在第一开口处的所述至少一个横连接板 中并且将第三槽和第四槽引入到在第二开口处的所述至少一个横连接板 中，其中这些槽被引入到至少一个横连接板的连接到容器主体部分的相 对的壁部分的相应区域内，

将盖连接缘部插入到第一开口处的槽中并将基部连接缘部插入到 第二开口处的槽中，

将盖和基部紧固到在第一和第二端部的区域中的容器主体部分上 以便以压力密封的方式封闭容器主体部分。

本发明还涉及一种（尤其是用于车辆的）用于在过压条件下容纳和 存储介质的压力容器，该压力容器包括容器主体部分，容器主体部分具 有壁和将容器主体部分的壁的相对的壁部分彼此连接的至少一个横连接 板，并且容器主体部分通过拱形盖并通过拱形基部以压力密封的方式封 闭，拱形盖具有盖连接缘部，盖连接缘部容纳在容器主体部分的第一开 口处的横连接板中的第一和第二槽内，拱形基部具有基部连接缘部，基 部连接缘部容纳在容器主体部分的第二开口处的至少一个横连接板中的 第三和第四槽内，这些槽被引入到至少一个横连接板的将至少一个横连 接板的连接至相对的壁部分的相应区域内。

背景技术

在文献DE29909827U1中已知一种压力容器，尤其是一种用于车辆 的压力容器。该文献公开一种压力容器，用于在过压下容纳和存储介质， 压力容器包括容器主体部分，容器主体部分通过拱形盖和拱形基部以压 力密封的方式封闭。为此，在容器主体部分的盖端部处的盖和在容器主 体部分的基部端部处的基部被焊接至容器主体部分。容器主体部分具有 多个横连接板，该多个横连接板将容器主体部分的壁的相对的壁部分彼 此连接，以便让容器主体部分具有所需的耐压力。

在已知的压力容器的情形中，在将盖和基部安装在容器主体部分上 之前对容器主体部分进行精加工。一方面，这个过程涉及将槽引入到横 连接板中到容器主体部分的壁的相应的过渡区域中的横连接板中。槽用 作在容器主体部分的第一和第二开口处盖和基部的居中的接收装置。而 且，容器主体部分适应在第一开口和第二开口区域的盖连接缘部和基部 连接缘部的外周围，以便补偿容器主体部分与盖和基部之间的容差。

上述对容器主体部分的精加工过程每一步都是通过切割，即通过去 除材料或者实体（material），来完成的。

然而，容器主体部分上的包括切割的精加工过程是昂贵且耗时的， 并且这对生产过程带来不利的影响。

而且，为了引入槽并为了上述的容差补偿以允许盖和基部元件的精 确的配合接收，对容器主体部分的包括材料或者实体（material）去除 的精加工过程关系到容器主体部分的壁厚度的减小。这种壁厚度的减小 导致容器主体部分的壁的弱化，尤其在容器主体部分的盖和基部连接区 域内容器主体部分的壁的弱化，并且这会导致优先断裂点或可能导致容 器主体部分中失去密封性。

由于包括切割的精加工带来的容器主体部分的壁的上述弱化，必须 通过对壁的特意的补强，至少是在盖和基部连接区域中的特意的补强来 补偿。此处，在通过制造整个具有较大壁厚度的容器主体部分的容器主 体部分的生产期间，或，例如通过沉淀焊接，随后被引入到容器主体部 分中，都应该对壁进行补强。生产具有较大壁厚度的容器主体部分不利 地导致压力容器的较高的重量和生产压力容器中较高的材料成本。容器 主体部分的壁的随后的补强是耗时的且昂贵的方法。

DE10212801C1公开一种用于液态介质的冷却器，其由主体和布置其 中的多个板构成。为了确保液态介质的蜿蜒流动，板的突出到主体的纵 向端部之外的端部被挤压到该主体的内部。主体的开口端部随后被焊接 至端部板，并由此封闭。

发明内容

因此，本发明的根本目标在于公开一种在开头所说的类型的制造 （尤其是用于车辆的）压力容器的方法，该方法可以在高的生产精确性 和更低的材料费用、时间和成本的情况下实施。

本发明另一的根本目标在于公开一种在开头所说的类型的压力容 器，该压力容器可以在高的生产精确性和更低的材料费用、时间和成本 的情况下制造。

根据本发明，关于在开头所述的方法，由于通过在无切割的情况下 压印或挤压（emboss）至少一个横连接板的材料或者实体（material） 实施槽的引入的步骤的这一事实，实现该目标。

关于文章开头提到的压力容器，根据本发明，由于通过在无切割的 情况下压印或挤压（emboss）至少一个横连接板的材料或者实体 （material）引入槽的事实，实现所述目标。

在根据本发明的方法和根据本发明的压力容器情形中，在无切割的 情况下，更具体地通过压印或挤压，将用于盖和基部的居中接收的槽引 入到至少一个横连接板中。压印或挤压槽的优点在于，在压印或挤压期 间不去除材料或者实体（material），因此避免容器主体部分的材料或者 实体（material）的弱化。

在本发明的情形中，术语“槽”应该取凹部或凹陷的意义，其长度 也可以比其宽度小。

结果，可以省却至少在将至少一个横连接板的连接到优选被形成为 冲压的铝轮廓的容器主体部分的相对的壁部分的区域的区域内额外采用 补强区域，由此允许以较低重量、较低成本以及减少的加工成本制造压 力容器。

优选以使得确保盖连接缘部在第一开口处的容器主体部分上的盖 连接缘部的居中接收和第二开口处容器主体部分上的基部连接缘部的居 中接收的这样的方式将槽压印或挤压到至少一个横连接板。

这便于正确地定位盖和基部在容器主体部分上的放置。

在根据本发明的方法和根据本发明的压力容器的优选实施例中，通 过在无切割情况下在第一开口和第二开口的区域内形成容器主体部分的 壁的最终尺寸，以便使壁的内侧适应盖连接缘部和基部连接缘部的外周 围。

使用这种方法，容器主体部分、盖以及基部的任何制造容差被有利 地补偿，同样有利地，不需要切割，即没有去除材料或者实体（material）。 在无切割的情况下形成容器主体部分的最终尺寸优点在于，避免容器主 体部分的壁的材料或者实体（material）的弱化，因而不需要开头那样 将容器主体部分制造成具有较大的壁厚度，或通过随后应用材料或者实 体（material）而增加壁厚度。结合压印或挤压的槽，在本实施例中的 根据本发明的压力容器尤其节省材料并且可以以合理的成本和较低的时 间成本制造。

优选通过挤压（press）容器主体部分的壁，例如通过从外侧挤压 容器主体部分的壁以便向内移位壁部分和/或从内侧挤压容器主体部分 的壁以便向外移位壁部分，执行无切割情况下形成容器主体部分的最终 尺寸。

最终尺寸化确保，盖连接缘部和基部连接缘部可以在精确配合的情 况下被容纳到容器主体部分的连接区域，一方面，连接区域由引入的槽 预限定，而另一方面，连接区域由壁的内侧预限定，并且这对将盖和基 部连接到容器主体部分的质量具有有利的影响。

在本方法和该压力容器的另一优选实施例中，容器主体部分的壁构 造为在围绕圆周的整个范围具有一致的壁厚度。

此处，有利地，容器主体部分可以在尤其低的成本条件下制造，尤 其制造为冲压的铝轮廓。此外，确保作用在容器主体部分的壁上的压力 均匀地分布。

在本方法和该压力容器的另一优选实施例中，盖和基部通过材料或 者实体（material）连接方式，尤其是焊缝连接方式或粘合连接方式， 被结合到容器主体部分。

这种方法优点在于，可以使用焊接或粘合焊缝方式以低成本和压力 密封的方式将基部和盖结合到容器主体部分。

在该方法的另一优选实施例中，在冲压期间槽形成具有斜面形式的 带有斜角的肩部。

在该压力容器的情形中，槽优选具有斜面形式的带有斜角的肩部。

这方法有利地便于将盖连接缘部和基部连接缘部插入到通过槽和 容器主体部分的壁的内侧形成的各自的连接区域。在压印或冲压槽期间 形成斜面，因而有利地消除附加的加工操作。

使用根据本发明的方法，可以以低成本、低重量以及在一系列的生 产过程中低的不合格率制造根据本发明的压力容器。

通过下面的描述和附图呈现更多的优点和特征。

明显地，上面提到的和下面将要说明的的特征在不超出本发明的范 围的情况下，不仅可以以各个示出的组合使用，而且可以以其他的组合 使用，或单独地使用。

附图说明

在附图中示出并且参照附图详细地描述本发明的示例的实施例。在 附图中：

图1示出一种压力容器的分解透视图；

图2示出在制造图1的压力容器的中间阶段的图1中的压力容器的 容器主体部分的透视图；

图3示出在制造压力容器的进一步的中间阶段的图2中的容器主体 部分的透视图；

图3a以比图3大的比例示出图3中的局部A；

图3b以比图3大的比例示出图3中的局部B；

图4以透视图的形式示出图1中的压力容器最终形成状态下的部分 剖视图。

具体实施方式

图1以分解图示出具有总的附图标记10的压力容器。图2至4示出压 力容器的更多细节以及压力容器产品的更多细节。

压力容器10用在车辆中（未示出）。压力容器10一般用于在过压力 条件下容纳和存储介质，介质可以是气体、液体或蒸汽。压力容器10可 以用作例如电动车辆中气动控制系统的存储和补偿箱。一个具体的应用 是例如使用压力容器10作为车辆的气动底盘悬挂系统中压缩空气的补偿 和存储箱。

压力容器10具有容器主体部分12，容器主体部分12整体由金属一体 地形成，尤其是钢板或铝板一体地形成。容器主体部分12可以例如由冷 加工方法制造，尤其是通过挤压或冲压法（extrusion）制造。

压力容器10还具有盖14和基部16，其中盖14和基部16都是拱形设 计。容器主体部分12、盖14以及基部16的形状能够在它们的几何结构和 配置方面从根本上与将要定位压力容器10的安装位置基本匹配。盖14的 拱形和基部16的拱形基本上确保盖的表面处的均匀的压力分布和基部的 表面处的压力分布。

在面对容器主体部分12的侧面，盖14具有盖连接缘部18，盖连接缘 部沿盖缘部20的整个周边延伸。在面对容器主体部分12的侧面，基部16 具有基部连接缘部22，基部连接缘部沿基部缘部24的整个周边形成。

容器主体部分12具有大体箱状的形式，其中容器主体部分12还包括 拱形端部26、28。然而，在根本上，容器主体部分12可以以匹配压力容 器10的安装位置的任何想要的箱状形式配置。

容器主体部分12具有相对的侧面壁部分30、32，它们通过横连接板 34彼此连接。在图示的实施例中有四个横连接板34。因此，容器主体部 分12具有整个围绕周边的壁36，由相对的壁部分30、32和拱形端部26、 28的壁部分形成。很明显，横连接板34的数量可以少于四个，或实际上 多于四个，这取决于压力容器10的尺寸。

将相对的壁部分30、32彼此连接的横连接板34在容器主体部分12内 从容器主体部分12的在第一端部39处的盖侧第一开口38延伸到容器主体 部分12的在第二端部41处的基部侧第二开口40。

在图示的实施例中，单个的横连接板34被对齐，以便是直的且平的， 并且彼此平行。然而，很明显，横连接板34也可以布置成彼此不平行。

壁部分30、32与拱形端部26、28的壁部分以及横连接板34一体地形 成。这可以通过将容器主体部分12形成为由例如铝的金属形成的挤压或 冲压轮廓而实现。挤压或冲压的方向沿横连接板34的纵向范围的方向， 即盖侧第一开口38和基部侧第二开口40之间的连接方向。在这种情况下， 容器主体部分12可以形成为米制长度的挤压或冲压（extruded）轮廓， 并随后从这种米制长度切割为所需长度。

在壁部分30、32处，横连接板34每一个具有连接至壁36的区域42， 所述区域朝向壁36在与横连接板34的表面正交或垂直的截面平面内加宽 （还例如，图3a，图3b）。

在第一开口38处，横连接板34每一个具有第一槽44a和第二槽44b， 它们在没有切割的情况下通过压印或挤压（emboss）（模压（stamp））被 引入到将横连接板34的连接横连接板34到壁部分30、32的相应区域42的 区域中。此外，横连接板34每一个在第二开口还具有第三和第四槽45a、 45b（见图4），它们在没有切割的情况下通过压印或挤压（emboss）被引 入到横连接板34的连接到壁部分30、32的相应区域42的区域中。在这种 情况下，槽44a和45a的位置彼此相对，槽44b和45b也一样。一方面，压 印或挤压的槽44a、44b、45a、45b，和另一方面，容器主体部分12的壁 36的内侧46，得到在盖侧第一开口38处和在基部第二开口40处的第一和 第二连接区域48、50，所述连接区域分别容纳盖14的盖连接缘部18和基 部16的基部连接缘部22。

在图2中，示出处于制造的中间阶段的压力容器10的容器主体部分 12。在图2示出的中间阶段中，容器主体部分12被形成为挤压或冲压轮廓 （extruded profile），其中槽44a、44b以及45a、45b还没有引入到横连 接板34中。

由图2中的阶段开始，图3示出了在制造的下一阶段的容器主体部分 12。在这个阶段，如上所述，槽44a、44b、45a、45b已经被引入到在盖 侧第一开口38处和在基部侧第二开口40处的区域内的容器主体部分12的 挤压或冲压的毛坯（extruded blank）的横连接板34中。槽44a、44b、 45a、45b被压印或挤压到横连接板34的将横连接板34连接到壁部分30、 32的相应的区域42中。槽44a、44b、45a、45b被设计成使得，一方面， 它们，而另一方面，容器主体部分12的壁36的内侧46，形成容器主体部 分12的位于盖侧第一开口38处的用于盖连接缘部18的第一连接区域48和 位于基部侧第二开口40处的用于基部连接缘部22的第二连接区域50。在 这种情况下，槽44a、44b、45a、45b被设计成使得它们可以以居中的方 式容纳盖连接缘部18和基部连接缘部20。

在图3a中以放大的比例示出一个槽44a。在图3b中以放大的比例示 出一个槽44b。槽44a、44b以及槽45a、45b通过压印或者挤压（emboss） 横连接板34的材料或实体（material）被引入。在槽44a、44b的压印或 者挤压期间。横连接板34的材料或实体沿从第一开口38朝向第二开口40 的方向移位。槽45a、45b的压印或者挤压沿相反的方向发生，即沿从第 二开口40朝向第一开口38的方向。由图3a和3b清楚看到，槽44a、44b具 有大体直角的轮廓（槽45a、45b也一样）。在其面朝离开壁36的一侧，槽 44a、44b、45a、45b具有斜面形式的带有斜角的肩部52，这使得更容易 将盖连接缘部18和基部连接缘部22插入到槽44a、44b、45a、45b中。

很明显，槽44a、44b和45a、45b的轮廓也可以具有其他与图示的轮 廓形状不同的轮廓形状。因此，槽44a、44b和45a、45b还可以是圆角的 或台阶的设计。

压印或者挤压槽44a、44b、45a、45b确保壁36的壁厚度54在连接区 域48、50中不减小。

为了让壁36的内侧46适应盖连接缘部18的外周围与基部连接缘部 22的外周围，通过在无切割的情况下在第一开口38和第二开口40处的区 域内形成容器主体部分12的壁36的最终尺寸（finish-sized），如果在制 造容器主体部分12、盖14和/或基部16期间由于制造容差需要这样的适应 的话。

在第一开口38和第二开口40处的区域内在无切割情况下形成容器 主体部分12的最终尺寸是通过部分地挤压或冲压（press）容器主体部分 12的壁36实现的，即依赖于容器主体部分12的外周围在第一开口38和第 二开口40处是否必须完全或部分地减少或增加而向内（例如图3中的箭头 53）和/或向外（例如图3中的箭头55）挤压或冲压容器主体部分12的壁 36实现的。由于在无切割情况下形成最终尺寸，容器主体部分12在整个 周围上具有一致的壁厚度54（见图3a和3b）。

图4示出成品阶段的压力容器10。与图1对比，图4中的压力容器10 示出基部16的视图，而图1中示出压力容器10的盖14的视图。此外，在图 4中基部16图示为被剖开。

在从图3至图4的转变期间，盖14已经被放置在容器主体部分12的第 一开口38上，或者更具体地，盖连接缘部18已经插入到横连接板34的槽 44a、44b中。在整个过程期间，槽44a、44b让盖14居中在容器主体部分 12上。

以相同方式，基部16已经被放置在容器主体部分12的第二开口40 上，即基部连接缘部22插入到横连接板34的槽45a、45b中。同样地，槽 45a、45b让基部16居中在容器主体部分12上。

盖14和基部16随后被焊接到容器主体部分12以便以压力密封的方 式封闭压力容器10。图4示出通过焊缝56的方式的焊接，焊缝围绕容器主 体部分12的整个周围延伸。

盖14和/或基部16也可以通过粘合剂结合而不是通过焊接连接至容 器主体部分12。