-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen und Verfahren zum Unterbringen von Hochdruckspeicherbehältern in einer Fahrzeugstruktur und insbesondere eine Möglichkeit, einen Behälter zum Speichern einer Quelle druckbeaufschlagten Brennstoffs an einem Fahrzeug zu integrieren, das eine brennstoffzellenbasierte Architektur als Antriebskraftquelle nutzt, so dass der Behälter die Lasttragfähigkeit des Fahrzeugs steigert.
-
Bei einem typischen Brennstoffzellensystem wird Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches Gas durch einen Strömungspfad einer katalytischen Elektrode an einer Seite einer Brennstoffzelle zugeführt, während Sauerstoff (etwa in Form von Atmosphärensauerstoff) durch einen separaten Strömungspfad einer anderen katalytischen Elektrode zugeführt wird, die an anderer Stelle an der Brennstoffzelle positioniert ist. Die elektrochemische Umwandlung des elementaren Wasserstoffs und Sauerstoffs an diesen Elektroden (die als Anoden bzw. Kathoden bezeichnet werden) zu Wasserstoff- und Sauerstoffionen ermöglicht ein Leiten von abgespaltenen Elektronen durch eine elektrisch leitende Gleichstrom(DC)-Schaltung, um nutzbare Arbeit zu erbringen. Eines der Hauptmerkmale der Erzeugung elektrischen Stroms durch Brennstoffzellen ist deren umweltfreundliche Natur, da das mit der Verwendung von Wasserstoff- und Sauerstoffreaktanten einhergehende Nebenprodukt Wasserdampf ist. In einer Form von Brennstoffzelle, die als Protonenaustauschmembran(PEM)-Brennstoffzelle bezeichnet wird, ist ein Elektrolyt in Form einer protonendurchlässigen Membran zwischen der Anode und Kathode sandwichartig eingeschlossen, um einen geschichteten Aufbau zu erzeugen, der üblicherweise als Membranelektrodeneinheit (MEA) bezeichnet wird. Jede MEA bildet eine einzelne Brennstoffzelle, und viele solcher einzelner Zellen können kombiniert werden, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden, was die Ausgangsleistung desselben steigert. Mehrere Stapel können miteinander verbunden werden, um die Ausgangsleistung weiter zu steigern. Aufgrund ihrer relativ einfachen und robusten Konstruktion sowie ihrer umweltfreundlichen Natur ist die PEM-Brennstoffzelle bei fahrzeugtechnischen Anwendungen besonders vielversprechend.
-
Dennoch ist ein Problem bei Brennstoffzellenfahrzeugen die Zunahme ihres Verhältnisses von Leistung zu Gewicht verglichen mit herkömmlichen Antriebssystemen, wobei viel Gewicht der Zusatzeinrichtungen, die dem Brennstoffzellensystem zugeordnet sind, parasitär ist. Eine solche Komponente ist das an Bord befindliche Brennstoffspeichersystem, insbesondere insofern es den Wasserstoffbrennstoff-Speichertank betrifft, wobei seine Robustheit und sein damit verbundenes Gewicht durch die Notwendigkeit vorgegeben werden, eine Unversehrtheit des Tanks zu wahren, während er eine druckbeaufschlagte Versorgung mit Wasserstoff oder einem ähnlichen Brennstoff (wie etwa Methanol oder einem Wasserstoffpräkursor) über die erwartete Lebensdauer des Fahrzeugs aufnimmt, und zwar auch in Situationen, in denen sowohl normale Nutzung (wie etwa routinemäßiges Rangieren und Einwirkung von Fahrbahnunebenheiten) als auch extreme Nutzung (wie etwa aufgrund eines Unfalls oder eines damit verbundenen Aufpralls) den Tank, das Fahrzeug oder beide andernfalls beschädigen könnten. Demgemäß besteht Bedarf, eine verbesserte bauliche Festigkeit durch Nutzung solcher Komponenten vorzusehen, die bereits in einem Transportfahrzeug vorhanden sind. Ferner besteht Bedarf, die Nachteile in Verbindung mit dem Unterbringen eines Hochdruck-Brennstoffspeicherbehälters in einem Transportfahrzeug zu verringern.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Diese Anforderungen werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt, bei der Hochdruck-Brennstoffspeichertanks und zugehörige Behälter so mit dem Fahrzeug gekoppelt werden, dass die Steifigkeit des Fahrzeugs gesteigert wird. Der bauliche Vorteil, der durch eine solche Integration ermöglicht wird, ist auf Konfigurationen übertragbar, bei denen das Brennstoffspeichersystem entweder einen einzelnen Speichertank oder mehrere Tanks umfasst, vor allem bei Konfigurationen, bei denen mindestens einer der Behälter einen großen Durchmesser (und eine damit einhergehende hohe Verwindungssteifigkeit) aufweist. Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Brennstoffbehälteranordnung für ein brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug einen Behälter und mindestens einen mit dem Behälter zusammenwirkenden Mantel. Der Behälter bildet ein Brennstoffspeicherbehältnis mit einem Innenvolumen und umfasst auch eine oder mehrere Öffnungen, die durch ihn hindurch ausgebildet sind, um das Einleiten und Entfernen von Brennstoff nach Bedarf zu ermöglichen. Die Mäntel dienen als lastübertragende Elemente, so dass bauliche Lasten, die von dem Behälter stammen (wie etwa Drucklasten von dem Brennstoff) sowie externe Lasten (wie etwa aufgrund von Lasten, die auf die Mäntel durch ihre Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen oder einer anderen baulichen Komponente übertragen werden) zwischen der Anordnung und einer lasttragenden Struktur in dem Fahrzeug übertragen werden, um die der Fahrzeugstruktur zu eigene Lasttragfähigkeit zu verbessern. Im vorliegenden Kontext erfasst der Begriff ”Rahmen” nicht nur herkömmliche Fahrzeugarchitekturen mit einer Karosserie auf einem Rahmen, sondern auch die relativ neuere Konstruktionsvariante, die als selbsttragende Konstruktion bekannt ist, wobei diese letztere Konfiguration, bei der die herkömmlicherweise vom Rahmen gespielte Rolle durch Ausbildungen eines hohen Trägheitsmoments durch eine Schalenbauweise übernommen wird, bei der Teile (zum Beispiel Außenkarosseriebleche, Dächer oder dergleichen), die in der herkömmlicheren Bauweise mit der Karosserie auf dem Rahmen nicht lasttragend waren, nun bauliche Elemente sind. Somit erfasst der Begriff ”Rahmen”, insofern er sich auf ein Schalenbau-Fahrzeug ohne separaten Rahmen erstreckt, einen solchen zugrundeliegenden Teil des Fahrzeugs, an dem viele der anderen Komponenten angebracht sind, auf dem diese ruhen oder von dem sie anderweitig zumindest einen signifikanten Teil ihrer Lasttragfähigkeit beziehen.
-
Optional umfasst die Anordnung auch ein oder mehrere Klemmringe, die um den Mantel oder die Mäntel angeordnet sind, um zwischen diesen verbesserte Verbundenheit vorzusehen. Bei einer anderen Option kann einer oder alle von Behälter, Mantel und Ring aus einem Metall oder einem Verbundwerkstoff hergestellt sein, wie etwa einem faserverstärkten Verbundwerkstoff. Der Mantel kann zusätzlich unidirektionale (UD) Fasern, Rippen, Sicken oder eine ähnliche Struktur als ergänzende Verstärkung gegen Knicken oder andere Schaden hervorrufende Arten von Kraft umfassen. In einer anderen Form umfasst die Anordnung zahlreiche Mäntel, die sich über den Behälter hinaus erstrecken, um (bei Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen oder einer zugehörigen lasttragenden baulichen Komponente) die Übertragung von Lasten zwischen der Anordnung und der lasttragenden Struktur zu ermöglichen. In einer spezifischeren Form sind die zahlreichen Mäntel an dem Behälter gesichert, so dass bei Befestigung der Anordnung in dem Fahrzeug die Befestigung entlang einer wesentlichen vertikalen Achse des Fahrzeugs gebildet wird. In einer spezifischen Form sind die Mäntel um den im Allgemeinen zylinderförmigen Umfang des Behälters angeordnet. In einer Situation, die zwei Mäntel an jedem Längsende des Behälters aufweist, würden sich die beiden Mäntel im Wesentlichen diametral gegenüberliegen. Bei einer noch anderen Option legt der Behälter eine im Wesentlichen zylinderförmige Struktur fest, wobei mindestens ein Ende als Wölbung ausgebildet ist. Der zulaufende Bereich um die Wölbung kann das Ausbilden einer abgestuft ansteigenden Verbindung zwischen der Wölbung und dem Mantel ermöglichen. Bei einer Form kann eine solche abgestufte Verbindung aus sukzessiv größeren Stückzahlen von Verbundlagen oder einem anderen Materialaufbau hergestellt werden.
-
Die Anordnung kann weiterhin ein Entlastungsventil umfassen, das relativ zu dem Behälter so platziert ist, dass das Entlastungsventil bei Vorliegen einer übermäßig hohen Temperatur um den Behälter öffnen kann. In einer bevorzugten Form kann das Entlastungsventil mit einem Temperatursensor gekoppelt sein, so dass bei Erhalt eines Signals, das eine solche übermäßige Temperatur anzeigt, das Entlastungsventil öffnet, um einen in dem Behälter durch einen in dem Behälter vorhandenen Brennstoff ausgebildeten Innendruck zu verringern. Im vorliegenden Kontext ist eine übermäßige Temperatur eine Temperatur, bei der man erwarten könnte, dass sie entweder durch Reduzieren der baulichen Eigenschaften der die Anordnung bildenden Materialien oder durch Überdruck aufgrund von Erhitzen des in dem Behälter enthaltenen Brennstoffs eine Beschädigung der Anordnung, insbesondere Behälters, hervorruft. In Situationen, da die Einwirkung einer solchen übermäßigen Wärme leichter das Entlastungsventil oder den Temperatursensor erreichen muss, der zum Senden eines Signals zu einem Steuergerät oder dem Entlastungsventil verwendet werden könnte, können der eine Mantel oder die mehreren Mäntel darin ausgebildete Öffnungen umfassen, um ein freieres Strömen des Wärmestroms zu ermöglichen, der von der Quelle der übermäßigen Temperatur kommt. Bei einer noch anderen Option sind der eine Mantel oder die mehreren Mäntel als frei geformter Mantel ausgelegt, während sie bei einer anderen Option als zylinderförmiger Mantel ausgebildet sein können.
-
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Fahrzeugfahrgestell einen Rahmen und eine Brennstoffbehälteranordnung. Der Behälter ist durch eine oder mehrere Verbindungen in Form von Mänteln an dem Rahmen gesichert. Durch seine konstruktive Auslegung und Materialwahl weist der Rahmen inhärent eine Verformungsbeständigkeit gegenüber einer von außen angelegten Last auf. Die Brennstoffbehälteranordnung umfasst ein oder mehrere Behälter, die einen Volumen enthaltenden Brennstoffspeicher mit ein oder mehreren Öffnungen festlegen, um es zu ermöglichen, Brennstoff in den Behälter einzuleiten, in diesem zu halten und aus diesem zu entfernen. Der Mantel ist an dem Behälter gesichert, so dass verformungserzeugende baulichen Lasten zwischen der Anordnung und dem Rahmen so übertragen werden, dass die in dem Rahmen ausgebildete inhärente Verformungsbeständigkeit durch die Anordnung verbessert wird.
-
Optional legt der Rahmen eine vertikale Komponente fest, so dass die bauliche Kopplung zwischen der Anordnung und dem Rahmen entlang der vertikalen Komponente zahlreiche Verbindungsstellen bildet. Durch Ausbilden solcher Verbindungen überwiegend entlang einer vertikalen Achse (zum Beispiel der kartesischen z-Achse, wie nachstehend eingehender beschrieben wird) statt entlang einer horizontalen Achse wird das gesamte Trägheitsmoment des Rahmens verbessert, indem ihm ein eher kastenartiges Profil verliehen wird. Die Anordnung kann zusätzlich ein oder mehrere Klemmringe umfassen, die um den Mantel angeordnet sind, um zwischen dem Behälter und dem Mantel eine verbesserte Verbundenheit vorzusehen. Mindestens ein Teil der Anordnung kann aus einem Metall oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff bestehen, und es kann auch eine Temperaturschutzvorrichtung genutzt werden. Eine solche Vorrichtung könnte ein Entlastungsventil umfassen, das mit dem Behälter so zusammenwirkt, dass bei Einwirken einer übermäßigen Temperatur das Entlastungsventil öffnet, um einen durch Brennstoff in dem Behälter hervorgerufenen Innendruck zu verringern.
-
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbessern der baulichen Verformungsbeständigkeit in einem brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeug offenbart. Das Verfahren umfasst das Auslegen eines Fahrgestells des brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs, so dass es einen lasttragenden Rahmen umfasst, und das Verbinden einer Brennstoffspeicherbehälteranordnung mit dem Fahrgestell, so dass mindestens ein Teil der auf den Rahmen ausgeübten Durchbiegungslasten so durch die Anordnung übertragen werden, dass sie eine dem Rahmen zu eigene Verformungsbeständigkeit verbessert. Die Anordnung umfasst einen Behälter, der darin ein Volumen für die Speicherung von Wasserstoff oder eines ähnlichen Brennstoffzellenbrennstoffs festlegt, sowie die lastübertragende Verbindung, die dazu beiträgt, dass der Rahmen die verbesserte bauliche Festigkeit verwirklicht.
-
Optional umfasst die lastübertragende Verbindung zahlreiche mit dem Behälter gekoppelte Mäntel. In einer spezifischeren Form sind die zahlreichen Mäntel so angeordnet, dass die lastübertragende Verbindung mehrere Verbindungsstellen entlang einer vertikalen Achsenkomponente des Fahrzeugs bildet. Bei einer anderen Option können reifenartige Ringe verwendet werden, um der Stelle, an der die Mäntel und der Behälter verbunden sind, größere Robustheit zu verleihen. Wie bei den vorherigen Ausgestaltungen sind einige oder alle von Behälter, Mänteln und Ringen der Anordnung als Metall oder Verbundstruktur ausgebildet. Wie zuvor kann Druck an dem Behälter, der ansonsten bei Einwirken einer übermäßig hohen Temperatur auf den Behälter auftreten könnte, die zu einem Ausdehnen des Brennstoffs in dem Behälter führen könnte, entlastet werden. Bei einer Form kann ein Druckentlastungsventil in dieser Funktion verwendet werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die folgende eingehende Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen lässt sich am besten bei Lesen in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen verstehen, bei denen eine ähnliche Struktur mit ähnlichen Bezugszeichen angezeigt ist und bei denen:
-
1 eine perspektivische Ansicht der Unterseite eines Fahrzeugfahrgestells zeigt, das eine Doppeltankkonfiguration gemäß dem Stand der Technik nutzt;
-
2 eine vereinfachte Ansicht eines Wasserstoffspeicherbehälters gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
-
3 eine Detailansicht eines Teils des Speicherbehälters von 2 ist;
-
4 einen Konstruktionsraum eines Behälters darstellt, der gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in einen Rahmen gesetzt ist;
-
5A und 5B zwei verschiedene Mantelausführungsformen zeigen, die in der Behälteranordnung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
-
6A bis 6C typische Lasten aufgrund von Beschleunigung entlang kartesischen x-, y- und z-Koordinatenrichtungen an den Mänteln einer Behälteranordnung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zeigen;
-
7A und 7B zeigen, wie exzentrische Seiten- und Frontaufprallwirkungen eine Last sowohl auf die Behälteranordnung als auch den Fahrzeugrahmen ausüben können;
-
8 ein vereinfachtes Ende eines Behälters und Mäntel mit Öffnungen zeigt, die in den Mänteln ausgebildet sind;
-
9A bis 9D Schritte zeigen, die beim Anbringen der Mäntel an die Behälter verwendet werden;
-
10A und 10B eine andere Möglichkeit zeigen, die Mäntel an dem Behälter anzubringen; und
-
11A und 11B eine noch andere Möglichkeit zeigen, die Mäntel an dem Behälter anzubringen.
-
Die in den Zeichnungen dargelegten Ausführungsformen sind veranschaulichender Natur und sollen nicht die durch die Ansprüche festgelegten Ausführungsformen beschränken. Zudem werden einzelne Ausgestaltungen der Zeichnungen und der Ausführungsformen im Hinblick auf die folgende eingehende Beschreibung klarer und verständlicher.
-
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Unter Bezug zunächst auf 1 zeigt eine Tankbefestigungsanordnung für ein Hochdruck-Wasserstoffspeichertanksystem gemäß dem Stand der Technik ein Fahrzeugfahrgestell 1 mit vier Rädern 5, die an einem Rahmen 10 aus längs ausgerichteten Stahlrohrprofilen angebracht sind. Der Rahmen 10 sieht die primäre bauliche Lagerung für den Großteil der verbleibenden Komponenten des Fahrgestells 1 sowie die (nicht gezeigte) Karosserie des Fahrzeugs vor; viel der dem Rahmen 10 zu eigenen Lasttragfähigkeit ist auf dessen Größe, Form, Materialwahl und ähnliche Konstruktionseigenschaften, die dem Fachmann bekannt sind, zurückzuführen. Ein brennstoffzellenbasierter Motor (nicht gezeigt) könnte an einer beliebigen zweckmäßigen Stelle in dem Fahrgestell 1 positioniert sein, zum Beispiel zwischen den Vorderädern 5, die an der linken Seite der Figur gezeigt sind. Gasförmiger Brennstoff ist in einem oder mehreren Tanks 20 gespeichert. In der gezeigten Version umfasst ein Paar solcher Tanks einen größeren Haupttank 20A und einen kleineren sekundären Tank 20B. Beide Tanks 20A, 20B sind durch Querträger 30, Bänder 40 und Klinken 50 an dem Fahrgestell 1 gesichert, wobei die Bänder 40 einen reifenartigen Ring um die Tanks 20A, 20B bilden und an ihren Enden durch die Klinken 50 befestigt sind. Die Bänder 40 sind an den Querträgern 30 gesichert, die wiederum an dem Fahrgestell 1 befestigt sind. Beispiele für die Verwendung solcher Bänder sind herkömmlich, wobei sie das Nutzen zum Sichern von Fracht während Transport, das Befestigen von Wassertanks in Feuerwehrfahrzeugen, das Sichern des Tanks von erdgasbetriebenen Gabelstaplern und von Tanks umfassen, die zum Bereitstellen von Kraftstoff von Erdgas-Personenfahrzeugen verwendet werden. Neben Bändern sind aus dem Stand der Technik auch geklemmte, geklammerte, geschraubte und geschweißte Anordnungen bekannt. Das Gewicht in Verbindung mit der Anordnung der Tanks 20 zusammen mit ihrem bandbasierten Lagermechanismus, wie er in 1 dargestellt ist, wird als parasitär betrachtet, da keine der Komponenten zu Zunahmen der Lasttragfähigkeit des Fahrgestells 1 beiträgt.
-
2 und 3 zeigen eine bevorzugte Auslegung einer Brennstoffspeicherbehälteranordnung 120 gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die in ein Fahrzeug, bevorzugt in den von Tanks 20 eingenommenen Raum, integriert werden kann, wie in 1 gezeigt ist. Insbesondere besteht die Anordnung 120 aus einem Behälter 122 zusammen mit Laschen oder ähnlichen lasttragenden Kraftübertragungselementen in Form von Mänteln 124 und Klemmringen 126, die bei Zusammenwirken mit dem Rahmen 10 des Fahrgestells 1 die Beständigkeit gegenüber Durchbiegung aufgrund von auf das Fahrgestell 1 ausgeübten Lasten, insbesondere Torsionslasten, die ansonsten dazu neigen, den Rahmen 10 zu verdrehen, verbessern können. Unter Bezug insbesondere auf 2 haben die Erfinder festgestellt, dass die bevorzugte Weise zum Einleiten von Lasten in den Behälter 122 durch die mehreren Mäntel 124 erfolgt. Die Erfinder haben ferner entdeckt, dass das Montieren der Mäntel 124 an den Fahrzeugrahmen 10 bei im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Befestigungsstellen dazu beiträgt, die Lasten besser zu übertragen, und das Fahrzeuggesamtgewicht durch Verzicht auf Querträger, die ansonsten für zusätzliches Versteifen verwendet werden könnten, verringert wird. Unter Bezug insbesondere auf 3 ist die Klemmnatur der Verbindung zwischen dem Ring 126, dem Mantel 124 und dem Behälter 122 gezeigt. Es könnte ein Abstandshalter (nicht gezeigt, der sich aber zwischen den beiden Klemmringen 126 um den Umfang des Behälters 122 erstreckt) verwendet werden, um der Anordnung 120 zusätzliche Robustheit zu verleihen.
-
In einer bevorzugten Form können vier Mäntel 124 und zwei Ringe 126 an einem Behälter 122 angebracht werden, um die Behälteranordnung 120 sowie die Bildung einer Verbindung mit gestuften Anstieg zwischen den Mänteln 124 und dem Behälter 122 zu erzeugen. In einem solchen Fall wäre es bevorzugt, dass sich die zwei Mäntel 124 von dem gleichen Ende des Behälters 122 erstrecken, so dass sie einander diametral gegenüberliegen. Wenn die Anordnung 120 an dem Rahmen 10 (der vorzugsweise mindestens eine gewisse Ausdehnung vertikal nach oben umfasst (zum Beispiel in der kartesischen z-Richtung in 4 und 6A bis 6C) angebracht wird, kann auf diese Weise die vertikale Natur der Verbundenheit zwischen den diametral gegenüberliegenden Mänteln 124 (an der rechten Seite von 2 sowie in 8 gezeigt) genutzt werden, um ein höheres Maß an Biegesteifigkeit vorzusehen, als wenn die Verbundenheit näher der durch die kartesische x-Richtung und y-Richtung ausgebildeten Ebene wäre. Die Mäntel 124 werden durch umlaufende Schichten eines oder mehrerer Klemmringe 126 mit dem Behälter 122 verbunden oder durch diese umwickelt. In einer Form können die Klemmringe 126 leicht unterbemessen sein, um eine Reibpassung der Mäntel 124 an dem Behälter 122 sicherzustellen. In einer anderen Form kann der Klemmring 126 eine Keilform aufweisen, um u. a. einen abgefasten Rand auszubilden. Der abgestufte Anstieg und der abgefaste Rand, die an der Verbindung zwischen dem Mantel 124 und dem Klemmring 126 ausgebildet sind, tragen dazu bei, Spannungskonzentrationsstellen zu vermeiden und eine vollständigere und sicherere Verbindung zwischen diesen vorzusehen.
-
Unter Bezug auf 6A bis 6C werden als Nächstes einige der zahlreichen Lasten, die auf den Behälter 122 einwirken können, gezeigt. Unter diesen finden sich Tangentiallasten, axiale Spannungs- und Drucklasten sowie Biegelasten, die alle als Reaktion auf eine Beschleunigungskraft F, die auf den Rahmen (vorliegend nicht gezeigt) oder die Behälteranordnung 120 in der jeweiligen Richtung ausgeübt wird, relativ zu kartesischen x-, y- und z-Richtungen gezeigt sind. Auch wenn dies vorliegend nicht gezeigt ist, liegen auch andere Lasten, wie etwa eine radial auswärts gerichtete Last aufgrund des auf den Behälter 122 durch ein darin enthaltenes Fluid (wie etwa Wasserstoff oder ein ähnlicher Brennstoff) ausgeübten Drucks oder Torsionslasten aufgrund von Verdrehungskräften, die auf den Rahmen ausgeübt werden, innerhalb des Umfangs der Lasten, die bei Konstruieren der Behälteranordnung 120 und deren Integration in ein Fahrzeug berücksichtigt werden müssen. Von diesen müssen radiale Drucklasten, die zu einer Ovalisierung der zylindrischen Form des Behälters 122 führen können, berücksichtigt werden, um das Auftreten von lokalem Verbiegen und damit verbundener Delamination zu vermeiden. Analog können die Kräfte, die zum Erzeugen von Torsionslasten auf den Behälter 122 beitragen, durch eine sinnvolle Wahl der Verwindungsarchitektur vermieden werden, um sicherzustellen, dass der Behälter 122 eine hohe Torsionssteifigkeit und -beständigkeit aufweist. Kollektiv werden alle hierin erläuterten Lasten, sofern sie auf Aufprall, Brennstoffdruck oder Wärmewirkungen durch Positionieren von Lasten an dem Behälter 122, den Mänteln 124, den Ringen 126 (oder anderen Teilen der Anordnung 120) zurückzuführen sind, als bauliche Lasten betrachtet.
-
Dieser hohe Steifigkeitsgrad (ob radial, tangential oder längsgerichtet) kann insbesondere brauchbar sein, wenn er in die Karosserie eines Fahrzeugs integriert wird (wie etwa das Fahrgestell 1 von 1), da er bei Belastung in einer geeigneten Richtung dazu beitragen kann, das Fahrgestell 1 oder einen anderen Teil einer Fahrzeugkarosserie zu versteifen. Da der Behälter 122 als bezüglich Zwischenfaserbruch (IFF) superkritische Struktur konstruiert ist, wäre es bevorzugt, die Lasten homogen in den Behälter 122 zu übertragen. IFF, das auch als Matrixrissbildung bekannt ist, ist ein Defekt in einer Verbundschicht, wobei der Riss parallel zu der Faserrichtung ist. IFF-superkritisch bedeutet, dass die konstruierte Struktur ein gewisses Maß an IFF haben darf. Im Kontext eines Brennstofftanks oder ähnlichen Behältnisses wie etwa eines Behälters 122 kann eine Ursache für IFF aufgrund hohen Innendrucks auftreten. Eine homogene Lastübertragung ist die Übertragung einer gleichmäßigen Last über eine Fläche, die groß genug ist, so dass die Last gleichmäßige Spannungen hervorruft, wogegen eine hohe lokale Last hohe Spannungen hervorrufen würde, die einen IFF-geschwächten Verbundwerkstoff beschädigen könnten. Analog haben von den vorliegenden Erfindern durchgeführte Finite-Element(FE)-Analyse drei Bereiche besonderen Interesses bei der Lastübertragung gezeigt. Der erste ist Schlupf zwischen den Mänteln 124 und dem unbelasteten Behälter 122 durch Verformung des Rahmens 10, der zweite geht von Mantelranddruck aus und der dritte ist lokaler IFF durch Verformung des Rahmens 10.
-
Bei kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen müssen signifikante Lastkriterien für alle Hauptachsen in dem vorstehend erwähnten kartesischen Koordinatensystem erfüllt werden. Beispiele umfassen das Standhalten den vorstehend erwähnten hohen Beschleunigungskräften F, Lasten aufgrund der Ausdehnung des Behälters 122 durch Innendruck und Lasten aufgrund von elastischer und thermischer Verformung des Fahrzeugs unter normalen Betriebsbedingungen. Während manche dieser Lasten nicht in Wechselwirkung miteinander stehen (zum Beispiel entstehen die Beschleunigungskräfte im Allgemeinen nur bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten, während die hohen elastischen Verformungen des Fahrzeugs nur bei niedrigeren Geschwindigkeiten auftreten), muss weiterhin die Tatsache berücksichtigt werden, dass manche dieser Lasten (wie etwas das Ausdehnen durch Innendruck und thermische Verformungen) dazu neigen, mit anderen Lasten in Wechselwirkung zu treten.
-
Das Modellieren des Behälters
122 in einem fiktiven Fahrzeug (wie etwa der in
1 dargestellten Fahrzeugkarosserie
1) hilft, die Natur (einschließlich der Ausrichtung) der Lastübertragung durch Quantifizieren der verstärkenden Wirkung des Behälters
122 beruhend auf der Position und Ausrichtung in dem Fahrzeug
1 zu charakterisieren. Eine solche Modellierung hilft bei der Feststellung, wo die Platzierung der Behälteranordnung
120 relativ zu dem Rahmen
10 bestimmte bauliche Eigenschaften wie etwa (zum Beispiel) Torsionssteifigkeit maximieren kann. Bei einer repräsentativen Modellierung nahmen die Erfinder ein im Allgemeinen U-förmiges Rahmenprofil zusammen mit verschiedenen Platzierungen einer fiktiven Behälteranordnung an, um ein allgemeines Maß einer guten Behälteranordnungsplatzierung zu erhalten. Die Ergebnisse dieser Modellierung sind nachstehend in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1
| ACB Position des Behälters | Lastübertragungspunktrichtung | Torsionssteifigkeit [MNm/rad] | Verhältnis |
| geschlossenes O-Profil (Basisprofil, Bezugswert); kein Behälter | - | 4,2 | 1 |
| U-Profil; kein Behälter | - | 0,267 | 0,06 |
| U-Profil; Behälter
hinten | horizontal
vertikal | 58
66 | 13,8
15,7 |
| U-Profil; Behälter
zwischen Vorderund Hinterachse | horizontal
vertikal | 208
287 | 49,5
68,3 |
| U-Profil; Behälter hinten durch Längsträger | horizontal vertikal | 19,5
67,5 | 4,6
16,1 |
-
Wie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich ist, kann die beste verstärkende Wirkung des Behälters 122 bei der Position zwischen den Achsen erhalten werden. Da dieser in den Fahrzeuginnenraum ragen würde, muss eine solche Platzierung natürlich neu überdacht werden. Diese (sowie andere Konstruktionsüberlegungen) können bei Modellieren der Behälteranordnung 120 berücksichtigt werden.
-
Unter Bezug als Nächstes auf 4 ist ein Wasserstoffbrennstoffspeicherbehälter 122 (ohne die Mäntel 124) relativ zu einem Fahrzeugrahmen und zugehörigen Verstärkungselementen platziert gezeigt. Der Rahmen 10 kann zum Beispiel aus einer Reihe von im Allgemeinen längsgerichteten Trägern 130 bestehen, wobei die einen an der linken Seite der Figur sich in die und aus der Seite erstreckend gezeigt sind und die einen an der rechten Seite sich vertikal nach oben und unten erstrecken, so dass die verschiedenen Träger 130 zusammen eine kastenartige Struktur bilden können. Zwischen den Mänteln 124 und den Längsträgern 130 (wovon sich einige vertikal nach oben erstrecken können, um dem Rahmen ein höheres Maß an Steifigkeit zu verleihen) gebildete Verbindungsstellen können solcher Art sein, dass die Mäntel 124, die sich von einem Ende des Behälters 122 erstrecken, relativ zueinander vertikal gestapelt sind; ein solches vertikales Stapeln verbessert die Festigkeit der integrierten Anordnung 120 samt Rahmen 10 in einer Weise, die mit den vorstehenden Ergebnissen von Tabelle 1 übereinstimmt. Der Behälter 122 umfasst eine im Allgemeinen zylinderförmige Mitte 122A (in einer Ausführungsform in etwa 10 Zoll (= 25,4 cm) lang) mit Wölbungen 122B (wobei jede die Gesamtlänge des Behälters 122 um etwa 9 weitere Zoll (= 22,86 cm) verlängert). In gegenüberliegenden Längsenden des Behälters 122 ausgebildete Öffnungen können mit Ventilen ausgestattet sein, um zum Einleiten oder Entfernen des Brennstoffs Pfade für selektive Fluidverbindung vorzusehen. Im Allgemeinen ist der Behälter 122 so bemessen, dass er in den in dem Fahrgestell 1 erzeugten Raum passt, der von der Größe des Rahmens 10, in den er integriert wird, abhängt. Es werden Längsträger 130 verwendet, um eine Verbindungsstelle mit dem Behälter 122 vorzusehen; eine solche Verbindung kann durch Bolzen, Schrauben oder andere gut bekannte Befestigungsvorrichtungen erfolgen. Anschlussstellen 125 (wie nachstehend in Verbindung mit 5 näher erläutert wird) können als Stellen um den zylinderförmigen Mittenabschnitt 122A zum Erleichtern ihrer Verbindung mit den Anschlüssen 124A4 und 124B4 der Mäntel 124 durch Klemmringe 126 dienen. Solche Anschlussstellen 125 können auch als Verbindungspunkt für einen gestuften Anstieg dienen, wobei die Mäntel 124 der Mitte 122A der zylindrischen Form des Behälters und der der Wölbungen 122B entsprechen.
-
In einer bevorzugten Form besteht der Behälter
122 aus einer Verbundstruktur aus einem faserverstärktem Polymer. Es sind zahlreiche Lagenausrichtungen möglich, wie etwa ein symmetrisches Lagenlaminat und eine Reifenlage. Die notwenige Torsionssteifigkeit des zylinderförmigen Abschnitts des Behälters
122 kann beruhend auf der folgenden gut bekannten Formel ermittelt werden:
wobei G
yθ das Schermodul des Laminats ist, I
P die Torsionsmomentfläche ist und I
CA die Länge der zylinderförmigen Fläche ist. In einer beispielhaften Form, bei der Kohlenstofffaser als verstärkendes Mittel verwendet wird, und unter Annahme der vorstehenden Abmessungen beträgt C
T in etwa 174 MNm/rad.
-
Unter besonderem Bezug auf 5A und 5B werden Varianten der Mantelkonfigurationen gezeigt, die sowohl einen frei geformten Mantel 124A als auch einen zylinderförmigen Mantel 124E umfassen. Jeder der Mäntel besteht aus einem mittleren Teilstück 124A1, 124B1, einem äußeren (oder Rand-)Teilstück 124A2, 124B2, einem Flansch 124A3, 124B3 und einem Anschluss 124A4, 124B4. Wie vorstehend in Verbindung mit 4 erläutert sind die Anschlüsse 124A4, 124B4 die Stellen, an denen die Mäntel 124A, 124B an den jeweiligen Anschlussstellen 125 an dem Behälter 122 befestigt sind, während Flansche 124A3, 124B3 verwendet werden, um die Mäntel 124A, 124E mit dem Rahmen 10 zu verbinden. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, versteht sich für den Fachmann, dass diese letztere Verbindung durch Bolzen, Schrauben, Klebstoff oder andere herkömmliche Befestigungsmittel erfolgen kann.
-
Das erhabene Ende (Absatz), das durch die Flansche 124A3, 124B3 erzeugt wird, verringert das Risiko frühzeitigen Knickens durch Vorsehen eines größeren Trägheitsmoments. Von den Erfindern durchgeführte Analysen zeigt, dass beide Mantelvarianten ausreichende Steifigkeit aufweisen sollten und dass von den beiden der zylinderförmige Mantel 124B eine größere Knickfestigkeit als der frei geformte Mantel 124A besitzt, während der frei geformte Mantel 124A leichter als der zylinderförmige Mantel 124B ist. Eine von den Erfindern durchgeführte separate Analyse zeigte, dass die Steifigkeit des zylinderförmigen Mantels 124B signifikant höher (über viermal höher) als die für den frei geformten Mantel 124A ist.
-
Die Mäntel 124 können aus zahlreichen Materialien bestehen, wenngleich in einer bevorzugten Ausführungsform ein solches Material eine SMC (kurz vom engl. Sheet Molding Compound, eine plattenförmige Pressmasse) sein kann, das ein Plattenmaterial ist, das aus einem duroplastischen Polymer als Matrix und willkürlich ausgerichteten Glasfasern besteht. In einer Form können die Fasern zwischen 30 und 50 Millimeter lang sein. Die SMC wird zu der gewünschten Form gepresst und dann in dem erwärmten Werkzeug gehärtet. Die Mäntel 124 können durch Klemmringe 126, die in einer Form aus Materialien bestehen, die denen des Behälters 122 und der Mäntel 124 ähneln, wie etwa glasfaserverstärktes Epoxid oder ein ähnlicher Kunststoff, an Behältern 122 angebracht werden. Bei Auslegung als faserverstärkter Verbund können die Mäntel 124A und 124B mit verschiedenen Formen von Faserverstärkung hergestellt werden, wobei ein Kompromiss zwischen Mantelmasse und Mantelsteifigkeit einer der ausschlaggebenden Faktoren sein kann. Die Erfinder haben ermittelt, dass eine bestimmte Form von Verstärkung, die aus im Wesentlichen x-förmigen Faserlagen besteht, die höchste Steigerung des Verhältnisses von Steifigkeit zu Gewicht erbrachte. Ferner könnten die Mäntel durch Versteifungen (wie etwa UD-Schichten, Rippen und Sicken) verstärkt werden.
-
Fahrzeugtechnische Integrationsprobleme müssen bei der Materialwahl und den Konfigurationen der Mäntel 124 ebenfalls berücksichtigt werden. Zum Beispiel müssten die baulichen Effizienzvorteile des zylinderförmigen Mantels 124B gegen die einfachere Verbindung des rechteckigen Flansches 124A3 des frei geformten Mantels 124A mit der im Allgemeinen ebenen Passfläche des Längsträgers 130 oder einer zugehörigen Fläche des Rahmens 10 abgewogen werden. Somit könnten Integrationsprobleme das Verbinden des runden Flansches 124B3 des zylinderförmigen Mantels 124B mit dem Längsträger 130 erschweren. Überlegungen wie diese führen zu einem Kompromiss bei den Flanschkonfigurationen.
-
Unter Bezug als Nächstes auf 7A und 7B werden ein Szenario sowohl für längsgerichtete als auch seitliche versetzte Aufpralle (wie etwa aufgrund einer Kollision) mit einem Fahrzeug mit einer vereinfachten Fahrzeuggestellversion 1 gezeigt. In einem solchen Fall sind die auf die Anordnung 120 durch die Mäntel 124 ausgeübten Lasten nicht ausgewogen. Zum Beispiel bewirkt bei der Seitenaufprallkraft F, die in 7A gezeigt ist, der Aufprall ein Zusammendrücken des oberen linken Mantels 124, während bei der frontalen Aufprallkraft F, die in 7B gezeigt ist, der Aufprall bewirkt, dass sich die Mäntel 124 ganz links relativ zu denen an der rechten Seite in Randrichtung biegen. Solle Aufpralle könnten zusammen mit ihren exzentrisch ausgeübten Kräften dazu führen, dass nur eines der Lastübertragungselemente die gesamte Last trägt. Selbst in eifern solchen Fall ist es wichtig, dass die Brennstoffspeicherbehälteranordnung 120 ihre Verbindung mit dem Rahmen 10 oder den Längsträgern 130 (die als Teil des Rahmens 10 oder eine zwischen dem Rahmen 10 und der Anordnung 120 liegende Struktur dienen können) hält, um durch Verformung des Rahmens 10 Zusammenstoßenergie dissipieren zu lassen oder (in schwereren Fällen) die Zusammenstoßenergie durch Aufprallelemente dissipieren zu lassen. Im vorliegenden Kontext sind die Aufprallelemente als spezielle Strukturen ausgelegt, die kontinuierlich ausfallen, wenn sie von einer Aufprallkraft getroffen werden, wodurch ein plötzliches und totales Zusammenschieben des Mantels und des Behälters vermieden werden. Es versteht sich für den Fachmann, dass es weitere Möglichkeiten gibt, Zusammenstoßenergie zu dissipieren oder die Verbindung des Behälters und der Mäntel nach einem Aufprall zu wahren.
-
Die Erfinder haben Analysen durchgeführt, die unter Verwenden einer einzigen randseitigen Belastung von 1000 N die Steifigkeit eines fiktiven Fahrzeugrahmens mit einem integrierten Behälter 122 mit einem ohne den Behälter 122 verglichen. In einer ersten Analyse (bei der der integrierte Behälter 122 nicht vorhanden war) bewirkt die Last eine Verlagerung von 0,16 Millimeter, was einer Rahmensteifigkeit von 6202 N/mm2 entspricht. In einer zweiten Analyse wurde der Behälter 122 in integrierter Weise in einem Rahmen eingebaut, so dass mindestens ein Teil der ausgeübten Last durch den Behälter 122 treten würde. Die gleiche Last von 1000 N bewirkte eine Verlagerung von 0,1 Millimeter, was einer Steifigkeit von 10000 N/mm2 oder einem Zunahmefaktor von etwa 1,6 entsprach. Während Weiterentwicklungen möglich sind und andere Faktoren aufgenommen werden können, aber nicht müssen, um diese Steifigkeitszunahme zu steigern oder zu verringern, versteht sich für den Fachmann, dass signifikante Verbesserungen der Lasttragfähigkeit eines Fahrzeugrahmens durch Befolgen der Vorgehensweisen der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden können. Das Vorstehende wird lediglich beispielhaft als Möglichkeit aufgeführt, um bekannte Steifigkeiten zu vergleichen, und durch Analogisieren des vorstehenden randweisen Belastungsszenarios meinen die vorliegenden Erfinder, dass vergleichbare Verbesserungen von noch relevanteren Faktoren, wie etwa Torsionssteifigkeit des Fahrzeugs, ebenfalls verwirklicht werden könnten.
-
Unter Bezug insbesondere auf 8 können auch Wärmewirkungen berücksichtigt werden. Die Erfinder haben insbesondere ermittelt, dass ein oder mehrere Druckentlastungsventile (nicht gezeigt) an den Behälter 122 montiert werden können. Solche Ventile können im Fall einer Temperaturabweichung (zum Beispiel einem Feuer in der Nähe des Behälters 122) öffnen, um ein Ablassen von Druck zu erlauben, der sich ansonsten in dem Behälter 122 aufbauen würde. Das Ventil wird von einem (nicht gezeigten) Temperatursensor gesteuert. Da die Mäntel 124 relativ zu dem Temperatursensor so positioniert werden können, dass sie von der Wärmequelle isoliert sind, kann die Zeit, bis das Druckentlastungssignal zu dem Ventil geschickt wird, verzögert oder (im schlimmsten Fall) sogar unterbunden werden. Um dies zu vermeiden, können zumindest die Mäntel, bei denen erwartet werden könnte, dass sie einer Quelle hoher Temperatur ausgesetzt werden (wie etwa Feuer), darin Öffnungen 128 ausgebildet aufweisen, um den Wärmestrom 200 einfacher zu dem Sensor strömen zu lassen. In Situationen, da die Mäntel 124 aus einem Verbund bestehen, können solche Öffnungen 128 so einkonstruiert werden (zum Beispiel unter Vermeiden signifikanter Lastpfade), dass ihre Auswirkung auf die Lasttragfähigkeit der Behälteranordnung 120 minimiert wird. In einer Form kann der untere Mantel (der eher Feuer oder einer anderen Wärmequelle ausgesetzt wird) die Öffnungen 128 umfassen, während sie der obere Mantel nicht umfasst. In einer anderen Form (wie etwa die der in 8 dargestellten Ausführungsform) können sowohl der obere als auch der untere Mantel 124A Öffnungen 128 umfassen. In jedem Fall kann mindestens eine der Öffnungen 128 ein einfaches Strömen des Wärmestroms 200 zu dem Ventil ermöglichen.
-
Wie vorstehend erwähnt können in einer bevorzugten Form sowohl der Behälter 122 als auch die Mäntel 124 aus einem Verbundwerkstoff bestehen. In einer repräsentativen Herstellungsform kann der Behälter 122 (in 9A bis 9D sind keine Wölbungen gezeigt) unter Verwenden einer beliebigen bekannten Lagenkonfiguration auf einen Dorn gewickelt sein. Analog kann ein symmetrisches Lagenlaminat in Verbindung mit einer Reifenlage verwendet werden. Die Mäntel 124 können auf ein geteiltes Werkzeug aus Aluminium laminiert werden. Ein solches Werkzeug ist leichter zu fräsen und begünstigt das Entfernen der Mäntel 124 nach Fertigstellung. Die Mäntel 124 können aus willkürlich ausgerichteten Glasfasern mit einem duroplastischen Harz oder einem anderen geeigneten strukturellen Verbundwerkstoff wie SMC bestehen, sowie aus bekannten Metallen oder deren Legierungen, wie etwa Stahl oder Aluminium. In einer Ausführungsform wird die Dicke der Mäntel 124 durch die baulichen Anforderungen des Behälters 122 vorgegeben. Der Klemmring 126 kann durch bekannte Verfahren als Reifen erzeugt werden, während die Anordnung 120 der Mäntel 124, des Behälters 122 und der Klemmringe 126 wie folgt erfolgen kann. Zunächst werden wie in 9A gezeigt zwei der Mantel 124 mit Schrauben oder ähnlichen Befestigungsmitteln an einer Platte 300 befestigt, die mit einem Wickeldorn 310 verbunden ist. Der Klemmabschnitt des Mantels 124 befindet sich auf der Dornoberfläche. Durch einen Aluminiumwickelstopp 320 an dem Dorn und an den Mänteln 124 wird ein Aufbau festgelegt. Als Nächstes kann wie in 9B gezeigt der Klemmring 126 als umlaufende Schicht um die beiden Mäntel 124 gewickelt werden. Der Durchmesser des Dorns 310 ist etwas kleiner als der Durchmesser des Behälters 122, was den Innendurchmesser des Klemmrings 126 etwas unterbemessen macht. In einer anderen Form könnte das Klemmen auch separat von den Mänteln erfolgen. Der Klemmring und die Mäntel werden in einem zusätzlichen Schritt durch einen Klebstoff verbunden. Als Nächstes wird wie in 9C gezeigt der Behälter 122 in die Mäntel 124 gepresst, der zusammen mit dem Klemmring 126 von einer Pressenlagerung 350 gelagert wird. Ein nicht gehärteter Klebstoff kann als Schmierstoff verwendet werden. Die Kraft (als ”Pressen 1” bezeichnet) kann jeder erforderliche Betrag sein, um ein adäquates Befestigen der Teile sicherzustellen. Wie schließlich in 9D gezeigt ist, werden die Teile aus den in 9B und 9C gezeigten Schritten unter der mit ”Pressen 2” bezeichneten Last zusammengepresst, wobei zusätzlicher Klebstoff oder Schmierstoff verwendet werden kann.
-
Unter Bezug als Nächstes auf 10A, 10B, 11A und 11B werden zwei andere Formen zum Montieren der Mäntel auf den Behälter gezeigt. In der in 10A und 10B dargestellten Version können die Mäntel 124 zuerst über eines der Enden des Behälters 122 gesetzt werden, woraufhin ein Paar von Klemmringen 126 um den Behälter 122 gesetzt werden kann.
-
Die Ringe 126 haben einen ausreichenden Durchmesser, so dass sie über die Mäntel 124 gepresst werden. Danach werden die Mäntel 124 an dem anderen Ende des Behälters 122 so platziert, dass danach der zweite der Klemmringe 126 über den oberen und unteren Mantel 124 an dem anderen Ende des Behälters 122 gepresst wird. Die Klemmringe 126 können eine Keilform aufweisen. In einer Form beträgt der Keilwinkel weniger als etwa 15°. Analog ist in der in 11A und 11B dargestellten Version ein Keillast einleitender Ring 132 gezeigt. Er wirkt in einer im Allgemeinen ähnlichen Weise wie die Klemmringe 126, die in Verbindung mit der Vorrichtung von 10A und 10B erläutert wurden, und kann ebenfalls ein Keilgegenstück 134 umfassen, das ein separater Teil (wie etwa ein Ring) oder in den Mantel 124 integriert sein könnte. In einer anderen Version des Konzepts könnte die Pressrichtung umgekehrt werden. Dies kann in Situationen hilfreich sein, bei denen der Raum zwischen den Mänteln 124 und dem die Keillast einleitenden Ring 132 vor dem Pressen ausreichend ist.
-
Es können auch andere Merkmale genutzt werden. Zum Beispiel kann die Anordnung 120 auch einen im Allgemeinen nachgiebigen Abstandshalter umfassen, um ein gewisses Maß an Aufprallabsorption zu ermöglichen. Da der Behälter 122 und die Mäntel 124 steife Strukturen sind, würden alle maßlichen Zunahmen des Behälters 122 aufgrund dessen Füllen mit dem gasförmigen Brennstoff auf die Längsträger 130 des Rahmens 10 weitergegeben werden. Um eine Verformung des Längsträgers 130 (und folglich der Autokarosserie) zu vermeiden, kann ein biegsamer Abstandshalter, wie etwa in Form eines weichen Klebstoffs, zwischen die Mäntel 124 und die Autokarosserie gegeben werden. In einer anderen Form kann ein Längsträger 130 einen biegsamen Bereich aufweisen, der in diesen einkonstruiert ist. Im Fall von relativ kleinen Verformungen (zum Beispiel in der Größenordnung von etwa 0,7 mm pro Mantel, die sich bei Füllen des Behälters bis auf Arbeitsdruck mit Brennstoff ergeben können) werden durch einen solchen biegsamen Abstandshalter oder ein ähnliches Element absorbiert.
-
Nach erfolgter ausführlicher Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf bestimmte Ausführungsformen derselben versteht sich, dass Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang der in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Ausführungsformen abzuweichen. Auch wenn im Einzelnen einige Ausgestaltungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hierin als bevorzugt oder besonders vorteilhaft bezeichnet sind, sollen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt auf diese bevorzugten Ausgestaltungen beschränkt sein.
