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Dokumentenidentifikation DE202006007039U1 16.11.2006
Titel Mediendichter Verschluss an einem Befüllrohr eines Kleinbehälters
Anmelder Otto Egelhof GmbH & Co. KG, 70736 Fellbach, DE
Vertreter Mammel & Maser, 71065 Sindelfingen
DE-Aktenzeichen 202006007039
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 16.11.2006
Registration date 12.10.2006
Application date from patent application 28.04.2006
IPC-Hauptklasse B65D 51/18(2006.01)A, F, I, 20060428, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen mediendichten Verschluss an einem Befüllrohr eines Kleinbehälters, der nach einem Befüllvorgang mit einem Füllmedium an dem Befüllrohr ausgebildet ist.

Aufgrund von erhöhten Sicherheitsanforderungen ist es erforderlich, dass mit einem Füllmedium befüllte Kleinbehälter mediendicht ausgebildet sind, so dass deren Leckagerate gleich null oder äußerst gering ist. Insbesondere ist diese Anforderung bei Kältemitteln oder Flüssigkeiten für den Wärmeaustausch gegeben. Deshalb ist es erforderlich, dass nach dem Befüllvorgang eines Kleinbehälters, insbesondere einem Wärmetauscher, ein mediendichter Verschluss vorgesehen ist. Solche Kleinbehälter bestehen zumeist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Ebenso sind das oder die Befüllrohre aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Zur Herstellung eines mediendichten Verschlusses ist bislang bekannt, ein solches aus einem Aluminiumlegierung bestehendes Befüllrohr zu quetschen und anschließend mit Ultraschall oder durch ein Widerstandsschweißverfahren zu verschweißen. Ein dauerhafter Verschluss konnte dadurch nicht erzielt werden. Des Weiteren ist bekannt, dass nach dem Befüllvorgang die Füllöffnung des Befüllrohres mit einem Kupferbolzen geschlossen wird, indem dieser eingeschraubt und gleichzeitig eingeklebt wird. Ein solches einfaches Verfahren durch Verschrauben des Füllöffnungsrandes mit einem Verschlussteil und Verkleben ist nicht geeignet, da die mechanischen Kontaktstellen sowie die Klebestellen im Laufe der Zeit undicht werden. Die Herstellung eines Verschlusses durch Zuquetschen des Befüllrohres und anschließendem Ultraschallschweißen ist aufwendig und wenig prozesssicher.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mediendichten Verschluss für ein Befüllrohr eines Kleinbehälters vorzuschlagen, der die Füllöffnung des Befüllrohres sicher und dauerhaft verschließt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Nach einem Evakuieren und anschließenden Befüllen eines Kleinbehälters mit einem Füllmedium wird ein Verschlussteil in ein Befüllrohr eingesetzt. Dadurch ist zunächst eine temporäre Abdichtung geschaffen, die ermöglicht, dass nach dem Befüllvorgang das Befüllrohr mit dem Kleinbehälter von einer Abfüllvorrichtung entnommen werden kann, um im Anschluss daran durch ein Schweißverfahren mediendicht und dauerhaft zu verschließen. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein einfaches Befüllen und mediendichtes Verschließen des Befüllrohres.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Befüllrohr und der Kleinbehälter aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind und vor dem Befüllvorgang das Befüllrohr an dem Kleinbehälter durch einen Hartlötprozess angeordnet ist. Ein solcher Hartlötprozess findet zumeist bei Temperaturen größer 500 °C statt. Dabei erfährt die Aluminiumlegierung ein Ausglühen, wodurch ein sehr weiches und korrodiertes Aluminiumrohr zurückbleibt, welches nach dem Befüllvorgang dauerhaft abzudichten ist. Ein solches Befüllrohr weist eine Oxidschicht auf, die extrem hart ist und ein Schmelzpunkt bei ca. 2000 °C umfasst. Durch das Einpressen eines Verschlussteiles und dem anschließenden Schweißverfahren kann diese Oxidschicht aufgebrochen und ein dauerhaftes und mediendichtes Verschließen der Befüllöffnung ermöglicht sein.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Verschlussteil, insbesondere kugelförmiges Verschlussteil, welches bevorzugt als Stahlkugel ausgebildet ist, in das Rohr eingepresst ist. Die Handhabung von kugelförmigen Verschlussteilen ist sehr einfach, da eine Ausrichtung nicht erforderlich ist. Durch den Einsatz von insbesondere einer Stahlkugel oder anderen kugelförmigen Verschlussteilen mit einer harten Oberfläche oder Außenhaut ist ermöglicht, dass während dem Einpressen die Oxidschicht am Befüllrohr aufgebrochen wird, so dass durch das nachfolgende Schweißverfahren ein sicherer und mediendichter Verschluss herstellbar ist. Alternativ können auch kegelstumpfförmige, zylindrisch oder ähnliche Geometrien aufweisende Verschlussteile oder Verschlussstopfen vorgesehen sein, welche in die Befüllöffnung des Befüllrohres einsetzbar sind und an einer Innenwandfläche des Befüllrohres zumindest teilweise zum Aufbrechen der Oxidschicht angreifen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verschlussteil gegenüber einem Füllöffnungsrand des Befüllrohres vollständig vertieft in dem Befüllrohr vorgesehen ist. Dies weist den Vorteil auf, dass das anschließende Schweißverfahren vereinfacht ist und die über das Verschlussteil hinausstehende Füllöffnung durch eine Anhäufung des Materials sich auffüllt und das offene Ende des Befüllrohres vollständig schließt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch das Schweißverfahren der Füllöffnungsrand des Befüllrohres zumindest teilweise aufgeschmolzen wird, so dass ein vollständiges Überdecken des Verschlussteiles mit einem Material des Füllöffnungsrandes gegeben wird. Vielmehr bleibt das Verschlussteil bevorzugt in seiner eingepressten Position. Dabei ist nicht erforderlich, dass das Verschlussteil aufgeschmolzen wird. Vorteilhafterweise wird eine geschlossene Kappe oder Haube als Verschluss des Befüllrohres geschaffen, welche stoffschlüssig mit dem Befüllrohr verbunden ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein WIG-Schweißverfahren vorgesehen ist, durch welches der mediendichte Verschluss dauerhaft hergestellt ist. Dabei werden die Verfahrensparameter derart eingestellt, dass ein Aufschmelzen der Oxidschicht und ein lunkerfreies Verschleißen des Füllöffnungsrandes gegeben ist. Zusätzlich kann Material während des Schweißvorganges hinzugeführt werden, um den Prozess des Verschließens zu beschleunigen und zu unterstützen.

Das zumindest eine Befüllrohr, an dem der mediendichte Verschluss vorgesehen ist, ist bevorzugt mit einem Durchmesser von 1 bis 15 mm ausgebildet. Solche Durchmessergrößen können bevorzugt durch eine solche Verschlusstechnik dauerhaft und mediendicht verschlossen sein.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen;

1 eine schematische Schnittdarstellung eines mediendichten Verschlusses an einem Befüllrohr eines Kleinbehälters nach einem ersten Arbeitsschritt und

2 eine schematische Schnittdarstellung des fertiggestellten mediendichten Verschlusses.

In 1 ist in einer schematischen Schnittdarstellung ein Kleinbehälter 12 teilweise dargestellt, an dem ein Befüllrohr 14 vorgesehen ist. Der Kleinbehälter 12 dient zur Aufnahme von einem Füllmedium, welches bspw. als Kältemittel oder als Flüssigkeit für einen Wärmeaustausch in einem Wärmetauscher vorgesehen sein kann. Der Kleinbehälter 12 und das Befüllrohr 14 sind aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und durch ein Hartlötprozess miteinander verbunden. Dadurch erfolgt ein Ausglühen der Aluminiumlegierung, wodurch das Befüllrohr 14 weich geworden ist und korrodiert. Gleichzeitig bildet sich an der Oberfläche eine Aluminium-Oxidschicht. Solche Umstände beeinflussen in negativer Weise die Ausbildung eines mediendichten Verschlusses 15, der in Abhängigkeit der Art des Füllmediums sehr hohen Anforderungen entspricht. Um eine dauerhafte und dichte Anordnung zu schaffen, wird der mediendichte Verschluss 15 wie folgt ausgebildet:

In eine Füllöffnung 16 des Befüllrohres 14 wird ein Verschlussteil 18 eingepresst. Dieses Verschlussteil 18 weist einen geringfügig größeren Außendurchmesser als ein Innendurchmesser der Füllöffnung 16 auf. Bevorzugt ist das Verschlussteil 18 kugelförmig ausgebildet. Insbesondere wird eine Stahlkugel eingepresst. Das Verschlussteil 18 weist somit eine härtere Oberfläche als die Innenwand des Befüllrohres 14 auf. Dadurch wird ermöglicht, dass die Aluminium-Oxidschicht aufgebrochen wird, wodurch eine verbesserte Anlage des Verschlussteils 18 in der Füllöffnung 16 gegeben ist.

Das Verschlussteil 18 wird bevorzugt derart in die Füllöffnung 16 eingepresst, dass ein oberer Rand des Verschlussteils 18 innerhalb eines Füllöffnungsrandes 19 des Befüllrohres 14 liegt. Bevorzugt ist das Verschlussteil 18 gegenüber dem Füllöffnungsrand 19 vertieft angeordnet. Durch diese Anordnung des Verschlussteils 18 in dem Befüllrohr 14 nach dem Befüllvorgang wird eine temporäre Abdichtung geschaffen.

Zur dauerhaften Abdichtung wird ein Schweißverfahren eingesetzt, bei dern die Füllöffnung 16 mit Material verfüllt wird und/oder ein Füllöffnungsrand 19 zumindest teilweise aufgeschmolzen wird, so dass eine vollständig mediendichte Verschlusskappe 21 ausbildet wird, die sich über die Füllöffnung 16 erstreckt. Das insbesondere als Stahlkugel ausgebildete Verschlussteil 18 kann unaufgeschmolzen in dem Befüllrohr 14verbleiben. Durch die vollständige stoffschlüssige Verschlusskappe 21, die zumindest teilweise aus dem Füllöffnungsrand 19 ausgebildet ist, wird ein mediendichter Verschluss 15 erzielt, der darüber hinaus dauerhaft ausgebildet ist.

Bei dem Schweißverfahren wird vorzugsweise ein WIG-Schweißverfahren eingesetzt, bei dem der Strom und die Frequenz derart eingestellt wird, dass die Oxidschicht aufgelöst wird. Somit kann ohne zusätzliches Material eine geschlossene Verschlusskappe 21 hergestellt werden, durch welche der mediendichte Verschluss 15 sichergestellt ist. Alternativ kann dem Befüllrohr 14 entsprechendes Material während dem Schweißvorgang zugeführt werden.

Alle vorbeschriebene Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombiniert werden.


Anspruch[de]
Mediendichter Verschluss an einem Befüllrohr (14) eines Kleinbehälters (12), der nach einem Befüllvorgang mit einem Füllmedium an dem Befüllrohr (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befüllvorgang ein Verschlussteil (18) in eine Füllöffnung (16) des Befüllrohres (14) eingebracht ist und ein über das Verschlussteil (18) hinausstehender Füllöffnungsrand (19) des Befüllrohres (14) durch ein Schweißverfahren verschlossen ist. Mediendichter Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllrohr (14) und der Kleinbehälter (12) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind und vor dem Befüllvorgang des Befüllrohres (14) an dem Kleinbehälter (12) durch ein Hartlötprozess angeordnet ist. Mediendichter Verschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlussteil (18), insbesondere ein kugelförmiges Verschlussteil (18), welches vorzugsweise als Stahlkugel ausgebildet ist, in das Befüllrohr (14) eingepresst ist. Mediendichter Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (18) gegenüber einem Füllöffnungsrand (19) des Befüllrohres (14) vollständig vertieft in dem Befüllrohr (14) vorgesehen ist. Mediendichter Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Verschlussteil (18) und dem Füllöffnungsrand (19) des Befüllrohres (14) ausgebildeter Bereich während dem Schweißvorgang mit dem Material verfüllt ist. Mediendichter Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllöffnungsrand (19) des Befüllrohres (14) zumindest teilweise durch ein WIG-Schweißverfahren verschlossen ist. Mediendichter Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser an einem Befüllrohr (14) mit einem Durchmesser von 1 bis 15 mm vorgesehen ist.






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