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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anbinden eines Druckspeichers an mindestens ein Strukturelement eines Fahrzeugs und ein System für ein Fahrzeug.
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Ein Kraftfahrzeug, das Brennstoffzellen und/oder einen wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotor aufweist, womit Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, benötigt auch einen als Energiespeicher und/oder Druckspeicher ausgebildeten Behälter zum Speichern von gasförmigem Brennstoff. Dabei ist es erforderlich, diesen Behälter in eine Architektur des Kraftfahrzeugs zu integrieren. Eine Art einer Einbindung des Behälters beeinflusst dabei unter anderem Leistungsdaten, bspw. eine Reichweite, des Kraftfahrzeugs. Es ist üblicherweise vorgesehen, dass ein derartiger als Tank ausgebildeter Behälter von einer Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs entkoppelt ist und bspw. über Spannbänder oder ein sogenanntes Neck-Mounting an der Karosserie befestigt ist. Dabei werden von dem Tank keine tragenden Funktionen übernommen, weshalb er, wie bspw. ein Motor oder ein Getriebe, in die Karosseriestruktur passiv eingebunden ist. Hier ist es bspw. möglich, den Tank an einem vergleichsweise schweren Tragrahmen zu befestigen. Durch Vorsehen der Spannbänder können sich jedoch Einbußen eines Speichervolumens des Tanks ergeben. Außerdem ist der Tank durch Schutzmaßnahmen vor einem möglichen Unfall zu schützen.
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Ein als Wasserstoff-Druckspeicher vom Typ 4 ausgebildeter Tank ist für einen Druck bis 700 bar ausgelegt, weshalb dieser eine hohe Bauteilsteifigkeit und eine hohe Festigkeit aufweist, wobei derartige Eigenschaften des Tanks für die Karosseriestruktur ungenutzt bleiben.
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Dennoch sind aufwändige Schutzmaßnahmen zu entwickeln, um auch diesen Speicher im Crash-Fall zu schützen.
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Ein Wasserstoffspeicher und ein Verfahren zum Befüllen eines Wasserstoffspeichers sind aus der Druckschrift
DE 10 2006 020 394 A1 bekannt.
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Ein Drucktank in einem Kraftfahrzeug ist aus der Druckschrift
DE 10 2010 024 212 A1 bekannt. Hierbei dient ein elastisches Kunststoffelement zum Befestigen und zum Ausgleich einer Ausdehnung des Drucktanks im Betrieb
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Die Druckschrift
DE 10 2011 050 054 A1 zeigt eine Schutzvorrichtung und ein Verfahren zum Schützen eines Druckbehälters. Dabei besteht eine Schutzhülle aus elastischem Material.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, einen Druckspeicher in eine Struktur eines Fahrzeugs zu integrieren.
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Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung und einem System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen der Anordnung und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist zum Anbinden eines bspw. rotationssymmetrischen Druckspeichers an einem Strukturelement eines Fahrzeugs ausgebildet, wobei der Druckspeicher mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt aufweist, in dessen Mitte und/oder auf dessen Rotationsachse bspw. eine Öffnung des Druckspeichers angeordnet ist. Die Anordnung weist n Anschlussteile auf, die an dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt befestigt und um die Rotationsachse bzw. Öffnung des Druckspeichers herum angeordnet sind. Außerdem weist die Anordnung mindestens eine Anbindungsstruktur bzw. Anbindungsvorrichtung mit mindestens einem druckspeicherseitigen Anbindungselement und mindestens einem fahrzeugseitigen Anbindungselement auf. Dabei sind die n Anschlussteile des mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitts an dem mindestens druckspeicherseitigen Anbindungselement der mindestens einen Anbindungsstruktur befestigt. Das mindestens eine fahrzeugseitige Anbindungselement der mindestens einen Anbindungsstruktur ist mit dem mindestens einen Strukturelement verbunden.
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Die n Anschlussteile, die an und/oder in dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt befestigt sind, sind üblicherweise auf einer Kreisbahn angeordnet, die die Öffnung in der Mitte und/oder auf der Rotationsachse des mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitts des Druckspeichers umschließt. Dabei entspricht üblicherweise ein Mittelpunkt der Kreisbahn einem Mittelpunkt der Öffnung, der weiterhin auf einer Rotationsachse des Druckspeichers angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass die n Anschlussteile bspw. symmetrisch verteilt auf der Kreisbahn angeordnet sind. Somit ist es in einer Ausgestaltung möglich, dass n Anschlussteile um Winkel von 360°/n versetzt symmetrisch auf der Kreisbahn angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass die n Anschlussteile auf der Kreisbahn asymmetrisch angeordnet sind.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Anordnung lediglich eine Anbindungsvorrichtung oder ggf. mehrere Anbindungsvorrichtungen aufweist. Unabhängig von einer konkreten Anzahl an Anbindungsvorrichtungen weist jede Anbindungsvorrichtung mindestens ein druckspeicherseitiges Anbindungselement und mindestens ein fahrzeugseitiges Anbindungselement auf.
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Bei einer ersten Ausführungsform der Anordnung weist das mindestens eine druckspeicherseitige Anbindungselement mindestens eine rotationssymmetrische Komponente und mindestens eine elastisch verformbare Komponente auf. Dabei sind die n Anschlussteile an der mindestens einen rotationssymmetrischen Komponente befestigt, wobei die rotationssymmetrische Komponente über die mindestens eine elastische verformbare Komponente mit dem mindestens einen Strukturelement verbunden ist.
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Demnach ist es möglich, dass die Anordnung n Anschlussteile aufweist, die an dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt befestigt und auf der Kreisbahn um die Öffnung und/oder Rotationsachse des Druckspeichers herum bspw. symmetrisch angeordnet sind. Weiterhin weist die mindestens eine Anbindungsvorrichtung der Anordnung das mindestens eine druckspeicherseitige Anbindungselement mit der rotationssymmetrischen Komponente und die mindestens eine elastisch verformbare Komponente auf. Die n Anschlussteile des Druckspeichers sind in der Regel über Befestigungselemente an der rotationssymmetrischen Komponente befestigt.
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Weiterhin weist die Anordnung mindestens ein bspw. starres bzw. solides fahrzeugseitiges Anbindungselement auf, das über Befestigungselemente an dem mindestens einen Strukturelement befestigt ist, wobei das mindestens fahrzeugseitige Anbindungselement über die mindestens eine elastisch verformbare Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements mit dem druckspeicherseitigen Anbindungselement und weiterhin über die Anschlussteile mit dem Druckspeicher verbunden ist.
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Die rotationssymmetrische Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements ist üblicherweise als Ring ausgebildet, an dem die Anschlussteile rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse der rotationssymmetrischen Komponente über Befestigungselemente zu befestigen und/oder befestigt sind, wobei die Rotationsachse der rotationssymmetrischen Komponente deckungsgleich zu der Rotationsachse des Druckspeichers anordenbar ist, die auch durch die Öffnung an dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt des Druckspeichers verläuft.
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Die mindestens eine elastische verformbare Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements ist in Ausgestaltung als elastisches Lagerelement ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Falls das druckspeicherseitige Anbindungselement mehrere derartige verformbare Komponenten bzw. Lagerelemente aufweist, sind diese an der bspw. als Ring ausgebildeten rotationssymmetrischen Komponente symmetrisch zu der Rotationsachse der rotationssymmetrischen Komponente angeordnet.
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Außerdem ist es möglich, dass die mindestens eine elastische Komponente des druckspeicherseitigen . Anbindungselements über mindestens eine weitere Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements, bspw. mindestens einen Fortsatz, der an der rotationssymmetrischen Komponente befestigt ist, und/oder mindestens einen Tragkörper, bspw. mindestens eine Schlaufe, der bzw. die die mindestens eine elastische Komponente umschließt, mit der rotationssymmetrischen Komponente verbunden ist.
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Hierbei ist in der Regel jeweils eine elastische Komponente innerhalb des bspw. schlaufenförmigen Tragkörpers angeordnet und mit diesem verbunden und/oder an diesem befestigt. Außerdem ist jeweils ein Tragkörper über jeweils einen Fortsatz an der rotationssymmetrischen Komponente befestigt und/oder mit dieser verbunden. Hierbei ist es möglich, dass jeweils ein Fortsatz und ein Tragkörper ein gemeinsames Bauteil bilden, das jeweils eine elastische Komponente mit der rotationssymmetrischen Komponente verbindet. Insgesamt ist es möglich, dass das druckspeicherseitige Anbindungselement als Komponenten die bspw. als Ring ausgebildete rotationssymmetrische Komponente, den mindestens einen Fortsatz, den mindestens einen Tragkörper und das mindestens eine Lagerelement aufweist, wobei es möglich ist, dass neben dem mindestens einen Lagerelement mindestens eine weitere Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements elastisch verformbar ist.
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Die mindestens eine elastische Komponente, bspw. das mindestens eine elastisch verformbare Lagerelement, des druckspeicherseitigen Anbindungselements ist über mindestens ein Befestigungselement an dem mindestens einen fahrzeugseitigen Anbindungselement befestigt.
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Anordnung sind das mindestens eine druckspeicherseitige Anbindungselement und das mindestens eine fahrzeugseitige Anbindungselement der mindestens einen Anbindungsstruktur bzw. Anbindungsvorrichtung aneinander befestigt und in der Regel starr bzw. solide ausgebildet. Dabei weist das mindestens eine druckspeicherseitige Anbindungselement mindestens ein Befestigungselement auf, wobei jeweils ein Anschlussteil über ein elastisches Lager, das als elastisches Lagermodul ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, mit jeweils einem Befestigungselement des mindestens einen druckspeicherseitigen Anbindungselements verbunden ist.
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Hierbei ist es möglich, dass das mindestens eine druckspeicherseitige Anbindungselement eine Schale mit einer Innenwand aufweist, die eine Außenwand des mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitts zumindest teilweise umschließt, wobei das mindestens eine Befestigungselement bspw. als Loch ausgebildet sowie an und/oder in der Schale angeordnet ist und diese bspw. durchsetzt.
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In Ausgestaltung weist die Anordnung mehrere Anbindungsstrukturen bzw. Anbindungsvorrichtungen auf, wobei jeweils mindestens ein Befestigungselement jeweils eines druckspeicherseitigen Anbindungselements jeweils einer Anbindungsstruktur mit jeweils mindestens einem Anschlussteil des Druckspeichers verbunden ist.
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Somit ist bei der zweiten Ausführungsform der Anordnung jeweils ein Anschlussteil des Druckspeichers, das auch als Insert zu bezeichnen und/oder ausgebildet ist, über jeweils ein elastisches Lagermodul mit jeweils einem Befestigungselement jeweils eines druckspeicherseitigen Anbindungselements verbunden. Dabei ist es möglich, dass das elastische Lagermodul zwischen dem Anschlussteil und dem Befestigungselement angeordnet, bspw. verschraubt ist. Ein jeweiliges elastisches Lagermodul ist bspw. als Hülsenlager ausgebildet, das weiterhin dazu ausgebildet ist, ein jeweiliges bspw. bolzen- und/oder stangenförmiges Anschlussteil zu umschließen. Ein derartiges vergleichbares elastisches Lagermodul, bspw. Hülsenlager, wird bspw. auch für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs benutzt. Dabei sind elastische Eigenschaften eines derartigen Lagermoduls in unterschiedlichen Raumrichtungen einstellbar. Das Lagermodul kann mit dem Anschlussteil und dem Befestigungselement direkt verschraubt werden. Hierbei ist es bspw. für den Fall, dass das Befestigungselement des mindestens einen Anbindungselements als Loch ausgebildet ist, möglich, das Anschlussteil durch das Loch zu führen und das elastische Lagermodul auf das Anschlussteil zu stecken und mit diesem zu verschrauben. Hierzu ist vorgesehen, dass das Anschlussteil ein Außengewinde aufweist, auf dem zusätzlich eine Mutter aufgeschraubt ist, wobei das elastische Lagermodul zwischen der Schale des mindestens einen druckspeicherseitigen Anbindungselements und der Mutter eingespannt wird.
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Der Druckspeicher, der über eine jeweilige Ausführungsform der Anordnung mit dem mindestens einen Strukturelement verbindbar ist, weist in der Regel einen halbkugelförmigen Abschnitt oder zwei halbkugelförmige Abschnitte auf, wobei jeweils mindestens ein halbkugelförmiger Abschnitt, über die mindestens eine Anbindungsstruktur an jeweils mindestens einem Strukturelement anbindbar ist. Falls der Druckspeicher zwei halbkugelförmige Abschnitte aufweist, die üblicherweise an seinen Enden angeordnet sind, ist es möglich, lediglich einen halbkugelförmigen Abschnitt oder beide halbkugelförmigen Abschnitte mit dem jeweils mindestens einen Strukturelement unabhängig voneinander zu verbinden.
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Das erfindungsgemäße System für ein Fahrzeug weist einen bspw. rotationssymmetrischen Druckspeicher und mindestens eine Ausführungsform der vorgestellten erfindungsgemäßen Anordnung auf. Dabei ist mindestens ein halbkugelförmiger Abschnitt des Druckspeichers über mindestens eine Anordnung an mindestens einem Strukturelement des Fahrzeugs anbindbar und/oder angebunden. Dies bedeutet üblicherweise, dass jeweils mindestens ein halbkugelförmiger Abschnitt des Druckspeichers über jeweils eine Ausführungsform der Anordnung an jeweils einem Strukturelement des Fahrzeugs anbindbar und/oder angebunden ist.
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In der Regel weist der bspw. rotationssymmetrische Druckspeicher an zwei Enden halbkugelförmige Abschnitte auf, in deren Mitte bzw. auf deren Polen sich bspw. auf einer Rotationsachse des Druckspeichers zwei Öffnungen für Ventile befinden. Dabei ist es möglich, dass jeweils ein Abschnitt an einem Ende des Druckspeichers n um eine jeweilige Öffnung symmetrisch angeordnete Anschlussteile aufweist. Jeweils ein derartiger Abschnitt am Ende des Druckspeichers ist mit jeweils einer Ausführungsform der Anordnung mit jeweils einem Strukturelement des Fahrzeugs verbindbar bzw. verbunden.
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Das mindestens eine Strukturelement ist als Tragteil, bspw. als Tragteil einer Karosserie oder eines Gestells, des Fahrzeugs ausgebildet. Der Druckspeicher, bspw. ein Drucktank und/oder Druckbehälter, ist dazu ausgebildet, ein Gas zu bevorraten bzw. zu speichern.
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Das druckspeicherseitige Anbindungselement ist weiterhin als Hilfsrahmen ausgebildet und/oder zu bezeichnen, der zumindest über das mindestens eine elastisch verformbare Lagerelement eine relative Bewegung des Druckspeichers relativ zu dem mindestens einen Strukturelement sowie zu dem mindestens einen fahrzeugseitigen Anbindungselement zulässt. Es ist möglich, dass über das mindestens eine Lagerelement als Lagerstelle des fahrzeugseitigen Anbindungselements Verschiebungen von mehreren Millimetern aufgenommen und gedämpft werden. Trotzdem trägt die Anordnung zur Versteifung der Karosserie bei. Die Lagerelemente als Lagerstellen ermöglichen die Übertragung von dreidimensionalen Spannungszuständen und dienen auch als Kraftübertragungselemente für den bspw. lasttragenden Druckspeicher, der bspw. als Wickeltank ausgebildet ist. Das druckspeicherseitige Anbindungselement ist über die Anschlussteile an dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt bzw. einem Bundfortsatz des Druckspeichers mit diesem formschlüssig verbunden. Die Anschlussteile sind als sogenannte Inserts ausgebildet und/oder zu bezeichnen und bspw. formschlüssig in äußeren Lagen einer Wandung des Druckspeichers, die mehrere Lagen aufweist, eingeflochten und somit in dessen Wandung integriert. Der Druckspeicher ist in Ausgestaltung aus einem faserverstärkten, bspw. glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff aus mehreren Lagen bzw. Schichten gebildet.
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Üblicherweise ist ein Radius der rotationssymmetrischen Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements maximal so groß wie ein Radius des Druckspeichers. Falls auch die rotationssymmetrische Komponente elastisch verformbar ist, ist es möglich, dass das druckspeicherseitige Anbindungselement im Bereich des mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitts, der als Dom ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, bei einem Betankungsvorgang des Druckspeichers einseitig oder beidseitig eine Ausdehnung des Druckspeichers in radialer und axialer Richtung zulässt, ohne dabei eine zu hohe Last bzw. Verschiebung auf das Strukturelement des Fahrzeugs zu bewirken.
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Das mindestens eine Anbindungselement ist wahlweise axial und/oder radial mit dem mindestens einen Strukturelement, bspw. einem Längsträger, Querträger oder einem ähnlichen tragenden Bauteil des Fahrzeugs über das mindestens eine Befestigungselement verbunden, bspw. verschraubt.
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Außerdem ist das mindestens eine Anbindungselement dazu ausgebildet, während eines Betriebs des Fahrzeugs den Druckspeicher von Bewegungen des Fahrzeugs zu entkoppeln und hierbei bspw. Schwingungen zu dämpfen.
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Die vorgestellte Anordnung ist bspw. für einen Wasserstoff-Druckspeicher vom Typ 4 vorgesehen, in dem Wasserstoff unter einem Druck von 700 bar speicherbar ist. Dabei ist es möglich, einen derartigen Druckspeicher funktionell in den Aufbau des Fahrzeugs zu integrieren und dabei bspw. eine Struktur der Karosserie des Fahrzeugs zu versteifen. Hierdurch ist unter anderem eine passive Sicherheit zu erhöhen und ein Gewicht zu reduzieren, wodurch wiederum eine Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen ist.
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Dabei ist der Druckspeicher über das druckspeicherseitige Anbindungselement mit dem mindestens einen Strukturelement flexibel statt starr verbunden, wobei es dennoch möglich ist, dass der Druckspeicher als lasttragende und/oder versteifende Komponente in der Karosserie des Fahrzeugs wirkt. Das druckspeicherseitige Anbindungselement der Anordnung lässt weiterhin ein sogenanntes Tankatmen des Druckspeichers bzw. Drucktanks aufgrund einer Änderung, d. h. eine Zunahme oder eine Abnahme, der Menge des Gases innerhalb des Druckspeichers, zu, wenn dieser bspw. unter einem Druck von 700 bar betankt oder entleert wird, wobei sich die Größe bzw. Abmessung des Drucktanks axial bzw. in Längsrichtung und/oder radial um ca. 3 bis 4 mm ändert. Das druckspeicherseitige Anbindungselement lässt demnach eine Ausdehnung des Druckspeichers beim Betanken zu. Gleichzeitig wird über das mindestens eine Anbindungselement eine Funktion des Druckspeichers als Strukturbauteil ermöglicht, das in den Aufbau des Fahrzeugs starr eingebunden ist.
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Ergänzend wird vor allem im Falle eines Crashes ein Schutz des Druckspeichers über das druckspeicherseitige Anbindungselement gewährleistet, wodurch vermieden wird, dass auf den Druckspeicher oder dessen Ventil unzulässig hohe Kräfte einwirken. Durch Entfall einer sonst üblichen Tragstruktur in der Karosserie des Fahrzeugs, die nunmehr durch die vorgestellte Anordnung ersetzt wird, ist es weiterhin möglich, ein Volumen des Druckspeichers zu vergrößern. Außerdem weist die Anordnung ein im Vergleich zu der sonst üblichen Tragstruktur reduziertes Gewicht auf. Eine passive Sicherheit wird durch Schutz von empfindlichen Dombereichen des Druckspeichers durch das mindestens eine Anbindungselement erhöht.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung zwei Beispiele einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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Die in 1a schematisch dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 24 für ein Fahrzeug umfasst die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 22, einen hier rotationssymmetrischen Drucktank bzw. Druckspeicher 6 mit einer Rotationsachse 7 sowie drei als Träger ausgebildete Strukturelemente 8, 10, 12 des Fahrzeugs.
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Eine Wandung 14 des Druckspeichers 6 bzw. Druckbehälters ist hier aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Alternativ ist es möglich, dass die Wandung 14 aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Außerdem umfasst die Wandung 14 drei Abschnitte 30, 32, 34, wobei ein mittlerer Abschnitt 32 hier zylinderförmig ausgebildet ist. Dieser mittlere Abschnitt 32 befindet sich zwischen zwei äußeren Abschnitten 30, 34, die hier halbkugelförmig bzw. domartig ausgebildet sind, wobei an einem Ende bzw. Pol eines jeweiligen äußeren halbkugelförmigen Abschnitts 30, 34 ein Stutzen 16, 18 bzw. ein sogenanntes Bossteil angeordnet ist, der jeweils eine Öffnung des Druckspeichers 6 umschließt, die auch auf der Rotationsachse 7 befindet und in der ein Ventil anordenbar ist.
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Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 22 ist in 1a von der Seite und in 1b in Schnittdarstellung schematisch gezeigt. Die Ausführungsform der Anordnung 22, der Druckspeicher 6 und das erste Strukturelement 8 des Fahrzeugs bilden hier auch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 24.
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Dabei umfasst die Anordnung 22 eine Anbindungsstruktur 23 zum Anbinden des Druckspeichers 6 an dem ersten Strukturelement 8 vier stiftförmige bzw. stabförmige Anschlussteile 26, die in die Wandung 14 des Druckspeichers 6 zumindest teilweise integriert und somit an dem ersten halbkugelförmigen Abschnitt 30 befestigt sind, wobei in 1a lediglich zwei dieser Anschlussteile 26 gezeigt sind. Diese vier Anschlussteile 26 sind um die zentrale Öffnung im ersten halbkugelförmigen Abschnitt 30 auf einer Kreisbahn herum gleichmäßig symmetrisch angeordnet, wobei die Anschlussteile 26 hier an Eckpunkten eines regelmäßigen gleichseitigen n-Ecks, hier eines als Quadrat ausgebildeten regelmäßigen gleichseitigen Vierecks, angeordnet sind, wobei die Öffnung mit dem Ventil sowie der Stutzen 16 hier an einem auf der Rotationsachse angeordneten Mittelpunkt dieses n-Ecks angeordnet ist bzw. sind. Die Anbindungsstruktur 23 der Anordnung 22 umfasst weiterhin ein druckspeicherseitiges elastisches Anbindungselement 28, das auch als Torsionsrahmen ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist.
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Dieses druckspeicherseitige elastische Anbindungselement 28 weist einen Ring 29 mit vier Öffnungen auf, die hier deckungsgleich zu den Anschlussteilen 26 an der Wandung 14 des Druckspeichers angeordnet sind. Dabei ist der Ring 29 des elastischen druckspeicherseitigen Anbindungselements 28 über n, hier explizit über vier als Schrauben ausgebildete Befestigungselemente 36 an den Anschlussteilen 26 und somit an dem Druckspeicher 6 befestigt, wobei jeweils ein als Schraube ausgebildetes Befestigungselement 36 in ein Gewinde jeweils eines Anschlussteils 26 geschraubt ist. Außerdem sind an einem elastischen Ring 29 des druckspeicherseitigen elastischen Anbindungselements 28 hier zwei an dem Ring 29 gegenüberliegend angeordnete Fortsätze 38 angeordnet, die hier viereckig ausgebildet sind und den Ring 29 axial zu seiner Rotationsachse, die hier auch der Rotationsachse 7 des Druckspeichers 6 entspricht, verlängern. An jeweils einem Fortsatz 38 ist ein ringförmiger und/oder schlaufenförmiger Tragkörper 40 befestigt, wobei jeweils ein derartiger Tragkörper 40 ein elastisches Lagerelement 42 umschließt. Außerdem ist an dem Strukturelement 8 über weitere als Schrauben ausgebildete Befestigungselemente 46 ein fahrzeugseitiges Anbindungselement 44 befestigt, das hier starr und bügelförmig ausgebildet ist. Dabei ist jeweils ein von einem Tragkörper 40 umschlossenes elastisches Lagerelement 42 mit einem weiteren als Schraube ausgebildeten Befestigungselement 48 mit dem fahrzeugseitigen Anbindungselement 44 verbunden.
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Insgesamt sind hier die Anschlussteile 26 an dem mindestens einen halbkugelförmigen Abschnitt 30 an einem Ende des Druckspeichers 6 über Komponenten des druckspeicherseitigen Anbindungselements 28, das fahrzeugseitige Anbindungselement 44 sowie die als Schrauben ausgebildeten Befestigungselemente 36, 46, 48 an dem Strukturelement 8 angebunden. Dabei ist hier mindestens eine Komponente des druckspeicherseitigen Anbindungselements 28, d. h. der Ring 29, die Fortsätze 38, der Tragkörper 40 und/oder das elastische Lagerelement 42, innerhalb des am Ring 29 über die Fortsätze 38 befestigten Tragkörpers 40, elastisch verformbar, weshalb der Drucktank 6 über die beschriebene Ausführungsform der Anordnung 22 an dem Strukturelement 8, relativ zu dem Strukturelement 8 beweglich befestigt ist.
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Die in 2a und 2b schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 124 für ein Fahrzeug umfasst zwei Beispiele der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 122, einen hier rotationssymmetrischen Drucktank bzw. Druckspeicher 106 mit einer Rotationsachse sowie drei als Träger ausgebildete Strukturelemente 108, 110, 112 des Fahrzeugs.
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Wie 2b zeigt, ist eine Wandung des Druckspeichers 106 hier in drei Abschnitte 130, 132, 134 unterteilt, wobei ein mittlerer Abschnitt 132 hier zylinderförmig ausgebildet ist. Dieser mittlere Abschnitt 132 befindet sich zwischen zwei äußeren Abschnitten 130, 134, die hier jeweils halbkugelförmig bzw. domartig ausgebildet sind, wobei an einem Ende bzw. Pol eines jeweiligen äußeren halbkugelförmigen Abschnitts 130, 134 ein Stutzen 116, 118 bzw. ein sogenanntes Bossteil angeordnet ist, der jeweils eine Öffnung des Druckspeichers 106 umschließt, die auf der Rotationsachse angeordnet und in der ein Ventil anordenbar ist.
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Die beiden Ausführungsformen der Anordnung 122, der Druckspeicher 106 und die beiden Strukturelemente 108, 110 des Fahrzeugs bilden hier auch die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 124.
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Hierbei ist vorgesehen, dass die beiden Beispiele der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 122 gleichartig bzw. identisch ausgebildet sind und jeweils zwei Anbindungsstrukturen 123 aufweisen. Dabei ist das erste Beispiel der Anordnung dem ersten halbkugelförmigen Abschnitt 130 zuzuordnen. Das zweite Beispiel der Anordnung 122 ist dem zweiten halbkugelförmigen Abschnitt 134 des Druckspeichers 106 zuzuordnen. Hierbei ist der erste Abschnitt 130 über das erste Beispiel der Anordnung 122 an das erste Strukturelement 108 anbindbar. Der zweite halbkugelförmige Abschnitt 134 des Druckspeichers 106 ist über das zweite Beispiel der Anordnung 122 an das zweite Strukturelement 110 anbindbar.
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Dabei umfasst jede Anordnung 122 die beiden Anbindungsstrukturen 123 zum Anbinden des Druckspeichers 106 an den Strukturelementen 108, 110, vier stiftförmige bzw. stabförmige Anschlussteile 126, die jeweils in einen halbkugelförmigen Abschnitt 130, 132 des Druckspeichers 106 zumindest teilweise integriert und somit an dem jeweiligen halbkugelförmigen Abschnitt 130 befestigt sind. Diese vier stab- bzw. stangenförmigen Anschlussteile 126 sind um die zentrale Öffnung eines halbkugelförmigen Abschnitts 130 herum auf einer Kreisbahn gleichmäßig symmetrisch angeordnet, wobei die Anschlussteile 126 hier an Eckpunkten eines regelmäßigen gleichseitigen n-Ecks, hier eines als Quadrat ausgebildeten regelmäßigen gleichseitigen Vierecks, angeordnet sind, wobei die Öffnung mit dem Ventil sowie ein jeweiliger Stutzen 116 hier an einem auf der Rotationsachse angeordneten Mittelpunkt dieses n-Ecks angeordnet ist bzw. sind.
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Weiterhin umfasst jede Anbindungsstruktur 123 jeder Anordnung 122 ein druckspeicherseitiges Anbindungselement 140 und ein fahrzeugseitiges Anbindungselement 142, die miteinander verbunden und jeweils starr bzw. solide ausgebildet sind. Weiterhin ist jedes druckspeicherseitige Anbindungselement 140 hier als Schale bzw. Halbschale ausgebildet, wobei eine Innenwand eines jeweiligen druckspeicherseitigen Anbindungselementes 140 passförmig zu einer Außenwand des Druckspeichers 106, zumindest abschnittsweise passförmig zu einer Außenwand eines jeweiligen halbkugelförmigen Abschnitts 130, 134 des Druckspeichers 106 ausgebildet ist. Außerdem weist jedes hier als Schale bzw. Halbkugelschale ausgebildete druckspeicherseitige Anbindungselement 140 jeweils zwei hier als Löcher ausgebildete Befestigungselemente 144 auf. Jeweils ein fahrzeugseitiges Anbindungselement 142 ist hier je nach Definition flossenförmig und/oder stegförmig ausgebildet und/oder so zu bezeichnen.
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Zum Anbinden jeweils eines halbkugelförmigen Abschnitts 130, 134 an jeweils einem Strukturelement 108, 110 ist vorgesehen, jeweils ein druckspeicherseitiges Anbindungselement 140 auf einem Bereich jeweils eines halbkugelförmigen Abschnitts 130, 134 anzuordnen und dabei jeweils ein stangenförmiges Anschlussteil 126 durch jeweils ein als Loch ausgebildetes Befestigungselement 144 zu führen. Außerdem ist jeweils ein hier als Hülsenlager ausgebildetes elastisches Lager, d. h. Lagermodul 146 auf jeweils einem stangenförmigen Anschlussteil 126 anzuordnen und mit diesem zu verbinden bzw. daran zu befestigen, wobei hier jeweils ein druckspeicherseitiges Anbindungselement 140 über zwei elastische Lagermodule 146 an zwei Anschlussteilen 126 zu befestigen ist. Dabei wird das jeweilige druckspeicherseitige Anbindungselement 140 zwischen den elastischen Lagermodulen 146 und dem jeweiligen halbkugelförmigen Abschnitt 130, 134 eingeklemmt. Es ist hierbei vorgesehen, dass jedes Anschlussteil 126 ein Außengewinde aufweist.
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Ein elastisches Lagermodul 146 ist in 2c in Draufsicht und in 2d von der Seite schematisch dargestellt. Das elastische Lagermodul 146 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und umfasst eine Hülse 148, die eine hohlzylinderförmige Ausnehmung 150 umschließen. Hierbei ist vorgesehen, dass die Hülse 148 des elastischen Lagermoduls 146 elastisch verformbar ausgebildet, wohingegen die Ausnehmung 150 von einer starren bzw. soliden Wand 152 umschlossen ist. Üblicherweise wird, nachdem ein jeweiliges druckspeicherseitiges Anbindungselement 140 auf einem jeweiligen halbkugelförmigen Abschnitt angeordnet ist, jeweils ein elastisches Lagermodul 146 auf jeweils einem Anschlussteil 126 angeordnet, wobei jeweils ein Anschlussteil 126 durch die Ausnehmung des jeweiligen elastischen Lagermodduls 146 geführt wird. Danach ist jeweils eine Mutter auf das Außengewinde eines jeweiligen Anschlussteils 126 zu schrauben, wobei weiterhin jeweils ein elastisches Lagermodul 146 zwischen einem jeweiligen halbkugelförmigen Abschnitt 130, 134 und einer jeweiligen Mutter eingeklemmt wird.
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Ein jeweiliges fahrzeugseitiges Anbindungselement 142 ist hier je nach Definition stegförmig und/oder flossenförmig ausgebildet und entsprechend einer jeweiligen Form des jeweiligen Strukturelements 108, 110, an dem das fahrzeugseitige Anbindungselement 142 zu befestigen ist, geformt. Wie die 2a und 2b zeigen, ist es möglich, dass jeweils ein fahrzeugseitiges Anbindungselement 142 mindestens einen geraden Abschnitt und/oder mindestens einen gebogenen bzw. kurvenförmigen Abschnitt aufweist.
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Wie die 2a und 2b zeigen, ist ein jeweiliger halbkugelförmiger Abschnitt 130, 134 des Druckspeichers 106 zwischen zwei druckspeicherseitigen Anbindungselementen 140 einer jeweiligen Anbindungsstruktur 123 anzuordnen. Jeweils ein fahrzeugseitiges Anbindungselement 142 einer jeweiligen Anbindungsstruktur 123 ist hier auf einer Oberseite oder auf einer Unterseite eines jeweiligen Strukturelements 108, 110 anzuordnen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006020394 A1 [0005]
- DE 102010024212 A1 [0006]
- DE 102011050054 A1 [0007]
