DE102010053874B4

DE102010053874B4 - Hochdruckbehälter mit integrierten Halterungsmerkmalen

Info

Publication number: DE102010053874B4
Application number: DE102010053874.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Oelerich; Bryan J. Stewart; Mohsen D. Shabana
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: CN102097635A; US20110143222A1; US8672358B2; DE102010053874A1; CN102097635B

Abstract

Es ist ein Halterungssystem für einen Druckbehälter offenbart. Das Halterungssystem umfasst eine erste Sicherungskappe, eine zweite Sicherungskappe und eine Mehrzahl von Befestigungsbändern, die mit der ersten Sicherungskappe und der zweiten Sicherungskappe gekoppelt sind, wobei die erste Sicherungskappe und die zweite Sicherungskappe jeweils eine konkave Innenfläche und eine Halterung umfassen, wobei die konkave Innenfläche im Wesentlichen zumindest einem Abschnitt einer Außenfläche des Druckbehälters entspricht, um den Druckbehälter zwischen der ersten Sicherungskappe und der zweiten Sicherungskappe zu fixieren.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Druckbehälter und im Spezielleren ein Halterungssystem für einen Druckbehälter, das eine Sicherungskappe und ein Befestigungsband umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Brennstoffzellen wurden als eine Leistungsquelle für Elektrofahrzeuge und andere Anwendungen vorgeschlagen. In Protonenaustauschmembran(PEM)-Brennstoffzellen wird Wasserstoff als ein Brennstoff an eine Anode der Brennstoffzelle geliefert und Sauerstoff wird als ein Oxidationsmittel an eine Kathode der Brennstoffzelle geliefert. Eine Mehrzahl von Brennstoffzellen ist in Brennstoffzellenstapeln zusammengestapelt, um ein Brennstoffzellensystem zu bilden. Der Brennstoff ist typischerweise in großen, hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Druckbehältern gespeichert, die an einem Unterbau des Fahrzeuges angeordnet sind.
Die Druckbehälter sind typischerweise mehrschichtig und umfassen zumindest eine innere Auskleidung und eine filamentgewickelte äußere Schale. Die Druckbehälter können sich ausdehnen oder zusammenziehen, wenn sich ein Druck und eine Temperatur des Brennstoffes innerhalb der Behälter ändern. Ein Rückhaltemittel, das an den Druckbehältern angeordnet ist, muss in der Lage sein, die Ausdehnung und das Zusammenziehen der Druckbehälter unterzubringen.
Die DE 60 2005 003 731 T2 beschreibt eine Vorrichtung zur Positionsbeibehaltung eines Behälters gegen einen Träger an einem nahen Ende dieses Behälters. Die Vorrichtung weist ein bewegliches Gehäuse zur zumindest teilweisen Umhüllung eines fernen Endes des Behälters auf und mindestens ein Rückstellmittel zwischen dem Gehäuse und einem ortsfesten Element bezüglich des Trägers, wobei das Rückstellmittel bei einer Vergrößerung der Abmessung des Behälters aktiviert wird, um das Gehäuse gegen das ferne Ende des Behälters in Richtung des Trägers anzulegen.
Um das Fahrzeug mit einer/m erwünschten Fahrreichweite und Fahrzeugaussehen zu versehen, die den Käuferbedürfnissen gerecht werden, ist eine Mehrzahl von den Druckbehältern erforderlich. Ein Durchmesser der Druckbehälter kann durch einen Unterbringungsraum benachbart zu dem Unterbau des Fahrzeuges oder durch ein herkömmliches Rückhaltemittel, das verwendet wird, um die Druckbehälter zu fixieren, beschränkt sein. Demgemäß kann eine Länge der Druckbehälter vergrößert sein, um den beschränkten Durchmesser auszugleichen oder um das herkömmliche Rückhaltemittel zu unterstützen. Wenn die Länge der Druckbehälter zunimmt, nimmt ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser und der Länge ab. Das herkömmliche Rückhaltemittel (das typischerweise eine Mehrzahl von umlaufenden Bändern umfasst, die an einer Trägerstruktur befestigt sind) kann von beträchtlicher Größe sein und die Wartung der Druckbehälter einschränken. Der Druckbehälter, der ein kleines Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge aufweist, nutzt den Unterbringungsraum ineffizient und erleichtert die Verwendung von herkömmlichen Rückhaltemitteln.
Die Mehrzahl von Druckbehältern und zugeordneten Baugruppen hat eine vergrößerte Masse des Brennstoffzellensystems zur Folge, in das die Druckbehälter eingebaut sind. Der Druckbehälter kann ein Regelventil, einen Drucksensor, eine Druckentlastungsvorrichtung, ein Rückhaltemittel oder andere Vorrichtungen benötigen. Infolgedessen können die Kosten und die Masse des Brennstoffzellensystems mit der Mehrzahl von den Druckbehältern unerwünscht hoch werden.
Es wäre wünschenswert, ein Halterungssystem zu entwickeln, das ein/e wiederholte/s Ausdehnung und Zusammenziehen des Druckbehälters zulässt, den Behälter mit einem großen Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge aufweist, zurückhält und eine Masse eines Systems, in das der Druckbehälter eingebaut ist, minimiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wurde ein Halterungssystem entwickelt, das ein/e wiederholte/s Ausdehnung und Zusammenziehen des Druckbehälters zulässt, den Behälter mit einem großen Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge zurückhält und die Masse des Systems minimiert, in das der Druckbehälter eingebaut ist.
Dies wird jeweils erreicht durch die jeweiligen Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1, 6 und 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den davon abhängigen Patentansprüchen angegeben.
In einer Ausführungsform umfasst ein Halterungssystem für einen Druckbehälter die Merkmale des Anspruchs 1.
In einer zweiten Ausführungsform umfasst ein Halterungssystem für einen Druckbehälter eine erste Sicherungskappe mit einer ersten Innenfläche, die geeignet ist, zumindest einen Abschnitt einer Außenfläche des Druckbehälters aufzunehmen, wobei die Sicherungskappe eine erste Halterung, die daran angeordnet und geeignet ist, mit einer Halterungsstruktur gekoppelt zu sein, und eine zweite Sicherungskappe mit einer zweiten Innenfläche umfasst, die geeignet ist, zumindest einen Abschnitt der Außenfläche des Druckbehälters aufzunehmen, wobei die Sicherungskappe eine zweite Halterung, die daran angeordnet und geeignet ist, mit der Halterungsstruktur gekoppelt zu sein, eine Mehrzahl von Befestigungsbändern, wobei ein erster Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern mit der ersten Sicherungskappe gekoppelt ist und ein restlicher Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern mit der zweiten Sicherungskappe gekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern lösbar mit der ersten Sicherungskappe oder der zweiten Sicherungskappe oder dem restlichen Abschnitt gekoppelt ist, eine erste elastische Halterung, die an der ersten Sicherungskappe angeordnet und geeignet ist, eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen des Druckbehälters zu erleichtern, und eine zweite elastische Halterung umfasst, die an der zweiten Sicherungskappe angeordnet und geeignet ist, die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Druckbehälters zu erleichtern.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Speichersystem für ein Fluid einen Druckbehälter mit einer Außenfläche und einer Behälteröffnung, wobei die Behälteröffnung in der Außenfläche gebildet ist, wobei die Außenfläche einen Innenraum des Druckbehälters definiert, eine erste Sicherungskappe mit einer ersten Innenfläche, die geeignet ist, zumindest einen Abschnitt einer Außenfläche des Druckbehälters aufzunehmen, wobei die Sicherungskappe eine erste Mehrzahl von Halterungen umfasst, die daran angeordnet sind, eine zweite Sicherungskappe mit einer zweiten Innenfläche, die geeignet ist, zumindest einen Abschnitt der Außenfläche des Druckbehälters aufzunehmen, wobei die Sicherungskappe eine zweite Mehrzahl von Halterungen umfasst, die daran angeordnet sind, eine Mehrzahl von Befestigungsbändern, wobei ein erster Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern mit der ersten Sicherungskappe gekoppelt ist und ein restlicher Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern mit der zweiten Sicherungskappe gekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern lösbar mit der ersten Sicherungskappe oder der zweiten Sicherungskappe oder dem restlichen Abschnitt gekoppelt ist, eine Mehrzahl von ersten elastischen Halterungen, die an der ersten Sicherungskappe angeordnet und geeignet sind, eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen des Druckbehälters zu erleichtern, eine Mehrzahl von zweiten elastischen Halterungen, die an der zweiten Sicherungskappe angeordnet und geeignet sind, die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Druckbehälters zu erleichtern, eine Halterungsstruktur, die zumindest mit einer von der ersten Sicherungskappe und der zweiten Sicherungskappe gekoppelt ist, wobei die Halterungsstruktur eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen aufweist, wobei die Aufnahmeelemente zumindest einem Abschnitt von einer von der ersten Mehrzahl von Halterungen und der zweiten Mehrzahl von Halterungen entsprechen, und einen Fluidverteilungskörper, wobei der Verteilungskörper benachbart zu dem Druckbehälter und in fluidtechnischer Verbindung mit dem Innenraum angeordnet ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die oben stehenden sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für einen Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform bei Betrachtung im Licht der beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich, in denen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Halterungssystems für einen Druckbehälter mit einer Sicherungskappe und einem Befestigungsband gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine teilweise perspektivische Explosionsdarstellung eines Speichersystems ist, welches das in 1 veranschaulichte Halterungssystem umfasst; und
3 eine perspektivische Darstellung eines Halterungssystems für einen Druckbehälter mit einer Sicherungskappe und einem Befestigungsband gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung und beiliegenden Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden.
1 veranschaulicht ein Halterungssystem 10, welches eine Sicherungskappe 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Sicherungskappe 12 ist typischerweise aus Stahl gebildet, es können aber andere Materialien wie z. B. Aluminium, Magnesium, andere Metalle oder ein Verbundmaterial verwendet werden. Wie veranschaulicht ist die Sicherungskappe 12 ein hohler Konoidstumpf, es können jedoch andere Formen wie z. B. eine hohle Halbkugel oder ein hohles Prisma verwendet werden. Die Sicherungskappe 12 weist eine konkave Innenfläche 14 und eine Außenfläche 16 auf. Eine Dicke der Sicherungskappe 12, welche die konkave Innenfläche 14 und die Außenfläche 16 trennt, ist im Wesentlichen konstant, jedoch kann die Dicke in anderen Ausführungsformen variieren. Die Sicherungskappe 12 umfasst eine Zugangsdurchbrechung 18, die ein erstes Ende davon definiert. Eine Eintrittsdurchbrechung 20 definiert ein zweites Ende der Sicherungskappe 12.
An der Außenfläche 16 der Sicherungskappe 12 ist zumindest eine Halterung 22 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Halterungen 22 integral mit der Sicherungskappe 12 gebildet, die Halterungen 22 können jedoch separat von der Sicherungskappe 12 gebildet sein und mithilfe eines beliebigen herkömmlichen Mittels wie z. B. Befestigungselementen oder einem Kleber befestigt sein. Typischerweise wird Stahl verwendet, um die Halterung 22 zu bilden, es können jedoch andere Materialien wie z. B. Aluminium oder ein Verbundstoff verwendet werden. In der Halterung 22 ist eine Rückhaltedurchbrechung 24 gebildet.
In der Rückhaltedurchbrechung 24 ist eine elastische Halterung 26 angeordnet. Zum besseren Verständnis zeigt 1 die elastische Halterung 26 aus der Rückhaltedurchbrechung 24 entfernt. Die elastische Halterung 26 umfasst eine Hauptkörper 28 und eine Buchse 30. Der Hauptkörper 28 kann aus einem elastomeren Material, einem viskoelastischen Material oder einem anderen elastischen Material gebildet sein. Die elastische Halterung 26 kann auch eine Vorspannelementhalterung sein, wobei ein Vorspannelement zwischen einer Buchse und einem restlichen Abschnitt der Vorspannelementhalterung angeordnet ist. Der Hauptkörper 28 weist einen Außendurchmesser auf, der im Wesentlichen einem Durchmesser der Rückhaltedurchbrechung 24 entspricht. Eine Länge des Hauptkörpers 28 ist im Wesentlichen gleich einer Dicke der Halterung 22, wenngleich andere Längen verwendet werden können. Es können auch andere elastische Halterungen wie z. B. eine mehrteilige Halterung, eine aufgeweitete Halterung, eine Spulenhalterung oder eine andere elastische Halterung verwendet werden. Die Buchse 30 ist ein Rohr, das aus einem Metall oder einem anderen steifen Material gebildet ist. Ein Außendurchmesser der Buchse 30 entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser der elastischen Halterung 26. Die Buchse 30 ist in der elastischen Halterung 26 angeordnet und kann durch eine Reibpassung, einen Kleber oder andere Befestigungsmittel fixiert sein.
Eine ringförmige Anordnung von Befestigungsbändern 36 ist in 1 mit der Sicherungskappe 12 gekoppelt gezeigt. Es ist einzusehen, dass eine beliebige Anzahl von Befestigungsbändern 36 verwendet werden kann. Das Befestigungsband 36 ist ein längliches Element, das aus einem Metallblech oder einem anderen im Wesentlichen nicht elastischen Material gebildet ist. Das Befestigungsband 36 weist ein Befestigungsende 38 und ein Kopplungsende 40 auf. Das Befestigungsende 38 ist mit der Sicherungskappe 12 mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels wie z. B. Schweißen, eines Klebers, eines Befestigungselements und dergleichen gekoppelt. Wenn die Sicherungskappe 12 und das Befestigungsband 36 aus einem ähnlichen Material gebildet sind, kann das Befestigungsband 36 integral mit der Sicherungskappe 12 gebildet sein. In dem Kopplungsende 40 ist eine Kopplungsdurchbrechung gebildet. Das Kopplungsende 40 ist zu einem im Wesentlichen „J”-förmigen Haken geformt und mit dem Befestigungsband 36 gekoppelt. Die umgefaltete Kopplungsdurchbrechung führt zu einem Kopplungsschlitz 44. Das Kopplungsende 40 kann mithilfe einer Schweißverbindung, eines Klebers oder eines anderen Mittels an dem Befestigungsband 36 fixiert sein. Das Kopplungsende 40 kann ein beliebiges Kopplungsende sein, um mit einem Befestigungselement in Eingriff zu treten. Ferner kann in weiteren Ausführungsformen der Erfindung das Kopplungsende 40 auch ein Befestigungsende sein, das mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels wie z. B. Schweißen, eines Klebers, eines Befestigungselements und dergleichen mit einer Sicherungskappe (nicht gezeigt) gekoppelt ist, die von der Sicherungskappe 12 beabstandet ist.
2 veranschaulicht ein Speichersystem 50 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Speichersystem 50 umfasst einen Druckbehälter 52. Der Druckbehälter 52 umfasst typischerweise eine innere Auskleidung und eine gewickelte äußere Schale mit einer Außenfläche 54. Die gewickelte äußere Schale ist typischerweise durch einen Wickelprozess gebildet und kann aus einem beliebigen herkömmlichen Material wie z. B. einer Kohlenstofffaser, einer Glasfaser, einer Verbundstofffaser und einer Faser mit einer Harzbeschichtung gebildet sein. Alternativ kann die gewickelte äußere Schale auch aus einem beliebigen formbaren Material wie z. B. einem Metall und einem Kunststoff gebildet sein. An einem Ende des Druckbehälters 52 ist typischerweise eine Behälteröffnung 56 gebildet und stellt einen Befestigungspunkt für verschiedene Verankerungen und Gebrauchsvorrichtungen bereit, die an dem Druckbehälter 52 angebracht sein können.
Eine Halterungsstruktur 58 umfasst eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen 60. Die Aufnahmeelemente 60 umfassen eine Halterungsnase 61 und eine Befestigungsdurchbrechung 62. Ein Abschnitt eines Fahrzeugunterbaues umfasst typischerweise die daran gebildete Halterungsstruktur 58, es kann jedoch eine beliebige Struktur verwendet werden, die zum Anbringen des Druckbehälters 52 geeignet ist. Die Halterungsnase 61 ist an der Halterungsstruktur angeordnet und die Halterung 22 ist dazwischen angeordnet. Die Halterungsnase 61 ist im Wesentlichen „L”-förmig, es kann jedoch jede beliebige Form verwendet werden. Alternativ kann die Halterung 22 in einer Durchbrechung angeordnet sein, die in der Halterungsstruktur 58 gebildet ist. Die Befestigungsdurchbrechung 62 ist zumindest eine kreisförmige Durchbrechung, die in der Halterungsnase 61 oder der Halterungsstruktur 58 gebildet ist. Wie veranschaulicht, ist die Befestigungsdurchbrechung 62 in der Halterungsnase 61 und der Halterungsstruktur 58 gebildet, wobei ein Abschnitt der Befestigungsdurchbrechung 62, der in der Halterungsstruktur 58 gebildet ist, einen darum herum gebildeten Gewindeabschnitt umfasst.
Ein Verteilungskörper 63 für ein Fluid ist in 2 veranschaulicht. Der Verteilungskörper 63 steht in fluidtechnischer Verbindung mit der Behälteröffnung 56 und einem Innenraum des Druckbehälters 52. Der Verteilungskörper 63, der typischerweise aus einem maschinell bearbeiteten Metall wie z. B. Stahl oder Aluminium gebildet ist, kann für eine Vielfalt von Verwendungen ausgebildet sein. Eine Leitung 64 steht in fluidtechnischer Verbindung mit dem Verteilungskörper 63, um die Überführung des Fluids zu oder aus dem Innenraum des Druckbehälters 52 zu erleichtern. Es können auch ein Ventil, ein Druckentlastungsventil, ein Sensor, eine Kupplung oder eine andere Vorrichtung an dem Verteilungskörper 63 in fluidtechnischer Verbindung mit dem Verteilungskörper 63 oder der Leitung 64 angeordnet sein.
In 2 ist das Speichersystem 50 ist zusammengesetzt gezeigt. Zwei Sicherungskappen 12 sind an gegenüberliegenden Enden des Druckbehälters 52 angeordnet, wobei die konkave Innenfläche 14 jeder Sicherungskappe 12 an der Außenfläche 54 des Druckbehälters 52 anliegt. Wie gezeigt, steht die Behälteröffnung 56 durch die Zugangsdurchbrechung 18 der Sicherungskappe 12 vor.
Die Befestigungsbänder 36 jeder der Sicherungskappen 12 sind mit einem Befestigungselement 66 gekoppelt. Das Befestigungselement 66 umfasst einen zentralen Gewindeabschnitt, einen ersten Sicherungszylinder, einen zweiten Sicherungszylinder und eine Mutter. Der erste Sicherungszylinder ist in dem Kopplungsende 40 des Befestigungsbandes 36 angeordnet. Ein darin gebildetes Gewindeteilstück ist im Wesentlichen mit dem Kopplungsschlitz 44 ausgerichtet. Der zentrale Gewindeabschnitt ist in dem Kopplungsschlitz 44 angeordnet und durch einen Eingriff mit dem Gewindeteilstück davon an dem ersten Sicherungszylinder fixiert. Der zweite Sicherungszylinder ist in dem Kopplungsende 40 des Befestigungsbandes 36 gegenüber dem Befestigungsband 36, das den ersten Sicherungszylinder umfasst, angeordnet. In dem zweiten Sicherungszylinder ist eine Durchbrechung gebildet, die im Wesentlichen mit dem Kopplungsschlitz 44 ausgerichtet ist. Der zentrale Gewindeabschnitt wird dann in der Durchbrechung des zweiten Sicherungszylinders angeordnet. Die Mutter wird dann an dem zentralen Gewindeabschnitt angeordnet, um mit dem daran gebildeten Gewinde in Eingriff zu treten. Eine Rotation der Mutter bewirkt, dass sich die Mutter eine Länge des zentralen Gewindeabschnittes entlang bewegt, wobei der zweite Sicherungszylinder zu dem ersten Sicherungszylinder hin gezogen wird. Infolgedessen wird das Befestigungsband 36 festgezogen, was zur Folge hat, dass die Sicherungskappen 12 eine Druckkraft auf den Druckbehälter 52 aufbringen. Es können andere Kopplungsvorrichtungen verwendet werden, um die Befestigungsbänder 36 zu koppeln. Eine Spannung der Befestigungsbänder 36 kann während der Montage des Speichersystems 50 eingestellt werden, um eine Ausdehnung oder ein Zusammenziehen des Druckbehälters 52 unterzubringen.
Der Druckbehälter 52 mit den Sicherungskappen 12 ist mit der Halterungsstruktur 58 gekoppelt. Die elastischen Halterungen 26 sind in jeder der Rückhaltedurchbrechungen 24 angeordnet. Die Halterungen 22 der Sicherungskappen 12 sind zwischen den Halterungsnasen 61 und der Halterungsstruktur 58 angeordnet. Die Buchsen 30 der elastischen Halterung 26 sind mit den Befestigungsdurchbrechungen 62 ausgerichtet. Ein Befestigungselement 68 mit einem daran gebildeten Gewinde wird durch die Halterungsnase 61 und die Buchse 30 der elastischen Halterung 26 hindurch angeordnet und steht mit dem Gewindeabschnitt der Halterungsstruktur 58 in Eingriff. Es können auch andere Befestigungselemente wie z. B. ein Stift, eine Niete und dergleichen verwendet werden. Das Befestigungselement 68 wird dann festgezogen und der Druckbehälter 52 mit den Sicherungskappen 12 an der Halterungsstruktur 58 fixiert.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die der in 1 gezeigten ähnlich ist. Die Bezugsziffern für eine ähnliche Struktur in Bezug auf die Beschreibung von 1 sind in 3 mit einem Strichsymbol (') wiedergegeben.
Das Halterungssystem 10' umfasst zumindest eine elastische Halterung 80, die an der konkaven Innenfläche 14' angeordnet ist. Die gezeigte elastische Halterung 80 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und kann aus einem elastischen Material wie z. B. einem Schaum mit hoher Dichte oder einem Gummi gebildet sein. Die elastische Halterung 80 kann jedoch eine beliebige Form aufweisen und es kann eine beliebige Menge verwendet werden. Ein Kleber wird verwendet, um die elastische Halterung 80 auf der konkaven Innenfläche 14' zu fixieren, wenngleich andere Befestigungsmittel verwendet werden können. Der Kleber ist auf einer Kontaktseite der elastischen Halterung 80 aufgebracht und auf der konkaven Innenfläche 14' angeordnet. Das Halterungssystem 10' ist starr an einer Halterungsstruktur (nicht gezeigt) angebracht. Das Befestigungselement 68' ist in der Rückhaltedurchbrechung 24' durch die Halterung 22' hindurch ohne Verwendung der elastischen Halterung 26 angeordnet.
Im Gebrauch lässt das Halterungssystem 10, 10' zu, dass sich der Druckbehälter 52 in Reaktion auf Druck- und Temperaturänderungen des Fluids darin ausdehnt und zusammenzieht. Zum Beispiel bewirkt ein/e hohe/r Druck und Temperatur des Fluids, dass der Druckbehälter 52 in der Größe in einen ausgedehnten Zustand zunimmt.
In dem Halterungssystem 10 kann, wenn sich der Druckbehälter 52 ausdehnt, die Sicherungskappe 12 durch den Druckbehälter 52 verschoben werden. Infolgedessen wird der Hauptkörper 28 der elastischen Halterung 26 in einer Richtung zusammengedrückt, in der sich der Druckbehälter 52 ausdehnt. Der Durchmesser des Hauptkörpers 28, eine Position und Menge der Halterungen 22 und eine Orientierung der Halterungen 22 können angepasst werden, um die Ausdehnung des Druckbehälters 52 unterzubringen. Im Gegensatz dazu bewirken ein/e niedrige/r Druck und Temperatur des Fluids innerhalb des Druckbehälters 52, dass sich der Druckbehälter 52 in der Größe aus dem ausgedehnten Zustand zusammenzieht. Das Halterungssystem 10 kann gleichermaßen für das Zusammenziehen des Druckbehälters 52 aus dem ausgedehnten Zustand geeignet sein.
In dem Halterungssystem 10' bleibt, wenn sich der Druckbehälter 52 ausdehnt, die Sicherungskappe 12' starr an der Halterungsstruktur fixiert. Infolgedessen werden die elastischen Halterungen 80, die an der konkaven Innenfläche 14' angeordnet sind, in einer Richtung zusammengedrückt, in die sich der Druckbehälter 52 ausdehnt. Eine Dicke der elastischen Halterungen 80 und eine Position und Menge der elastischen Halterungen 80 können angepasst werden, um die Ausdehnung des Druckbehälters 52 unterzubringen. Im Gegensatz dazu bewirken ein/e niedrige/r Druck und Temperatur des Fluids innerhalb des Druckbehälters 52, dass sich der Druckbehälter 52 in der Größe aus dem ausgedehnten Zustand zusammenzieht. Die elastischen Halterungen 80 können gleichermaßen für das Zusammenziehen des Druckbehälters 52 aus dem ausgedehnten Zustand geeignet sein.
Das Speichersystem 50 mit dem Halterungssystem 10, 10' hält den Druckbehälter 52, der ein großes Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge aufweist, zurück und erleichtert gleichzeitig eine Wartung, die der Druckbehälter 52 benötigen kann. Infolgedessen kann eine Größe des Druckbehälter 52 vergrößert sein und eine größere Fahrreichweite für ein Fahrzeug, in dem das Speichersystem 50 eingebaut ist, bereitgestellt und ein Bedarf an einem Speichersystem, das eine Mehrzahl von Druckbehältern umfasst, minimiert sein.
Das Speichersystem 50 gemäß der vorliegenden Offenlegung minimiert eine Masse des Fahrzeuges, in dem das Speichersystem 50 umfasst ist, indem die Notwendigkeit der Mehrzahl von Druckbehältern und jeglicher damit verbundener Baugruppen minimiert ist. Infolgedessen kann das Fahrzeug, welches das Speichersystem 50 aufweist, effizienter sein, während die Herstellung des Fahrzeuges erleichtert ist.

Claims

Halterungssystem (10, 10') für einen Druckbehälter, wobei das System (10, 10') umfasst: eine Sicherungskappe (12, 12') mit einer Innenfläche (14, 14') zur Aufnahme zumindest eines Abschnitts einer Außenfläche des Druckbehälters, wobei die Sicherungskappe (12, 12') eine daran angeordnete Halterung (22, 22') umfasst, welche geeignet ist, mit einer Halterungsstruktur (58) gekoppelt zu sein, und eine Durchbrechung ((24) bildet; zumindest ein Befestigungsband (36, 36'), das an der Sicherungskappe (12, 12') angeordnet ist, um ein Fixieren der Sicherungskappe (12, 12') zu ermöglichen; und eine elastische Halterung (26, 80), die in der Durchbrechung (24) angeordnet ist und eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen des Druckbehälters ermöglicht.
Halterungssystem nach Anspruch 1, wobei die elastische Halterung (26) eine Buchse (30) umfasst, die darin angeordnet ist.
Halterungssystem nach Anspruch 1, wobei die elastische Halterung (26) eine mit einem Vorspannelement montierte Buchse (30) umfasst, die darin angeordnet ist.
Halterungssystem nach Anspruch 1, wobei die elastische Halterung (80) an der Innenfläche (14') der Sicherungskappe (12') angeordnet ist.
Halterungssystem nach Anspruch 1, wobei die elastische Halterung (80) aus einem elastomeren Material oder einem viskoelastischen Material gebildet ist.
Halterungssystem (10) für einen Druckbehälter, wobei das System (10) umfasst: eine erste Sicherungskappe (12) mit einer ersten Innenfläche (14) zur Aufnahme zumindest eines Abschnitts einer Außenfläche (54) des Druckbehälters (52), wobei die Sicherungskappe (12) eine erste Halterung (22) umfasst, die daran angeordnet und geeignet ist, mit einer Halterungsstruktur (58) gekoppelt zu sein; eine zweite Sicherungskappe (12) mit einer zweiten Innenfläche (14), die geeignet ist, zumindest einen Abschnitt einer Außenfläche (54) des Druckbehälters (52) aufzunehmen, wobei die Sicherungskappe (12) eine zweite Halterung (22) umfasst, die daran angeordnet und geeignet ist, mit einer Halterungsstruktur (58) gekoppelt zu sein; eine Mehrzahl von Befestigungsbändern (36), wobei ein erster Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) mit der ersten Sicherungskappe (12) gekoppelt ist und ein restlicher Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) mit der zweiten Sicherungskappe (12) gekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) lösbar mit der ersten Sicherungskappe (12) oder der zweiten Sicherungskappe (12) oder dem restlichen Abschnitt gekoppelt ist; eine erste elastische Halterung (26), die an der ersten Sicherungskappe (12) angeordnet und eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen des Druckbehälters (52) ermöglicht; und eine zweite elastische Halterung (26), die an der zweiten Sicherungskappe (12) angeordnet und die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Druckbehälters (52) ermöglicht.
Halterungssystem nach Anspruch 6, wobei die erste elastische Halterung (26) in einer Durchbrechung (24) angeordnet ist, die in der ersten Halterung (22) gebildet ist, und die zweite elastische Halterung (26) in einer Durchbrechung (24) angeordnet ist, die in der zweiten Halterung (22) gebildet ist.
Halterungssystem nach Anspruch 6, wobei eine von der ersten Sicherungskappe (12) und der zweiten Sicherungskappe (12) aus einem von einem Metall und einem Verbundmaterial gebildet ist.
Speichersystem (50) für ein Fluid, wobei das Speichersystem (50) umfasst: einen Druckbehälter (52) mit einer Außenfläche (54) und einer Behälteröffnung (56), wobei die Behälteröffnung (56) in der Außenfläche (54) gebildet ist, wobei die Außenfläche (54) einen Innenraum des Druckbehälters (52) definiert; eine erste Sicherungskappe (12) mit einer ersten Innenfläche (14), die zumindest einen Abschnitt einer Außenfläche (54) des Druckbehälters (52) aufnimmt, wobei die Sicherungskappe (12) eine erste Mehrzahl von Halterungen (22) umfasst, die daran angeordnet sind; eine zweite Sicherungskappe (12) mit einer zweiten Innenfläche (14), die zumindest einen Abschnitt der Außenfläche (54) des Druckbehälters (52) aufnimmt, wobei die Sicherungskappe (12) eine zweite Mehrzahl von Halterungen (22) umfasst, die daran angeordnet sind; eine Mehrzahl von Befestigungsbändern (36), wobei ein erster Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) mit der ersten Sicherungskappe (12) gekoppelt ist und ein restlicher Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) mit der zweiten Sicherungskappe (12) gekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt der Mehrzahl von Befestigungsbändern (36) lösbar mit der ersten Sicherungskappe (12) oder der zweiten Sicherungskappe (12) oder dem restlichen Abschnitt gekoppelt ist; eine Mehrzahl von ersten elastischen Halterungen (26), die an der ersten Sicherungskappe (12) angeordnet ist und eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen des Druckbehälters (52) zu ermöglichen; eine Mehrzahl von zweiten elastischen Halterungen (26), die an der zweiten Sicherungskappe (12) angeordnet und geeignet sind, die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Druckbehälters (52) ermöglicht; eine Halterungsstruktur (58), die zumindest mit einer von der ersten Sicherungskappe (12) und der zweiten Sicherungskappe (12) gekoppelt ist, wobei die Halterungsstruktur (58) eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen (60) aufweist, wobei die Aufnahmeelemente (60) zumindest einem Abschnitt von einer von der ersten Mehrzahl von Halterungen (22) und der zweiten Mehrzahl von Halterungen (22) entsprechen; und einen Fluidverteilungskörper (63), wobei der Verteilungskörper (63) benachbart zu dem Druckbehälter (52) und in fluidtechnischer Verbindung mit dem Innenraum angeordnet ist.