DE102014223129A1 - Method for producing a vehicle - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird ein Fahrzeug hergestellt, mit wenigstens einem Kraftstoffbehälter, der als Druckbehälter zur Speicherung eines Kraftstoffes ausgebildet ist und aus einem metallischen Liner besteht, der außen mit Faserverbundwerkstoff verstärkt, nach dem Aushärten des Matrixwerkstoffes wenigstens einer Autofrettage-Behandlung durch Innendruckerhöhung unterworfen wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter wenigstens vor seiner letzten Autofrettage-Behandlung in das Fahrzeug eingebaut wird.In a method according to the invention, a vehicle is produced, with at least one fuel tank, which is designed as a pressure vessel for storing a fuel and consists of a metallic liner reinforced with fiber composite outside, after curing of the matrix material at least one autofrettage treatment by internal pressure increase is subjected. The method is characterized in that the fuel tank is installed in the vehicle at least before its last autofrettage treatment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Drucktank für Wasserstoff, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a method for producing a vehicle, in particular a motor vehicle, with a pressure tank for hydrogen, according to the preamble of the first claim.

Es ist bereits bekannt, Wasserstoff als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge zu verwenden und diesen dazu in einem Drucktank unter Überdruck zu speichern. Derartige Drucktanks können aus Stahl oder Aluminium bestehen. Für einen höheren Fülldruck kann zum Beispiel ein solcher, im Wesentlichen zylindrischer Tank durch einen Faserverbundwerkstoff mit beispielsweise Glas- und/oder Kohlenstofffasern umwickelt werden.It is already known to use hydrogen as a fuel for motor vehicles and to store this in a pressure tank under pressure. Such pressure tanks may be made of steel or aluminum. For example, for a higher inflation pressure, such a substantially cylindrical tank may be wrapped by a fiber composite with, for example, glass and / or carbon fibers.

Ein solcher Hochdruckbehälter ist aus der DE 10 2013 003 207 A1 bekannt. Zur Erhöhung der Festigkeit beziehungsweise für eine dünnere metallische Wandung zur Gewichtsreduzierung wird ein metallischer Innenbehälter, ein so genannter Liner, an seiner Behälteraußenfläche mit faserverstärktem Kunststoff umwickelt. Als Autofrettage bezeichnet man ein Verfahren zur Lebensdauerverlängerung von, insbesondere faserverstärkten, Metallhohlkörpern für den Einsatz bei hohen Innendrücken. Dabei wird der Metallhohlkörper einem über dem späteren Betriebsdruck liegenden Innendruck ausgesetzt, so dass der metallische Liner plastifiziert. Nach dem Entspannen entstehen in diesem Bereich Druckeigenspannungen, die einer Rissbildung im späteren Einsatz vorbeugen und somit die Zeitfestigkeit bis hin zur Dauerfestigkeit steigern. Die Metallhohlkörper können mit dieser Behandlung entweder bei einem höheren Betriebsdruck oder/und längere Zeit betrieben werden, als ohne Autofrettage-Behandlung. Der Effekt der Autofrettage beruht auf der wechselseitigen Beziehung der plastifizierten inneren und der elastischen äußeren Zone, insbesondere auch der Faserverstärkung. Diese wird von der inneren plastisch verformten Zone daran gehindert, wieder ihre ursprüngliche Form einzunehmen, sie bleibt gedehnt. Dies erklärt die auftretenden Zugspannungen in der äußeren Schicht. Die innere plastisch verformte Schicht wiederum wird von der zurückfedernden äußeren Schicht zusammengedrückt oder auch -gepresst. Dies erklärt die hier auftretenden Druckspannungen. Einer der Vorteile bei späterem Betrieb mit Innendruck ist nun der, dass die durch den im Betrieb aufgebrachten Innendruck an der Randfaser, der innersten Schicht des Metallhohlkörpers, auftretenden Spannungsspitzen durch die bereits vorhanden Druckspannungen aus der Autofrettage kompensiert werden.Such a high-pressure container is from the DE 10 2013 003 207 A1 known. To increase the strength or for a thinner metallic wall for weight reduction, a metallic inner container, a so-called liner, is wrapped on its container outer surface with fiber-reinforced plastic. Autofrettage is a process for extending the service life of, in particular fiber-reinforced, metal hollow bodies for use at high internal pressures. In this case, the hollow metal body is exposed to a lying above the subsequent operating pressure internal pressure, so that the metallic liner plasticized. After relaxing, compressive residual stresses develop in this area, which prevent crack formation in later use and thus increase the fatigue strength up to fatigue strength. The metal hollow bodies can be operated with this treatment either at a higher operating pressure and / or for a longer time than without autofrettage treatment. The effect of Autofrettage is based on the mutual relationship of the plasticized inner and the elastic outer zone, in particular the fiber reinforcement. This is prevented by the inner plastically deformed zone from returning to its original shape, it remains stretched. This explains the tensile stresses in the outer layer. The inner plastically deformed layer in turn is compressed or pressed by the spring-back outer layer. This explains the compressive stresses occurring here. One of the advantages of later operation with internal pressure is that the stress peaks occurring as a result of the internal pressure applied at the edge fiber, the innermost layer of the hollow metal body, are compensated by the already present compressive stresses from the autofrettage.

Wird also der Druckbehälter durch seinen Inhalt bedruckt, wird zunächst eine Druckvorspannung im Liner aus der Autofrettage ausgeglichen und erst bei weiter ansteigendem Innendruck die Behälterwandung nach außen hin auf Zug beansprucht.Thus, if the pressure vessel is printed by its contents, first a pressure bias in the liner from the autofrettage is compensated and only when the internal pressure continues to increase does the container wall become stressed towards the outside.

Bei der Herstellung eines solchen Druckbehälters ist es üblich, dass für eine Behälterserie werkstoffabhängig ein fester Autofrettagedruck festgelegt und für alle Behälter dieser Serie angewandt wird. In Werkstoffnormen wird dazu für die Streckgrenze ein vom Werkstoff erfüllbarer Mindestwert angegeben, der für eine Auslegung gegen Versagen benötigt wird. Bei der Autofrettage wird eine bestimmte plastische Dehnung angestrebt. Der optimale Grad der Qualitätsverbesserung durch die Autofrettage wird also durch eine solche Vorbestimmung des maximalen Autofrettagedrucks erzielt, mit dem die höchstmögliche Vorspannung im Liner durch Plastifizierung erzeugt werden kann. Das Resultat hängt dabei in erster Linie von der tatsächlichen Streckgrenze des Linerwerkstoffes ab, da durch eine diese annähernd überschreitende Belastung bei der Autofrettage der Wert der späteren Vorspannung im Liner bestimmt wird.In the production of such a pressure vessel, it is common for a container series material-dependent fixed a fixed autofrettage and applied to all containers of this series. In material standards, the yield strength is given a minimum value that can be met by the material and is required for design against failure. Autofrettage aims at a certain plastic elongation. The optimal degree of quality improvement by the autofrettage is thus achieved by such a predetermination of the maximum autofrettage pressure, with which the highest possible bias in the liner can be generated by plasticization. The result depends primarily on the actual yield strength of the liner material, since the value of the later bias in the liner is determined by an approximately exceeding stress in autofrettage.

Typ-3 Druckbehälter für Kraftfahrzeuge werden bei ihrer Autofrettage-Behandlung als Komponente üblicherweise durch Wasser oder ein Wasser-Glycol Gemisch beim hydraulischen Autofrettageprozess mit einem Mehrfachen des Betriebsdruckes soweit bedruckt, dass das metallische Linermaterial plastifiziert. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des umgebenden CFKs steht der Liner danach unter Vorspannung, was die Lebensdauer des Kraftstoffbehälters erhöht. Im Zeitraum bis zum Einbau ins Kraftfahrzeug jedoch ist der Kraftstoffbehälter aufgrund der Vorspannung nahe an der Druckfließgrenze des Linermaterials und reagiert empfindlich auf hohe Temperaturen, da diese die Vorspannung abbauen und so den Konditionierungszustand beeinflussen können.Type-3 pressure vessels for motor vehicles are usually printed in their autofrettage treatment as component usually by water or a water-glycol mixture in the hydraulic autofrettage process at a multiple of the operating pressure that plasticized the metallic liner material. Due to the elastic properties of the surrounding CFRP, the liner is then biased, which increases the life of the fuel tank. However, in the period up to installation in the motor vehicle, the fuel tank is close to the pressure fluid limit of the liner material due to the bias and is sensitive to high temperatures, as these can reduce the preload and thus affect the conditioning state.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass dieses oben genannten Nachteil vermeidet.The invention is therefore based on the object, so to develop a method for producing a motor vehicle with a fuel tank of the type mentioned that avoids this disadvantage mentioned above.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale und Verfahrensschritte des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.The object is achieved by the features and method steps of the first claim. Preferred embodiments of the invention describe the dependent claims.

Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird ein Fahrzeug hergestellt, mit wenigstens einem Kraftstoffbehälter, der als Druckbehälter zur Speicherung eines Kraftstoffes ausgebildet ist und aus einem metallischen Liner besteht, der außen mit Faserverbundwerkstoff verstärkt, nach dem Aushärten des Matrixwerkstoffes wenigstens einer Autofrettage-Behandlung durch Innendruckerhöhung unterworfen wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter wenigstens vor seiner letzten Autofrettage-Behandlung in das Fahrzeug eingebaut wird.In a method according to the invention, a vehicle is produced, with at least one fuel tank, which is designed as a pressure vessel for storing a fuel and consists of a metallic liner reinforced with fiber composite outside, after curing of the matrix material at least one autofrettage treatment by internal pressure increase is subjected. The method is characterized in that the Fuel tank is installed at least before his last autofrettage treatment in the vehicle.

Das hat den Vorteil, dass ein Kraftstoffbehälter in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, der der Autofrettage-Behandlung noch nicht oder noch nicht abschließend unterzogen wurde. Es kann so während einer eventuellen Lagerungszeit des Kraftstoffbehälters kein Rückfließvorgang im Linerwerkstoff stattfinden, da dieser noch nicht bis an seine Streckgrenze verformt wurde.This has the advantage that a fuel tank is installed in a motor vehicle, the autofrettage treatment has not or not yet been finalized. It can take place during a possible storage time of the fuel tank no return flow in the liner material, since this has not yet been deformed to its yield point.

Bevorzugte Verfahrensgestaltungen sehen vor, dass die Innendruckerhöhung für die Autofrettage-Behandlung des Kraftstoffbehälters in diesem durch eine Befüllung mit tiefkaltem Medium, insbesondere Kraftstoff erfolgt. Dabei ist „tiefkalt” so zu verstehen, dass das Medium eine Temperatur besitzt, die durchaus im kryogenen Bereich angesiedelt ist oder zum Beispiel im Temperaturbereich zwischen 20 Kelvin und 200 Kelvin, bevorzugt zwischen 30 Kelvin und 80 Kelvin. Eine solche einzige oder letzte Autofrettagebehandlung des Kraftstoffbehälters mit Kraftstoff in kryogenem Zustand, insbesondere bei der Erstbetankung des Kraftfahrzeugs, hat den Vorteil, dass durch die tiefe Temperatur der Liner schrumpft und die Verstärkung des CFKs entfällt, wodurch sich der Liner bei wesentlich geringeren Drücken plastisch verformen lässt. Das CFK erfährt bei gleicher Konditionierung weniger Dehnung, was die Vorspannung verringert. Auch kann der Kraftstoffbehälter im verbauten Zustand konditioniert werden, da der Druck niedriger ist und die Peripherie entsprechend nicht auf den sonst sehr hohen Druck ausgelegt sein muss, wodurch die Empfindlichkeit bzgl. hoher Temperaturen entfällt. Der Autofrettage-Prozess kann bei der Herstellung der Kraftfahrzeugs integriert werden, insbesondere bei der Initialbetankung, was eine Verfolgung und damit Kontrolle des Prozesses ermöglicht.Preferred process designs provide that the internal pressure increase for the autofrettage treatment of the fuel tank in this takes place by filling with cryogenic medium, in particular fuel. Here, "cryogenic" is to be understood as meaning that the medium has a temperature which is certainly located in the cryogenic range or, for example, in the temperature range between 20 Kelvin and 200 Kelvin, preferably between 30 Kelvin and 80 Kelvin. Such a single or last Autofrettagebehandlung the fuel tank with fuel in a cryogenic state, especially in the first refueling of the motor vehicle, has the advantage that shrinks by the low temperature of the liner and eliminates the gain of CFKs, causing the liner plastically deform at significantly lower pressures leaves. The CFRP undergoes less stretching with the same conditioning, which reduces the preload. Also, the fuel tank can be conditioned in the installed state, since the pressure is lower and the periphery must not be designed accordingly to the otherwise very high pressure, whereby the sensitivity with respect to high temperatures is eliminated. The Autofrettage process can be integrated in the production of the motor vehicle, in particular during the initial refueling, which enables tracking and thus control of the process.

Ebenso können vorteilhafterweise alle Autofrettage-Behandlungen des Kraftstoffbehälters durch Befüllung mit tiefkaltem Kraftstoff, insbesondere nach dessen Einbau ins Kraftfahrzeug, erfolgen. Oder es wird alternativ nur eine einzige Autofrettage-Behandlung des Kraftstoffbehälters, insbesondere durch Befüllung mit tiefkaltem Medium Kraftstoff, insbesondere mit Kraftstoff und bevorzugt mit Wasserstoff, durchgeführt. Bevorzugt wird zur Umwicklung des Liners Faserverbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern verwendet. Dabei kann der Matrixwerkstoff ein duroplastischer oder ein thermoplastischer Kunststoff sein. Und vorteilhafterweise ist der Drucktank ein Typ 3 Druckbehälter, das heißt, ein komplett umwickelter metallischer Zylinder mit einem Dom auf jeder Seite. Die Verstärkungsfasern werden bevorzugt in einem Wickelverfahren aufgebracht, wobei dann die Vorspannung auf den Liner mittels einer Faserwickelmaschine aufgebracht werden kann.Likewise, advantageously all autofrettage treatments of the fuel tank by filling with tiefkaltem fuel, especially after its installation in the motor vehicle, take place. Or it is alternatively only a single autofrettage treatment of the fuel tank, in particular by filling with cryogenic medium fuel, in particular with fuel and preferably with hydrogen performed. Fiber-composite material made of carbon fibers and / or glass fibers is preferably used for wrapping the liner. In this case, the matrix material may be a duroplastic or a thermoplastic material. And advantageously, the pressure tank is a Type 3 pressure vessel, that is, a completely wrapped metallic cylinder with a dome on each side. The reinforcing fibers are preferably applied in a winding process, in which case the bias can be applied to the liner by means of a fiber winding machine.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013003207 A1 [0003] DE 102013003207 A1 [0003]

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Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs mit wenigstens einem Kraftstoffbehälter, der als Druckbehälter zur Speicherung eines Kraftstoffes ausgebildet ist und aus einem metallischen Liner besteht, der außen mit Faserverbundwerkstoff verstärkt, nach dem Aushärten des Matrixwerkstoffes wenigstens einer Autofrettage-Behandlung durch Innendruckerhöhung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter wenigstens vor seiner letzten Autofrettage-Behandlung in das Fahrzeug eingebaut wird.A method for producing a vehicle having at least one fuel tank, which is designed as a pressure vessel for storing a fuel and consists of a metallic liner reinforced externally with fiber composite, is subjected to at least one autofrettage treatment by internal pressure increase after curing of the matrix material, characterized that the fuel tank is installed in the vehicle at least before its last autofrettage treatment. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendruckerhöhung für die Autofrettage-Behandlung des Kraftstoffbehälters in diesem durch eine Befüllung mit tiefkaltem Medium erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the internal pressure increase for the autofrettage treatment of the fuel tank takes place in this by filling with cryogenic medium. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Autofrettage-Behandlungen des Kraftstoffbehälters durch Befüllung mit tiefkaltem Medium erfolgen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that all autofrettage treatments of the fuel tank done by filling with cryogenic medium. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Autofrettage-Behandlungen des Kraftstoffbehälters nach dessen Einbau ins Kraftfahrzeug erfolgen.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that all autofrettage treatments of the fuel tank take place after its installation in the motor vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Kraftstoffbehälter eine einzige Autofrettage-Behandlung, insbesondere durch Befüllung mit tiefkaltem Medium, durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel tank a single autofrettage treatment, in particular by filling with cryogenic medium, is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das tiefkalte Medium tiefkalter Kraftstoff, insbesondere Wasserstoff, ist.Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that the cryogenic medium is cryogenic fuel, in particular hydrogen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter ein Typ 3 Druckbehälter ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel tank is a type 3 pressure vessel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013003207A1 (en) 2013-02-26 2014-09-11 Mt Aerospace Ag Process for the production of high-pressure tanks, in particular for use in the cryogenic sector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013003207A1 (en) 2013-02-26 2014-09-11 Mt Aerospace Ag Process for the production of high-pressure tanks, in particular for use in the cryogenic sector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017212424A1 (en) * 2017-07-20 2019-01-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for producing a cryogenic pressure vessel

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