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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe für ein Schwerlastfahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Bus, umfassend
- – wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete längliche Gasspeichertanks mit einem runden Querschnitt,
- – eine zum Halten der Tanks auf Distanz ausgebildete Abstandhalteranordnung, und
- – wenigstens einen zum Befestigen an einem an einem Fahrzeugchassis befestigten Teil und zum Spannen um die Tanks ausgebildeten Riemen, um diese zum Bilden eines Tankpakets zusammenzudrücken,
wobei die Abstandhalteranordnung wenigstens ein zum Zusammendrücken durch das Spannen des Riemens ausgebildetes Element umfasst.
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„Schwerlastfahrzeug” ist hier als ein Kraftfahrzeug mit einem Betriebsgewicht von mehr als 3,5 Tonnen definiert und umfasst unter anderem Lastkraftwagen und Busse.
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Das Ausstatten solch eines Kraftfahrzeugs mit einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe dient zum gering halten der Produktionskosten des Fahrzeugs, wobei wünschenswerterweise das Tankpaket an einer Stelle angeordnet wird, an der bei anderen in der gleichen Produktionslinie produzierten Fahrzeugen der Kraftstofftank, beispielsweise für Diesel, montiert werden soll, so dass das Tankpaket auf eine ähnliche Weise montiert werden kann, wie andere Kraftstofftanks. Dies bedeutet normalerweise, dass die Gasspeichertanks, normalerweise vier, mit der Abstandhalteranordnung in einem Tankpaket vormontiert sind, wenn sie an am Fahrzeugchassis befestigten Teilen in der Form von am Chassis befestigten Haltern gehoben werden und anschließend an diesen Teilen durch Spannen von einem oder mehreren Riemen befestigt werden. Die Abstandhalteranordnung weist normalerweise eine Vielzahl von Distanzteilen auf, wobei die Gummielemente durch das Spannen des Riemens zum Bilden des Tankpakets zusammengedrückt werden und die Gasspeichertanks vor Scheuern schützen.
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Zum sicheren Befestigen des Tankpaket an solch einem Schwerlastfahrzeug wie einem Lastkraftwagen sind hohe Spannkräfte in einem Riemen in der Größenordnung von 30–45 kN erforderlich. Die feste Stabilität der Anordnung des Tankpakets kann aber teilweise verlorengehen, da das Tankpaket Distanzen und Gummielemente umfasst, die Eigenschaften aufweisen, die sich nach einiger Zeit verformen und verhärten, und da der Druck in den Gasspeichertanks stark variiert, etwa von 15 bis 200 bar während eines Fahrzyklus, was zu einer Änderung des Umfangs der Gasspeichertanks durch Dehnung und Zusammenziehen dieser führt. Der Umfang von Gasspeichertanks aus Stahl kann sich während eines Fahrzyklus um bis zu 0,5 ändern und diese Änderung kann bei Tanks aus Verbundmaterial noch größer sein. Eine Lösung dieses Problems würde im Bereitstellen eines Riemens mit einer sehr starken Feder bestehen; aber diese Lösung wäre nicht attraktiv, da sie das für die Gasspeichertanks verfügbare Volumen beeinträchtigen würde, und es ist erwünscht, dieses Volumen möglichst groß zu halten, um die Reichweite des Fahrzeugs durch den in den Gasspeichertanks der Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe enthalten Kraftstoff zu optimieren.
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STAND DER TECHNIK
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US 2006/0033322 A1 offenbart eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe für ein Kraftfahrzeug eines ähnlichen Typs wie der in der Einleitung definierten, welche die zuvor beschriebenen Probleme nicht lösen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe der in der Einleitung definierten Art, die in wenigstens einigen Aspekten in Bezug auf Gaskraftstoff-Speicherbaugruppen nach dem Stand der Technik verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Bereitstellen solcher einer Baugruppe mit den im kennzeichnenden Teil des beigefügten Patenanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen erfüllt.
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Somit ist die Abstandhalteranordnung mit wenigstens einem zum Anordnen in einem zwischen den Gasspeichertanks ausgebildeten Raum vor dem Spannen des Riemens und Zusammendrücken durch dieses Spannen zum Speichern von potentieller Energie zum Auseinanderdrücken der Tanks ausgebildeten Federelement ausgestattet. Die im wenigstens einen Federelement gespeicherte potentielle Energie stellt sicher, dass das Tankpaket sicher in Bezug auf das Chassis des Fahrzeugs ohne die Gefahr von Bewegungen wie Schwingungen der Gasspeichertanks untereinander unabhängig von Änderungen der Gasdrücke in den Tanks und Verformungen sowie Verhärtungen der Distanzelemente befestigt wird. Ferner wird dies ohne Beeinträchtigen des möglichen Gesamtvolumens an Gas zum Speichern im Tankpaket erzielt, da der ohnehin freie Raum zwischen den Tanks zum Anordnen von Mitteln in der Form des wenigstens einen Federelements zum Halten des Gasspeichertankpakets als eine starre Einheit genutzt wird. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des wenigstens einen Federelements im Raum zwischen den Tanks statt im wenigstens einen Riemen ist das Beseitigen der Abhängigkeit von Reibung, die auftritt, wenn der Riemen andernfalls gegen das Tankpaket während der Wirkung des Federelements gleiten muss.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Federelement zum Vorspannen beim Setzen in den Raum vor dem Spannen des Riemens ausgebildet. Der effektive Federwirkungsweg kann dadurch optimiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Federelement eine mechanische Feder. Diese Wahl des Federelements führt zu einer hohen Zuverlässigkeit zu günstigen Kosten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Federelement eine Tellerfeder. Die Verwendung von einer oder mehreren Tellerfedern als Federelemente ermöglicht das Bereitstellen einer hohen Federsteifigkeit mit einem kurzen Federwirkungsweg, was solche Federelemente besonders unter Berücksichtigung des dafür verfügbaren knappen Raums bevorzugt macht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Abstandhalteranordnung wenigstens zwei Sätze von wenigstens einem Federelement, die auf Ebenen senkrecht zur Längsdehnung der Tanks wirken und entlang der Längsdehnung der Tanks wechselseitig versetzt sind. Ein Anordnen einer Vielzahl solcher Sätze von Federelementen erhöht die wirkende Gesamtfederkraft zum Stabilisieren des vorhandenen Gasspeichertankpakets.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe vier zum Bilden eines Pakets durch das Spannen des wenigstens einen Riemens ausgebildete Gasspeichertanks. Die Verwendung von vier Gasspeichertanks in einem Paket führt zu einer effizienten Nutzung des verfügbaren Volumens für das Paket und Bereitstellen eines geeigneten Raums zwischen den Tanks zur Verwendung für die Anordnung des wenigstens einen Federelements und gemäß einer Weiterentwicklung dieser Ausführungsform sind die Gasspeichertanks zum Bilden jeweils einer Ecke eines im Wesentlichen quadratischen Querschnitts des Pakets angeordnet und die Abstandhalteranordnung umfasst vier auf einer Ebene senkrecht zur Längsdehnung der Tanks wirkende Federelemente, so dass jeder Gasspeichertank mit zwei wirkenden Federelementen verknüpft, um diesen von jedem der zwei an diesen angrenzenden Gasspeichertanks wegzudrücken. Durch Bereitstellen solch eines Satzes von vier auf einer Ebene wirkenden Federelementen wird die Gesamtkraft zum Auseinanderdrücken der Tanks auf diese Federelemente verteilt, was zur Möglichkeit eines großen Federwirkungsweges, das heißt einer elastischen Durchbiegung, führt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Riemen zum Befestigen an einem am Chassis des Fahrzeugs befestigten Halter ausgebildet, um zusammen mit dem Halter das Paket von Gasspeichertanks zu umschließen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Gasspeichertanks aus Stahl oder einem Verbundmaterial, die geeignete Materialien für solche Tanks darstellen.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Schwerlastfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen oder einen Bus, der mit einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe gemäß der Erfindung ausgestattet ist, wobei das Kraftfahrzeug ebenfalls mit zwei oder mehr Gaskraftstoff-Speicherbaugruppen ausgestattet sein kann, um eine größere Menge von Gaskraftstoff zum Vergrößern der möglichen Reichweite des Fahrzeugs speichern zu können.
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Andere vorteilhafte Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In Bezug auf die beigefügten Zeichnungen folgt eine ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die als beispielhaft angeführt wird.
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Die Zeichnungen zeigen Folgendes:
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1 zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung, wie eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Schwerlastfahrzeug in der Form eines Lastkraftwagens angeordnet sein kann.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vormontierten Tankpakets als Teil einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das zum Heben auf am Chassis eines Kraftfahrzeugs befestigte Halter bereit ist.
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3 zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe mit dem Tankpaket an Haltern durch Spannen eines daran befestigten Riemens befestigt.
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AUSFÜHRLICHE BSCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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1 zeigt stark schematisch eine mögliche Position einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Schwerlastfahrzeug 2 in der Form eines Lastkraftwagens an einer Stelle, an der normalerweise ein Flüssigkraftstofftank, der etwa Diesel enthält, für solch ein Fahrzeug angeordnet ist. Eine Reihe von Komponenten des Fahrzeugs wurde weggelassen, da sie mit der vorliegenden Erfindung betreffend die Konstruktion einer Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe für solch ein Fahrzeug nichts zu tun haben.
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Nachfolgend ist eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Diese Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe weist vier parallel zueinander angeordnete längliche Gasspeichertanks 3 mit einem runden Querschnitt auf, die ein Tankpaket 4 mit einem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt bilden. Jeder Gastank weist typischerweise ein Volumen in der Größenordnung von 100 Litern auf, beispielsweise indem er eine Länge von 1500 mm und einen Durchmesser von 320 mm aufweist; es ist aber jede beliebige Größe dieses Volumens denkbar. Die Tanks können jede Art von Gas enthalten, die zum Antreiben eines Fahrzeugs geeignet ist, wie etwa Biogas. 2 zeigt das Tankpaket 4 in einem vormontierten Zustand, in dem die Gasspeichertanks 3 durch eine beliebige Form von Streifen o. Ä. am Platz gehalten werden und in dem eine Abstandhalteranordnung ein Teil des Tankpakets zum Halten der Tanks 3 auf Distanz ist.
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Die Abstandhalteranordnung umfasst zwischen angrenzenden Tanks verkeilte Abstandhalter 5 sowie wenigstens einen Satz 6 von vier Federelementen 7 in der Form von in einem durch die und zwischen den Gasspeichertanks begrenzten Raum 8 angeordneten Tellerfedern. Diese Federelemente 7 wirken auf einer Ebene senkrecht zur Längsdehnung der Tanks, so dass jeder Gasspeichertank mit zwei Federelementen verknüpft ist, die zum Wegdrücken von diesem von jedem der zwei an diesen angrenzenden Gasspeichertanks wirken. Stützteile 12 mit einer zum Folgen und Tragen auf der Umfangsfläche eines Tanks 3 ausgebildeten Fläche bilden Stützen für die Federelemente, auf die diese wirken.
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3 zeigt eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in der das vormontierte Tankpaket 4 von 2 auf eine oder mehrere am Chassis 10 des Fahrzeugs befestigte Halter 9 gesetzt wurde und ein oder mehrere am Halter 9 befestigte Riemen 11 um das Tankpaket 4 zum Zusammendrücken der Gasspeichertanks 3 gespannt wurden, das heißt zueinander, ohne einander zu berühren, während die Federelemente 7 zusammengedrückt werden, um potentielle Energie zum Auseinanderdrücken der Tanks zu speichern, was eine sehr feste und stabile Tankpaketeinheit bewirkt. Wenn der Umfang der Gastanks aufgrund eines niedrigeren Gasdrucks darin abnimmt, dehnen sich die Federelemente 7 aus und drücken die Gastanks auseinander, um sich fest gegen den Riemen 11 abzustützen. Wenn der Umfang der Gastanks hingegen aufgrund eines höheren Gasdrucks darin zunimmt, werden die Federelemente 7 stattdessen zusammengedrückt und drücken die Gastanks gegen den Riemen 11. Der Gastank 3' in 3 ist mit zwei Federelementen 7', 7'' verknüpft, die diesen von jedem der zwei an diesen angrenzenden Gasspeichertanks 3 und 3'' wegdrücken.
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Die Federanordnung kann durch die Längsdehnung der Gastanks 3 mehrere Sätze 6 von auf Ebenen senkrecht zur Längsdehnung der Tanks wirkenden und wechselseitig entlang dieser Längsdehnung versetzten Federelementen 7 umfassen, etwa eine Ebene von jeder Stelle der in 2 dargestellten Abstandhalter 5, was dann drei solche Sätze bedeutet.
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Die Erfindung ist selbstverständlich keinesfalls auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt, da viele Möglichkeiten zu Modifizierungen von dieser einem Fachmann klar sind, ohne vom in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abweichen zu müssen.
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Die Zahl von Gastanks in der Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe kann eine andere als 4 in jedem Tankpaket sein und die Baugruppe kann mehr als ein Tankpaket umfassen bzw. das Fahrzeug kann mehr als eine Gaskraftstoff-Speicherbaugruppe aufweisen.
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Es können andere Federelements als Tellerfedern verwendet werden, auch nicht-mechanische Federn; Tellerfedern sind aber aufgrund der Möglichkeit zum Erzielen einer hohen Federsteifigkeit mit einem kurzen Federwirkungsweg besonders vorteilhaft. Die Federsteifigkeit kann durch Ändern der Zahl der verwendeten Teller zum Bilden jeder Feder und der Gestaltung von jedem solchen Tellers geändert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0033322 A1 [0005]
