DE102018105664A1 - Tankherstellungsverfahren und tank - Google Patents

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Abstract

Ein Tankherstellungsverfahren umfasst die Schritte (a) Ausbilden einer unausgehärteten Verstärkungsschicht, (b) Einbetten zumindest eines Teils eines Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht und (c) Aufwickeln einer mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkten Glasfaser, so dass das Schild bedeckt wird, um eine unausgehärtete Oberflächenschicht auszubilden. Der Schritt in (a) umfasst, (a1) eine unausgehärtete innere Schicht auszubilden und (a2) eine unausgehärtete äußere Schicht, die eine Abdeckungsrate hat, die kleiner als die unausgehärtete innere Schicht und kleiner als 100% ist, auszubilden, wobei die unausgehärtete äußere Schicht auf der unausgehärteten inneren Schicht angeordnet ist.

Description

  • Hintergrund
  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie eines Tanks.
  • Stand der Technik
  • Es ist ein Tank gebräuchlich, der ein Fluid speichert, etwa Gas und Flüssiggas ( JP 2016 - 142 349 A ). In der JP 2016 - 142 349 A weist der Tank eine Auskleidung, eine aus faserverstärktem Harz ausgebildete Verstärkungsschicht auf der Auskleidung, ein auf der Verstärkungsschicht angeordnetes Schild und eine glasfaserhaltige Oberflächenschicht auf, die so angeordnet ist, dass sie das Schild bedeckt.
  • Bei der herkömmlichen Technologie kann an einem Grenzabschnitt zwischen dem auf der Verstärkungsschicht angeordneten Schild und der um das Schild herum positionierten Verstärkungsschicht ein Niveauunterschied auftreten. Wenn in einem solchen Fall Glasfaser aufgewickelt wird, um das Schild zu bedecken, kann sich die Glasfaser aufgrund des Niveauunterschieds biegen. Der Tank wird dabei mit einem Fluid gefüllt oder es strömt Fluid aus dem Tank heraus, wodurch sich der Tank wiederholt ausdehnt und zusammenzieht. Das Ausdehnen und Zusammenziehen des Tanks kann somit an einem gebogenen Glasfaserabschnitt einen Riss erzeugen oder Glasfaser ablösen. Daher ist herkömmlicherweise nach einer Technologie verlangt worden, die die Glasfaserbiegung infolge eines Niveauunterschieds unterdrückt.
  • Kurzdarstellung
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte, um zumindest einen Teil der oben beschriebenen Probleme zu lösen, und sie kann durch die folgenden Ausgestaltungen erreicht werden.
    1. (1) Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Tankherstellungsverfahren vor. Das Tankherstellungsverfahren umfasst die Schritte (a) Aufwickeln einer mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkten Faser auf einer Auskleidung, um eine unausgehärtete Verstärkungsschicht auszubilden, (2) Einbetten zumindest eines Teil eines Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht und (c) Aufwickeln einer mit dem unausgehärteten Reaktionsharz getränkten Glasfaser, so dass das Schild bedeckt wird, um eine unausgehärtete Oberflächenschicht auszubilden, wobei der Schritt (a) umfasst, (a1) eine unausgehärtete innere Schicht auszubilden und (a2) eine unausgehärtete äußere Schicht auszubilden, die eine Bedeckungsrate hat, die kleiner als die unausgehärtete innere Schicht und kleiner als 100% ist, wobei die Bedeckungsrate ein prozentualer Volumenanteil ist, der im Raum der unausgehärteten Verstärkungsschicht durch die mit dem Reaktionsharz getränkte Faser belegt wird, und die auf der unausgehärteten inneren Schicht angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht kleiner als 100%, und deswegen hat die unausgehärtete äußere Schicht Hohlräume. Wenn zumindest ein Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht eingebettet wird, kann auf diese Weise die Faser der unausgehärteten äußeren Schicht, die durch das Schild eingedrückt wird, zu den Hohlräumen beiseitegeschoben werden, was es leicht möglich macht, einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten. Somit ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der um das Schild herum am Grenzabschnitt zwischen dem Schild und der unausgehärteten Verstärkungsschicht auftritt, was die Biegung der Glasfaser am Grenzabschnitt unterdrückt, wenn die Glasfaser aufgewickelt wird.
    2. (2) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann der Schritt (b) umfassen, (b1) das Schild auf der unausgehärteten Verstärkungsschicht anzuordnen und (b2) durch die Glasfaser, die im Schritt (c) auf dem Schild aufgewickelt wird, zumindest einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten, wobei der Schritt (b2) umfassen kann, einen Zug, der der Glasfaser mitgegeben wird, wenn die Glasfaser auf dem Schild aufgewickelt wird, höher als einen Zug einzustellen, der der Glasfaser mitgegeben wird, wenn die Glasfaser auf einem anderen Teil aufgewickelt wird, der vom Schild verschieden ist. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist es möglich, zumindest einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten, wenn die Glasfaser aufgewickelt wird.
    3. (3) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann eine Dicke der unausgehärteten äußeren Schicht, die durch den Schritt (a2) ausgebildet wird, größer als eine Dicke des Schilds sein. Bei dieser Ausgestaltung ist es leicht möglich, einen größeren Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten.
    4. (4) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann der Schritt (b) sein, das Schild in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten, bis eine Oberfläche des Schilds auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie eine Oberfläche einer unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht positioniert ist, die um das in der unausgehärteten Verstärkungsschicht eingebettete Schild herum positioniert ist. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der um das Schild herum am Grenzabschnitt zwischen dem Schild und der umgebenden Verstärkungsschicht auftritt, was die Biegung der Glasfaser am Grenzabschnitt weiter unterdrückt, wenn die Glasfaser aufgewickelt wird.
    5. (5) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann das Schild, das durch den Schritt (b) in die unausgehärtete Verstärkungsschicht eingebettet wird, aus Metall ausgebildet sein. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist das Schild aus Metall ausgebildet, und deswegen ist das Schild härter als die Faser der unausgehärteten Verstärkungsschicht. Wenn das Schild in die unausgehärtete Verstärkungsschicht gedrückt wird, um zumindest einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten, kann die Faser der unausgehärteten Verstärkungsschicht somit leicht durch das Schild beiseitegeschoben werden. Auf diese Weise ist es leichter möglich, zumindest einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten.
    6. (6) Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Tank vor. Der Tank weist eine Auskleidung, eine aus faserverstärktem Harz ausgebildete Verstärkungsschicht, die auf der Auskleidung angeordnet ist, ein auf der Verstärkungsschicht angeordnetes Schild und eine aus glasfaserverstärktem Harz ausgebildete Oberflächenschicht auf, die so angeordnet ist, dass sie das Schild bedeckt, wobei die Verstärkungsschicht eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweist, die eine Bedeckungsrate hat, die kleiner als die innere Schicht und kleiner als 100% ist, wobei die Bedeckungsrate ein prozentualer Volumenanteil ist, der im Raum der Verstärkungsschicht durch das faserverstärkte Harz belegt wird, und die auf der inneren Schicht angeordnet ist, und zumindest ein Teil des Schilds in der Verstärkungsschicht eingebettet ist. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist die Bedeckungsrate der äußeren Schicht kleiner als 100%, und deswegen ist es leicht möglich, zumindest einen Teil des Schilds in die Verstärkungsschicht einzubetten. Auf diese Weise ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der um das Schild herum am Grenzabschnitt zwischen dem Schild und der Verstärkungsschicht auftritt, was eine Biegung der Glasfaser am Grenzabschnitt unterdrückt.
    7. (7) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann die äußere Schicht eine größere Dicke als das Schild haben. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist es leicht möglich, einen größeren Teil des Schilds in die Verstärkungsschicht einzubetten.
    8. (8) Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann eine Oberfläche des Schilds und eine Oberfläche einer umgebenden Verstärkungsschicht, die um das Schild in der Verstärkungsschicht herum positioniert ist, auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche positioniert sein. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der um das Schild herum am Grenzabschnitt zwischen dem Schild und der Verstärkungsschicht (der umgebenden Verstärkungsschicht) auftritt, was die Biegung der Glasfaser am Grenzabschnitt unterdrückt.
    9. (9) bei der oben beschriebenen Ausgestaltung kann das Schild aus Metall ausgebildet sein. Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung ist das Schild aus Metall ausgebildet, und deswegen ist das Schild härter als die Faser der Verstärkungsschicht. Wenn das Schild in die unausgehärtete Verstärkungsschicht gedrückt wird, um zumindest einen Teil des Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht einzubetten, kann somit die Faser der unausgehärteten Verstärkungsschicht leicht durch das Schild beiseitegeschoben werden. Auf diese Weise ist es leichter möglich, zumindest einen Teil des Schilds in der unausgehärteten Verstärkungsschicht einzubetten.
  • Die vorliegende Erfindung kann durch verschiedene andere Ausgestaltungen als den oben beschriebenen Tank und das oben beschriebene Tankherstellungsverfahren erreicht werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung durch die Ausgestaltungen eines Brennstoffzellensystems, das einen mit Wasserstoffgas gefüllten Tank aufweist, eines mit Tank versehenen Fahrzeugs und dergleichen erreicht werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Gestaltung eines Tanks als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs R2, der in 1 von einer Strichlinie umgeben ist;
    • 3 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Bandwickelns eines Faserbündels;
    • 4 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Spiralwickelns eines Faserbündels;
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Tankherstellungsablaufs;
    • 6 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S10;
    • 7 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Schritts S10;
    • 8 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S20;
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Tankherstellungsablaufs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
    • 10 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S20a.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Erstes Ausführungsbeispiel:
  • 1 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Gestaltung eines Tanks 100 als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 1 ist ein Schaubild des Tanks 100 in einem Schnitt, der unter Schnitten, die durch eine Mittelachse O des Tanks 100 gehen und parallel zur Mittelachse O sind, durch ein Schild LB des Tanks 100 geht. Der Tank 100 wird durch ein Tankherstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt. Der Tank 100 wird zum Beispiel mit verdichtetem Wasserstoffgas gefüllt. Der Tank 100 ist zum Beispiel auf einem Brennstoffzellenfahrzeug als eine Zufuhrquelle vorgesehen, um einer Brennstoffzelle als Anodengas Wasserstoffgas zuzuführen.
  • Der Tank 100 ist ein hohler Behälter. Der Tank 100 weist eine Auskleidung 10, die einen Bauelementkörper des Tanks 100 ausbildet, eine Verstärkungsschicht 20, ein Schild LB und eine Oberflächenschicht 25 auf. Der Tank 100 weist außerdem in einer Richtung entlang der Mittelachse O (Längsrichtung) des Tanks 100 auf beiden Seiten Mundstücke 30, 40 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass die Mittelachse O des Tanks 100 die gleiche wie die Mittelachse O der Auskleidung 10 ist.
  • Die Auskleidung 10 ist aus Nylonharz ausgebildet. Die Auskleidung 10 hat eine Blockierungseigenschaft (sogenannte Gasundurchlässigkeit), um einen Austritt von Wasserstoffgas oder dergleichen, das im Innenraum eingefüllt ist, zur Außenseite zu verhindern. Es ist zu beachten, dass die Auskleidung 10 nicht auf Nylonharz beschränkt ist, und sie kann auch aus einem anderen Kunstharz mit Fluidundurchlässigkeit wie Polyethylenharz oder aus einem Metall wie rostfreiem Stahl ausgebildet sein. Die Auskleidung 10 weist einen zylinderförmigen Teil 12 mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Form und im Wesentlichen halbkugelförmige Kuppelteile 14, 16 auf, die mit beiden Enden in der Längsrichtung des zylinderförmigen Teils 12 verbunden sind.
  • Die Verstärkungsschicht 20 ist so auf der Auskleidung 10 angeordnet, dass sie die Auskleidung 10 bedeckt. Die Verstärkungsschicht 20 ist aus faserverstärktem Harz ausgebildet. Die Verstärkungsschicht 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus kohlenstofffaserverstärktem Harz (CFK) ausgebildet, welches ein Verbundmaterial aus Reaktionsharz und Kohlenstofffaser ist. Als Reaktionsharz wird Epoxidharz verwendet, das einen Härtungsbeschleuniger auf Aminbasis oder Anhydridbasis und ein Gummifestigungsmittel hat. Das Reaktionsharz ist nicht auf Epoxidharz beschränkt, und es können andere Reaktionsharze wie ungesättigtes Polyesterharz verwendet werden.
  • Das Schild LB ist ein Plattenbauteil. Die Dicke des Schilds LB beträgt zum Beispiel etwa 1 mm bis etwa 2 mm. Das Schild LB ist im Ausführungsbeispiel metallisch, und es ist aus zum Beispiel Aluminium ausgebildet. Es ist zu beachten, dass das Schild LB aus einem anderen Metall als Aluminium (zum Beispiel aus rostfreiem Stahl oder Titan) oder einer Legierung ausgebildet sein kann oder dass es aus einem anderen Material als Metall (zum Beispiel aus Kunstharz) ausgebildet sein kann. Auf dem Schild LB befinden sich Informationen, die den Tank 100 identifizieren. Genauer gesagt befinden sich auf einer Oberfläche des später beschriebenen Schilds LB Herstellungsinformationen wie eine Herstellungszahl und eine Herstellungsgeschichte (Herstellungsdatum, Fertigungsanlage, Fertigungslinie usw.). Die Oberfläche des Schilds LB ist von der Außenseite des Tanks 100 aus sichtbar. Das Schild LB ist in der Verstärkungsschicht 20 auf einer zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220 auf dem zylinderförmigen Teil 12 angeordnet. Die Einzelheiten des Schilds LB und der Verstärkungsschicht 20 werden später beschrieben.
  • Die Oberflächenschicht 25 ist so auf der Verstärkungsschicht 20 angeordnet, dass sie das Schild LB bedeckt. Genauer gesagt ist die Oberflächenschicht 25 so auf der Verstärkungsschicht 20 angeordnet, dass sie eine Oberfläche der Verstärkungsschicht 20 und eine Oberfläche des Schilds LB bedeckt. Die Oberflächenschicht 25 ist durchsichtig oder halbdurchsichtig, und das Schild LB, das weiter auf der Seite der Auskleidung 10 (Innenseite) als die Oberflächenschicht 25 angeordnet ist, ist von der Außenseite des Tanks 100 aus sichtbar. Die Oberflächenschicht 25 ist aus glasfaserverstärktem Harz (GFK) ausgebildet, welches ein Verbundmaterial aus Reaktionsharz und Glasfaser ist. Die Oberflächenschicht 25 hat eine höhere Stoßfestigkeit als die Verstärkungsschicht 20. Im Ausführungsbeispiel wird als Reaktionsharz das gleiche Epoxidharz wie das Reaktionsharz verwendet, das die Verstärkungsschicht 20 ausbildet. Es ist zu beachten, dass das Reaktionsharz nicht auf Epoxidharz beschränkt ist, und es kann ein anderes Reaktionsharz wie ungesättigtes Polyesterharz verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Epoxidharz mit anderen Eigenschaften (Viskosität, Gelbildungstemperatur usw.) als das Reaktionsharz, das die Verstärkungsschicht 20 bildet, verwendet werden, indem ein Härtungsbeschleuniger, ein Festigungsmittel und dergleichen eingestellt werden. Die Oberflächenschicht 25 kann eine Einzellage oder eine Mehrfachlage sein.
  • Die Mundstücke 30, 40 sind jeweils an zwei Öffnungsenden angebracht, die an den beiden Enden in Längsrichtung der Auskleidung 10 positioniert sind. Das Mundstück 30 fungiert als eine Öffnung des Tanks 100 sowie als ein Anbringungsteil, um am Tankhauptkörper Rohre und Ventile anzubringen. Darüber hinaus fungieren die Mundstücke 30, 40 auch als Anbringungsteile, um den Tankhauptkörper an einer Filamentwickelvorrichtung anzubringen, wenn die Verstärkungsschicht 20 und die Oberflächenschicht 25 ausgebildet werden.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs R2, der in 1 von einer Strichlinie umgeben ist. Die Verstärkungsschicht 20 weist eine innere Schicht 202, eine äußere Schicht 204 und eine äußerste Schicht 206 auf. Die innere Schicht 202 ist eine Schicht, die sich mit einer Außenfläche der Auskleidung 10 in Kontakt befindet. Die innere Schicht 202 ist aus faserverstärktem Harz ausgebildet, welches durch das später beschriebene Spiralwickeln oder Bandwickeln auf der Auskleidung 10 aufgewickelt wurde. Die innere Schicht 202 ist aus einer Vielzahl von Schichtlagen ausgebildet. Die innere Schicht 202 hat eine höhere Bedeckungsrate als die äußere Schicht 204. Die Bedeckungsrate gibt einen prozentualen Volumenanteil an, der in dem Raum, in dem die Verstärkungsschicht 20 (hier die innere Schicht 202) positioniert ist, durch das faserverstärkte Harz belegt wird. Und zwar beträgt die Bedeckungsrate 100%, wenn das notwendige Minimum an faserverstärktem Harz die gesamte Oberfläche der Auskleidung 10 ohne irgendeine Lücke bedeckt. Wenn die Bedeckungsrate zum Beispiel 75% beträgt, belegen in dem Raum, in dem die Verstärkungsschicht 20 positioniert ist, das faserverstärkte Harz 75% des Volumens und die Lücken (Hohlräume) 25% des Volumens. Die Bedeckungsrate gibt in diesem Ausführungsbeispiel eine Bedeckungsrate in der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220 an, die in der Verstärkungsschicht 20 auf dem zylinderförmigen Teil 12 angeordnet ist. Das liegt daran, weil die Anordnung des faserverstärkten Harzes in der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220, die auf dem zylinderförmigen Teil 12 angeordnet ist, einfacher als in der Verstärkungsschicht 20 ist, die auf den Kuppelteilen 14, 16 angeordnet ist, und weil sich die Bedeckungsrate bezüglich der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220 leichter als bei der auf den Kuppelteilen 14, 16 angeordneten Verstärkungsschicht berechnen lässt. Die Bedeckungsrate der inneren Schicht 202 beträgt 100% oder mehr als 100%. Darüber hinaus ist die innere Schicht 202 aus einer Vielzahl von Schichtlagen (zum Beispiel 10 bis 20 Lagen) ausgebildet.
  • Auf der inneren Schicht 202 ist die äußere Schicht 204 angeordnet. Die äußere Schicht 204 ist aus faserverstärktem Harz ausgebildet, welches durch das später beschriebene Spiralwickeln auf der inneren Schicht 202 aufgewickelt wurde. Es ist zu beachten, dass die äußere Schicht 204 durch eine Kombination von Spiralwickeln und Bandwickeln oder durch Bandwickeln ausgebildet werden kann. Die Bedeckungsrate der äußeren Schicht 204 ist kleiner als die der inneren Schicht 202 und sie ist kleiner als 100%. Die Bedeckungsrate der äußeren Schicht 204 kann zum Beispiel in einem Bereich von 50% oder mehr, aber weniger als 100% liegen. Sie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 70% oder mehr, aber 90% oder weniger, um ausreichend Hohlräume sicherzustellen, zu denen sich die Faser bewegt, wenn das Schild LB eingebettet wird. Die Bedeckungsrate der äußeren Schicht 204 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 75%. Wenn die Untergrenze der Bedeckungsrate der äußeren Schicht 204 50% beträgt, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Festigkeit des Tanks 100 reduziert wird. Die äußere Schicht 204 ist durch eine Vielzahl von Schichtlagen (zum Beispiel 8 bis 15 Lagen) ausgebildet. Die äußere Schicht 204 hat vorzugsweise eine größere Dicke als das Schild LB. Zum Beispiel kann die Dicke der äußeren Schicht 204 doppelt so groß oder größer sein, oder sie kann kleiner oder gleich 20mal der Dicke des Schilds LB sein. Die äußere Schicht 204 hat in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl von Lagen eine Dicke von etwa 13 mm.
  • Die äußerste Schicht 206 ist eine Schicht, um eine Gestalt der Verstärkungsschicht 20 einzurichten. Die äußerste Schicht 206 ist aus faserverstärktem Harz ausgebildet, welches durch das später beschriebene Bandwickeln auf der äußeren Schicht 204 aufgewickelt wurde. Die Bedeckungsrate der äußersten Schicht 206 ist höher als die der äußeren Schicht 204 und sie beträgt zum Beispiel 100%. Wenn das mit Harz getränkte Faserbündel auf der äußeren Schicht 204 aufgewickelt wird, hat die äußerste Schicht 206 einen höheren Zug, der dem Faserbündel mitgegeben wird, als ein Zug, der dem Faserbündel mitgegeben wird, wenn die äußere Schicht 204 ausgebildet wird. Der Zug, der dem aufgewickelten Faserbündel mitgegeben wird, wenn die äußere Schicht 204 ausgebildet wird, beträgt zum Beispiel 15 N bis 30 N, während der Zug, der dem aufgewickelten Faserbündel mitgegeben wird, wenn die äußerste Schicht 206 ausgebildet wird, 50 N bis 70 N beträgt. Die äußerste Schicht 206 ist aus einer Lage ausgebildet. Die äußerste Schicht 206 kann weggelassen oder durch eine Vielzahl von Lagen ausgebildet werden.
  • Auf der Verstärkungsschicht 20 ist das Schild LB angeordnet. Das Schild LB ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220 angeordnet, die in der Verstärkungsschicht 20 auf dem zylinderförmigen Teil 12 ausgebildet ist. Das auf der Verstärkungsschicht 20 angeordnete Schild LB bezeichnet den Zustand, in dem eine Oberfläche Lfa des Schilds LB nicht von der Verstärkungsschicht 20 bedeckt ist und zur Verstärkungsschicht 20 freiliegt, während sich eine hintere Oberfläche Lfb des Schilds LB mit der Verstärkungsschicht 20 in Kontakt befindet. Darüber hinaus ist zumindest ein Teil des Schilds LB in der Verstärkungsschicht 20 (genauer gesagt in der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220) eingebettet. In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Verstärkungsschicht 20 ein anderer Teil als die Oberfläche Lfa des Schilds LB eingebettet. Genauer gesagt ist das Schild LB in der äußersten Schicht 206 und der äußeren Schicht 204 eingebettet. Darüber hinaus sind die Oberfläche Lfa des Schilds LB und eine Oberfläche 20fa einer umgebenden Verstärkungsschicht 20T um das Schild LB in der Verstärkungsschicht 20 herum auf zum Beispiel im Wesentlichen der gleichen Oberfläche (einer Oberfläche um eine Umfangsrichtung der Verstärkungsschicht 20 herum) positioniert. Und zwar sind die Oberfläche Lfa des Schilds LB und die Oberfläche 20fa der umgebenden Verstärkungsschicht 20T auf im Wesentlichen der gleichen Ebene positioniert, wenn der Tank 100 (mit dem in 2 dargestellten Schnitt) auf einer durch das Schild LB gehenden Fläche, die durch die Mittelachse O des Tanks 100 geht und zur Mittelachse O parallel ist, geschnitten wird. Und zwar bildet der Grenzabschnitt zwischen der Oberfläche Lfa des Schilds LB und der Verstärkungsschicht 20 eine glatte Fläche ohne irgendeinen Niveauunterschied. Im Ausführungsbeispiel meint „im Wesentlichen gleich“ das Gleiche und eine Abweichung aufgrund einer Toleranz, die beim Herstellungsablauf auftreten kann.
  • 3 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Bandwickelns von Faserbündeln 31, 31a. Das Faserbündel 31 ist ein mit Reaktionsharz getränktes Faserbündel, um eine Verstärkungsschicht 20 auszubilden. Das Faserbündel 31 ist zum Beispiel ein Kohlenstofffaserbündel. Das Faserbündel 31a ist ein mit Reaktionsharz getränktes Faserbündel, um die Oberflächenschicht 25 auszubilden. Das Faserbündel 31a ist zum Beispiel ein Glasfaserbündel. Die mit Reaktionsharz getränkten Faserbündel 31, 31a werden einer Heizbehandlung unterzogen, wodurch das Reaktionsharz aushärtet, sodass faserverstärktes Harz ausgebildet wird. Die Faserbündel 31, 31a werden der Auskleidung 10 von einer Faserzufuhröffnung 35 aus zugeführt und auf der Auskleidung 10 aufgewickelt. Die Faserbündel 31, 31a werden auf dem zylinderförmigen Teil 12 der Auskleidung 10 durch Bandwickeln aufgewickelt. Beim Bandwickeln werden die Faserbündel 31, 31a so aufgewickelt, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse O der Auskleidung 10 sind, während die Wickelposition (mit anderen Worten eine Position der Faserzuführöffnung 35) in Richtung der Mittelachse O bewegt wird. Mit anderen Worten ist das Bandwickeln ein Verfahren, bei dem das Faserbündel 31 so aufgewickelt wird, dass ein Winkel, der durch die Mittelachse O und eine Wickelrichtung der Faserbündel 31, 31 ausgebildet wird, im Wesentlichen senkrecht ist. Dabei schließt „im Wesentlichen senkrecht“ sowohl 90° als auch einen Winkel dicht bei 90° ein, der durch eine Abweichung einer Faserwickelposition auftreten kann, um ein Überlappen der Faserbündel 31 zu verhindern.
  • 4 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Spiralwickelns der Faserbündel 31, 31a. Die Faserbündel 31, 31a werden über den zylinderförmigen Teil 12 und die Kuppelteile 14, 16 durch Spiralwickeln aufgewickelt. Beim Spiralwickeln werden die Faserbündel 31, 31a so aufgewickelt, dass sie bezüglich der Mittelachse O des zylinderförmigen Teils 12 einen vorgegebenen Winkel haben, während die Wickelposition um die Auskleidung 10 herumbewegt wird. Mit anderen Worten ist das Spiralwickeln ein Verfahren, bei dem die Faserbündel 31, 31a so aufgewickelt werden, dass ein Winkel α, der durch die Mittelachse O und die Wickelrichtung der Faserbündel 31, 31a gebildet wird, ein vorgegebener Winkel (beliebiger Winkel in einem Bereich von zum Beispiel 10° bis 30°) ist. Der vorgegebene Winkel kann frei festgelegt werden. Wenn der vorgegebene Winkel klein ist, ist es zum Beispiel möglich, ein Wickelverfahren (sogenanntes Spiralwickeln mit kleinem Winkel) zu erreichen, das eine Umkehr einer Wickelrichtung der Faserbündel 31, 31 in den Kuppelteilen 14, 16 erlaubt, bevor die Faserbündel 31, 31a einmal um die Mittelachse O herumgewickelt werden. Wenn der vorgegebene Winkel groß ist, ist es dagegen möglich, ein Wickelverfahren (sogenanntes Spiralwickeln mit großem Winkel) zu erreichen, das dem Faserbündel 31, 31a erlaubt, vor einer Umkehr einer Wickelrichtung der Faserbündel 31, 31a in den Kuppelteilen 14, 16 im zylinderförmigen Teil 12 mindestens einmal um die Mittelachse O herumgewickelt zu werden.
  • Die Faserbündel 31, 31a werden auf diese Weise auf der Auskleidung 10 durch Spiralwickeln und Bandwickeln aufgewickelt, wodurch auf der Auskleidung 10 eine unausgehärtete Verstärkungsschicht und eine unausgehärtete Oberflächenschicht ausgebildet werden.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Tankherstellungsablaufs. 6 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S10. 7 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Schritts S10. 8 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S20. 7 stellt schematisch einen Schnitt einer unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P dar, die auf der Auskleidung 10 ausgebildet wird, und sie stellt schematisch eine Lage h1 einer unausgehärteten äußeren Schicht 204P, die in Kontakt mit einer unausgehärteten inneren Schicht 202P angeordnet ist, das Faserbündel 31 auf einer Lage h2, die auf der Lage h1 angeordnet ist, und Hohlräume 32 dar.
  • Zunächst wird auf der Auskleidung 10 das mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31 aufgewickelt, um eine unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P (7) auszubilden (Schritt S10).
  • Wie in 6 dargestellt ist, wird im Schritt S10 zunächst auf der Außenfläche der Auskleidung 10 das mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31 aufgewickelt, um die unausgehärtete innere Schicht 202P (7) auszubilden (Schritt S102). Als Faser des im Schritt S102 verwendeten Faserbündels 31 wird Kohlenstofffaser verwendet. Die unausgehärtete innere Schicht 202P ist eine Schicht, die durch die folgende Heizbehandlung zur inneren Schicht 202 wird. Die unausgehärtete innere Schicht 202P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 auf der Auskleidung 10 durch Spiralwickeln oder Bandwickeln aufgewickelt wird. Die unausgehärtete innere Schicht 202P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 so auf der Außenfläche der Auskleidung 10 aufgewickelt wird, dass die Bedeckungsrate 100% oder mehr als 100% beträgt. Das heißt, dass die unausgehärtete innere Schicht 202P eine dichte Schicht ohne irgendeinen Hohlraum 32 ist. Die Bedeckungsrate in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P gibt einen prozentualen Volumenanteil an, der in dem Raum, in dem die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P positioniert ist, durch das mit dem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31 belegt wird.
  • Nach dem Schritt S102 wird auf der unausgehärteten inneren Schicht 202P das mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31 aufgewickelt, um die unausgehärtete äußere Schicht 204P (7) auszubilden (Schritt S104). Als Faser des im Schritt S104 verwendeten Faserbündels 31 wird Kohlenstofffaser verwendet. Die unausgehärtete äußere Schicht 204P ist eine Schicht, die durch die folgende Heizbehandlung zur äußere Schicht 204 wird. Die unausgehärtete äußere Schicht 204P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 auf der unausgehärteten äußeren Schicht 204P durch Spiralwickeln aufgewickelt wird. Die unausgehärtete äußere Schicht 204P wird durch eine Vielzahl von Schichtlagen ausgebildet und hat eine größere Dicke als das Schild LB. Die Dicke der unausgehärteten äußeren Schicht 204P kann zum Beispiel doppelt so groß oder größer sein, oder sie kann kleiner oder gleich 20mal der Dicke des Schilds LB sein. Die unausgehärtete äußere Schicht 204P hat in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl von Lagen eine Dicke von etwa 13 mm.
  • Die unausgehärtete äußere Schicht 204P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 auf der unausgehärteten inneren Schicht 202P so aufgewickelt wird, dass die Bedeckungsrate kleiner als die der unausgehärteten inneren Schicht 202P und kleiner als 100% ist. Das heißt, dass die unausgehärtete äußere Schicht 204P eine Schicht ist, die die Hohlräume 32 hat. Wenn das Faserbündel 31 auf der unausgehärteten inneren Schicht 202P aufgewickelt wird, ist es zum Beispiel vom benachbarten Faserbündel 31 mit einer Lücke beabstandet, wodurch die Bedeckungsrate kleiner als 100% sein kann. Darüber hinaus ist es möglich, die Bedeckungsrate einzustellen, indem die Größe der Lücke eingestellt wird. Das heißt, dass es möglich ist, die Bedeckungsrate zu reduzieren, indem die Größe der Lücke erhöht wird. Die Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht 204P kann in diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich von 50% oder mehr, aber weniger als 100% liegen. Sie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 70% oder mehr, aber 90% oder weniger, um ausreichend den Hohlraum 32 sicherzustellen, der die Bewegung des Faserbündels 31 erlaubt, wenn das Schild LB eingebettet wird. Wenn die Untergrenze der Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht 204P 50% beträgt, ist es möglich, die Möglichkeit zu verringern, dass die Festigkeit des Tanks 100 reduziert wird.
  • Anhand von 7 wird das Verfahren zum Berechnen der Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht 204P beschrieben. In 7 ist exemplarisch die Lage h1 in der unausgehärteten äußeren Schicht 204P dargestellt, die durch eine Vielzahl von Lagen ausgebildet ist. In der Lage h1 ist das Faserbündel 31 mit einer Lücke (einem Hohlraum) 32 einer Breite WG1 vom benachbarten Faserbündel 31 aufgewickelt. Wenn die Breite des Faserbündels 31 eine Breite W1 ist, wird die Bedeckungsrate in der Lage h1 durch 100×W1/(W1+WG1)% berechnet. Die Bedeckungsrate in jeder Lage der unausgehärteten äußeren Schicht 204P beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 75%.
  • Wie in 6 dargestellt ist, wird nach dem Schritt S104 auf der unausgehärteten äußeren Schicht 204P das mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31 aufgewickelt, um eine unausgehärtete äußerste Schicht 206P (7) auszubilden (Schritt S106). Als Faser des im Schritt S106 verwendeten Faserbündels 31 wird Kohlenstofffaser verwendet. Die unausgehärtete äußerste Schicht 206P ist eine Schicht, die durch die folgende Heizbehandlung zur äußersten Schicht 206 wird. Die unausgehärtete äußerste Schicht 206P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 auf der Auskleidung 10 durch Spiralwickeln aufgewickelt wird. Die unausgehärtete äußerste Schicht 206P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31 auf der unausgehärteten äußeren Schicht 204P so aufgewickelt wird, dass die Bedeckungsrate 100% beträgt. Das heißt, dass die unausgehärtete äußerste Schicht 206P eine dichte Schicht ohne irgendeinen Hohlraum 32 ist. Der Schritt S10 wird beendet, indem Schritt S102 bis Schritt S106 durchgeführt werden.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird nach dem Schritt S10 das Metallschild LB in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P eingebettet (Schritt S20). Wie in 8 dargestellt ist, wird das Schild LB genauer gesagt zunächst auf der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P angeordnet (Schritt S202). Das Schild LB wird in diesem Ausführungsbeispiel auf einer unverstärkten zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220P angeordnet, die in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P auf dem zylinderförmigen Teil 12 angeordnet ist. Nach dem Schritt S202 wird das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P gedrückt, um in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P eingebettet zu werden (Schritt S204). In diesem Ausführungsbeispiel wird das Schild LB im Schritt S204 in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P gedrückt und eingebettet, bis die Oberfläche Lfa des Schilds LB auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie eine Oberfläche 20Pfa einer unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP positioniert ist, die um das in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P eingebettete Schild LB herum positioniert ist. Das heißt, dass der Grenzabschnitt zwischen der Oberfläche Lfa des Schilds LB und der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P eine glatte Fläche ohne irgendeinen Niveauunterschied bildet. Das Verfahren, um das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P zu drücken, ist zum Beispiel ein Verfahren, es durch einen Arbeiter per Hand einzudrücken, es mittels eines Drückwerkzeugs wie einer Walze einzudrücken oder es unter Verwendung des Faserbündels 31a einzudrücken, das die unausgehärtete Oberflächenschicht bildet, die später beschrieben wird. Wenn das Schild LB in Seitenansicht eine flache Plattenform hat, verformt dieses Eindrücken die Seitenansicht in eine Kreisform, die entlang einer Oberflächengestalt der unverstärkten zylinderförmigen Verstärkungslage 220P verläuft. Des Weiteren kann das Schild LB im Zustand vor dem Einbetten in Seitenansicht eine Kreisform entlang einer Oberflächengestalt der unverstärkten zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220P haben.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist der Schritt S20 ein Schritt, um zumindest einen Teil des Schilds LB von der Außenflächenseite der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P aus in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P einzubetten.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird nach dem Schritt S20 eine unausgehärtete Oberflächenschicht 25P ausgebildet (Schritt S30). Genauer gesagt wird das mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkte Faserbündel 31a so aufgewickelt, dass es das Schild LB und die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P so bedeckt, dass die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P ausgebildet wird. Die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P ist eine Schicht, die durch die folgende Heizbehandlung zur Oberflächenschicht 25 wird. Die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P wird ausgebildet, indem das Faserbündel 31a auf der Auskleidung 10 durch Spiralwickeln oder Bandwickeln aufgewickelt wird.
  • Nach dem Schritt S30 wird das Reaktionsharz jeder Schicht 20P, 25P durch Erhitzen ausgehärtet (Schritt S40). Der Schritt S40 erfolgt zum Beispiel, indem die Auskleidung 10, auf der die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P und die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P angeordnet sind, in einem hohlen Ofen untergebracht werden und die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P und die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P auf eine Aushärtetemperatur des Reaktionsharzes erhitzt werden. Auf diese Weise wird der Tank 100 hergestellt, in dem das Schild LB in der Verstärkungsschicht 20 eingebettet ist. Dabei unterscheiden sich die Schichten 202P, 204P, 206P der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P von den Schichten 202, 204, 206 der Verstärkungsschicht 20 nur hinsichtlich dessen, ob das Reaktionsharz ausgehärtet ist. Daher ist die Bedeckungsrate der Schichten 202P, 204P, 206P der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P im Wesentlichen die gleiche wie die Bedeckungsrate der Schichten 202, 204, 206 der Verstärkungsschicht 20 nach dem Aushärten. Darüber hinaus ist auch in der Umgebung, in der das Schild LB in der Verstärkungsschicht 20 eingebettet ist, die Dicke des Schilds LB ausreichend geringer als die Dicke der Verstärkungsschicht 20. Selbst wenn das Schild LB in die unausgehärtete äußere Schicht 204P und die unausgehärtete äußerste Schicht 206P gedrückt wird, ist somit die Bedeckungsrate der äußeren Schicht 204 und der unausgehärteten äußeren Schicht 204P, die um das Schild LB herum positioniert sind, beinahe gleich.
  • In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist die Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht 204P, die im Schritt S104 ausgebildet wird, kleiner als 100%. Somit hat die unausgehärtete äußere Schicht 204P den Hohlraum 32. Wenn das Schild LB in der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P eingebettet wird, kann auf diese Weise das Faserbündel 31 der unausgehärteten äußeren Schicht 204P, welche durch das Schild LB eingedrückt wird, zum Hohlraum 32 beiseitegeschoben werden, was es leicht möglich macht, das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P einzubetten. Daher ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der am Grenzabschnitt zwischen dem Schild LB und der um das Schild LB herum positionierten unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P auftritt, was eine Biegung des Faserbündels 31a am Grenzabschnitt unterdrückt, wenn das Faserbündel 31a, das ein Bündel Glasfaser ist, aufgewickelt wird, um die unausgehärtete äußerste Schicht 206P auszubilden. Das heißt, dass es in dem Tank 100 möglich ist, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der am Grenzabschnitt zwischen dem Schild LB und der um das Schild LB herum positionierten Verstärkungsschicht 20 auftritt, was die Biegung der Glasfaser 31a am Grenzabschnitt unterdrückt. Wenn die Biegung des Faserbündels 31a am Grenzabschnitt unterdrückt wird, ist es auch dann, wenn wiederholt Wasserstoffgas in den Tank 100 gefüllt wird oder Wasserstoffgas herausströmt, möglich, die Möglichkeit zu verringern, dass die Oberflächenschicht 25 um das Schild LB herum bricht oder abgelöst wird.
  • Darüber hinaus ist die Dicke der unausgehärteten äußeren Schicht 204P in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel größer als die Dicke des Schilds LB. Auf diese Weise kann leicht ein größerer Teil des Schilds LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet werden. Das heißt, dass in dem Tank 100 leicht ein größerer Teil des Schilds LB in die Verstärkungsschicht 20 eingebettet werden kann. In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird das Schild LB im Schritt S204 in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P gedrückt und eingebettet, bis die Oberfläche Lfa des Schilds LB auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche 20Pfa der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP positioniert ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der am Grenzabschnitt zwischen dem Schild LB und der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP auftritt, was die Biegung des Faserbündels 31a am Grenzabschnitt weiter unterdrückt, wenn das Faserbündel 31a aufgewickelt wird. Das heißt, dass auch im fertigen Tank 100 die Oberfläche Lfa des Schilds LB auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche 20fa der umgebenden Verstärkungsschicht 20T positioniert ist, was einen Niveauunterschied reduziert, der am Grenzabschnitt zwischen dem Schild LB und der umgebenden Verstärkungsschicht 20T auftritt. Auf diese Weise ist es möglich, die Biegung der Glasfaser 31a am Grenzabschnitt im Tank 100 weiter zu unterdrücken.
  • Darüber hinaus ist das Schild LB im ersten Ausführungsbeispiel aus Metall ausgebildet, und somit ist das Schild LB härter als das Faserbündel 31 der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P, das ein Bündel Kohlenstofffaser ist. Wenn das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P gedrückt und eingebettet wird, kann auf diese Weise das Faserbündel 31 der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P leicht durch das Schild LB beiseitegeschoben werden. Es ist daher leichter möglich, das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P einzubetten.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Tankherstellungsablaufs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. 10 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts S20a. Der fertige Tank 100 ist im ersten Ausführungsbeispiel und im zweiten Ausführungsbeispiel gleich. Der Herstellungsablauf des Tanks 100 ist im zweiten Ausführungsbeispiel von dem Herstellungsablauf des Tanks 100 im ersten Ausführungsbeispiel insofern verschieden, als dass im Schritt S20a des zweiten Ausführungsbeispiels der Schritt S20 und der Schritt S30 des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt werden. Die anderen Schritte sind die gleichen wie die Schritte des ersten Ausführungsbeispiels, und deswegen werden die gleichen Schritte mit den gleichen Symbolen dargestellt und ihre Erläuterung wird weggelassen.
  • Wie in 9 dargestellt ist, werden nach dem Schritt S10 das Metallschild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet und die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P ausgebildet (Schritt S20a). Wie in 10 dargestellt ist, wird das Schild LB im Schritt S20a zunächst auf der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P angeordnet (Schritt S202). Als Nächstes wird das Faserbündel 31a, das ein Bündel aus mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkter Glasfaser ist, auf dem Schild LB und der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P aufgewickelt, während das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet wird (Schritt S204a). Wenn das Faserbündel 31a auf dem Schild LB aufgewickelt wird, wird genauer gesagt ein Zug, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, höher als ein Zug eingestellt, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, wenn das Faserbündel 31a auf einem Teil aufgewickelt wird, der vom Schild LB verschieden ist. Auf diese Weise wird das Schild LB durch das Faserbündel 31a, das auf dem Schild LB aufgewickelt wird, hineingedrückt, sodass es in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet wird. Der Zug, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, kann zum Beispiel durch einen (nicht dargestellten) Zugsteuerungstänzer eingestellt werden. Der Zugsteuerungstänzer stellt den Zug ein, indem eine Position des Faserbündels 31a beim Führen versetzt wird. Wie in 9 dargestellt ist, wird nach dem Schritt S20a der Schritt S40 durchgeführt, wodurch der Tank 100 hergestellt wird.
  • Das oben beschriebene zweite Ausführungsbeispiel übt in punkto gleicher Gestaltung und gleichem Herstellungsablauf die gleichen Wirkungen wie das erste Ausführungsbeispiel aus. Zum Beispiel ist die Bedeckungsrate der unausgehärteten äußeren Schicht 204P, die im Schritt S104 ausgebildet wird, kleiner als 100%. Somit hat die unausgehärtete äußere Schicht 204P den Hohlraum 32. Wenn das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet wird, kann das Faserbündel 31 der unausgehärteten äußeren Schicht 204P, welches durch das Schild LB eingedrückt wird, auf diese Weise zum Hohlraum 32 beiseitegeschoben werden, was es leicht möglich macht, das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P einzubetten.
  • Darüber hinaus kann das Schild LB in dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet werden, wenn das Faserbündel 31a aufgewickelt wird, um die unausgehärtete Oberflächenschicht 25P auszubilden. Verglichen mit dem Verfahren, das Schild LB vor dem Aufwickeln des Faserbündels 31a unter Verwendung einer Walze oder dergleichen in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P einzubetten, ist es auf diese Weise möglich, die Herstellungszeit des Tanks 100 zu verringern. Wenn das Faserbündel 31a in dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel auf dem Schild LB aufgewickelt wird, wird der Zug, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, höher als der Zug eingestellt, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, wenn das Faserbündel 31a auf einem anderen Teil aufgewickelt wird, der vom Schild LB verschieden ist, wodurch das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet wird. Allerdings ist das Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Wenn das Faserbündel 31a auf dem Schild LB und auf einem anderen Teil, der vom Schild LB verschieden ist, aufgewickelt wird, kann der Zug, der dem Faserbündel 31a mitgegeben wird, zum Beispiel konstant sein, ohne geändert zu werden. In diesem Fall kann dem Faserbündel 31a ein konstanter Zug mitgegeben werden, der dem Schild LB erlaubt, in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P hineingedrückt zu werden.
  • Abwandlungen
  • Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und Ausführungsbeispiele beschränkt ist und dass sie in verschiedenen Ausgestaltungen realisiert werden kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel sind auch die folgenden Abwandlungen möglich.
  • Erste Abwandlung:
  • In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen hat die unausgehärtete äußere Schicht 204P (äußere Schicht 204) eine größere Dicke als das Schild LB. Allerdings kann sie eine Dicke haben, die kleiner oder gleich der Dicke des Schilds LB ist. In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Schild LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P eingebettet, bis die Oberfläche Lfa des Schilds LB auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche 20fa der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP positioniert ist. Allerdings ist das Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel muss die Oberfläche Lfa des Schilds LB nicht auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche 20fa der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP positioniert werden. Zum Beispiel kann der untere Abschnitt des Schilds LB in Dickenrichtung des Schilds LB in der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP eingebettet werden, während der obere Abschnitt des Schilds LB aus der unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht 20TP vorstehen kann. Auch auf diese Weise ist die Abdeckungsrate in der unausgehärteten äußeren Schicht 204P und der äußeren Schicht 204 kleiner als 100%, wodurch es leicht möglich ist, einen Teil des Schilds LB in die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P (Verstärkungsschicht 20) einzubetten. Verglichen mit dem Fall, in dem das gesamte Schild LB weiter oben positioniert ist als die unausgehärtete Verstärkungsschicht 20P, ist es daher möglich, einen Niveauunterschied zu reduzieren, der um das Schild LB herum am Grenzabschnitt zwischen dem Schild LB und der unausgehärteten Verstärkungsschicht 20P auftritt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Biegung des Faserbündels 31a am Grenzabschnitt zu unterdrücken, wenn das Faserbündel 31a, das ein Bündel Glasfaser ist, so aufgewickelt wird, dass es die unausgehärtete äußerste Schicht 206P bildet.
  • Zweite Abwandlung:
  • In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Tank 100 ein Tank zum Einfüllen verdichteten Wasserstoffgases. Allerdings kann er auch dazu verwendet werden, verschiedene Arten an Fluid wie Gas (zum Beispiel Methangas) und Flüssigkeit (zum Beispiel Flüssiggas oder Wasser) einzufüllen.
  • Dritte Abwandlung:
  • In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Schild LB in der zylinderförmigen Verstärkungsschicht 220 eingebettet. Allerdings ist das Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Schild LB in einer Kuppelverstärkungsschicht eingebettet werden, die in der Verstärkungsschicht 20 auf den Kuppelteilen 14, 16 positioniert ist. In einem solchen Fall ist die Abdeckungsrate der äußeren Schicht 204 der Kuppelverstärkungsschicht kleiner als 100%. Darüber hinaus kann die Untergrenze der Abdeckungsrate der äußeren Schicht 204 der Kuppelverstärkungsschicht 50% betragen. Des Weiteren kann die Abdeckungsrate der äußeren Schicht 204 der Kuppelverstärkungsschicht 70% oder mehr, aber 90% oder weniger betragen.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, Beispiele und Abwandlungen beschränkt, und sie kann durch verschiedene Gestaltungen erreicht werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die technischen Merkmale in den Ausführungsbeispielen, Beispielen und Abwandlungen, die den technischen Merkmalen jeder Ausgestaltung in der Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung entsprechen, passend ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder sämtliche der oben beschriebenen Probleme zu lösen oder einen Teil oder sämtliche der oben beschriebenen Wirkungen zu erreichen. Darüber hinaus können die technischen Merkmale passend weggelassen werden, wenn sie in der Beschreibung als nicht notwendig erläutert werden.
  • Ein Tankherstellungsverfahren umfasst die Schritte (a) Ausbilden einer unausgehärteten Verstärkungsschicht, (b) Einbetten zumindest eines Teils eines Schilds in die unausgehärtete Verstärkungsschicht und (c) Aufwickeln einer mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkten Glasfaser, so dass das Schild bedeckt wird, um eine unausgehärtete Oberflächenschicht auszubilden. Der Schritt in (a) umfasst, (a1) eine unausgehärtete innere Schicht auszubilden und (a2) eine unausgehärtete äußere Schicht, die eine Abdeckungsrate hat, die kleiner als die unausgehärtete innere Schicht und kleiner als 100% ist, auszubilden, wobei die unausgehärtete äußere Schicht auf der unausgehärteten inneren Schicht angeordnet ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016142349 A [0002]

Claims (9)

  1. Tankherstellungsverfahren, mit den Schritten: (a) Aufwickeln einer mit unausgehärtetem Reaktionsharz getränkten Faser auf einer Auskleidung (10), um eine unausgehärtete Verstärkungsschicht (20P) auszubilden; (b) Einbetten zumindest eines Teils eines Schilds (LB) in die unausgehärtete Verstärkungsschicht (20P); (c) Aufwickeln einer mit dem unausgehärteten Reaktionsharz getränkten Glasfaser (31a), so dass das Schild (LB) bedeckt wird, um eine unausgehärtete Oberflächenschicht (25P) auszubilden, wobei der Schritt (a) umfasst, (a1) eine unausgehärtete innere Schicht (202P) auszubilden, und (a2) eine unausgehärtete äußere Schicht (204P) auszubilden, die eine Bedeckungsrate hat, die kleiner als die unausgehärtete innere Schicht (202P) und kleiner als 100% ist, wobei die Bedeckungsrate ein prozentualer Volumenanteil ist, der im Raum der unausgehärteten Verstärkungsschicht (20P) durch die mit dem Reaktionsharz getränkte Faser (31) belegt wird, und die auf der unausgehärteten inneren Schicht (20P) angeordnet ist.
  2. Tankherstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) umfasst, (b1) das Schild (LB) auf der unausgehärteten Verstärkungsschicht (20P) anzuordnen und (b2) durch die Glasfaser (31a), die im Schritt (c) auf dem Schild (LB) aufgewickelt wird, zumindest einen Teil des Schilds (LB) in die unausgehärtete Verstärkungsschicht (20P) einzubetten, wobei der Schritt (b2) umfasst, einen Zug, der der Glasfaser (31a) mitgegeben wird, wenn die Glasfaser (31a) auf dem Schild (LB) aufgewickelten wird, höher als einen Zug einzustellen, der der Glasfaser (31a) mitgegeben wird, wenn die Glasfaser (31a) auf einem anderen Teil aufgewickelt werden, der vom Schild (LB) verschieden ist.
  3. Tankherstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke der unausgehärteten äußeren Schicht (204P), die durch den Schritt (a2) ausgebildet wird, größer als eine Dicke des Schilds (LB) ist.
  4. Tankherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt (b) ist, das Schild (LB) in die unausgehärtete Verstärkungsschicht (20P) einzubetten, bis eine Oberfläche (Lfa) des Schilds (LB) auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche wie eine Oberfläche (20Pfa) einer unausgehärteten umgebenden Verstärkungsschicht (20TP) positioniert ist, die um das in der unausgehärteten Verstärkungsschicht (20P) eingebettete Schild (LB) herum positioniert ist.
  5. Tankherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schild (LB), das durch den Schritt (b) in die unausgehärtete Verstärkungsschicht (20P) eingebettet wird, aus Metall ausgebildet ist.
  6. Tank (100) mit: einer Auskleidung (10); einer aus faserverstärktem Harz ausgebildeten Verstärkungsschicht (20), die auf der Auskleidung (10) angeordnet ist; einem auf der Verstärkungsschicht (20) angeordnetem Schild (LB); und einer aus glasfaserverstärktem Harz ausgebildeten Oberflächenschicht (25), die so angeordnet ist, dass sie das Schild (LB) bedeckt, wobei die Verstärkungsschicht (20) eine innere Schicht (202) und eine äußere Schicht (204) aufweist, die eine Bedeckungsrate hat, die kleiner als die innere Schicht (202) und kleiner als 100% ist, wobei die Bedeckungsrate ein prozentualer Volumenanteil ist, der im Raum der Verstärkungsschicht durch das faserverstärkte Harz belegt wird, und die äußere Schicht (204) auf der inneren Schicht (202) angeordnet ist, und zumindest ein Teil des Schilds (LB) in der Verstärkungsschicht (20) eingebettet ist.
  7. Tank nach Anspruch 6, wobei die äußere Schicht eine größere Dicke als das Schild hat.
  8. Tank (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Oberfläche (Lfa) des Schilds (LB) und eine Oberfläche (20fa) einer umgebenden Verstärkungsschicht (20T), die um das Schild (LB) in der Verstärkungsschicht (20) herum positioniert ist, auf im Wesentlichen der gleichen Oberfläche positioniert sind.
  9. Tank nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Schild (LB) aus Metall ausgebildet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110619812A (zh) * 2019-09-29 2019-12-27 国网山东省电力公司青州市供电公司 氧气瓶检查记录卡固定装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6562003B2 (ja) * 2017-01-16 2019-08-21 トヨタ自動車株式会社 保護部材を備えたタンクの製造方法
JP6766756B2 (ja) * 2017-06-08 2020-10-14 豊田合成株式会社 耐圧容器
JP7207103B2 (ja) * 2019-04-01 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク及びその製造方法
JP7226204B2 (ja) 2019-09-13 2023-02-21 トヨタ自動車株式会社 タンクの製造方法
JP7059243B2 (ja) * 2019-12-16 2022-04-25 Ｕｂｅ株式会社 熱可塑成形水素タンクライナー用ポリアミド樹脂成形材料、熱可塑成形水素タンクライナー及び水素タンクの製造方法
JP7196871B2 (ja) * 2020-02-19 2022-12-27 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク
CN112976605B (zh) * 2021-02-04 2022-06-28 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司 一种低成本双翻边法兰结构的成型方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142349A (ja) 2015-02-03 2016-08-08 三菱レイヨン株式会社 圧力容器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2848133A (en) * 1954-10-28 1958-08-19 Einar M Ramberg Pressure vessels and methods of making such vessels
US3374807A (en) * 1964-11-25 1968-03-26 Rock Island Oil & Refining Co Labeled article and method for forming same
US3769127A (en) * 1968-04-23 1973-10-30 Goldsworthy Eng Inc Method and apparatus for producing filament reinforced tubular products on a continuous basis
US3579402A (en) * 1968-04-23 1971-05-18 Goldsworthy Eng Inc Method and apparatus for producing filament reinforced tubular products on a continuous basis
US5534318A (en) 1991-03-18 1996-07-09 Parabeam Industrie-En Handelsonderneming B.V. Hollow fiber-reinforced plastic body
EP0810081B1 (de) * 1995-12-04 2003-03-26 Toray Industries, Inc. Druckbehälter und verfahren zu seiner herstellung
JPH09203497A (ja) * 1996-01-29 1997-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合高圧タンクの製作方法
JP3475808B2 (ja) * 1998-10-02 2003-12-10 株式会社豊田自動織機 繊維強化プラスチック製パイプの製造方法
JP2003014192A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Asahi Seisakusho Co Ltd ラベル一体型高圧ガスボンベ
US8931661B2 (en) 2009-04-01 2015-01-13 Nissan Motor Co., Ltd. Structure and manufacturing method for pressure vessel
WO2010116529A1 (ja) * 2009-04-10 2010-10-14 トヨタ自動車株式会社 タンクおよびその製造方法
JP2012077780A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Taiyo Nippon Sanso Corp ガスボンベ
JP5864146B2 (ja) 2011-06-29 2016-02-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 高圧ガスタンク、及び高圧ガスタンクの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142349A (ja) 2015-02-03 2016-08-08 三菱レイヨン株式会社 圧力容器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110619812A (zh) * 2019-09-29 2019-12-27 国网山东省电力公司青州市供电公司 氧气瓶检查记录卡固定装置

Also Published As

Publication number Publication date
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