用于制造罐型压力容器的方法以及此压力容器

摘要

本发明公开了一种用于制造罐型压力容器(10)，特别是用于车辆的空气弹簧罐的方法，所述方法包括以下步骤：提供罐(12)，所述罐(12)包括底部(14)，所述底部(14)包括至少一个孔(48)，提供至少一个螺钉(20)，所述螺钉(20)包括钉头(42)和钉杆(26)，将至少一个螺钉(20)的钉杆(26)从罐(12)的内侧(50)插入到孔(48)中，使得螺钉(20)的钉杆(26)从底部(14)的外侧(32)突出，且将螺钉(20)牢固地连接到罐(12)的底部(14)。在从钉头(42)到钉杆(26)的过渡区域中，至少一个螺钉(20)包括从钉头(42)到钉杆(26)呈锥形并环绕所有圆周延伸的连接部分(46)。在钉杆(26)插入到孔(48)中时，连接部分(46)挤压孔(48)的边缘(52)，且连接部分(46)沿其与孔(48)的边缘(52)的挤压接触连接到孔(48)的边缘(52)。本发明还说明了以此方式制造的压力容器(10)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于一种用于制造罐型压力容器，特别是用于车辆的空气弹簧罐的方法，包括以下步骤：

提供罐，所述罐包括底部，底部包括至少一个孔，

提供至少一个螺钉，所述螺钉包括钉头和钉杆，

将至少一个螺钉的钉杆从罐的内侧插入到孔中，使得螺钉的钉杆从底部的外侧突出，并将螺钉牢固地连接到罐的底部。

本发明进一步涉及罐型压力容器，特别是用于车辆的空气弹簧罐，包括罐，所述罐包括底部，底部包括至少一个孔、以及至少一个螺钉，所述螺钉包括钉头和钉杆，螺钉从罐的内侧插入到孔中，使得螺钉的钉杆从底部的外侧突出，并将螺钉牢固地连接到罐的底部。

上述类型的方法和罐型压力容器一般是已知的。

不局限于一般性，本发明将参照罐型压力容器进行说明，罐型压力容器用作用于车辆的空气弹簧的空气弹簧罐。

空气弹簧用在车辆结构中，代替钢制弹簧或附加于钢制弹簧，用于车体的悬挂。空气弹簧还用在车辆结构中，用于车体的骑座高度的调节。

在使用空气弹簧的情况下，悬挂通过空气量实现。此处的空气量位于称为空气弹簧罐的罐型压力容器中。在其上端，当配合到车辆中时，通常由钢板制作的空气弹簧罐包括罐壁向下近似垂直于底部延伸的底部。当配合到车辆中时，通常将风箱连接到罐壁的下端。

为了将空气弹簧罐配合进车辆中，一个或多个螺钉在罐的底部牢固地连接到罐的底部。当螺钉固定到罐的底部时，每个螺钉各自的钉杆从其外侧近似垂直于底部突出，也就是说，当空气罐配合进车辆时向上。螺钉用于将空气弹簧罐固定到车体，或更精确地固定到弹簧圆盖。在此固定到空气弹簧罐底部的螺钉必须配合进弹簧圆盖的预定孔的形状中，因此，必须根据孔的形状精确地定位和对准。

背景技术

在现有技术中，目前已知将螺钉连接到空气弹簧罐的底部的各种方法。

在螺钉连接到空气弹簧罐的底部的第一已知方法中，螺钉的钉头放置在底部的外侧，并通过摩擦焊接牢固地连接到底部。由于在摩擦焊接中，螺钉相对罐的底部移动，从而使产生的摩擦发生焊接熔接过程，所以，这种方法具有的缺点是螺钉不能相对孔的形状在正确的位置精确定位。此外，如果在螺钉连接的点处，由于产品的误差造成罐的底部没有正确的表面方位，则螺钉的钉杆可能进一步没有相对孔的形状的正确定位，也就是说具有轴向误差。因此，此种将螺钉连接到空气弹簧罐的底部的已知方法受到误差的影响。将螺钉连接到底部的外侧的另一个缺点是螺钉头从底部的外侧突出。因此，在将螺钉连接到底部的方法中，凹进或凹槽设置在罐的底部连接螺钉的点处，使得螺钉头没有突出超过底部外侧的一般水平面。然而，在此情况下，螺钉头的高度误差仍然可能是一个因素，也就是说，在罐的底部中的凹进的误差可能意味着螺钉头仍然突出超过底部外侧的一般水平面，从而使其更难将空气弹簧罐在正确的位置配合到弹簧圆盖上。然而，将螺钉连接到空气弹簧罐的底部的外侧的优点是罐的底部作为整体组成封闭和压紧密封表面。

在将螺钉连接到空气弹簧罐的底部的另一已知方法中，在介绍部分提到的方法和在介绍部分提到的压力容器分离，罐以此方式设置，使得底部具有用于每个螺钉的孔。在此情况下，每个螺钉的钉杆从罐的内侧插入到各个孔中，直到面对钉杆的螺钉头的面挤压罐的底部的内侧为止。然后，螺钉头通过金属活性气体保护MAG(metal-active gas-shield)焊牢固地连接到罐的底部的内侧。即使在用于将螺钉牢固地连接到空气弹簧罐的底部的此已知方法中，仍然具有的缺点是，在罐的底部方位不正确的情况下，螺钉的钉杆将具有轴向误差，采用此已知的方法，对于使用的焊接具有的进一步缺点是由焊接填充金属造成，其未经控制的冷却可能引起螺钉杆的不正确的定位。因为当焊接填充金属冷却时，各个螺钉头不可控地相对罐的底部缩回，所以，在罐底部不正确定位的情况下，此已知的方法不可能根据孔的形状控制螺钉的钉杆的对齐，从而补偿底部的不正确的定位。此外，在堆积焊接加工(deposit-welding process)中，可能形成气孔或空气夹杂，这可能在空气弹簧罐的底部中的各个孔的区域中导致泄漏，结果造成罐不能压紧密封，因而不适于用作空气弹簧罐。

表示上述已知方法的改进方式的一个方法是同样将螺钉杆从内侧插入到空气弹簧罐的底部中的各个孔，然后，将螺钉与另外的密封元件或密封剂一起挤压进孔中。然而，在此仍然具有的缺点是，因为在空气弹簧罐的底部的不正确定位的情况下，因为不可能充分有目的的对准螺钉的钉杆，将造成不足的允许的误差。

发明内容

因此，本发明的目的是详细说明用于制造罐型压力容器，特别是用于车辆的上述类型的空气弹簧罐的方法，其可以以较大的产品精确度执行。

本发明的另一目的是详细说明上述类型的空气弹簧罐，其可以以较大的产品精确度制造。

根据本发明，本发明的目的是用刚开始提到的方法实现的，其中至少一个螺钉在从钉头到钉杆的过渡区域中包括从钉头到钉杆呈锥形并环绕所有圆周延伸的连接部分，其中在将钉杆插入孔中时，连接部分挤压孔的边缘，且其中连接部分沿其与孔挤压接触的边缘连接到孔的边缘。

本发明的目的是用刚开始提到的方法实现，其中在从钉头到钉杆的过渡区中，至少一个螺钉包括从钉头到钉杆呈锥形并环绕所有圆周延伸的连接部分，连接部分与孔的边缘挤压接触，且连接部分沿其与孔的边缘的挤压接触连接到孔的边缘。

根据本发明的方法，根据本发明的压力容器首先依赖于上述构思，即罐包括底部，所述底部包括至少一个孔，至少一个螺钉的钉杆从罐的内侧插入孔中。然而，与现有技术相反，螺钉包括从钉头到钉杆呈锥形并围绕所有圆周延伸的连接部分，在将钉杆插入连接部分的孔中达到挤压孔的边缘的作用。由于连接部分的设计，在纵向呈锥形并环绕圆周延伸，当钉杆插入孔中时，基本与孔的边缘线接触。结果，钉杆可以通过倾斜定位，从而补偿误差，却不会损害到连接部分与孔的边缘的线性、完全的圆周挤压接触。这也可以通过将连接部分沿其与孔的边缘的挤压接触连接到孔的边缘，实现不使用任何额外的密封孔的措施将螺钉固定到罐的底部的目的。

由于在根据本发明的方法和根据本发明的罐型压力容器的情况下，螺钉的钉头不与底部的内侧平面接触，在已知的方法和压力容器中，连接部分不采用与孔的边缘的基本线性挤压接触，至少一个螺钉可以精确定位，以便补偿相对其的底部的不正确定位。连接部分相对孔的边缘的基本线性挤压接触也使得根据本发明的方法适用于不采用焊接填充金属的焊接，使得与已知方法相反，保持螺钉的钉杆的设定定位。

因此，根据本发明的方法和根据本发明的罐型压力容器减少了连续生产的废品率。

在优选的加强方式中，连接部分通过摩擦焊接连接到孔的边缘。

在电阻焊接中不需要焊接填充金属。因此，使用电阻焊接的优点是当焊接冷却时不出现变形，而且也没有导致压力容器泄漏的气孔和空气夹杂出现。具体地，允许使用电阻焊接，由于本发明至少一个螺钉具有沿所有圆周延伸的锥形连接部分，所以，连接部分相对孔的边缘的挤压接触基本为线性，使得在电阻焊接中，最大的阻抗以及最大的热聚集在线性挤压接触上。假如电阻焊接用在传统方法中，其中使用具有直角过渡到螺钉头的螺钉头的螺钉，则焊接突出部分只能设置在面向钉杆的螺钉头的侧面上，从而允许直接的电阻焊接。然而，这些焊接突出部分在没有额外措施的情况下将不能以螺钉的方式压紧封闭孔。作为焊接突出部分可供选择的方法，也可以将环形焊接圈设置在螺钉头上，尽管其可以以螺钉的方式压紧封闭孔，但其仍然不能使螺钉的轴相对罐的底部自由定位。

此措施的进一步具体优点是与已知的方法和已知的压力容器相比较，螺钉的钉头可以在相对螺钉的轴线的横向上为特别的紧凑型设计。在已知的两种方法中，其中螺钉头连接并摩擦焊接到螺钉的外侧，或在已知的方法中，尽管螺钉从内侧插入到底部，但螺钉头也通过金属活性气体保护MAG(metal-active gas-shield)焊焊接到底部的内侧，螺钉头必须有足够的尺寸。因此，这些已知的方法不适用于螺钉在罐的内侧上较差进入点处的连接，或在对于螺钉头没有充分的挤压表面处的点上的连接。然而，与螺钉的锥形连接部分的电阻焊接允许螺钉头选择的很小，以便螺钉可以在空间受到限制的底部的点处连接，例如，在底部的内侧受到紧密相邻的容器壁横向限制的点处连接。

在本方法和压力容器的进一步优选加强方式中，连接部分为圆锥设计形状。

提供的优点是作为简单弯曲的零件或通过冷挤压生产的零件，其允许螺钉低成本制造。

如上述显示，如果连接部分密封开口，则优选根据本发明的压力容器的情况。

提供的优点是不需要进一步提供密封元件或密封剂，使得根据本发明的压力容器的制造特别容易和节约成本。

在本方法的进一步优选加强方式中，在将螺钉牢固地连接到底部之前，螺钉的钉杆定位进预定的位置。

此措施具有的优点是可以补偿罐底部的孔的区域中的不正确的位置，因此，钉杆总是正确地定位，本设计特别能保证的是至少一个螺钉具有在纵向呈锥形且环绕圆周延伸的其连接部分。与上述电阻焊接一起，即使在电阻焊接后，螺钉的钉杆也保持设定的方位。

在本方法的进一步优选加强方式中，罐的底部包括多个孔，在从钉头到钉杆的过渡区域中，螺钉包括从钉头到钉杆呈锥形且环绕圆周延伸的连接部分，在每种情况下，螺钉都从罐的内侧插入每个孔，各个连接部分与各个孔的边缘挤压接触，而螺钉的钉杆以规定的方式定位，且在设定的方位中每个连接部分都牢固地连接到孔的各个边缘。

在根据本发明的压力容器中，对应罐的底部包括多个孔，在从钉头到钉杆的过渡区域中，螺钉包括从钉头到钉杆呈锥形且环绕圆周延伸的连接部分，在每种情况下，螺钉都从罐的内侧插入每个孔，各个连接部分与各个孔的边缘挤压接触，而螺钉的钉杆以规定的方式定位。

因此，在根据本发明的方法中，可以制造罐型的压力容器，特别是用于车辆的空气弹簧罐，其中多个(通常是三个)螺钉每个都根据预定孔的形状单独定位，以便补偿误差，当连接部分都已经牢固地连接到各个孔的边缘后，在罐的底部的所有孔都通过连接部分压紧密封封闭。

这样，根据本发明的压力容器可以以低废品率低成本连续制造。

进一步的优点和特征将在以下说明和相应的附图中说明。

勿庸置疑，上述特征以及在以下说明的特征不仅可以按照已阐述的具体组合使用，而且还可以在不会脱离本发明的保护范围的情况下，以其它组合方式或以单独的方式使用。

附图说明

在图中表示了本发明的示例实施例，并将参照所述图进行具体说明，其中：

图1显示罐型压力容器，特别是空气弹簧罐，的细节的透视视图；

图2显示沿图1中的线II-II部分剖开的图1的压力容器的细节的进一步放大视图，图2显示了在压力容器制造中的中间阶段；以及

图3显示与图2相同的细节，示出了制造完成后的压力容器。

具体实施方式

图1展示了标号为10的罐型压力容器的细节。压力容器10及其制造的进一步细节在图2和图3中展示。

具体地，压力容器10是空气弹簧罐，其用作用于车辆的空气弹簧的元件。

压力容器10包括罐12，其由单片钢板整体形成，例如采用冷成形加工形成。

罐12包括与容器壁16一起的底部14，容器壁16基本垂直地远离底部14延伸。在示例实施例中显示的罐12，在接近底部12的中心处，包括凹槽18，其用作减震器(未显示)的止端轴承的轴承座。

在用作空气弹簧罐的压力容器10的装配位置中，如图1所示，在最高处具有底部14的罐12连接到车辆的弹簧圆盖的下侧。在显示的示例实施例中，将在下文中说明的螺钉20，22，24固定地，也就是说，永固地连接到罐12的底部14，并设置用于将罐12连接到弹簧圆盖。

螺钉20包括钉杆26，螺钉22包括钉杆28，而螺钉24包括钉杆30，钉杆26，28和30从基本垂直于外侧32的底部14的外侧32突出。钉杆26，28和30设有外部螺纹。

钉杆26，28和30相对底部14的定位以及钉杆26，28和30的轴34，36和38的定位通过车辆中的压力容器10的配合位置以及其与弹簧圆盖的连接确定，在底部14的外侧32上的钉杆26，28和30的位置以及轴34，36和38的定位尽可能精确地与弹簧圆盖中相应孔的形状一致。

螺钉20，22，24连接到罐12的底部14的方法将参照图2和图3以螺钉20为代表在下文中说明。同样的方法可以应用到其它两个螺钉22和24的设计以及与底部14的连接上。

根据图2，除了具有外螺纹40的钉杆26外，螺钉20还包括钉头42。钉头42邻接钉杆26的端部44，但不直接邻接，在钉头42和钉杆26的端部44之间的螺钉20反而包括连接部分46，连接部分46在轴34的纵向从钉头42到钉杆26的端部44呈锥形，并在所有的圆周环绕轴34延伸。

具体地，连接部分46为圆锥设计形状。

为了制造罐型压力容器10，根据图1，首先将罐12和螺钉20，22，和24设置在一起。罐12以此方式设置，使得在螺钉20，22，24的每个位置处，其包括孔，如显示在图2中的用于螺钉20的孔48。

螺钉20的钉杆26从底部14的内侧50插入到孔48，直到螺钉20的连接部分46与孔48的边缘52挤压接触为止。边缘52通过面向底部14的内侧50的孔48的端部形成。

此处的连接部分46相对孔48的边缘52承受其全部圆周，因为连接部分46相对内底壁(内侧50)和孔48的壁皆形成角度，所以，由于连接部分46呈锥形，在连接部分46和边缘52之间的接触点基本是线性的。此线性挤压接触使得其可以精确地定位钉杆26的轴34。轴34和钉杆26从而可以通过适合的装置(未显示)定位，适合的装置作用在钉杆26上，例如，在其尖部54的区域中，将钉杆26定位在所需的轴向，并将其固定在此方位。无论是轴34是否需要对于钉杆26的精确方位倾斜，例如，由于在孔48的区域中的底部14的表面定位的误差造成的倾斜，保持连接部分46相对孔48的边缘52的全部圆周、基本线性挤压接触。

此处轴34的方位可以是所有的角度方向，这可以通过平面图形图2中的表示轴34的方位的双向箭头56显示。

螺钉20的钉杆26根据弹簧圆盖上的孔的预定形状定位。

只要钉杆26相对其轴34的方向正确定位，则连接部分46就沿其相对孔48的边缘52挤压接触牢固地连接到边缘52，以便将螺钉20紧固到罐12的底部14。为此，沿其与孔48的边缘52的挤压接触，连接部分46通过电阻焊接进行连接。

图3显示了当电阻焊接后的螺钉20。在电阻焊接之前基本为锋利边缘的孔48的边缘52在电阻焊接后稍微变钝。同时，孔48通过连接部分46与孔48的边缘52的电阻焊接压紧密封。由于电阻焊接没有焊接填充金属，所以，钉杆26的轴34的位置在焊接后也保持在预先定位的位置，也就是说，没有变形，因此，螺钉20的钉杆26没有出现轴向误差。此外，也避免了可能在使用焊接填充金属时在焊接区域中出现的气孔和空气夹杂。

从图2和图3可见，孔48的区域中的底部14只是在垂直于螺钉20的纵向(轴34)的范围相对小。由于容器壁16，17很紧密地相邻，所以，容器壁16和由凹槽18形成、且孔48的两侧从底部14接近垂直远离延伸的内容器壁17只为螺钉20与底部14的配置、操作和连接留下很小的空间。然而，根据本发明的方法意味着螺钉20的钉头42可以选择特别小的，恰好小到足够用于连接部分46与孔48的边缘52的挤压接触。这就允许螺钉20连接到底部14，特别是很靠近容器壁16或容器壁17，后者在图2和图3中显示。

同如上对于钉杆26所述一样，其它两个螺钉22和24同样地从罐12的内侧50插入到罐12的底部14中的相应孔中，且一旦钉杆28和30已经正确定位，则通过电阻焊接连接到罐12的底部14。