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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Speicheranordnung zum Speichern und Abgeben eines Druckgases gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein gattungsbildendes Fahrzeug ist aus der
DE 10 2018 205 967 A1 bekannt, dessen Speicheranordnung als Druckgasspeicher nach
3 aus einem mäanderförmig verlaufenden Rohrspeicher
1 hergestellt und im Unterboden des Fahrzeugs montiert ist. Dieser Rohrspeicher
1 besteht aus drei Rohrspeichergruppen
1.1,
1.2 und
1.2, wobei jede Rohrspeichergruppe
1.1,
1.2 und
1.2 jeweils aus mehreren in zwei Lagen
L1 und
L2 längsparallel angeordneten Rohrspeicherabschnitten
1.0 besteht, wobei die erste und zweite Rohrspeichergruppe
1.1 und
1.2 über ein Verbindungsrohr 1.12 unter Ausbildung eines Zwischenraumes
Z1 und die zweite und dritte Rohrspeichergruppe
1.2 und
1.3 über ein Verbindungsrohr 1.13 unter Ausbildung eines Zwischenraumes
Z2 fluidverbunden sind.
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Jeder der drei Rohrspeichergruppen 1.1, 1.2 und 1.3 besteht aus zwei Lagen L1 und L2 von Rohrspeicherabschnitten 1.0 und liegen bezüglich ihrer Längsrichtung S parallel bauraumsparend aufeinander. Die Rohrspeicherabschnitte 1.0 der Rohrspeichergruppen 1.1, 1.2 und 1.3 sind jeweils an den gleichen axialen Enden mittels Rohrspeicherschleifen 1.01 bzw. 1.02 fluidverbunden, so dass ein mäanderförmiger Fluidverlauf entsteht. Hierbei wird das Druckgas bspw. von einem Eingang eines Rohspeicherabschnittes 1.0 der unteren Lage L1 in einen direkt benachbarten Rohrspeicherabschnitt 1.0 der zweiten Lage L2 nach oben und anschließend wieder in einen direkt benachbarten Rohrspeicherabschnitt 1.0 der ersten Lage nach unten usw. geleitet.
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Ein solcher in 4 dargestellte Rohrspeicher muss sich gut geschützt im Inneren des Fahrzeugs befinden. Eine crashsichere Positionierung im Fahrzeug schließen in der Regel eine vollständige visuelle Inspektion des Rohrspeichers von allen Seiten ohne die Verwendung eines Werkzeugs aus.
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Der in 4 dargestellte Rohrspeicher besteht aus vielen Rohrspeicherabschnitten, die alle zur Inspektion vollständig einsehbar sein müssen. Selbst wenn der gesamte Unterbau eines Fahrzeugs entfernt werden könnte, ist ein solcher Rohrspeicher lediglich von unten zu sehen, jedoch nicht dessen obere Seite.
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Ferner besteht der in 4 dargestellte Rohrspeicher aus zwei Lagen von Rohrspeicherabschnitten, die übereinander in zwei Ebenen angeordnet sind. Somit können auch die Bereiche zwischen diesen beiden Ebenen nur eingeschränkt eingesehen werden.
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Druckgasspeicher zur Speicherung von Gas oder Wasserstoff können gemäß der Gasanlagenprüfung (GWP) zusammen mit der Hauptuntersuchung (HU) eines Fahrzeugs durchgeführt werden, in der Regel durch den TÜV. Ein TÜV-Mitarbeiter muss zur Durchführung dieser Gasanlagenprüfung den Druckgasspeicher werkzeugfrei erreichen können und diesen vollständig, eventuell mithilfe eines Spiegels und eines Endoskops einsehen können.
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Zukünftig müssen Gasanlagenprüfungen nach jeder Reparatur an der Gasanlage, nach einem Brand oder Unfall unter Beeinträchtigung der Gasanlage und im Zusammenhang mit der Hauptuntersuchung durchgeführt werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einer Speicheranordnung zum Speichern und Abgeben eines Druckgases anzugeben, welche im Rahmen einer Gasanlagenprüfung visuell vollständig inspizierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Ein solches Fahrzeug mit einer Speicheranordnung zum Speichern und Abgeben eines Druckgases, bei welchem die Speicheranordnung im Unterboden des Fahrzeugs angeordnet ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- - die Speicheranordnung bodenseitig des Fahrzeugs von einer Unterbodenverkleidung abgedeckt wird, und
- - die Unterbodenverkleidung in mehrere Verkleidungselemente segmentiert ist, und
- - die Verkleidungselemente jeweils mittels einer Schwenkvorrichtung zwischen einer die Speicheranordnung abdeckenden Betriebsstellung und einer die Speicheranordnung freigebenden Prüfstellung verschwenkbar sind.
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Bei diesem Fahrzeug ist die Unterbodenverkleidung als Unterbodenschutz des Fahrzeugs derart verschwenkbar, dass die Speicheranordnung vollständig zugänglich und damit visuell prüfbar ist, ohne dass hierfür ein Werkzeug erforderlich ist. Gleichzeitig behält die Unterbodenverkleidung ihre Funktion als versteifendes Element der Karosserie, als Crashelement und als Schutz vor Schmutz und Schlägen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn weiterbildungsgemäß die Verkleidungselemente in der Betriebsstellung formschlüssig an dem Unterboden des Fahrzeugs gehalten sind. Damit wird die Steifigkeit des Unterbodens des Fahrzeugs und die Kraftaufnahme im Crashfall sichergestellt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Verkleidungselemente in der Betriebsstellung an nebeneinander liegenden Kanten überlappend ausgebildet. Damit wird verhindert, dass an benachbarten Kanten der Verkleidungselemente Nässe und Schmutz in den Unterboden eintreten kann.
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Weiterhin sind nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Verkleidungselemente mittels eines Verschlusselementes in der Betriebsstellung verriegelbar. Durch eine solche Verriegelung der Verkleidungselemente in der Betriebsstellung wird sichergestellt, dass an den Verkleidungselementen angreifende aerodynamische Kräfte nicht zum Öffnen derselben führt.
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Weiterbildungsgemäß ist die Unterbodenverkleidung zumindest konturgleich mit der Speicheranordnung hinsichtlich der durch die Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung des Fahrzeugs gebildeten Ebene. Damit ist sichergestellt, dass die Speicheranordnung in der Prüfstellung der Verkleidungselemente vollständig visuell einsehbar ist. Die in mehrere Verkleidungselemente segmentierte Unterbodenverkleidung kann auch flächenmäßig größer als die durch die Kontur der Speicheranordnung vorgegebene Fläche sein. Damit können weitere im Unterboden bzw. Unterflur des Fahrzeugs angeordnete Bauteile, wie HEV-Batterien, Gas-Handling- Einheit oder Hochvoltkomponenten visuell geprüft werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schwenkvorrichtung als Gelenk-Scharnier derart ausgebildet ist, dass die Verkleidungselemente beim Öffnen in die Prüfstellung überschneidungsfrei mit Karosseriebauteilen des Fahrzeugs aus der Betriebsstellung verschwenkt und abgesenkt werden. Mit einem solchen Gelenk-Scharnier, welches als Öffnungsmechanismus einer Pkw-Motorhaube Stand der Technik ist, lassen sich die Verkleidungselemente kollisionsfrei öffnen.
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Schließlich ist nach einer letzten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Speicheranordnung entweder als Druckgasspeicher mit einem mäanderförmig angeordneten Rohrspeicher mit mehreren in wenigstens einer Lage längsparallel angeordneten Rohrspeicherabschnitten oder als Druckgasspeicher mit wenigstens einem flaschenförmigen Gastank ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Unteransicht eines Fahrzeugs mit einer Speicheranordnung und einer Unterbodenverkleidung mit in einer geöffneten Prüfstellung II aufgeklappten Verkleidungselementen,
- 2 eine schematische Schnittansicht des Unterbodens gemäß Schnitt A-A nach 1 in einer Betriebsstellung I der Verkleidungselemente, und
- 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Rohrspeichers als Druckgasspeicher.
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Die 1 zeigt eine Sicht auf die Unterseite eines Fahrzeugs 20 mit einem in dessen Unterboden 21 angeordneten Speicheranordnung 10, die als Druckgasspeicher 11 mit einem Rohrspeicher 1 entsprechend von 3 ausgebildet ist.
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Der Druckgasspeicher 11 besteht aus einem Rohrspeicher 1 gemäß 3, welcher in einem Trägerrahmen 2 aufgenommen ist. Dieser Trägerrahmen umrahmt den Rohrspeicher 1 rechteckförmig und besteht aus zwei in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Rahmenelementen 2.1 und 2.2 sowie aus zwei in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufenden Rahmenelementen 2.3 und 2.4. Dieser Druckgasspeicher 11 wird über Montagebohrungen 2.0 zumindest in den Rahmenelementen 2.1 und 2.2 mit der Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs 20 verbunden. In den Zwischenräumen Z1 und Z2 (vgl. 3) des Rohrspeichers 1 befinden sich Querträger 2.5 und 2.6, die mit den Rahmenelementen 2.1 und 2.2 und/oder ebenso mit der Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs 20 verbunden sind.
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Das Fahrzeug 20 weist eine Unterbodenverkleidung 3 auf, die in drei Verkleidungselementen 3.1, 3.2 und 3.3 segmentiert ist. Hierzu ist die Fläche der Unterbodenverkleidung 3 in der von der Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und der Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gebildeten Ebene in Richtung der Fahrzeuglängsrichtung in drei hintereinander liegenden Abschnitten aufgeteilt, die zumindest in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) dem äußeren Abstand der beiden Rahmenelementen 2.1 und 2.2 entsprechen. So bildet ein mittlerer Abschnitt ein erstes Verkleidungselement 3.1, an das sich jeweils in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung), also sowohl heckseitig als auch frontseitig des Fahrzeugs 20, ein zweites Verkleidungselement 3.2 und ein drittes Verkleidungselement 3.3 anschließen.
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Die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 sind jeweils mit einer Schwenkvorrichtung 4.1, 4.2 und 4.3 zwischen einer die Speicheranordnung 10 abdeckenden Betriebsstellung I und einer die Speicheranordnung 10 freigebenden Prüfstellung II verschwenkbar. In 1 sind die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 in deren Prüfstellung II, in welcher diese aufgeklappt sind, dargestellt.
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Die Schwenkvorrichtungen 4.1, 4.2 und 4.3 sind als Gelenk-Scharnier derart ausgebildet, dass die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 beim Öffnen in die Prüfstellung II überschneidungsfrei mit Karosseriebauteilen des Fahrzeugs 20 aus der Betriebsstellung I verschwenkt und abgesenkt (bezogen auf die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung)) werden. Mit einem solchen Gelenk-Scharnier, welches als Öffnungsmechanismus einer Pkw-Motorhaube Stand der Technik ist, lassen sich die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 kollisionsfrei öffnen.
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Ein solches Gelenk-Scharnier kann als vielgliedriger Mechanismus, als elektrisch oder manuell angetriebene Spindel oder mit einer Hydraulikeinheit realisiert werden.
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Das mittlere Verkleidungselement 3.1 schwenkt über eine in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufende Schwenkachse in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) auf. Die beiden weiteren Verkleidungselemente 3.2 und 3.3 schwenken dagegen über eine in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufende Schwenkachse in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) auf.
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Die Segmentierung der Unterbodenverkleidung 3 erfolgt mit sich überlappenden Verkleidungselementen 3.1, 3.2 und 3.3, so dass in der Betriebsstellung I die Kante K1 des Verkleidungselementes 3.1 und die Kante K3 des Verkleidungselementes 3.2 sich überlappen und die Kante K2 des Verkleidungselementes 3.1 und die Kante K4 des Verkleidungselementes 3.3 sich ebenso überlappen.
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In dieser Prüfstellung II ist die im Unterboden 21 des Fahrzeugs 20 angeordnete Speicheranordnung 10 zugänglich und kann visuell geprüft werden. Ferner kann in der Prüfstellung II die Speicheranordnung 10 nicht nur visuell geprüft, sondern auch eine Wartung durchgeführt werden.
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Ein weiterer Vorteil dieser derart segmentierten Unterbodenverkleidung 3 besteht darin, dass die Speicheranordnung 10 in der Prüfstellung II zur Montage über die geöffneten Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 in den Unterboden 21 des Fahrzeugs 20 eingeführt werden kann. Damit gleichzeitig eine leichte Demontage der Speicheranordnung 10 in der Prüfstellung der Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 gegeben.
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In der Betriebsstellung I, in welcher die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 geschlossen sind, werden diese mittels jeweils eines Verschlusselementes 5.1, 5.2 und 5.3 verriegelt. Diese Verschlusselemente 5.1, 5.2 und 5.3 sind so ausgeführt, dass im verriegelten Zustand dieser Verschlusselemente 5.1, 5.2 und 5.3 diese den aerodynamischen Kräften standhalten und nicht ungewollt entriegelt werden. Das erste Verkleidungselement 3.1 wird mittels des Verschlusselementes 5.1 zusammen mit einem an dem Rahmenelement 2.1 angeordneten Verschlusselement 5.11 in der Betriebsstellung I verriegelt.
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Diese Verschlusselemente können auch dazu genutzt werden, um die in der Prüfstellung II geöffneten Verschlusselemente am Unterboden des Fahrzeugs zu fixieren. Dadurch ist eine bessere Zugänglichkeit der Speicheranordnung 10 und eine reduzierte Verletzungsgefahr gegeben.
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Diese Verschlusselemente 5.1, 5.2 und 5.3 können in unterschiedlicher Weise realisiert werden, bspw. als Haubenschloss, Schraubverschluss, Haken usw.
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Um die Steifigkeit der Unterbodenverkleidung 3 sowie eine ausreichende Kraftaufnahme im Falle eines Crashes durch die Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 zu sichern sind diese formschlüssig mit angrenzenden Bauteilen des Fahrzeugs 20 ausgeführt.
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Diese Formschlüssigkeit ist schematisch in 2 mit dem Verkleidungselement 3.1 dargestellt. Das Verkleidungselement 3.1 befindet sich in der Betriebsstellung I und weist einen Formschluss mit den Rahmenelementen 2.1 und 2.2 des Trägerrahmens 2 auf. Hierzu weist das Verkleidungselement 3.1 in Fahrzeugquerrichtung einen hutförmigen Querschnitt auf, so dass die jeweils endseitigen hutkrempenförmigen Abschnitte formschlüssig an einem Eckbereich des Rahmenelementes 2.1 bzw. 2.2 anliegen.
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Die Unterbodenverkleidung 3 ist gemäß 1 konturgleich mit der Speicheranordnung 10 hinsichtlich der durch die Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung des Fahrzeugs gebildeten Ebene. Damit ist sichergestellt, dass die Speicheranordnung 10 in der Prüfstellung II der Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 vollständig visuell einsehbar ist. Die Unterbodenverkleidung 3 kann auch flächenmäßig größer als die durch die Kontur der Speicheranordnung 10 vorgegebene Fläche sein. Damit können weitere im Unterboden bzw. Unterflur des Fahrzeugs angeordnete Bauteile, wie HEV-Batterien, Gas-Handling- Einheit oder Hochvoltkomponenten visuell geprüft werden.
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Die Unterbodenverkleidung 3 kann auch in mehr als drei oder weniger als drei Verkleidungselemente segmentiert werden.
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Als Druckgasspeicher können alle geeigneten Arten von Speicher für Druckgas, wie bspw. Gas oder Wasserstoff eingesetzt werden.
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Das Verschwenken der Verkleidungselemente 3.1, 3.2 und 3.3 zwischen der Betriebsstellung I und der Prüfstellung II kann mittels unterschiedlichen Mechanismen, wie bspw. mittels eines Bedienelementes, wie bspw. eines Bedienknopfes oder Bedienhebels oder auch mittels einer geeigneten Software erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrspeicher der Speicheranordnung 10
- 1.0
- Rohrspeicherabschnitt des Rohrspeichers 1
- 1.01
- Rohrspeicherschleife
- 1.02
- Rohrspeicherschleife
- 1.1
- erste Rohrspeichergruppe des Rohrspeichers 1
- 1.2
- zweite Rohrspeichergruppe des Rohrspeichers 1
- 1.3
- dritte Rohrspeichergruppe des Rohrspeichers 1
- 2
- Trägerrahmen der Speicheranordnung 10
- 2.0
- Montagebohrungen
- 2.1
- Rahmenelement des Trägerrahmens 2
- 2.2
- Rahmenelement des Trägerrahmens 2
- 2.3
- Rahmenelement des Trägerrahmens 2
- 2.4
- Rahmenelementes Trägerrahmens 2
- 2.5
- Querträger
- 2.6
- Querträger
- 3
- Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs 20
- 3.1
- Verkleidungselement der Unterbodenverkleidung 3
- 3.2
- Verkleidungselement der Unterbodenverkleidung 3
- 3.3
- Verkleidungselement der Unterbodenverkleidung 3
- 4.1
- Schwenkvorrichtung
- 4.2
- Schwenkvorrichtung
- 4.3
- Schwenkvorrichtung
- 5.1
- Verschlusselement
- 5.2
- Verschlusselement
- 5.3
- Verschlusselement
- 10
- Speicheranordnung
- 11
- Druckgasspeicher der Speicheranordnung 10
- 20
- Fahrzeug
- 21
- Unterboden des Fahrzeugs 20
- K1
- Längskante des Verkleidungselementes 3.1
- K2
- Längskante des Verkleidungselementes 3.1
- K3
- Längskante des Verkleidungselementes 3.2
- K4
- Längskante des Verkleidungselementes 3.3
- L1
- erste Lage der Rohrspeicherabschnitte 1.0
- L2
- zweite Lage der Rohrspeicherabschnitte 1.0
- S
- Längsrichtung der Rohspeicherabschnitte 1.0
- Z1
- Zwischenraum
- Z2
- Zwischenraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018205967 A1 [0002]
