DE102012223676A1 - Pressure tank for storing pressurized fluid, used in motor car, has carrier arranged between tank chambers, which receive internal pressure forces acting on covering and stabilize oval shape - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Drucktank zur Aufnahme von unter Druck stehenden Fluiden, insbesondere für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a pressure tank for receiving pressurized fluids, in particular for motor vehicles.
Aus der
Aus der
Der Druckgastank der
Auch aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Kraftfahrzeugen, die mit brennbaren Gasen oder Gasgemische betrieben werden, steigt die Nachfrage nach Drucktanks, mit denen der gasförmige Brennstoff in ausreichender Menge bspw. in einem Kraftfahrzeug bevorratet werden kann. Die üblicherweise eingesetzte kreiszylindrische Ausführungsform derartiger Drucktanks passt jedoch nicht immer zu den baulichen Gegebenheiten des jeweiligen Anwendungsbereiches, sodass in zunehmendem Maße flachere Bauformen gewünscht werden. Zudem sind im Falle von gasflaschenförmigen Ausführungsformen die Ventilvorrichtungen zum Betanken von derartigen Drucktanks, die unter einem sehr hohen Druck stehen können, exponiert. Beispielsweise im Falle eines Unfalls eines Kfz mit einem derartigen Drucktank, können die Ventilvorrichtungen abgeschlagen werden. Zudem sind die Drucktanks üblicherweise vorrangig aus Metall bestehend oder weisen zumindest Metall auf, so dass diese Drucktanks aufgrund des metallischen Anteils relativ hohes Gewicht haben. Also, due to the increasing use of motor vehicles, which are operated with combustible gases or gas mixtures, the demand for pressure tanks increases, with which the gaseous fuel in sufficient quantity, for example, can be stored in a motor vehicle. However, the usually used circular cylindrical embodiment of such pressure tanks does not always match the structural conditions of the respective application, so that increasingly flatter designs are desired. In addition, in the case of gas cylinder-shaped embodiments, the valve devices for refueling of such pressure tanks, which may be under a very high pressure, exposed. For example, in the case of an accident of a motor vehicle with such a pressure tank, the valve devices can be knocked off. In addition, the pressure tanks are usually made primarily of metal or at least have metal, so that these pressure tanks have relatively high weight due to the metallic portion.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit dem Problem, für einen Drucktank eine verbesserte Ausführungsform zu entwickeln, die sich insbesondere durch eine flachere Bauform bei hoher Festigkeit gegenüber dem Innendruck und durch ein geringes Gewicht auszeichnet und die zudem eine höhere Betriebssicherheit, insbesondere bei einem Unfall, aufweist. The present invention is now concerned with the problem of developing a pressure vessel for an improved embodiment, which is characterized in particular by a flatter design with high strength against the internal pressure and by a low weight and also a higher reliability, especially in an accident, having.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch einen Drucktank zur Aufnahme von unter Druck stehenden Fluiden, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in der Außenform oval-zylindrisch ausgebildeten Korpus und mit zwei endständig angeordneten Deckeln, wobei der Korpus einen, zumindest zwei Tankkammern umfassenden, Innentank und eine die zumindest zwei Tankkammern in Umfangsrichtung umgebende Ummantelung aus einem Faser-Kunststoff-Verbund aufweist, wobei die zumindest zwei Tankkammern in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zudem sind die zumindest zwei Tankkammern über einen endständigen Verbindungsabschnitt bezüglich ihres Innenraumes miteinander verbunden. D.h., dass dadurch ein gemeinsamer Fluidspeicherraum entsteht. Als endständiger Verbindungsabschnitt wird eine Verbindung angesehen, die im endständigen Viertel der Länge der Tankkammern angeordnet ist. Sie kann durchaus vorteilhaft auch ganz am endständigen Ende der Tankkammern angeordnet sein. Zwischen den zumindest zwei Tankkammern ist ein Träger als separates Bauteil eingesetzt, der so mit der Ummantelung verbunden ist, dass er Innendruck-Kräfte, die auf die Ummantelung wirken, aufnehmen und die ovale Form stabilisieren kann.According to the invention, the object is achieved by a pressure tank for receiving pressurized fluids, in particular for motor vehicles, with an oval-cylindrically shaped body in the outer shape and with two end-mounted lids, the body having a, at least two tank chambers, inner tank and a the at least two tank chambers in the circumferential direction surrounding sheathing of a fiber-plastic composite, wherein the at least two tank chambers are arranged in the longitudinal direction substantially parallel to each other. In addition, the at least two tank chambers are connected to each other via a terminal connecting portion with respect to their interior space. That is, this creates a common fluid storage space. As the terminal connection portion, a connection is considered, which is arranged in the terminal quarter of the length of the tank chambers. It can also be arranged quite advantageous at the very end of the tank chambers. Between the at least two tank chambers, a carrier is used as a separate component, which is connected to the casing so that it can absorb internal pressure forces acting on the casing, and stabilize the oval shape.
Der Korpus ist in Umfangsrichtung oval ausgebildet. Vorteilhaft kann durch den Innentank, der aus zwei Tankkammern aufgebaut ist, eine flachere Form des Drucktanks hergestellt werden. Somit kann mittels eines derartigen Drucktanks vorteilhaft Rücksicht auf die baulichen Gegebenheiten in bspw. einem Kraftfahrzeug genommen werden und die flache Form durch eine dementsprechende Ausbildung der zumindest zwei Tankkammern an die zur Verfügung stehende Höhe angepasst werden. Dabei kann vorteilhaft der Innentank aus einem strukturell schwächeren Material bspw. mittels eines Blasformverfahrens aus Kunststoff kostengünstig hergestellt werden. Dabei ist es möglich, dass der Innentank bzw. die zumindest zwei Tankkammern aus einem Material hergestellt werden, das dicht ist gegenüber dem zu speichernden Fluid. Ebenso ist es denkbar, dass der Innentank bzw. die zumindest zwei Tankkammern mit einer Innenbeschichtung ausgestattet sind, die eine sehr geringe Permeabilität gegenüber zu speichernden Fluid aufweist. Als Fluide können bspw. Erdgas, Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffgemische, Wasserstoff u.ä. eingesetzt werden. The body is oval in the circumferential direction. Advantageously, a flatter shape of the pressure tank can be produced by the inner tank, which is composed of two tank chambers. Thus, by means of such a pressure tank advantageous consideration to the structural conditions in, for example. A motor vehicle are taken and the flat shape can be adjusted by a corresponding design of the at least two tank chambers to the available height. In this case, advantageously, the inner tank made of a structurally weaker material, for example, can be produced inexpensively by means of a blow molding of plastic. It is possible that the inner tank or the at least two tank chambers are made of a material which is sealed against the fluid to be stored. It is also conceivable that the inner tank or the at least two tank chambers equipped with an inner coating which has a very low permeability to fluid to be stored. As fluids can, for example, natural gas, hydrocarbons, hydrocarbon mixtures, hydrogen, etc. be used.
Die Ummantelung aus einem Faser-Kunststoff-Verbund stellt bei dieser Ausführungsform eines Drucktanks die notwendige Stabilität her, die verhindert, dass der gegenüber hohen Drücken alleine instabile Innentank platzt oder dass der Tank zu stark verformt und dadurch undicht werden kann. Sie sorgt dafür, dass die gewünschte ovale Form des Drucktanks beibehalten wird. Somit ist der Drucktank für die hohen Drücke von 100 bis 700 bar geeignet. An den endständigen Seiten des Korpus sind bevorzugt Deckel vorgesehen, die die ovale Öffnung verschließen. Die seitlichen Deckel können ebenfalls, wie die Ummantelung, eine auf den Innentank stabilisierende Funktion ausüben.In this embodiment of a pressure tank, the casing of a fiber-plastic composite produces the necessary stability, which prevents the inner tank, which is unstable against high pressures alone, from bursting, or the tank being over-deformed and thus becoming leaky. It ensures that the desired oval shape of the pressure tank is maintained. Thus, the pressure tank for the high pressures of 100 to 700 bar is suitable. On the terminal sides of the body lid are preferably provided which close the oval opening. The side covers may also, like the jacket, exert a stabilizing action on the inner tank.
Unter der Längsrichtung ist die Richtung in Längsachse des Drucktanks oder in Richtung der Längsachsen der zwei Tankkammern zu verstehen. Die Querrichtung ist senkrecht zur Längsrichtung angeordnet und in Abfolge der zumindest zwei Tankkammern verlaufend. Die z-Richtung steht jeweils auf der Längsrichtung und der Querrichtung senkrecht und stellt die Richtung der kleinsten Dimension des Drucktanks dar. Unter der Umfangsrichtung ist die senkrecht zur Längsrichtung am Umfang des Drucktanks verlaufende Richtung zu verstehen. Unter endständig oder endständiger Seite sind die beiden Bereiche bzw. Seiten des Drucktanks, des Korpus, der zwei Tankkammern oder des Innentanks zu verstehen, die das jeweilige Bauelement in Längsrichtung begrenzen. Unter einer oval-zylindrischen Form ist eine planparallele Form mit einer abgerundeten, aber nicht-kreisförmigen Grundfläche zu verstehen. Dabei können durchaus radial unterschiedliche Radien auftreten, wie es bspw. bei einer ellipsoiden Form der Fall ist. The longitudinal direction is to be understood as the direction in the longitudinal axis of the pressure tank or in the direction of the longitudinal axes of the two tank chambers. The transverse direction is arranged perpendicular to the longitudinal direction and running in sequence of at least two tank chambers. The z-direction is perpendicular to each of the longitudinal direction and the transverse direction and represents the direction of the smallest dimension of the pressure tank. The circumferential direction means the direction perpendicular to the longitudinal direction at the periphery of the pressure tank. Under terminal or terminal side are the two areas or sides of the pressure tank, the body, the two tank chambers or the inner tank to understand that limit the respective component in the longitudinal direction. Under an oval-cylindrical shape is a plane-parallel shape with a rounded, but non-circular base to understand. Radially different radii may occur, as is the case, for example, with an ellipsoidal shape.
Ein Faser-Kunststoff-Verbund besteht im Wesentlichen aus zumindest einem ein- oder mehrlagigen Fasergebilde, das in eine Kunststoff-Matrix eingebettet ist. Dabei wird das zumindest Fasergebilde von der Kunststoff-Matrix umgeben. Als Materialien für Fasergebilde können bevorzugt Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern zum Einsatz kommen. Die Fasern können als Endlosfasern, als Lang- oder Kurzfasern, als Garne, Faserbündel, Rovings oder Bänder vorliegen. Das Fasergebilde kann als Wicklung, bevorzugt auch mehrlagig, als eine oder mehrere unidirektionale oder multiaxiale Lagen, als Gewebe oder Gelege oder als Mischform daraus ausgebildet sein. Als Materialien für die Matrix werden Kunststoffe, bevorzugt Duromere, Thermoplaste, Elastomere, Epoxidharze oder andere Harze, verwendet. Die Matrix kann außerdem Füllstoffe oder Zusatzstoffe enthalten. Besonders bevorzugt ist die Ummantelung aus CFK (Kohlefaserverstärkter Kunststoff). Weiterhin ist die Faserhauptrichtung des Fasergebildes der Ummantelung dabei vorteilhafterweise überwiegend in Umfangsrichtung ausgerichtet, wie es zum Beispiel beim Wickeln der Fall ist.A fiber-plastic composite consists essentially of at least one single- or multi-layered fiber structure which is embedded in a plastic matrix. In this case, the at least fiber structure is surrounded by the plastic matrix. The materials used for fiber structures may preferably be glass fibers, carbon fibers or aramid fibers. The fibers may be in the form of continuous fibers, long or short fibers, yarns, fiber bundles, rovings or ribbons. The fibrous structure may be formed as a winding, preferably also as a multilayer, as one or more unidirectional or multiaxial layers, as a woven or laid fabric or as a mixed form thereof. The materials used for the matrix are plastics, preferably thermosets, thermoplastics, elastomers, epoxy resins or other resins. The matrix may also contain fillers or additives. Particularly preferred is the sheath made of CFRP (carbon fiber reinforced plastic). Furthermore, the main fiber direction of the fiber structure of the sheath is advantageously aligned predominantly in the circumferential direction, as is the case for example during winding.
Es ist auch denkbar, dass der Innentank nicht nur aus zwei Tankkammern, sondern aus mehreren Tankkammern, die ebenfalls parallel in Längsrichtung und ggf. in einer Ebene angeordnet sind. Immer zwei Tankkammern können über einen endständigen Verbindungsabschnitt hydraulisch miteinander verbunden sein. Dabei können die endständigen Verbindungsabschnitte an den endständigen Seiten alternierend oder immer auf der gleichen Seite angeordnet sein. Bevorzugt ist die Ausführungsform mit zwei Tankkammern, es ist aber auch denkbar, dass der Innentank aus drei, vier, oder mehr Tankkammern aufgebaut ist. It is also conceivable that the inner tank not only from two tank chambers, but from several tank chambers, which are also arranged in parallel in the longitudinal direction and possibly in a plane. Always two tank chambers can be hydraulically connected to each other via a terminal connection section. In this case, the terminal connecting portions may be arranged on the terminal sides alternately or always on the same side. Preferably, the embodiment with two tank chambers, but it is also conceivable that the inner tank of three, four, or more tank chambers is constructed.
Sind die zumindest zwei Tankkammern und der endständige Verbindungsabschnitt einstückig bzw. integral ausgebildet, so kann der Innentank in einem Prozess bzw. Schritt bspw. mittels eines Blasformverfahrens aus Kunststoff hergestellt werden. Nachträglich auftretende Undichtigkeitsstellen bspw. wie sie beim Verschweißen oder Verkleben auftreten können, sind demzufolge unwahrscheinlich und somit können, aufgrund der einstückigen bzw. integralen Ausbildung, zum einen Verfahrensschritte gespart werden, der Innentank schneller hergestellt werden und zum anderen der Ausschuss minimiert werden. Zudem kann der endständige Verbindungsabschnitt reproduzierbar in gewünschter Form hergestellt werden, sodass der Verbindungsquerschnitt zwischen den zumindest zwei Tankkammern in definierter Form ausgebildet werden kann.If the at least two tank chambers and the terminal connection section are integrally formed, the inner tank can be produced in a process or step, for example by means of a blow molding process from plastic. Consequently occurring leakage points, for example, as they may occur during welding or gluing, are therefore unlikely and thus, due to the one-piece or integral training, can be saved on a procedural steps, the inner tank can be made faster and on the other hand, the Committee can be minimized. In addition, the terminal connecting portion can be produced reproducibly in the desired shape, so that the connecting cross section between the at least two tank chambers can be formed in a defined form.
Der endständige Verbindungsabschnitt kann vorteilhafterweise auch stoffschlüssig mit den zwei Tankkammern verbunden sein, z.B. verklebt oder verschweißt. Dadurch lassen sich zunächst die einzelnen Tankkammern einfacher herstellen. The terminal connection section can advantageously also be connected to the two tank chambers in a material-locking manner, e.g. glued or welded. This makes it easier to first produce the individual tank chambers.
Der Träger erstreckt sich parallel zur Längsrichtung des Korpus. Wird zwischen zumindest zwei Tankkammern ein Doppel-T-Träger oder ein ähnlich geformter Träger eingesetzt, so steht auf Ober- und Unterseite je eine vergrößerte Flanschfläche zur Verbindung mit der Ummantelung zur Verfügung. Dadurch kann die Stabilität des Drucktanks, insbesondere gegenüber den durch den Innendruck hervorgerufenen Ovalisierungskräften noch weiter verbessert werden. Die Ummantelung ist dazu so aufgebracht, dass sie mit den Flanschflächen des Trägers verbunden ist. Die Verbindung kann insbesondere stoffschlüssig, z.B. geklebt, geschweißt sein. The carrier extends parallel to the longitudinal direction of the body. If a double-T carrier or a similarly shaped carrier is inserted between at least two tank chambers, an enlarged flange surface is available on the upper and lower sides for connection to the sheathing. As a result, the stability of the pressure tank, in particular with respect to the ovalization forces caused by the internal pressure, can be further improved. The sheath is applied so that it is connected to the flange surfaces of the carrier. The connection can in particular be cohesively, e.g. glued, welded.
Es ist auch denkbar, dass bei mehr als zwei Tankkammern, zwischen jeweils zwei Tankkammern ein Träger, beispielsweise ein Doppel-T-Träger eingesetzt wird. Diese zusätzlichen Träger erfüllen dabei in ähnlicher Art und Weise eine stabilisierende Wirkung auf die ovale Form. It is also conceivable that in more than two tank chambers, between each two tank chambers a carrier, for example a double-T carrier is used. These additional carriers fulfill in a similar manner a stabilizing effect on the oval shape.
Nach Ausbildung der Ummantelung kann diese zusätzlich noch mit Befestigungselementen, wie bspw. Schrauben, Nieten, Bolzen oder dergleichen mit dem jeweiligen Träger verbunden und an demselben fixiert werden, sodass ein Ablösen der Ummantelung von Träger verhindert oder zumindest vermindert werden kann.After the jacket has been formed, it can additionally be connected to fastening elements, such as, for example, screws, rivets, bolts or the like, and fixed to the same, so that detachment of the jacket from the carrier can be prevented or at least reduced.
Des Weiteren kann der Träger eine endständige Aussparung aufweisen, in der der endständige Verbindungsabschnitt eingesetzt ist. Vorteilhaft kann aufgrund der Aussparung der Träger derart zwischen den Tankkammern eingeschoben und positioniert werden, dass der Verbindungsabschnitt zumindest bereichsweise von dem Doppel-T-Träger umgeben ist und der Träger bei dementsprechender endständigen Ausbildungsform mit der endständigen Seite der Tankkammern bündig abschließen kann. Dadurch kann sich die stabilisierende Wirkung des Trägers über den Verbindungsabschnitt hinaus erstrecken und wird durch denselben nicht begrenzt. Zum anderen wird durch den umgebenden Träger der Verbindungsabschnitt beim Zusammenbau der Komponenten gegen äußere Krafteinwirkung geschützt und dies nicht nur während des Zusammenbaus, sondern auch während des Betriebes des Drucktanks. Furthermore, the carrier may have a terminal recess in which the terminal connection portion is inserted. Advantageously, due to the recess of the carrier can be inserted and positioned between the tank chambers so that the connecting portion is at least partially surrounded by the double-T-carrier and the carrier can conclude flush with corresponding terminal embodiment with the terminal side of the tank chambers. As a result, the stabilizing effect of the carrier may extend beyond the connecting portion and is not limited by the same. On the other hand, the surrounding support protects the connecting portion from external forces during assembly of the components, not only during assembly but also during operation of the pressure tank.
Der Träger kann aus Metall, aus einem hoch stabilen, formfesten Kunststoff einer Metalllegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung hergestellt sein oder bevorzugt im Wesentlichen als Faser-Kunststoff-Verbund, insbesondere aus CFK ausgebildet sein. Vorteilhaft bei der Verwendung von leichten Materialien, wie bspw. einem Faser-Kunststoff-Verbund oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung kann das Gewicht des Drucktanks bei vergleichbarer Stabilität der Doppel-T-Träger signifikant verringert werden.The support may be made of metal, of a highly stable, dimensionally stable plastic of a metal alloy, aluminum, an aluminum alloy or preferably substantially in the form of a fiber-plastic composite, in particular of CFRP. Advantageously, when using lightweight materials, such as a fiber-plastic composite or aluminum or an aluminum alloy, the weight of the pressure tank can be significantly reduced with comparable stability of the double-T-carrier.
Ist zumindest eine Tankkammer in einem, an dem Doppel-T-Träger anliegenden Bereich komplementär zum Doppel-T-Träger ausgebildet, so kann vorteilhaft der Doppel-T-Träger passgenau zwischen den Tankkammern positioniert werden. Ist dabei der Innentank bzw. die Tankkammern druckdicht ausgebildet, so muss der Zwischenraum zwischen dem Innentank und dem Doppel-T-Träger nicht verfüllt werden, da die beiden Oberflächen komplementär bzw. passgenau zueinander ausgebildet sind. If at least one tank chamber in a region adjoining the double-T carrier is designed to be complementary to the double-T carrier, the double-T carrier can advantageously be positioned precisely between the tank chambers. If, in this case, the inner tank or the tank chambers are designed to be pressure-tight, the gap between the inner tank and the double-T beam does not have to be filled, since the two surfaces are complementary to each other.
Aufgrund der Doppel-T-Form kann der Doppel-T-Träger mit seinen Flanschflächen die jeweiligen Tankkammern in dem anliegenden Bereich umgeben, sodass aufgrund der umgebenden Anordnung der Doppel-T-Träger stabilisierend auf die Tankkammern in z-Rrichtung wirkt. Demzufolge können sich die Tankkammern an den Flanschflächen des Doppel-T-Trägers abstützen und dadurch kann ein Abweichen von der ovalen Form aufgrund des Innendrucks verringert bzw. verhindert werden. Due to the double T-shape of the double-T-carrier can surround the respective tank chambers in the adjacent area with its flange so that due to the surrounding arrangement of the double-T-carrier acts stabilizing on the tank chambers in z-direction. As a result, the tank chambers can be supported on the flange surfaces of the double T-beam, and thereby deviation from the oval shape due to the internal pressure can be reduced or prevented.
Bevorzugt sind die Tankkammern in einem, nicht an dem Doppel-T-Träger anliegenden Bereich oval ausgebildet, so kann durch die dementsprechende Form der Tankkammern eine ovale Gesamtform des Drucktanks vorgegeben werden. Preferably, the tank chambers are formed in an oval, not adjacent to the double-T-carrier area, so can be given by the corresponding shape of the tank chambers an overall oval shape of the pressure tank.
Bei mehr als zwei Tankkammern kann die Tankkammer, die zwischen zwei Tankkammern bzw. zwischen zwei Doppel-T-Trägern angeordnet ist ohne ovale Form ausgebildet sein, da eine derartig innenliegende Tankkammer von zwei Seiten an einem Doppel-T-Träger anliegt. In diesem Fall kann eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form ggf. mit abgerundeten Kanten verwendet werden, wobei auch in diesem Fall eine komplementäre Ausbildung in den anliegenden Bereichen zum Doppel-T-Träger denkbar und bevorzugt ist. In more than two tank chambers, the tank chamber, which is arranged between two tank chambers or between two double-T-carriers may be formed without an oval shape, since such an internal tank chamber rests from two sides on a double-T-carrier. In this case, a substantially square or rectangular shape can optionally be used with rounded edges, wherein in this case as well, a complementary design in the adjacent regions to the double-T-carrier is conceivable and preferred.
Die Deckel verschließen insbesondere die ovalen Öffnungen des Korpus. Sie können als ovale Scheiben gegebenenfalls mit Wölbung und bevorzugt konkav nach innen gewölbt ausgeführt sein. Die Deckel können ebenfalls aus Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt sein oder aus Metall, sowie aus Kunststoffen, die eine hohe Festigkeit und Stabilität aufweisen. The lids close in particular the oval openings of the body. They may be designed as oval discs optionally with curvature and preferably curved concave inwards. The lids can also be made of fiber-plastic composite or metal, as well as of plastics, which have high strength and stability.
Ist zumindest ein endständig angeordneter Deckel konkav ausgebildet, so kann mittels eines derartigen Deckels eine an zumindest einer endständigen Seite konkave Tankkammer bzw. ein ebensolcher Innentank stabilisiert werden. Dabei versteht man unter einer konkaven Ausbildung eine Einwölbung in Richtung des Innenraums der Tankkammer. Dadurch können zum einen die Stabilität gegenüber dem Innendruck im Vergleich zu der üblichen konvexen oder scheibenförmigen Deckeln verbessert werden und zum anderen kann aufgrund der Innenwölbung ein Bereich geschaffen werden, der weniger exponiert ist und mehr Schutz oder überhaupt erst Platz z.B. für eine Ventilvorrichtung bietet.If at least one terminally arranged cover has a concave design, a tank chamber concave on at least one end side or a similar inner tank can be stabilized by means of such a cover. In this case, a concavity is understood to mean a concavity in the direction of the interior of the tank chamber. As a result, on the one hand, the stability to the internal pressure can be improved compared to the conventional convex or disc-shaped lids and, on the other hand, due to the internal camber, an area can be created which is less exposed and more protection or even space e.g. offers for a valve device.
Es ist auch denkbar, dass zumindest eine Tankkammer an beiden endständigen Seiten konkav ausgebildet ist. Des Weiteren ist es denkbar, dass alle Tankkammern bzw. der gesamte Innentank an beiden endständigen Seiten konkav ausgebildet sind. Die konkave Ausbildung der Tankkammern bzw. des Innentanks ist bevorzugt so ausgeführt, dass die Form der endständigen Seitenfläche an die des jeweiligen Deckels angepasst ist, besonders bevorzugt so, dass ein möglichst großer Teil der Seitenfläche am Deckel anliegt und von diesem unterstützt wird. It is also conceivable that at least one tank chamber is concave on both end sides. Furthermore, it is conceivable that all tank chambers or the entire inner tank are concave on both end sides. The concave design of the tank chambers or the inner tank is preferably designed so that the shape of the terminal side surface is adapted to that of the respective lid, particularly preferably so that as large a part of the side surface abuts the lid and is supported by this.
Ist der Träger zumindest an einer endständigen Seite konkav ausgebildet, so kann an dieser endständigen Seite bei ebenfalls konkaver Ausbildung der zwei Tankkammern der Träger bündig mit dem Innentank abschließen, sodass die Stabilisierung durch den Träger auch im Randbereich ihre Wirkung entfaltet. If the carrier is concave at least on one terminal side, the carrier can be flush with the inner tank at this terminal side, with the concave configuration of the two tank chambers, so that stabilization by the carrier also takes effect in the edge region.
Weist der Drucktank zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende Verstärkung im endständigen Bereich auf, so kann vorteilhaft zum einen der Deckel mit der Ummantelung stabiler verbunden werden, und zum anderen ist der Drucktank im Randbereich besser gegen Stöße geschützt. Dies kann vor allem bei einer endständig konkaven Ausbildungsform des Drucktanks bzw. der Deckel wichtig sein, da die spitz zulaufenden Kanten von Deckel und Ummantelung besonders anfällig gegen Beschädigung bei Stößen sind. Darüber hinaus ist der Korpus durch die Verstärkung im Bereich der Deckel besonders formstabil. Der Deckel kann sich an der Verstärkung abstützen, die wiederum bevorzugt stoffschlüssig mit der Ummantelung verbunden ist. Bevorzugt sind die Verstärkungen ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-Verbund, insbesondere aus CFK. Die Faserhauptrichtung des Fasergebildes kann dabei vorteilhafterweise überwiegend in Umfangsrichtung ausgerichtet sein, wie es zum Beispiel beim Wickeln der Fall ist. Und bevorzugt ist die Verstärkung auf der Außenseite der Ummantelung vorgesehen. Insbesondere ist an beiden endständigen Seiten des Drucktanks eine Verstärkung ringförmig in Umfangsrichtung vorhanden. If the pressure tank has at least one reinforcement running in the circumferential direction in the terminal area, it is advantageously possible for the lid to be connected more stably to the casing, and secondly the pressure tank is better protected against impacts in the edge region. This can be especially important in a terminally concave embodiment of the pressure tank or the lid, since the tapered edges of the lid and sheathing are particularly susceptible to damage in shock. In addition, the body is particularly dimensionally stable due to the reinforcement in the area of the lid. The lid can be supported on the reinforcement, which in turn is preferably connected to the jacket cohesively. Preferably, the reinforcements are also made of a fiber-plastic composite, in particular CFRP. The fiber main direction of the fiber structure can advantageously be oriented predominantly in the circumferential direction, as is the case for example during winding. And preferably, the reinforcement is provided on the outside of the sheath. In particular, reinforcement is provided annularly in the circumferential direction at both terminal sides of the pressure tank.
Weist zumindest ein Deckel eine Ventilvorrichtung auf, so kann der Drucktank vorteilhaft über eine derartige Ventilvorrichtung während des Betriebes betankt oder über eine derartige Ventilvorrichtung dem Drucktank Brennstoff entnommen werden. Da der Deckel üblicherweise als separates Bauteil nach Ausbildung des Korpus eingesetzt werden muss, kann mit der Anordnung der Ventilvorrichtung am Deckel die Herstellung des Korpus vereinfacht werden, und so dessen stabilisierende Wirkung strukturell erhalten werden. Dabei ist es denkbar, dass auch beide Deckel des Drucktanks eine derartige Ventilvorrichtung aufweisen. Ist zudem der Deckel konkav ausgebildet, so kann die Ventilvorrichtung derartig im Mittenbereich des Deckels angebracht werden, dass sie von dem Deckel bzw. der Ummantelung schützend umgeben wird, und so gegen äußere Krafteinwirkungen geschützt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit auch im Schadensfall bspw. bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges sichergestellt werden. If at least one cover has a valve device, then the pressure tank can advantageously be refueled via such a valve device during operation or fuel can be taken from the pressure tank via such a valve device. Since the cover usually has to be used as a separate component after the body has been formed, with the arrangement of the valve device on the cover, the production of the body can be simplified and its stabilizing effect structurally obtained. It is conceivable that both covers of the pressure tank have such a valve device. In addition, if the cover is concave, the valve device can be mounted in the middle region of the cover in such a way that it is surrounded by the cover or the covering in a protective manner and thus protected against external forces. As a result, it is advantageously possible to ensure operational safety even in the event of damage, for example in the event of an accident of the motor vehicle.
Weiterhin kann die Ventilvorrichtung im Bereich des endständigen Verbindungsabschnittes angeordnet sein, wobei die Ventilvorrichtung derartig ausgebildet sein kann, dass mit dem endständigen Verbindungsabschnitt strömungstechnisch verbunden ist. Vorteilhaft kann in diesem Fall durch die Ventilvorrichtung auch die strömungstechnische Verbindung über den endständigen Verbindungsabschnitt zwischen den Tankkammern unterbrochen werden, sodass die jeweilige Tankkammer separat betankt und aus der jeweiligen Tankkammer separat Fluid entnommen werden kann. Furthermore, the valve device can be arranged in the region of the terminal connection section, wherein the valve device can be designed such that it is fluidically connected to the terminal connection section. Advantageously, in this case, the fluidic connection can be interrupted by the valve device via the terminal connection section between the tank chambers, so that the respective tank chamber refueled separately and can be removed separately from the respective tank chamber fluid.
Des Weiteren können zumindest zwei Komponenten oder mehr der nachfolgenden Komponenten miteinander verklebt oder verschweißt sein: die Ummantelung, der Innentank, eine Tankkammer, der Träger, die Verstärkung, der Deckel oder die Ventilvorrichtung. Furthermore, at least two or more of the following components may be glued or welded together: the sheath, the inner tank, a tank chamber, the carrier, the reinforcement, the lid or the valve device.
Ist bspw. der Träger endständig bündig mit dem jeweiligen Tankkammern bzw. dem Innentank ausgebildet, so kann der Deckel sowohl mit dem Innentank als auch mit dem Träger verklebt werden. Wird der jeweilige Deckel mit dem Träger verklebt, so kann zusätzlich zur Verstärkung auch der Träger die Deckel in Position halten und dem Innendruck der Tankkammern entgegenwirken. If, for example, the carrier is designed to be flush with the respective tank chambers or the inner tank, then the lid can be bonded both to the inner tank and to the carrier. If the respective lid is glued to the carrier, then in addition to the reinforcement and the carrier can hold the lid in position and counteract the internal pressure of the tank chambers.
Weiterhin kann die Ventilvorrichtung mit dem Deckel verklebt sein, wodurch eine sehr einfache und schnell herzustellende Verbindung zwischen Ventilrichtung und Deckel möglich ist. Des Weiteren können auch die Tankkammern mit dem Träger verklebt werden. Dabei wirkt das Klebemittel zwischen dem Träger und den Tankkammern nicht nur als Fixierung, sondern gleichzeitig als Füllmaterial, das Hohlräume verfüllt, sodass der Innentank bei Anlegen von Innendruck nicht durch Ausblähungen des Materials des Innentanks in die Hohlräume beschädigt wird. Furthermore, the valve device can be glued to the lid, whereby a very simple and quickly produced connection between the valve direction and the lid is possible. Furthermore, the tank chambers can be glued to the carrier. The adhesive acts between the carrier and the tank chambers not only as a fixation, but at the same time as a filling material, the cavities filled, so that the inner tank is not damaged by inflating the material of the inner tank into the cavities when applying internal pressure.
Der Drucktank kann für einen Innendruck von bis zu 100 MPa ausgelegt sein. The pressure tank can be designed for an internal pressure of up to 100 MPa.
Die nachfolgenden Figuren zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen, mit weiteren vorteilhaften Merkmalen, die auch untereinander einzeln kombiniert werden können. Es zeigen, jeweils schematisch:The following figures show embodiments according to the invention, with further advantageous features, which can also be combined individually with each other. It show, each schematically:
Wie in
Zudem kann zwischen den beiden Tankkammern
In eine derartige Aussparung
Der Drucktank kann an seinen endständigen Seiten
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