DE102017001370A1 - Bearing and device for storing a compressed gas container - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lager (7) zur Aufnahme eines Endabschnitts (4, 5) eines Druckgasbehälters (3), mit zwei Lagerhälften (10, 11), zwischen welchen der Endabschnitt (4, 5) klemmend aufnehmbar ist. Das erfindungsgemäße Lager ist dadurch gekennzeichnet, dass, in der im bestimmungsgemäßen Einsatz in Richtung der Schwerkraft (g) unteren Lagerhälfte (10) im Bereich der Kontaktfläche zwischen der Lagerhälfte (10) und dem darin aufnehmbaren Endabschnitt (4, 5) des Druckgasbehälters (3) ein Druckkraftsensor (6) angeordnet ist. Das Lager (7) kann insbesondere zur Lagerung eines Druckgasbehälters (3) in einem Fahrzeug (1) Verwendung finden.The invention relates to a bearing (7) for receiving an end portion (4, 5) of a compressed gas container (3), with two bearing halves (10, 11), between which the end portion (4, 5) is clamped. The bearing according to the invention is characterized in that, in the intended use in the direction of gravity (g) lower bearing half (10) in the region of the contact surface between the bearing half (10) and therein end portion (4, 5) of the compressed gas container (3 ) A pressure force sensor (6) is arranged. The bearing (7) can be used in particular for the storage of a compressed gas container (3) in a vehicle (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Lager zur Aufnahme eines Endabschnitts eines Druckgasbehälters mit zwei Lagerhälften, zwischen welchen der Endabschnitt klemmend aufnehmbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Lagerung eines Druckgasbehälters in einem Kraftfahrzeug mit einem derartigen Lager.The invention relates to a bearing for receiving an end portion of a compressed gas container with two bearing halves, between which the end portion is clamped receivable. Moreover, the invention relates to a device for supporting a compressed gas container in a motor vehicle with such a bearing.
Für die Lagerung von Druckgasbehältern in Kraftfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, den Druckgasbehälter an den Endabschnitten des Druckgasbehälters, dem sogenannten Boss, welcher typischerweise auf der Seite angeordnet ist, an der auch die Ventileinrichtung platziert ist, und an dem gegenüberliegenden Endabschnitt, welcher auch als End-Plug bezeichnet wird, aufzunehmen. Insbesondere bei Druckgasbehältern, deren Mittelteil, welcher das Speichervolumen umgibt, aus faserverstärktem Materialien ausgebildet ist, ist eine solche Aufnahme an den typischerweise aus metallischem Material ausgebildeten Endabschnitten besonders günstig, da hier sehr stabile und robuste Bereiche zur Lagerung des Druckgasbehälters zur Verfügung stehen, welche auch bei starken Druckschwankungen ihren Durchmesser nicht verändern, wie es der Mittelbereich des Druckgasbehälters tut. Damit ist im Bereich der Endabschnitte eine sehr günstige und zuverlässige Aufnahme möglich. Typischerweise erfolgt dies durch Lager mit zwei Lagerhälften, welche gegeneinander verschraubt werden, um einen korrespondierenden Bereich des jeweiligen Endabschnitts klemmend zwischen sich aufzunehmen.For the storage of pressurized gas containers in motor vehicles, various approaches are known from the prior art. For example, it may be provided that the compressed gas container at the end portions of the compressed gas container, the so-called boss, which is typically located on the side where the valve device is placed, and at the opposite end portion, which is also referred to as end plug, take. In particular, in compressed gas tanks, the central part, which surrounds the storage volume is formed of fiber reinforced materials, such a recording on the typically made of metallic material end portions is particularly favorable, since very stable and robust areas for storage of the gas cylinder are available, which also at high pressure fluctuations do not change their diameter, as does the central region of the gas cylinder. This is a very cheap and reliable recording possible in the end sections. Typically, this is done by bearings with two bearing halves which are bolted together to clampingly receive a corresponding portion of the respective end portion therebetween.
Darüber hinaus ist es so, dass in den meisten Fällen Temperatur und Druck herangezogen werden, um den Gasinhalt des Druckgasbehälters zu bestimmen. Die
Sehr viel früher beschreibt bereits die
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Lager zur Aufnahme eines Endabschnitts eines Druckgasbehälters anzugeben, welches gegenüber dem Stand der Technik weiter verbessert ist. Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Lagerung eines Druckgasbehälters in einem Fahrzeug anzugeben.The object of the present invention is now to provide an improved bearing for receiving an end portion of a gas cylinder, which is further improved over the prior art. In addition, the object of the invention is to provide a device for storing a compressed gas container in a vehicle.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lager mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem hiervon abhängigen Unteranspruch. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Lagerung eines Druckgasbehälters in einem Fahrzeug mit einem derartigen Lager gelöst. Auch hier ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung aus dem abhängigen Unteranspruch.According to the invention this object is achieved by a bearing with the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Lager ist es vorgesehen, dass dieses zwei Lagerhälften aufweist, zwischen welchen korrespondierende Bereiche der Endabschnitte des Druckgasbehälters klemmend aufnehmbar sind. In der im bestimmungsgemäßen Einsatz in Richtung der Schwerkraft unten liegenden Lagerhälfte ist im Bereich der Kontaktfläche zwischen der Lagerhälfte und dem darin aufnehmbaren Endabschnitt des Druckgasbehälters ein Druckkraftsensor angeordnet. Diese Ausgestaltung des Lagers mit einem Druckkraftsensor in der unteren Lagerhälfte ist außerordentlich effizient, um einerseits eine sichere und zuverlässige Lagerung des Druckgasbehälters zu gewährleisten und andererseits die von dem Druckgasbehälter auf die Lagerung wirkenden Kräfte zu messen. Durch das Verspannen der Lagerhälften, welches gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee über Schrauben erfolgen kann, wird auf den Druckkraftsensor dabei eine Vorspannung aufgebracht. Ergibt sich nun zusätzlich zu dieser aufgebrachten Vorspannung und der Gewichtskraft des Druckgasbehälters bei leerem Druckgasbehälter eine zusätzliche Kraft, welche sich nicht durch Beschleunigungsvorgänge in dem Fahrzeug erklären lässt, was über einen Beschleunigungssensor vergleichbar wie im Stand der Technik gegengeprüft und gegebenenfalls rechnerisch eliminiert werden kann, dann muss diese übrigbleibende Kraftkomponente in Richtung der Schwerkraft nach unten die Gewichtskraft des in dem Druckgasbehälter gespeicherten Gases sein. Vergleichsweise einfach, und ohne dass eine Hochdruckschnittstelle notwendig ist, wie es beim Einsatz eines Drucksensors zur Erfassung des Drucks im Inneren des Druckgasbehälters notwendig wäre, kann so sehr einfach und effizient die in dem Druckgasbehälter befindliche Gasmasse bestimmt werden. Dies erfolgt außerordentlich einfach und zuverlässig, wobei durch die Anordnung des Druckkraftsensors in der unteren Lagerschale zwischen der Lagerschale und dem korrespondierenden Bereich des Endabschnitts ein mechanisch sehr robuster Aufbau entsteht, bei welchem der Druckkraftsensor sehr geschützt in dem Lager verbaut ist, und so sicher vor mechanischen Beeinträchtigungen ist.In the bearing according to the invention, it is provided that this has two bearing halves, between which corresponding areas of the end portions of the compressed gas container are clamped receivable. In the intended use in the direction of gravity down bearing half a pressure force sensor is arranged in the region of the contact surface between the bearing half and the end portion of the pressurized gas container accommodatable therein. This embodiment of the bearing with a pressure force sensor in the lower half of the bearing is extremely efficient, on the one hand to ensure a safe and reliable storage of the compressed gas tank and on the other hand to measure the force acting on the storage of the compressed gas container forces. By bracing the bearing halves, which can be done in accordance with an advantageous development of the idea about screws, a bias voltage is applied to the pressure force sensor. Now, in addition to this applied bias and the weight of the gas cylinder with empty gas cylinder an additional force, which can not be explained by acceleration processes in the vehicle, which can be compared via an acceleration sensor comparable as in the prior art and possibly eliminated mathematically, then For example, this remaining downward force component must be the weight of the gas stored in the pressurized gas container. Comparatively simple, and without a high-pressure interface is necessary, as it is when using a pressure sensor for Detecting the pressure in the interior of the compressed gas tank would be necessary, it can be determined very easily and efficiently located in the gas cylinder gas mass. This is extremely simple and reliable, with the arrangement of the pressure force sensor in the lower bearing shell between the bearing shell and the corresponding portion of the end portion a mechanically very robust structure arises in which the pressure force sensor is very protected installed in the camp, and so safe from mechanical Impairments is.
Eine Vorrichtung zur Lagerung eines Druckgasbehälters in einem Fahrzeug kann nun wenigstens ein solches Lager aufweisen. Dies kann, wie es aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, ausreichen, um die Masse des Gases in dem Druckgasbehälter zu bestimmen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung einer derartigen Vorrichtung ist es jedoch vorgesehen, dass jeder der Druckgasbehälter über zwei derartige Lager gelagert ist, welche beide einen Druckkraftsensor aufweisen. Eines der Lager ist dabei als Festlager ausgebildet, typischerweise das Lager im Bereich des sogenannten Boss, in dem das Ventil angeordnet ist. Das gegenüberliegende Lager im Bereich des sogenannten End-Plugs kann dann vorzugsweise als Loslager ausgebildet sein, um Ausdehnungen des Druckgasbehälters in Längsrichtung beispielsweise durch thermische Effekte und/oder Druckänderungen auszugleichen.A device for storing a compressed gas container in a vehicle can now have at least one such bearing. This may, as is already known from the prior art, be sufficient to determine the mass of the gas in the pressurized gas container. According to an advantageous development of such a device, however, it is provided that each of the compressed gas containers is mounted on two such bearings, which both have a pressure force sensor. One of the bearings is designed as a fixed bearing, typically the bearing in the region of the so-called boss, in which the valve is arranged. The opposite bearing in the region of the so-called end plug can then preferably be designed as a movable bearing to compensate for expansion of the gas cylinder in the longitudinal direction, for example, by thermal effects and / or pressure changes.
Prinzipiell wäre es auch denkbar, den Drucksensor nicht innerhalb der unteren Lagerhälfte und somit verspannt zwischen den Lagerhälften und dem Boss oder dem End-Plug anzuordnen, sondern zwischen dem Lager, insbesondere dem Festlager, und einer das Lager tragenden Struktur, beispielweise einem Zwischenrahmen oder direkt dem Fahrzeugrahmen. Eine Anordnung des Drucksensors an dieser Stelle ließe bei einer verschraubten Lagerstruktur des Festlagers mit dem Zwischenrahmen oder Fahrzeugrahmen einen vergleichbaren Aufbau zu, bei dem der Drucksensor ebenfalls vorgespannt werden kann.In principle, it would also be conceivable not to arrange the pressure sensor within the lower half of the bearing and thus braced between the bearing halves and the boss or the end plug, but between the bearing, in particular the fixed bearing, and a structure bearing the bearing, for example an intermediate frame or directly the vehicle frame. An arrangement of the pressure sensor at this point would allow for a bolted bearing structure of the fixed bearing with the intermediate frame or vehicle frame a comparable structure in which the pressure sensor can also be biased.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich ferner aus dem Ausführungsbeispiel, welches unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the idea will become apparent from the embodiment, which is described in more detail with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug mit mehreren Druckgasbehältern; -
2 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Aufnahme der Druckgasbehälter in dem Fahrzeug; -
3 eine Ansicht des Festlagers aus der Richtung III in2 ; und -
4 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung gemäß der Linie IV - IV in3 .
-
1 a principle indicated vehicle with multiple gas cylinders; -
2 a schematic diagram of a device for receiving the compressed gas container in the vehicle; -
3 a view of the fixed bearing from the direction III in2 ; and -
4 a schematic sectional view along the line IV - IV in3 ,
In der Darstellung der
In der Darstellung der
In der Darstellung der
In der Darstellung der
In beiden Lagern
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102015218230 B3 [0003]DE 102015218230 B3 [0003]
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US12024012B2 (en) | 2018-07-06 | 2024-07-02 | Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch die Bundesministerin für Wirtschaft und Energie | Vehicle and measurement method |
EP4008948A1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | Linde GmbH | Method and storage container assembly |
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