DE102007034299A1

DE102007034299A1 - Tankzusammenbau für mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102007034299A1
Application number: DE102007034299A
Authority: DE
Inventors: Johannes Diehl
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: US7631901B2; DE102007034299B4; US20080023957A1

Abstract

Eine Ausführungsform kann einen Tankzusammenbau mit einem Tankgehäuse, einem Hebel und einer Freigabevorrichtung einschließen. Der Hebel kann an einem ersten Punkt am Tankgehäuse angelenkt sein und zur Anlenkung in einem zweiten Punkt an einem Fahrzeugaufbau konstruiert sein. Die Freigabevorrichtung hält das Tankgehäuse in seiner ersten Position und gibt es aus einer ersten Position in eine zweite Position frei. Die Freigabevorrichtung kann einen Klemmmechanismus zum Klemmen und Lösen einer Sperre und eines Halters zum Halten und Freigeben einer weiteren Sperre aufweisen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Tankzusammenbauten für mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge und Verfahren für solche Tankzusammenbauten.
HINTERGRUND
Tankzusammenbauten für mit alternativen Kraftstoffen wie Wasserstoff, Erdgas, Propan oder dergleichen betriebene Fahrzeuge können im hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnet sein. Hier könnten die Tankzusammenbauten bei einem rückwärtigen Aufprall einer Beschädigung ausgesetzt sein.
ZUSAMMENFASSUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der Erfindung kann einen Tankzusammenbau umfassen, der ein Tankgehäuse, einen Hebel und eine Freigabevorrichtung enthält. Der Hebel kann an einem ersten Punkt am Tankgehäuse und an einem zweiten Punkt am Fahrzeugaufbau befestigt sein. Die Freigabevorrichtung kann das Tankgehäuse in einer ersten Position halten und es in eine zweite Position freigeben.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann ein Produkt umfassen, das ein Tankgehäuse, mindestens einen Hebel und mindestens eine Sperre enthält. Das Tankgehäuse trägt mindestens einen komprimierten Wasserstoff enthaltenden Tank. Der Hebel kann an einem ersten Punkt angelenkt sein und ist derart ausgebildet, um an einem zweiten Punkt angelenkt zu werden. Die Sperre steht über das Tankgehäuse vor und ist zum Klemmen und Freigeben durch einen Klemmmechanismus ausgebildet.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann ein Verfahren umfassen, das umfasst, dass ein Tankgehäuse vorgesehen wird, dieses gehalten wird und dieses freigegeben wird. Das Tankgehäuse wird in einer ersten Position gehalten und in eine zweite Position freigegeben.
Andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung. Es sollte davon ausgegangen werden, dass die Detailbeschreibung und spezifische Beispiele, während sie exemplarische Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur dem Zweck der Erläuterung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der detaillierten Beschreibung und den sie begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Seitenansicht eines Tankzusammenbaus in einer ersten Position gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist.
2 eine Seitenansicht des Tankzusammenbaus von 1 in einer zweiten Position ist.
3 eine perspektivische Ansicht des Tankzusammenbaus von 1 ist.
4 eine perspektivische Ansicht eines Klemmmechanismus ist, der bei dem Tankzusammenbau von 1 verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung einer bzw. mehrerer Ausführungsform(en) hat nur Beispielcharakter und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch in keiner Weise einschränken.
Die Figuren erläutern eine Ausführungsform eines Tankzusammenbaus 10, der in einem mit alternativem Kraftstoff betriebenen Fahrzeug, wie z.B. ein Wasserstoffbrennstoffzellenfahrzeug, verwendet ist. Der Begriff „Fahrzeug" deckt weitere Fahrzeuge mit Eigenantrieb, wie z.B. Busse, Motorräder, Schneemobile oder dergleichen ab. Die 1–3 erläutern eine Ausführungsform des im hinteren Teil des Kraftfahrzeugs an einem Fahrzeugaufbau, wie z.B. ein Kraftfahrzeugrahmen 12, installierten Tankzusammenbaus 10. Der Tankzusammenbau 10 ist dafür konstruiert, mindestens einen Tank 14 in einer ersten Position zu halten und ihn nach einem Fahrzeugaufprall in eine von der ersten Position beabstandete zweite Position freizugeben. Der Tankzusammenbau 10 enthält ein Tankgehäuse 16, um den mindestens einen Tank 14 zu tragen, einen Hebel 18 und eine Freigabevorrichtung.
Unter Bezugnahme auf 3 ist das Tankgehäuse 16 zum Tragen von mindestens einem Tank 14 konstruiert, der komprimierten Wasserstoff enthalten kann. Das Tankgehäuse 16 kann einen einzelnen Tank 14 oder zwei oder mehrere Tanks 14, wie gezeigt, tragen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Tankgehäuse 16 als ein Käfig ausgeformt sein, der die Tanks 14 mindestens teilweise umgibt. Die Käfigform kann aus einer Anzahl Stäben bestehen, die obere und untere Stäbe 20, die die Ober- und Unterstrukturen des Käfigs bilden, gebogene Stäbe 22, die die Seitenstrukturen des Käfigs bilden, und einen Seitenstab 24 umfassen, der eine Seite des Tankgehäuses 16 verstärkt. In mehreren Ausführungsformen können diese Stäbe 20, 22 und 24 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl, oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen umfasst. Der Käfig kann aus zwei miteinander verschraubten Hälften bestehen, aber der Käfig könnte auch einteilig sein oder aus mehreren Teilen bestehen, die später befestigt werden.
Unter Bezugnahme auf 1–3 dreht der Hebel 18 in einer Ausführungsform der Erfindung das Tankgehäuse 16 um einen zweiten Punkt B am Rahmen 12, wobei der zweite Punkt den Drehpunkt für den Hebel 18 definiert. Diese Drehbewegung kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden, einschließlich durch ein Paar der Hebel 18, wie gezeigt. Bei Betrachtung nur eines Hebels ist der Hebel 18 durch Anlenken am zweiten Punkt B befestigt. Der Hebel 18 kann auch durch Anlenkung an einem ersten Punkt A, z.B. durch einen Bügel 26, am Tankgehäuse 16 befestigt sein. Der Bügel 26 kann durch Schweißen an einem der im Allgemeinen mittig zwischen den Tanks 14 angeordneten oberen Stäbe 20 befestigt sein. Der Hebel 18 kann mit einer Schraube und Mutter, die durch einen im Hebel 18 geformten Schlitz 28 hindurch verläuft, an dem Bügel 26 befestigt sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Hebel 18 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl, oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen einschließt, um einen starren Körper zu bilden, der sich von einem ersten Ende am ersten Punkt A zu einem zweiten Ende am zweiten Punkt B erstreckt. In einer Ausführungsform beträgt die Länge von Ende zu Ende des Hebels 18 ca. 350 mm, und der Drehpunkt befindet sich an einem Punkt am Rahmen 12, um einen Einfallswinkel (Winkel zwischen der langen Achse des Hebels 18 und einer Achse des Rahmens 12 in der Ansicht von 1) von ca. 7,5° zu bilden, wenn sich das Tankgehäuse 16 in der ersten Position befindet. Bei anderen Ausführungsformen kann der Hebel 18 mehrere Teile enthalten, wobei das Tankgehäuse 16 um einen Punkt an einem dieser Teile drehen würde, oder der Hebel 18 kann vollständig entfallen, wobei das Tankgehäuse 16 allein um den zweiten Punkt B drehen würde.
Die Freigabevorrichtung hält das Tankgehäuse 16 am Rahmen 12 in der ersten Position und gibt das Tankgehäuse 16 unter dem Rahmen 12 in die zweite Position frei. Die Freigabevorrichtung ist so ausgebildet, dass sie dies bei Aufprall auf das Heck des Kraftfahrzeugs ausführt. Dies lässt sich auf verschiedene Art und Weise erreichen, einschließlich durch ein Paar Halter 30, ein Paar Sperren 32 und einen Klemmmechanismus 34. Die Halter 30 können jeweils so konstruiert sein, dass sie aus einem einteiligen Körper mit einer Öffnung zur Aufnahme der Sperren 32 bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Elemente 30, 32 und 34 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen einschließt. Die Halter 30 können durch Verschraubung an der Unterseite des Rahmens 12 befestigt sein und von dort vorstehen, und sie können durch Schweißen oder dergleichen am Rahmen 12 befestigt sein oder eine Einheit damit bilden. Nach Befestigung richten sich die Halter 30 auf die Sperren 32 aus, wenn sich das Tankgehäuse 16 in der ersten Position befindet. Die Sperren 32 sind so geformt, dass sie komplementär zu den Haltern 30 sind. Jede weist einen Bügel 36 und einen dazwischen liegenden Stift 38 auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen können sowohl der Bügel 36 als auch der Stift 38 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen umfasst. Die Sperren 32 können durch Schweißen an der Oberseite der oberen Stäbe 32 befestigt sein und von dort vorstehen, und sie könnten durch Verschraubung oder dergleichen befestigt sein oder eine Einheit mit den oberen Stäben 20 bilden. Bei anderen Ausführungsformen können diese Halter 30 und Sperren 32 Wegbrechteile sein, die abbrechen, wenn ihre Bruchfestigkeit überschritten wird.
Unter Bezugnahme auf 2 und 4 klemmt und löst der Klemmmechanismus 34 eine Sperre 40 bei einem Aufprall auf das Heck des Kraftfahrzeugs. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden, einschließlich durch ein Gehäuse 42, einen Halter 44, eine Feder 46, eine Schraube 48 und eine Halterung 50. Diese Teile können zur Ausrichtung auf die Sperre 40 am Rahmen 12 befestigt sein. Die Sperre 40 kann den Sperren 32 gleichen, umfasst aber einen Bügel 52 und einen in einer gegenüberliegenden Richtung geneigten Stift 54. Unter Bezugnahme auf 4 enthält das Gehäuse 42 die Feder 46 und hält teilweise den Stift 54 in dem Halter 44, wenn der Klemmmechanismus 34 geklemmt wird. Das Gehäuse 42 kann aus einem Stück bestehen und eine allgemeine U-Form mit einer jeweils gegenüberliegend auf jeder Seite seiner Form angeordneten Vertiefung 56 und einer Bohrung an einem Ende zur Aufnahme der Schraube 48 haben. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gehäuse 42 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen einschließt. Die Vertiefungen 56 sind so geformt, dass sie den Stift 54 so festhalten, dass der Stift in dem Halter 44 liegt, wenn der Klemmmechanismus 34 geklemmt wird. Der Halter 44 kann den Haltern 30 gleichen. Er besteht aus einem Stück, mit einer Öffnung 58 zur Aufnahme des Stifts 54 und einem Bolzen 60, der aus der Rückwand des Halters 44 vorsteht, um die Feder 46 zu halten. Der Halter 44 kann durch Verschraubung am Rahmen 12 befestigt sein und von der Unterseite des Rahmens 12 vorstehen, oder der Halter 44 kann durch Schweißen oder dergleichen befestigt sein oder eine Einheit mit dem Rahmen 12 bilden.
Wie erwähnt, befindet sich die Feder 46 im Gehäuse 42. Die Feder 46 liefert eine Klemmkraft, die die Sperre 40 klemmt und hält. Die Klemmkraft gibt gegenüber einer auf das Tankgehäuse 16 nach einem Aufprall auf das Heck des Kraftfahrzeug einwirkenden größeren Kraft nach, um die Sperre 40 zu lösen und freizugeben. In einer Ausführungsform kann die Feder 46 eine Federkonstante von 389 N/mm aufweisen. Die Feder 46 liegt gegen die Rückwand des Halters 44 an, um die Klemmkraft durch die Schraube 48 und auf das Gehäuse 42 auszuüben, die das Gehäuse 42 von dem Halter 44 weg vorspannt. Die Schraube 48 hält die Feder 46. Ungefähr auf ihrer Hälfte hat die Schraube 48 einen Flansch 62 radialer Ausdehnung, der die Klemmkraft von der Feder 46 aufnimmt. Die Schraube 48 rutscht durch eine Muffe 64, die in der Bohrung des Gehäuses 42 sitzt. Auf der anderen Seite der Muffe 64 ist eine Mutter auf der Schraube 48 aufgeschraubt. Schließlich hält die Halterung 50 das Gehäuse 42 gegen den Rahmen 12. Die Halterung 50 kann ein Aluminiumteil sein, das über das Gehäuse 42 vorsteht, und kann durch Verschraubung am Rahmen 12 befestigt sein. Und, wie andere Teile, kann die Halterung 50 aus einem Werkstoff bestehen, der ein Metall wie z.B. Aluminium oder Stahl oder einen Polymer- oder Verbundwerkstoff oder dergleichen einschließt, und könnte durch Schweißen oder dergleichen befestigt sein. Die Halterung 50 sitzt lose auf dem Gehäuse 42, so dass das Gehäuse 42 darunter vor und zurück gleiten kann.
Unter Bezugnahme auf 1 ist der Tankzusammenbau 10 im Gebrauch am Rahmen 12 im hinteren Teil des Kraftfahrzeugs installiert. Der Tank zusammenbau 10 wird durch die Freigabevorrichtung in der ersten Position gegen den Rahmen 12 gehalten. Die Sperren 32 werden in jeweiligen Haltern 30 gehalten, und der Klemmmechanismus 34 klemmt die Sperre 40. Unter Bezugnahme auf 2 verursacht die Aufprallkraft, wenn ein anderes Fahrzeug, allgemein aus einer Fahrtrichtung D, auf das Kraftfahrzeug aufprallt, die Freigabe des Tankgehäuses 16 durch die Freigabevorrichtung. Der Seitenstab 24 (3) kann die Aufprallkraft aufnehmen und dadurch diese Kraft an das Tankgehäuse 16 weitergeben. Wenn die Aufprallkraft größer als die Klemmkraft ist, wird das Tankgehäuse nach vorne in die Fahrtrichtung D geschoben. Gleichzeitig kommen die Sperren 32 von den Haltern 30 frei, der Bügel 26 und seine Mutter und Schrauben verschieben sich nach vorne in den Schlitz 28, und der Klemmmechanismus 34 löst die Sperre 40. Mit anderen Worten, die Sperre 40 zieht das Gehäuse 42 unter der Halterung 50 nach vorne, während die Feder 46 der Aufprallkraft nachgibt. Wenn dies geschieht, tritt der Stift 54 aus den Vertiefungen 56 und aus der Öffnung 53 heraus. Schließlich wird das Tankgehäuse 16 aus der ersten Position freigegeben und verschiebt sich auf einem Schwingweg C, wo es unter dem Rahmen 12 hängt, in die zweite Position.
Die Beschreibung der Erfindung hat rein beispielhaften Charakter, und daher sollen Abweichungen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, als im Schutzumfang der Erfindung enthalten gelten. Solche Abweichungen werden nicht als Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung angesehen.

Claims

Produkt, umfassend: einen Tankzusammenbau, der ein Tankgehäuse enthält; einen an einem ersten Punkt am Tankgehäuse und an einem zweiten Punkt an einem Fahrzeugaufbau befestigten Hebel; und eine Freigabevorrichtung, die das Tankgehäuse am Fahrzeugaufbau halt, wobei sich das Tankgehäuse in einer ersten Position befindet, und die in der Lage ist, das Tankgehäuse in eine zweite, von der ersten Position beabstandete Position freizugeben.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das Tankgehäuse zum Tragen mindestens eines komprimierten Wasserstoff enthaltenden Tanks konstruiert ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der Hebel an einem ersten Punkt angelenkt ist und an einem zweiten Punkt, der den Drehpunkt des Hebels definiert, angelenkt ist.
Produkt nach Anspruch 3, wobei sich das Tankgehäuse im freigegebenen Zustand von der ersten Position entlang einem Schwingweg um den Drehpunkt des Hebels in eine zweite Position verschiebt.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das Tankgehäuse, wenn es sich in der ersten Position befindet, gegen den Fahrzeugaufbau gehalten wird, und das Tankgehäuse, wenn es sich in der zweiten Position befindet, unter dem Fahrzeugaufbau hängt.
Produkt nach Anspruch 1, wobei die Freigabevorrichtung einen am Fahrzeugaufbau befestigten Klemmmechanismus enthält, der eine am Tankgehäuse befestigte komplementäre Sperre klemmt und löst.
Produkt nach Anspruch 6, wobei die Freigabevorrichtung auch mindestens einen am Fahrzeugaufbau befestigten Halter enthält, der eine am Tankgehäuse befestigte komplementäre Sperre hält und freigibt.
Produkt nach Anspruch 6, wobei der Klemmmechanismus die Sperre löst, wenn auf das Tankgehäuse eine Aufprallkraft ausgeübt wird, die größer ist als eine Klemmkraft des Klemmmechanismus.
Produkt nach Anspruch 6, wobei der Klemmmechanismus einen Halter, ein Gehäuse und eine Feder enthält, und wobei der Halter am Fahrzeugaufbau befestigt ist und das Gehäuse lose gegen den Fahrzeugaufbau gehalten wird, wobei das Gehäuse durch die Feder von dem Halter weg vorgespannt ist.
Produkt, umfassend: ein Tankgehäuse, das zum Tragen mindestens eines komprimierten Wasserstoff enthaltenden Tanks ausgebildet ist; zumindest einen Hebel, der an einem ersten Punkt an dem Tankgehäuse angelenkt ist, und der derart ausgebildet ist, um an einem zweiten Punkt angelenkt zu sein; und mindestens eine Sperre, die von dem Tankgehäuse vorsteht und zum Klemmen und Lösen durch einen Klemmmechanismus ausgebildet ist.
Produkt nach Anspruch 10, wobei das Tankgehäuse als ein Käfig ausgebildet ist, der den mindestens einen Tank teilweise umgibt.
Produkt nach Anspruch 11, wobei der Käfig einen zur Aufnahme einer Aufprallkraft konstruierten Seitenstab aufweist.
Produkt nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Hebel ein Paar aus Hebeln darstellt, von denen jeder jeweils an einem von dem Tankgehäuse vorstehenden Bügel angelenkt ist.
Produkt nach Anspruch 10, das außerdem ein Paar Sperren enthält, die vom Tankgehäuse vorstehen und dazu konstruiert sind, von einem Paar Halter gehalten zu werden.
Verfahren, umfassend, dass: ein Tankgehäuse vorgesehen wird; das Tankgehäuse bezogen auf einen Fahrzeugaufbau in einer ersten Position gehalten wird; und das Tankgehäuse aus der ersten Position freigegeben wird, so dass das Tankgehäuse in eine von der ersten Position beabstandete zweite Position schwingt.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass das Tankgehäuse zu dem Fahrzeugaufbau gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass mindestens ein vom Tankgehäuse getragener, komprimierten Wasserstoff enthaltender Tank vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei ferner eine Freigabevorrichtung vorgesehen wird, die das Tankgehäuse in der ersten Position hält und das Tankgehäuse in die zweite Position freigibt, wenn eine Aufprallkraft auf das Tankgehäuse ausgeübt wird, wobei die Freigabevorrichtung einen am Fahrzeugaufbau befestigten Klemmmechanismus einschließt, der eine komplementäre vom Tankgehäuse vorstehende Sperre klemmt und löst.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend, dass das Tankgehäuse durch Klemmen einer vom Tankgehäuse vorstehenden Sperre gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, dass das Tankgehäuse durch Lösen der Sperre, wenn eine Aufprallkraft auf das Tankgehäuse ausgeübt wird, freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass das Tankgehäuse in der ersten Position geklemmt wird, wo es gegen den Fahrzeugaufbau gehalten wird, und das Tankgehäuse in die zweite Position gelöst wird, wo es unter dem Fahrzeugaufbau hängt.