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DE102009013629B4 - Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters sowie derartiger Druckbehälter - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters sowie derartiger Druckbehälter Download PDF

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DE102009013629B4
DE102009013629B4 DE102009013629A DE102009013629A DE102009013629B4 DE 102009013629 B4 DE102009013629 B4 DE 102009013629B4 DE 102009013629 A DE102009013629 A DE 102009013629A DE 102009013629 A DE102009013629 A DE 102009013629A DE 102009013629 B4 DE102009013629 B4 DE 102009013629B4
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Germany
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pot
screw
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DE102009013629A
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Hubert Leible
Max Dinkelbach
Dirk Stahlberger
Horst Siefermann
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PWO AG
Original Assignee
Progress Werk Oberkirch AG
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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters (10), insbesondere eines Luftfedertopfs für ein Fahrzeug, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Topfs (12), der einen Boden (14) aufweist, der zumindest eine Öffnung (48) aufweist,
Bereitstellen zumindest einer Schraube (20), die einen Kopf (42) und einen Schaft (26) aufweist, wobei die zumindest eine Schraube (20) im Übergangsbereich vom Kopf (42) zum Schaft (26) einen sich vom Kopf (42) zum Schaft (26) verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt (46) aufweist,
Durchstecken des Schafts (26) der zumindest einen Schraube (20) von einer Innenseite (50) des Topfs (12) her durch die Öffnung (48), so dass der Schaft (26) der Schraube (20) von einer Außenseite (32) des Bodens (14) absteht, wobei beim Durchstecken des Schafts (26) durch die Öffnung (48) der Verbindungsabschnitt (46) gegen den Rand (52) der Öffnung (48) in Anlage gebracht wird,
Ausrichten des Schafts (26) der Schraube (20) in eine vorbestimmte...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters, insbesondere eines Luftfedertopfs für ein Fahrzeug.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen topfförmigen Druckbehälter, insbesondere einen Luftfedertopf für ein Fahrzeug.
  • Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird die vorliegende Erfindung anhand eines topfförmigen Druckbehälters beschrieben, der als Luftfedertopf einer Luftfeder für ein Fahrzeug verwendet wird.
  • Luftfedern werden im Fahrzeugbau als Ersatz für oder zusätzlich zu Stahlfedern für die Federung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt. Luftfedern werden im Fahrzeugbau auch zur Niveauregelung der Karosserie verwendet.
  • Bei Luftfedern wird die Federung durch ein Gasvolumen bewirkt. Das Gasvolumen befindet sich dabei in einem topfförmigen Druckbehälter, der als Luftfedertopf bezeichnet wird. Der Luftfedertopf, der üblicherweise aus Stahlblech hergestellt wird, weist an seinem in Einbaulage in einem Fahrzeug oberen Ende einen Boden auf, von dem sich etwa senkrecht zum Boden nach unten eine Topfwand erstreckt. Am in Einbaulage in einem Fahrzeug unteren Ende der Topfwand wird üblicherweise ein Balg befestigt.
  • Zum Einbauen des Luftfedertopfs in einem Fahrzeug werden am Boden des Topfs eine oder mehrere Schrauben mit dem Boden des Topfs fest verbunden. Wenn die Schrauben am Boden des Topfs festgelegt sind, steht der jeweilige Schaft der jeweiligen Schraube etwa senkrecht zum Boden von dessen Außenseite, in Einbaulage des Luftfedertopfs in einem Fahrzeug also nach oben ab. Mittels der Schrauben wird der Luftfedertopf an der Fahrzeugkarosserie, genauer gesagt am Federdom, befestigt. Die am Boden des Luftfedertopfs befestigten Schrauben müssen dabei in ein vorbestimmtes Lochbild im Federdom passen und müssen daher entsprechend dem Lochbild richtig positioniert und ausgerichtet sein.
  • Im Stand der Technik sind nun verschiedene Arten bekannt, die Schrauben mit dem Boden des Luftfedertopfs zu verbinden.
  • Bei einer ersten durch Benutzung bekannten Art des Anbringens der Schrauben am Boden des Luftfedertopfs werden die Köpfe der Schrauben auf die Außenseite des Bodens aufgesetzt und durch Reibschweißen mit dem Boden fest verbunden. Da beim Reibschweißen die Schrauben relativ zum Boden des Topfs bewegt werden, um durch die entstehende Reibung den Schmelzvorgang des Schweißens zu bewirken, ist diese Vorgehensweise mit dem Nachteil behaftet, dass die Schrauben nicht in exakt definierter Weise in der richtigen Position in Bezug auf das Lochbild positionierbar sind. Wenn der Boden des Topfs darüber hinaus aufgrund von Fertigungstoleranzen an den Stellen, an denen die Schrauben zu befestigen sind, nicht die richtige Flächenorientierung besitzt, können die Schäfte der Schrauben darüber hinaus auch eine Fehlorientierung in Bezug auf das Lochbild, also einen Achsfehler, aufweisen. Diese bekannte Art der Verbindung der Schrauben mit dem Boden des Luftfedertopfs ist somit toleranzbehaftet. Ein weiterer Nachteil des Aufsetzens der Schrauben auf die Außenseite des Bodens besteht darin, dass die Schraubenköpfe von der Außenseite des Bodens abstehen. Bei dieser Art der Befestigung der Schrauben am Boden werden daher an den Stellen, wo die Schrauben zu befestigen sind, Vertiefungen bzw. Mulden im Boden des Topfes vorgesehen, so dass die Schraubenköpfe nicht über das übrige Niveau der Außenseite des Bodens vorstehen. Hierbei kann es jedoch trotzdem zu Höhentoleranzen der Schraubenköpfe kommen, d. h. aufgrund von Toleranzen der Vertiefungen im Boden des Topfes können die Schraubenköpfe dennoch über das übrige Niveau der Außenseite des Bodens vorstehen und dadurch ein lagerichtiges Anbringen des Luftfedertopfs am Federdom erschweren. Der Vorteil des Aufsetzens der Schrauben auf die Außenseite des Bodens des Luftfedertopfs ist allerdings, dass der Boden des Topfs insgesamt eine geschlossene und somit druckdichte Fläche darstellt.
  • Bei einer anderen durch Benutzung bekannten Art des Verbindens der Schrauben mit dem Boden des Luftfedertopfs wird der Topf so bereitgestellt, dass der Boden für jede Schraube eine Öffnung aufweist. In diesem Fall wird jeweils der Schaft einer Schraube von der Innenseite des Topfs her durch die jeweilige Öffnung gesteckt, bis die dem Schaft zugewandte Fläche des Schraubenkopfs gegen die Innenseite des Bodens des Topfs anliegt. Der Schraubenkopf wird dann mittels MAG-Schweißung (Metall-Aktiv-Gas-Schweißung) mit der Innenseite des Bodens des Topfs fest verbunden. Auch bei dieser bekannten Art der festen Verbindung der Schrauben mit dem Boden des Luftfedertopfs besteht der Nachteil fort, dass im Falle von Fehlorientierungen des Bodens des Topfs die Schäfte der Schrauben einen Achsfehler aufweisen. Darüber hinaus besteht bei diesem bekannten Verfahren der Nachteil, dass zum Schweißen ein Schweißzusatzwerkstoff verwendet wird, der beim Erkalten in nicht kontrollierter Weise eine Fehlstellung der Schraubenschäfte bewirken kann. Es ist bei diesem bekannten Verfahren nicht möglich, bei Fehlorientierungen des Topfbodens die Schäfte der Schrauben – die Fehlstellung des Bodens ausgleichend – kontrolliert entsprechend dem Lochbild auszurichten, weil sich beim Erkalten des Zusatzwerkstoffes der jeweilige Schraubenkopf in nicht kontrollierbarer Weise an den Boden des Topfes zieht. Außerdem können sich beim Auftragsschweißen Poren oder Lufteinschlüsse bilden, die zu Undichtigkeiten im Bereich der jeweiligen Öffnung im Boden des Luftfedertopfs führen können, wodurch der Topf nicht druckdicht und somit nicht als Luftfedertopf geeignet ist.
  • Eine gegenüber dem vorstehend genannten bekannten Verfahren abgewandelte durch Benutzung bekannte Vorgehensweise besteht darin, die Schraubenschäfte ebenfalls von innen durch die jeweilige Öffnung im Boden des Luftfedertopfs zu stecken und die Schrauben dann mit einem zusätzlichen Dichtelement oder einem Dichtmedium in die Öffnung einzupressen. Aber auch hier besteht der Nachteil der mangelnden Toleranzfreundlichkeit fort, weil ein gezieltes Ausrichten der Schäfte der Schrauben bei Fehlorientierungen des Bodens des Luftfedertopfs nur ungenügend möglich ist.
  • In DE 27 15 271 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen einer oder mehrerer Schraubteile an einer Metallplatte offenbart. Das einzelne Schraubteil weist zwischen einem Schraubenkopf und einem Schraubenkörper in einem bestimmten Abstand von der Auflagefläche des Schraubenkopfes einen stufenartig ausgebildeten Halsabschnitt auf. Der abgestufte bzw. stufenartig ausgebildete Halsabschnitt wird in eine die Metallplatte durchziehende Öffnung derart eingesetzt, dass die Auflagefläche des Schraubenkopfes eng an der Metallplatte anliegt. Zum festen Verbinden der Schraubteile und der Metallplatte miteinander wird eine Kraft auf den Endabschnitt des stufenartig ausgebildeten Halsabschnittes an der Fläche eines Aufnahmeteils aufgebracht, das eine eingebohrte Öffnung aufweist, die ein Einsetzen des Schraubenkörpers gestattet, so dass die Außenwandung des stufenartig ausgebildeten Halsabschnittes in radialer Richtung unter Bildung eines flanschähnlichen Gebildes erweitert wird und die Öffnung plastisch derart verformt wird, dass die Metallplatte eng und dicht anliegend zwischen dem stufenförmigen Halsabschnitt und dem Schraubenkopf eingespannt ist.
  • DE 199 54 912 A1 offenbart eine Vorrichtung aus Platte und Bolzen zur Sicherung eines Fahrzeugstoßdämpfers an seinem Rahmen. Die Metallplatte weist zwei vorstehende, mit einem Kragen versehene Öffnungen auf, die die hexagonalen Köpfe von Bolzen aufnehmen. Die Bolzenköpfe werden anschließend mit einem runden Werkzeug umgeprägt, um das Metall des Bolzens mit dem der Platte zu verbinden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters, insbesondere eines Luftfedertopfs für ein Fahrzeug, der eingangs genannten Art anzugeben, das mit höherer Fertigungsgenauigkeit durchgeführt werden kann.
  • Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, einen topfförmigen Druckbehälter der eingangs genannten Art anzugeben, der sich mit höherer Fertigungsgenauigkeit herstellen lässt.
  • Erfindungsgemäß wird die zuerst genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird die an zweiter Stelle genannte Aufgabe durch einen topfförmigen Druckbehälter gemäß Anspruch 3 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Druckbehälter verwenden zunächst das oben beschriebene Konzept, dass der Topf einen Boden aufweist, der zumindest eine Öffnung aufweist, wobei der Schaft der zumindest einen Schraube von der Innenseite des Topfs her durch die Öffnung durchgesteckt wird. Im Unterschied zum Stand der Technik weist die Schraube jedoch einen sich vom Kopf zum Schaft verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt auf, der beim Durchstecken des Schafts durch die Öffnung des Verbindungsabschnitts gegen den Rand der Öffnung in Anlage kommt. Aufgrund der sich in Längsrichtung verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts berührt dieser den Rand der Öffnung im Wesentlichen linienförmig, wenn der Schaft durch die Öffnung durchgesteckt wird. Dies hat nun zur Wirkung, dass der Schaft zum Toleranzausgleich durch Kippen ausgerichtet werden kann, ohne dass die linienförmige vollumfängliche Anlage des Verbindungsabschnitts gegen den Rand der Öffnung verlorengeht. Dies ermöglicht es wiederum, die Schraube ohne zusätzliche Maßnahme einer Abdichtung der Öffnung am Boden des Topfs festzulegen, indem der Verbindungsabschnitt entlang seiner Anlage gegen den Rand der Öffnung mit diesem verbunden wird.
  • Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen topfförmigen Druckbehälter der Kopf der Schraube nicht wie bei den bekannten Verfahren und Druckbehältern flächig mit der Innenseite des Bodens in Berührung kommt, sondern der Verbindungsabschnitt im Wesentlichen linienförmig gegen den Rand der Öffnung anliegt, kann die zumindest eine Schraube zum Ausgleich von Fehlorientierungen des Bodens relativ zu diesem definiert ausgerichtet werden. Aufgrund der im Wesentlichen linienförmigen Anlage des Verbindungsabschnitts gegen den Rand der Öffnung eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren außerdem dazu, eine Schweißung ohne Schweißzusatzwerkstoff durchzuführen, wodurch die eingestellte Orientierung des Schafts der Schraube im Unterschied zu den bekannten Verfahren beibehalten wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Druckbehälter verringern somit in einer Serienfertigung die Ausschussquote.
  • Der Verbindungsabschnitt wird mit dem Rand der Öffnung durch Widerstandsschweißen verbunden.
  • Beim Widerstandsschweißen wird kein Schweißzusatzwerkstoff benötigt. Die Anwendung einer Widerstandsschweißung hat daher den Vorteil, dass beim Erkalten der Schweißstelle kein Verzug auftritt und dass auch keine Poren oder Lufteinschlüsse, die zu Undichtigkeiten des Druckbehälters führen können, auftreten. Die Anwendung einer Widerstandsschweißung wird gerade durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der zumindest einen Schraube mit einem sich verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt ermöglicht, da die Anlage des Verbindungsabschnitts gegen den Rand der Öffnung im Wesentlichen linienförmig ist, wodurch sich beim Widerstandsschweißen der größte Widerstand und damit die größte Erwärmung auf diese linienförmige Anlage konzentriert. Würde das Widerstandsschweißen bei den herkömmlichen Verfahren angewendet, bei denen Schrauben verwendet werden, deren Schraubenkopf einen rechtwinkligen Übergang zum Schraubenkopf besitzt, müssten Schweißwarzen auf der dem Schaft zugewandten Seite des Schraubenkopfs vorgesehen sein, damit eine gezielte Widerstandsschweißung ermöglicht wird. Diese Schweißwarzen würden jedoch ohne zusätzliche Maßnahmen kein druckdichtes Schließen der Öffnung mittels der Schraube ermöglichen. Alternativ zu den Schweißwarzen könnte am Schraubenkopf auch ein ringförmiger Schweißwulst vorgesehen sein, der zwar ein druckdichtes Schließen der Öffnung mittels der Schraube ermöglicht, der aber wiederum keine freie Ausrichtung der Achse der Schraube gegenüber dem Boden des Topfs ermöglicht.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil der vorliegenden Maßnahme besteht darin, dass der Kopf der Schraube im Verhältnis zu den bekannten Verfahren und bekannten Druckbehältern in Richtung quer zur Achse der Schraube besonders klein bauend sein kann. Sowohl bei den bekannten Verfahren, bei denen die Schraubenköpfe auf die Außenseite des Bodens aufgesetzt und reibgeschweißt werden, oder bei den bekannten Verfahren, bei denen die Schrauben zwar von innen durch den Boden durchgesteckt, aber der Schraubenkopf mit der Bodeninnenseite MAG-verschweißt wird, müssen die Schraubenköpfe eine ausreichende Größe aufweisen. Damit eignen sich diese bekannten Verfahren nicht zum Anbringen der Schrauben an schwer zugänglichen Stellen auf der Innenseite des Topfes oder an Stellen, an denen nicht genügend Auflagefläche für die Schraubenköpfe vorhanden ist. Durch das Widerstandsschweißen in Verbindung mit dem sich verjüngenden Verbindungsabschnitt der Schraube kann der Schraubenkopf jedoch so klein gewählt werden, dass die Schraube auch an Stellen des Bodens befestigt werden kann, an denen beengte Platzverhältnisse herrschen, beispielsweise wenn die Innenseite des Bodens seitlich von nahe beieinander liegenden Behälterwänden eingegrenzt ist.
  • Wie bereits oben angedeutet, dichtet bei dem erfindungsgemäßen Druckbehälter der Verbindungsabschnitt die Öffnung ab.
  • Hierbei ist von Vorteil, dass keine weiteren Dichtelemente oder Dichtmedien vorgesehen werden müssen, so dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Druckbehälters besonders einfach und kostengünstig ist.
  • Der Schaft der Schraube wird vor dem festen Verbinden der Schraube mit dem Boden in eine vorbestimmte Stellung ausgerichtet.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Fehlstellungen des Bodens des Topfs im Bereich der Öffnung kompensiert werden können und der Schaft somit stets richtig ausgerichtet ist, was gerade durch die Ausgestaltung der zumindest einen Schraube mit einem sich in Längsrichtung verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt gewährleistet ist. In Verbindung mit dem zuvor genannten Widerstandsschweißen behält der Schaft der Schraube die eingestellte Ausrichtung auch nach der Widerstandsschweißung bei.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens und des Druckbehälters ist der Verbindungsabschnitt konusförmig ausgebildet.
  • Hierbei ist von Vorteil, dass sich die Schrauben als einfache Drehteile oder als Kaltfließpressteile kostengünstig herstellen lassen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist der Boden des Topfs mehrere Öffnungen auf, wobei durch jede Öffnung von einer Innenseite des Topfs her jeweils eine Schraube, die im Übergangsbereich vom Kopf zum Schaft einen sich vom Kopf zum Schaft verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt aufweist, gesteckt wird, der jeweilige Verbindungsabschnitt mit dem Rand der jeweiligen Öffnung in Anlage gebracht wird, und wobei die Schäfte der Schrauben definiert ausgerichtet werden und jeder Verbindungsabschnitt in der eingestellten Ausrichtung mit dem jeweiligen Rand der Öffnung fest verbunden wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Druckbehälter weist der Boden des Topfs entsprechend mehrere Öffnungen auf, wobei durch jede Öffnung von einer Innenseite des Topfs her jeweils eine Schraube, die im Übergangsbereich vom Kopf zum Schaft einen sich vom Kopf zum Schaft verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt aufweist, gesteckt ist, der jeweilige Verbindungsabschnitt mit dem Rand der jeweiligen Öffnung in Anlage steht, und die Schäfte der Schrauben definiert ausgerichtet sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit topfförmige Druckbehälter, insbesondere Luftfedertöpfe für Fahrzeuge, hergestellt werden, bei denen die mehreren, üblicherweise drei Schrauben jeweils einzeln zum Toleranzausgleich entsprechend einem vorgegebenen Lochbild im Federdom ausgerichtet sind, wobei alle Öffnungen im Boden des Topfs durch die Verbindungsabschnitte nach deren fester Verbindung mit dem Rand der jeweiligen Öffnung druckdicht verschlossen sind.
  • Der erfindungsgemäße Druckbehälter lässt sich auf diese Weise kostengünstig mit geringer Ausschussquote in einer Serienfertigung herstellen.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen topfförmigen Druckluftbehälter, insbesondere einen Luftfedertopf, in einer ausschnittsweisen und perspektivischen Darstellung;
  • 2 einen weiteren vergrößert dargestellten Ausschnitt des Druckbehälters in 1 in einem teilweisen Schnitt entlang der Linie II-II in 1, wobei 2 ein Herstellungszwischenstadium des Druckbehälters zeigt; und
  • 3 den gleichen Ausschnitt wie in 2 nach Beendigung der Herstellung des Druckbehälters.
  • In 1 ist ausschnittsweise ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehener topfförmiger Druckbehälter dargestellt. Weitere Einzelheiten des Druckbehälters 10 sowie seine Herstellung sind in 2 und 3 dargestellt.
  • Der Druckbehälter 10 ist insbesondere ein Luftfedertopf, der als Bauteil einer Luftfeder für ein Fahrzeug verwendet wird.
  • Der Druckbehälter 10 weist einen Topf 12 auf, der insgesamt einstückig aus Stahlblech geformt ist, beispielsweise in einem Kaltumformverfahren.
  • Der Topf 12 weist einen Boden 14 sowie eine sich vom Boden 14 im Wesentlichen senkrecht weg erstreckende Behälterwand 16 auf. Etwa mittig im Boden 14 weist der Topf 12 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Mulde 18 auf, die als Aufnahme für das Kopflager eines nicht dargestellten Stoßdämpfers dient.
  • In der Einbaulage des Druckbehälters 10 als Luftfedertopf wird der Topf 12 mit dem Boden 14 nach oben, wie in 1 dargestellt, an der Unterseite eines Federdoms des Fahrzeugs befestigt. Zur Befestigung des Topfs 12 am Federdom sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Schrauben 20, 22, 24 vorgesehen, die, wie nachfolgend noch beschrieben wird, mit dem Boden 14 des Topfs 12 fest, d. h. unlösbar, verbunden sind.
  • Die Schraube 20 weist einen Schaft 26, die Schraube 22 einen Schaft 28 und die Schraube 24 einen Schaft 30 auf, wobei die Schäfte 26, 28 und 30 von einer Außenseite 32 des Bodens 14 im Wesentlichen senkrecht zu der Außenseite 32 abstehen. Die Schäfte 26, 28 und 30 sind mit einem Außengewinde versehen.
  • Die Positionierung der Schäfte 26, 28 und 30 in Bezug auf den Boden 14 und auch die Orientierung von Achsen 34, 36 und 38 der Schäfte 26, 28 und 30 wird durch die Einbaulage des Druckbehälters 10 im Fahrzeug und seine Befestigung am Federdom bestimmt, wobei die Position der Schäfte 26, 28 und 30 auf der Außenseite 32 des Bodens 14 sowie die Orientierung der Achsen 34, 36 und 38 möglichst exakt einem entsprechenden Lochbild im Federdom entsprechen muss.
  • Die Art der Festlegung der Schrauben 20, 22 und 24 am Boden 14 des Topfs 12 wird anhand der Schraube 20 mit Bezug auf 2 und 3 nachfolgend beschrieben. Für die beiden anderen Schrauben 22 und 24 gilt hinsichtlich deren Ausgestaltung und deren Festlegung am Boden 14 das Gleiche.
  • Gemäß 2 weist die Schraube 20 außer dem Schaft 26, der ein Außengewinde 40 aufweist, einen Kopf 42 auf. Der Kopf 42 schließt sich an ein Ende 44 des Schafts 26 an, jedoch nicht unmittelbar, sondern zwischen dem Kopf 42 und dem Ende 44 des Schafts 26 weist die Schraube 20 einen Verbindungsabschnitt 46 auf, der sich in Längsrichtung der Achse 34 vom Kopf 42 zum Ende 44 des Schafts 26 hin verjüngt, und sich vollumfänglich um die Achse 34 erstreckt.
  • Der Verbindungsabschnitt 46 ist insbesondere konusförmig ausgebildet.
  • Zur Herstellung des topfförmigen Druckbehälters 10 wird zunächst der Topf 12 gemäß 1 bereitgestellt, ebenso die Schrauben 20, 22 und 24. Der Topf 12 wird so bereitgestellt, dass er an den Positionen der Schrauben 20, 22 und 24 jeweils eine Öffnung aufweist, wie für eine Öffnung 48 für die Schraube 20 in 2 dargestellt ist.
  • Der Schaft 26 der Schraube 20 wird von einer Innenseite 50 des Bodens 14 durch die Öffnung 48 durchgesteckt, bis der Verbindungsabschnitt 46 der Schraube 20 mit einem Rand 52 der Öffnung 48 in Anlage kommt. Der Rand 52 wird durch das der Innenseite 50 des Bodens 14 zugewandte Ende der Öffnung 48 gebildet.
  • Der Verbindungsabschnitt 46 liegt dabei vollumfänglich am Rand 52 der Öffnung 48 an, wobei die Berührstelle zwischen dem Verbindungsabschnitt 46 und dem Rand 52 aufgrund der sich verjüngenden Form des Verbindungsabschnitts 46 im Wesentlichen linienförmig ist, weil der Verbindungsabschnitt 46 sowohl schräg zur inneren Bodenwand (Innenseite 50) als auch zur Wand der Öffnung 48 verläuft. Diese linienförmige Anlage ermöglicht es nun, die Achse 34 des Schafts 26 exakt auszurichten. Das Ausrichten der Achse 34 und damit des Schafts 26 erfolgt über eine nicht dargestellte geeignete Vorrichtung, die am Schaft 26, beispielsweise im Bereich von dessen Spitze 54, angreift und den Schaft 26 mit der gewünschten Achsrichtung ausrichtet und in dieser Ausrichtung festhält. Unabhängig davon, ob für die exakte Ausrichtung des Schafts 26 die Achse 34 verkippt werden muss, beispielsweise aufgrund einer Toleranz in Orientierung der Fläche des Bodens 14 im Bereich der Öffnung 48, bleibt die vollumfängliche im Wesentlichen linienförmige Anlage des Verbindungsabschnitts 46 an dem Rand 52 der Öffnung 48 erhalten.
  • Das Ausrichten der Achse 34 ist dabei in allen Raumwinkelrichtungen möglich, wobei dies für eine Ausrichtung der Achse 34 in der Zeichenebene von 2 mit einem Doppelpfeil 56 veranschaulicht ist.
  • Die Ausrichtung des Schafts 26 der Schraube 20 erfolgt entsprechend dem vorgegebenen Lochbild am Federdom.
  • Sobald der Schaft 26 hinsichtlich der Richtung seiner Achse 34 korrekt ausgerichtet ist, wird der Verbindungsabschnitt 46 entlang seiner Anlage gegen den Rand 52 der Öffnung 48 mit dem Rand 52 fest verbunden, um die Schraube 20 am Boden 14 des Topfs 12 festzulegen. Hierzu wird der Verbindungsabschnitt 46 entlang seiner Anlage mit dem Rand 52 der Öffnung 48 durch Widerstandsschweißen verbunden.
  • 3 zeigt die Schraube 20 nach der Widerstandsschweißung. Der Rand 52 der Öffnung 48, der vor der Widerstandsschweißung im Wesentlichen scharfkantig ist, ist nach der Widerstandsschweißung geringfügig abgestumpft. Durch die Widerstandsschweißung des Verbindungsabschnitts 46 an dem Rand 52 der Öffnung 48 wird gleichzeitig die Öffnung 48 druckdicht abgedichtet. Da bei der Widerstandsschweißung kein Schweißzusatzwerkstoff benötigt wird, bleibt die Stellung der Achse 34 des Schafts 26 auch nach der Schweißung in der zuvor ausgerichteten Stellung erhalten, d. h. es kommt nicht zu einem Verzug und damit zu einem Achsfehler des Schafts 26 der Schraube 20. Außerdem werden Poren oder Lufteinschlüsse im Bereich der Schweißung vermieden, die bei der Verwendung von Schweißzusatzstoffen auftreten können.
  • Wie aus 2 und 3 hervorgeht, weist der Boden 14 im Bereich der Öffnung 48 nur eine relativ kleine Erstreckung senkrecht zur Längsrichtung (Achse 34) der Schraube 20 auf. Die Behälterwand 16 und die innere Behälterwand 17, die durch die Mulde 18 gebildet ist, und die sich zu beiden Seiten der Öffnung 48 vom Boden 14 etwa senkrecht zu diesem weg erstrecken, lassen nur wenig Raum für die Anordnung, Manipulation und Befestigung der Schraube 20 am Boden 14 übrig, da die Behälterwände 16, 17 sehr nah benachbart sind. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Kopf 42 der Schraube 20 jedoch gerade sehr klein gewählt werden, gerade so, dass der Verbindungsabschnitt 46 mit dem Rand 52 der Öffnung 48 in Anlage steht. Dadurch ist es möglich, die Schraube 20 insbesondere sehr nahe an der Behälterwand 16 oder an der Behälterwand 17, wobei letzteres in 2 und 3 dargestellt ist, am Boden 14 festzulegen.
  • Die beiden weiteren Schrauben 22 und 24 werden auf die gleiche Weise durch entsprechende Öffnungen in dem Boden 14 des Topfs 12 von dessen Innenseite 50 her durchgesteckt und durch Widerstandsschweißung am Boden 14 des Topfs 12 festgelegt, nachdem die Schäfte 28 und 30 wie vorstehend in Bezug auf den Schaft 26 beschrieben korrekt ausgerichtet wurden.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Druckbehälters (10), insbesondere eines Luftfedertopfs für ein Fahrzeug, mit den Schritten: Bereitstellen eines Topfs (12), der einen Boden (14) aufweist, der zumindest eine Öffnung (48) aufweist, Bereitstellen zumindest einer Schraube (20), die einen Kopf (42) und einen Schaft (26) aufweist, wobei die zumindest eine Schraube (20) im Übergangsbereich vom Kopf (42) zum Schaft (26) einen sich vom Kopf (42) zum Schaft (26) verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt (46) aufweist, Durchstecken des Schafts (26) der zumindest einen Schraube (20) von einer Innenseite (50) des Topfs (12) her durch die Öffnung (48), so dass der Schaft (26) der Schraube (20) von einer Außenseite (32) des Bodens (14) absteht, wobei beim Durchstecken des Schafts (26) durch die Öffnung (48) der Verbindungsabschnitt (46) gegen den Rand (52) der Öffnung (48) in Anlage gebracht wird, Ausrichten des Schafts (26) der Schraube (20) in eine vorbestimmte Stellung, und festes Verbinden der Schraube (20) mit dem Boden (14) des Topfs (12), wobei der Verbindungsabschnitt (46) entlang seiner Anlage gegen den Rand (52) der Öffnung (48) mit diesem durch Widerstandsschweißen verbunden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Boden (14) des Topfs (12) mehrere Öffnungen (48) aufweist, wobei durch jede Öffnung (48) von einer Innenseite (50) des Topfs (12) her jeweils eine Schraube (20, 22, 24), die im Übergangsbereich vom Kopf (42) zum Schaft (26) einen sich vom Kopf (42) zum Schaft (26) verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt (46) aufweist, gesteckt wird, der jeweilige Verbindungsabschnitt (46) mit dem Rand (52) der jeweiligen Öffnung (48) in Anlage gebracht wird, und wobei die Schäfte (26, 28, 30) der Schrauben (20, 22, 24) definiert ausgerichtet werden und jeder Verbindungsabschnitt (46) in der eingestellten Ausrichtung mit dem jeweiligen Rand (52) der Öffnung (48) fest verbunden wird.
  3. Topfförmiger Druckbehälter, insbesondere Luftfedertopf für ein Fahrzeug, mit einem Topf (12), der einen Boden (14) aufweist, der zumindest eine Öffnung (48) aufweist, zumindest einer Schraube (20), die einen Kopf (42) und einen Schaft (26) aufweist, wobei die Schraube (20) von einer Innenseite (50) des Topfs (12) her durch die Öffnung (48) gesteckt ist, so dass der Schaft (26) der Schraube (20) von einer Außenseite (32) des Bodens (14) absteht, und wobei die Schraube (20) mit dem Boden (14) des Topfs (12) fest verbunden ist, wobei die zumindest eine Schraube (20) im Übergangsbereich vom Kopf (42) zum Schaft (26) einen sich vom Kopf (42) zum Schaft (26) verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt (46) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (46) mit dem Rand (52) der Öffnung (48) in Anlage steht, wobei der Verbindungsabschnitt (46) entlang seiner Anlage gegen den Rand (52) der Öffnung (48) mit dem Rand (52) der Öffnung (48) durch Widerstandsschweißung verbunden ist, und der Verbindungsabschnitt (46) die Öffnung (48) abdichtet.
  4. Druckbehälter nach Anspruch 3, wobei der Verbindungsabschnitt (46) konusförmig ausgebildet ist.
  5. Druckbehälter nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Boden (14) des Topfs (12) mehrere Öffnungen (48) aufweist, wobei durch jede Öffnung (48) von einer Innenseite (50) des Topfs (12) her jeweils eine Schraube (20, 22, 24), die im Übergangsbereich vom Kopf (42) zum Schaft (26) einen sich vom Kopf (42) zum Schaft (26) verjüngenden und sich vollumfänglich erstreckenden Verbindungsabschnitt (46) aufweist, gesteckt ist, der jeweilige Verbindungsabschnitt (46) mit dem Rand (52) der jeweiligen Öffnung (48) in Anlage steht, und dass die Schäfte (26, 28, 30) der Schrauben (20, 22, 24) definiert ausgerichtet sind.
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