DE102010024212A1 - Drucktank in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Drucktank in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Ein Drucktank (1) in einem Kraftfahrzeug ist mit einem Befestigungselement an einer Karosserie (3) des Kraftfahrzeugs befestigt. Zur optimalen Nutzung vorhandenen Einbauraums ist das Befestigungselement als Feder-/Dämpfer-Element (2) ausgelegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drucktank in einem Kraftfahrzeug mit einem Befestigungselement zur Befestigung des Drucktanks an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs.
  • Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotoren, die für gasförmige Kraftstoffe wie Wasserstoff oder Erdgas ausgelegt sind, verfügen über einen Drucktank, in dem das benötigte gasförmige Medium mitgeführt wird. Der Drucktank ist beispielsweise als Stahlflasche oder in einem Verbundwerkstoff ausgeführt und ein Wasserstofftank hat beispielsweise einen Arbeitsdruck von ca. 700 hPa.
  • Derartige Drucktanks oder Druckspeicher werden z. B. im Bereich eines Flaschenhalses mit einem Befestigungselement an der eigentlichen Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt oder es sind Spanngurte z. B. in Form von Metallbändern als Befestigungselement vorgesehen, die einen im Wesentlichen zylindrischen Drucktank umgreifen. Diese Befestigungselemente benötigen zusätzlichen Einbauraum, so dass besonders bei kleineren Karosserien das zur Verfügung stehende Volumen für den Drucktank in unerwünschter Weise verringert wird.
  • Ein solches Federstahlband ist aus der US 6,557,814 B1 bekannt, das in seiner Längsersteckung variabel ist, um Ausdehnungsvorgänge bzw. Schrumpfungen des Drucktanks beim Befüllen/Entleeren auszugleichen. Durch das außen am Drucktank umlaufende Federstahlband wird aber der zur Verfügung stehende Einbauraum verringert.
  • Weiterhin beschreibt die JP 2008162657 A1 einen sphärischen, stationären Drucktank, der auf Federbeinen abgestützt ist, wobei die Federbeine an Lagerelementen angreifen, die wiederum am sphärischen Tank angeklebt sein können. Ein solcher stationärer, erdbebensicherer Tank ist nicht zum Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drucktank der Eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein vorhandener Einbauraum in einer Karosserie optimal ausgenutzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Drucktank mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei einem derart ausgebildeten Drucktank erfolgt die Befestigung des Drucktanks an der eigentlichen Karosserie des Kraftfahrzeugs mittels eines Befestigungselements, das als Feder-/Dämpfer-Element ausgelegt ist. Im Rahmen der Erfindung kann ein solches Feder-/Dämpfer-Element vom Fachmann in an sich beliebiger Weise ausgestaltet werden, bevorzugt jedoch wie im Folgenden beschrieben.
  • Mit einem solchen Feder-/Dämpfer-Element wird zum Einen eine Befestigung des Drucktanks an der Karosserie des Kraftfahrzeugs ermöglicht und zum Anderen können sowohl das Ausdehnen/Schrumpfen des Drucktanks beim Befüllen/Entleeren ausgeglichen als auch Vibrationen beispielsweise während des Fahrtbetriebs des Kraftfahrzeugs ausgeglichen werden. Hierzu ist das Feder-/Dämpfer-Element in ausreichender Festigkeit ausgelegt, um den Drucktank elastisch zu haltern. Somit wird eine verbesserte Ausnutzung des vorhandenen Einbauraums ermöglicht, da keine zusätzlichen elastischen Dämpfungselemente bzw. Ausgleichselemente für variable Tankvolumina benötigt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltung in der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.
  • In bevorzugter Weise sind zwei oder vier Befestigungselemente vorgesehen. Beispielsweise an einem im Wesentlichen zylindrischen, länglichen Drucktank können insgesamt vier Feder-/Dämpfer-Elemente vorgesehen sein, die insbesondere in Längsrichtung gesehen jeweils paarweise angeordnet sind. Prinzipiell können auch drei, fünf oder mehr Feder-/Dämpfer-Elemente vorgesehen sein.
  • Bei zwei oder vier Befestigungselementen sind dabei jeweils ein bzw. zwei Elemente als Festlager und ein bzw. zwei Elemente als Loslager ausgebildet. Dabei sind alle Feder-/Dämpfer-Elemente derart ausgelegt, dass beispielsweise bei einem zylindrischen Drucktank dessen radiale Ausdehnung bzw. radiales Schrumpfen beim Befüllen/Entleeren von allen Elementen ausgeglichen werden kann, eine entsprechende Ausdehnung bzw. das Schrumpfen in axialer Längsrichtung des Drucktanks jedoch nur vom jeweiligen Loslager ausgeglichen wird. Das bedeutet, dass der Drucktank in axialer Richtung gesehen jeweils an dem oder den Festlagern fixiert ist.
  • In einer ersten Ausführungsform kann das Feder-/Dämpfer-Element als elastisches Kunststoffelement ausgebildet sein, das beispielsweise bei der Lagerung von Verbrennungsmotoren an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs bekannt ist. Entsprechende dauerelastische Kunststoffe bzw. deren Befestigung sowohl an der Karosserie als auch an dem Drucktank sind dem Fachmann in Abhängigkeit der Karosserie- bzw. Drucktankwerkstoffe möglich.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann ein Feder-/Dämpfer-Element eine vorzugsweise in einem Ölbad gelagerte Schraubenfeder umfassen, wie sie beispielsweise aus dem Aufhängungssystem von Kraftfahrzeugen bekannt ist.
  • Zur Anordnung der Feder-/Dämpfer-Elemente ist vorgeschlagen, dass insbesondere bei einem im Wesentlichen zylindrischen Drucktank die Elemente an einem abgerundeten Abschnitt des Drucktanks angeordnet sind, der auch als Dombereich oder halbrunder Bereich bezeichnet wird.
  • Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Feder-/Dämpfer-Elemente am Drucktank und/oder an der Kunststoffkarosserie festgeklebt werden beispielsweise mittels eines Epoxidharzes, dessen Zusammensetzung in Abhängigkeit der jeweils verwendeten Werkstoffe vom Fachmann wählbar ist.
  • Im Vorhergehenden wurde die Befestigung eines Drucktanks an einer Fahrzeugkarosserie beschrieben, es ist für den Fachmann jedoch ersichtlich, dass derartige Feder-/Dämpfer-Elemente auch auf allen anderen Gebieten der Technik zur Halterung eines Drucktanks insbesondere für gasförmige Medien auch im stationären Betrieb eingesetzt werden können.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung, den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie den einzelnen Patentansprüchen entnommen werden.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 einen Drucktank in Seitenansicht und
  • 2 einen Drucktank in Querschnittsdarstellung
  • In den 1 und 2 ist jeweils ein Drucktank 1 schematisch wiedergegeben. Der Drucktank 1 ist beispielsweise als Stahlflache oder in einem Verbundwerkstoff ausgeführt. Es versteht sich, dass an dem Drucktank 1 Zu- und Ableitungen, Überdruckventile, Druckmesser und dergleichen angeordnet sind, die zur Vereinfachung der Darstellung hier jedoch nicht abgebildet werden.
  • Der Drucktank 1 wird über Feder-/Dämpfer-Elemente 2 an einer Karosserie 3 des Kraftfahrzeugs befestigt. Vorzugsweise wird das Feder-/Dämpfer-Element 2 über eine Klebstoffverbindung 4 beispielsweise in Form eines Epoxidharzes sowohl am Drucktank 1 und/oder an der Karosserie 2 befestigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiels sind insgesamt vier Feder-/Dämpfer-Elemente 2 vorgesehen, wobei jeweils zwei Feder-/Dämpfer-Elemente 2a als Festlager ausgebildet sind, die, wie durch den Doppelpfeil R in 2 angedeutet, lediglich die radiale Ausdehnung des Drucktanks 1 beim Befüllen/Entleeren ausgleichen.
  • Die beiden anderen Elemente 2 sind als Loslager 2b ausgebildet, die, wie durch den Doppelpfeil A in 1 angedeutet, auch eine axiale Längenveränderung des Drucktanks 1 beim Befüllen/Entleeren ausgleichen können.
  • Die Elemente 2 sind beispielsweise als elastische Kunststoffelemente wie bei der Motorenlagerung ausgebildet oder als Schraubenfeder, die vorzugsweise in einem Ölbad eingetaucht ist.
  • Die vier Feder-/Dämpfer-Elemente 2 sind hier jeweils paarweise in axialer Längsrichtung des Drucktanks 1 angeordnet.
  • Derartige Feder-/Dämpfer-Elemente 2 dienen zum Einen zur Halterung des Drucktanks 1 an der Karosserie 3 des Kraftfahrzeugs und zum Anderen zur Dämpfung von Vibrationen während des Fahrtbetriebes des Kraftfahrzeugs und zum Ausgleich von Ausdehnungs-/Schrumpfungsvorgängen des Drucktanks 1 während des Betriebs. Somit sind keine zusätzlichen Ausgleichs- oder Dämpfungselemente notwendig, so dass der vorhandene Einbauraum optimal ausgenutzt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drucktank
    2
    Feder-/Dämpfer-Element
    3
    Karosserie
    4
    Klebstoffverbindung
    R
    radiale Ausdehnung des Drucktanks
    A
    axiale Ausdehnung des Drucktanks
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6557814 B1 [0004]
    • - JP 2008162657 A1 [0005]

Claims (7)

  1. Drucktank (1) in einem Kraftfahrzeug mit einem Befestigungselement zur Befestigung des Drucktanks (1) an einer Karosserie (3) des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement ein Feder-/Dämpfer-Element (2) ist.
  2. Drucktank (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder vier Feder-/Dämpfer-Elemente (2) vorgesehen sind.
  3. Drucktank (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Feder-/Dämpfer-Element (2) als Festlager (2a) und mindestens ein Feder-/Dämpfer-Element (2) als Loslager (2b) ausgebildet ist.
  4. Drucktank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-/Dämpfer-Element (1) ein elastisches Kunststoffelement ist.
  5. Drucktank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-/Dämpfer-Element (2) eine insbesondere ölbadgelagerte Schraubenfeder umfasst.
  6. Drucktank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-/Dämpfer-Element (2) an einem abgerundeten Abschnitt des Drucktanks (1) angeordnet ist.
  7. Drucktank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-/Dämpfer-Element (2) an dem Drucktank (1) und/oder der Karosserie (3) angeklebt ist.
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