DE102007034299B4

DE102007034299B4 - Tankzusammenbau zur Verwendung bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007034299B4
Application number: DE102007034299.5A
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: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: DE102007034299A1; US20080023957A1; US7631901B2

Abstract

Tankzusammenbau (10) zur Verwendung bei einem Fahrzeug, umfassend:ein Tankgehäuse (16);einen an einer ersten Stelle (A) am Tankgehäuse (16) und an einer zweiten Stelle (B) an einem Fahrzeugaufbau (12) befestigten Hebel (18); undeine Freigabevorrichtung, die das Tankgehäuse (16) am Fahrzeugaufbau (12) hält, wobei sich das Tankgehäuse (16) in einer ersten Position befindet, und die ausgebildet ist, um das Tankgehäuse (16) bei einem Fahrzeugaufprall von selbst in eine zweite, von der ersten Position beabstandete Position freizugeben;dadurch gekennzeichnet , dassder Hebel (18) dort, wo er an dem Tankgehäuse (16) befestigt ist, einen Schlitz (28) aufweist, durch den sich eine durch eine Mutter gesicherte Schraube hindurch erstreckt, mittels derer der Hebel (18) am Tankgehäuse (16) befestigt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Tankzusammenbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der US 2005/0 258 630 A1 bekannt.
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. Beispielsweise dient die in der DE 37 24 601 C2 beschriebene Tankhalterung dazu, um einen auswechselbaren Tank schwenkbar am Heck eines Gabelstaplers anbringen zu können, um den Tank in seiner verschwenkten Position leichter austauschen zu können.
ZUSAMMENFASSUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Tankzusammenbau zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Gefahr, die von dem in einem Tank befindlichen Kraftstoff in einem Crashfall ausgeht, zu reduzieren. Dementsprechend wird ein Tankzusammenbau geschaffen, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung.
Figurenliste
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 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 ist mit einer Schraube und Mutter, die durch einen im Hebel 18 geformten Schlitz 28 hindurch verläuft, an dem Bügel 26 befestigt. 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.
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 20 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 66 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 Tankzusammenbau 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 Muttern 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 58 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.

Claims

Tankzusammenbau (10) zur Verwendung bei einem Fahrzeug, umfassend: ein Tankgehäuse (16); einen an einer ersten Stelle (A) am Tankgehäuse (16) und an einer zweiten Stelle (B) an einem Fahrzeugaufbau (12) befestigten Hebel (18); und eine Freigabevorrichtung, die das Tankgehäuse (16) am Fahrzeugaufbau (12) hält, wobei sich das Tankgehäuse (16) in einer ersten Position befindet, und die ausgebildet ist, um das Tankgehäuse (16) bei einem Fahrzeugaufprall von selbst in eine zweite, von der ersten Position beabstandete Position freizugeben; dadurch gekennzeichnet , dass der Hebel (18) dort, wo er an dem Tankgehäuse (16) befestigt ist, einen Schlitz (28) aufweist, durch den sich eine durch eine Mutter gesicherte Schraube hindurch erstreckt, mittels derer der Hebel (18) am Tankgehäuse (16) befestigt ist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, wobei das Tankgehäuse (16) zum Tragen mindestens eines komprimierten Wasserstoff enthaltenden Tanks (14) konstruiert ist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, wobei der Hebel (18) an der ersten Stelle (A) angelenkt ist und an der zweiten Stelle (B), die den Drehpunkt des Hebels (18) definiert, angelenkt ist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 3, wobei sich das Tankgehäuse (16) im freigegebenen Zustand von der ersten Position entlang einem Schwingweg (C) um den Drehpunkt des Hebels (18) in die zweite Position verschiebt.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, wobei das Tankgehäuse (16), wenn es sich in der ersten Position befindet, gegen den Fahrzeugaufbau (12) gehalten wird, und das Tankgehäuse (16), wenn es sich in der zweiten Position befindet, unter dem Fahrzeugaufbau (12) hängt.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, wobei die Freigabevorrichtung einen am Fahrzeugaufbau (12) befestigten Klemmmechanismus (34) enthält, der eine am Tankgehäuse (16) befestigte komplementäre Sperre (40) klemmt und löst.
Tankzusammenbau nach Anspruch 6, wobei die Freigabevorrichtung auch mindestens einen am Fahrzeugaufbau (12) befestigten Halter (30) enthält, der eine am Tankgehäuse (16) befestigte komplementäre Sperre (32) hält und freigibt.
Tankzusammenbau nach Anspruch 6, wobei der Klemmmechanismus (34) die Sperre (40) löst, wenn auf das Tankgehäuse (16) eine Aufprallkraft ausgeübt wird, die größer ist als eine Klemmkraft des Klemmmechanismus (34).
Tankzusammenbau nach Anspruch 6, wobei der Klemmmechanismus (34) einen Halter (44), ein Gehäuse (42) und eine Feder (46) enthält, und wobei der Halter (44) am Fahrzeugaufbau (12) befestigt ist und das Gehäuse (42) lose gegen den Fahrzeugaufbau (12) gehalten wird, wobei das Gehäuse (42) durch die Feder (46) von dem Halter (44) weg vorgespannt ist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 9, wobei das Tankgehäuse (16) als ein Käfig ausgebildet ist, der den mindestens einen Tank (14) teilweise umgibt.
Tankzusammenbau nach Anspruch 10, wobei der Käfig einen zur Aufnahme einer Aufprallkraft konstruierten Seitenstab (24) aufweist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, wobei der Hebel (18) ein Paar aus Hebeln (18) darstellt, von denen jeder jeweils an einem von dem Tankgehäuse (16) vorstehenden Bügel (26) angelenkt ist.
Tankzusammenbau nach Anspruch 1, der außerdem ein Paar Sperren (32) enthält, die vom Tankgehäuse (16) vorstehen und dazu konstruiert sind, von einem Paar Halter (30) gehalten zu werden.