DE102020123037A1

DE102020123037A1 - Druckbehälter, Druckbehältersystem und Kraftfahrzeug mit Brennstoffleiste

Info

Publication number: DE102020123037A1
Application number: DE102020123037.0A
Authority: DE
Inventors: Timo Gutmann; Peter Bartl; Klaus SZOUCSEK
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US20230332750A1; JP2023539765A; WO2022049230A1; CN116113790A

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß einen Druckbehälter 100 zur Speicherung von Brennstoff, ein Druckbehältersystem sowie ein Kraftfahrzeug. Der Druckbehälter 100 weist ein Anschlussstück 130 zum Ausbilden einer Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffspeichervolumen V des Druckbehälters 100 und einem Energiewandler eines Kraftfahrzeugs auf. Das Anschlussstück 130 ist zumindest teilweise aus dem Druckbehälter 100 herausgeführt. Eine Außenoberfläche des Anschlussstücks 130 weist eine Dichtfläche 132 und eine gewölbte Befestigungsfläche 134 auf. Die Dichtfläche 132 ist eingerichtet, die Fluidverbindung zwischen dem Druckbehälter 100 und einem brennstoffführenden Abschnitt 200 des Kraftfahrzeugs abzudichten. Die Befestigungsfläche 134 ist zur Befestigung des Druckbehälters 100 an mindestens einem Karosserieanbindungselement 300 vorgesehen.

Description

Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge mit Druckbehältern bekannt. I.d.R. sind pro Kraftfahrzeug bis zu drei große Druckbehälter vorgesehen. Solche Druckbehälter lassen sich aufgrund ihrer Ausmaße vergleichsweise schlecht in ein Kraftfahrzeug integrieren. Es gibt ferner Fahrzeugkonzepte, bei denen deutlich mehr Druckbehälter in das Kraftfahrzeug integriert werden, wobei jeder einzelne Druckbehälter im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist. Druckbehältersysteme mit einer Vielzahl an Speicherrohren lassen sich besser in den vorhandenen Bauraum integrieren. Nachteilig ist, dass solche Druckbehältersysteme vergleichsweise komplex und kostspielig sind, da sie denselben Anforderungen hinsichtlich Reichweite und Bauteilsicherheit genügen müssen wie konventionelle Druckbehältersysteme.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein vergleichsweise einfaches, kostengünstiges, sicheres, leichtes und/oder bauraumoptimiertes Druckbehältersystem vorzuschlagen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug (z.B. Personenkraftwagen, Krafträder, Nutzfahrzeuge). Das Druckbehältersystem umfasst mindestens einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff. Das Druckbehältersystem dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff. Das Druckbehältersystem kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem (auch Compressed Natural Gas oder CNG genannt) oder verflüssigtem (auch Liquid Natural Gas oder LNG genannt) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Das Druckbehältersystem ist mit mindestens einem Energiewandler fluidverbunden, der eingerichtet ist, die chemische Energie des Brennstoffs in andere Energieformen umzuwandeln, z.B. eine Brennstoffzelle oder eine Brennkraftmaschine.
Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie einen Druckbehälter. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein Hochdruckgasbehälter sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von mindestens 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck) oder mindestens 700 barü zu speichern. Die Druckbehälter können kreisförmige oder ovale Querschnitte aufweisen. Beispielsweise können mehrere Druckbehälter vorgesehen sein, deren Längsachsen in der Einbaulage parallel zueinander verlaufen. Die einzelnen Druckbehälter können jeweils ein Länge-zu-DurchmesserVerhältnis mit einem Wert zwischen 5 und 200, bevorzugt zwischen 7 und 100, und besonders bevorzugt zwischen 9 und 50 aufweisen. Das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis ist der Quotient aus der Gesamtlänge der einzelnen Druckbehälter (z.B. Gesamtlänge eines Speicherrohrs ohne Fluidverbindungselemente) im Zähler und dem größten Außendurchmesser des Druckbehälters im Nenner. Die einzelnen Druckbehälter können unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sein, beispielsweise in einem Abstand zueinander von weniger als 20 cm oder weniger als 15 cm oder weniger als 10 cm oder weniger als 5 cm. Die mehreren Druckbehälter können jeweils an einem oder an beiden Enden mechanisch miteinander gekoppelt sein. Vorteilhaft kann ferner vorgesehen sein, dass an beiden Enden jeweils für die mehreren Druckbehälter gemeinsame Karosserieanbindungselemente vorgesehen sind, mittels derer die Druckbehälter im Kraftfahrzeug befestigbar sind. Ein solches System eignet sich besonders für flache Einbauräume, insbesondere im Unterflurbereich unterhalb des Fahrzeuginnenraums.
Der Druckbehälter umfasst ein Anschlussstück. Das Anschlussstück bildet die Druckbehälteröffnung des Druckbehälters aus. I.d.R. ist das Anschlussstück an einem Ende des Druckbehälters vorgesehenen. Das Anschlussstück ist bevorzugt aus Metall hergestellt und wird oft auch als „Boss“ bezeichnet. Zweckmäßig ist das Anschlussstück koaxial zur Druckbehälterlängsachse vorgesehen. Das Anschlussstück dient zur Ausbildung einer Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffspeichervolumen des Druckbehälters und dem Energiewandler des Kraftfahrzeugs. Ein Teil des Anschlussstücks ist aus dem Druckbehälter herausgeführt. Ein anderer Teil kann in die Behälterwand integriert sein. Es ist aber auch vorstellbar, dass das Anschlussstück am Druckbehälteräußerem angebracht ist. Beispielsweise kann das Anschlussstück einen Abschnitt aufweisen, der in die Behälterwand hineinragt und von einer faserverstärkten Schicht umgeben ist. Eine solche faserverstärkte Schicht kann auch als Armierung bezeichnet werden und wird in der Regel durch Flechten und/oder Wickeln aufgebracht. Vorzugsweise umfasst das Anschlussstück eine Stirnfläche, die regelmäßig im Wesentlichen parallel zu einer Ebene verläuft, die senkrecht zur Druckbehälterlängsachse ausgerichtet ist. Die Seitenflächen des Anschlussstücks sind seitlich zur Stirnfläche vorgesehen.
In einer Ausgestaltung kann jeweils im Brennstoffspeichervolumen oder im Anschlussstück des mindestens einen Druckbehälters ein Rohbruchsicherungsventil vorgesehen sein, dass im Fehlerfall das Ausströmen von Brennstoff aus dem Druckbehälter unterbindet. Ein solches Rohbruchsicherungsventil verhindert die unkontrollierte Freigabe des Brennstoffs bei einem Leitungsbruch im nachgelagerten Leitungssystem der Brennstoffversorgungsanlage und kann automatisch zurückgesetzt werden, wenn der Fehlerfall behoben ist.
Der aus dem Druckbehälter herausgeführte Teil der Außenoberfläche des Anschlussstücks umfasst eine Dichtfläche und eine gewölbte Befestigungsfläche. Die Außenoberfläche des aus dem Druckbehälter herausragenden Teils des Anschlussstücks weist eine Dichtfläche auf. Die Dichtfläche kann als sich in das Anschlussstück hinein verjüngende Kegelstumpffläche bzw. trichterförmige Fläche ausgebildet sein. Die Dichtfläche ist eingerichtet, in der Einbaulage des Druckbehälters die Fluidverbindung zwischen dem Druckbehälter und einem brennstoffführenden Abschnitt des Kraftfahrzeugs abzudichten. Hierzu kann eine Außenoberfläche vom brennstoffführenden Abschnitt direkt oder unter Zwischenlage eines Dichtelementes die Dichtfläche des Anschlussstückes kontaktieren. Bevorzugt ist die Außenoberfläche vom brennstoffführenden Abschnitt eine gewölbte und besonders bevorzugt kugelsegmentförmige Außenoberfläche, die die Dichtfläche zumindest bereichsweise kontaktiert. Treffen somit die kugelsegmentförmige Außenoberfläche des brennstoffführenden Abschnitts und die kegelstumpfförmige Dichtfläche aufeinander, lässt sich ein guter Dichtsitz erzeugen. Ferner kann somit auch mit einfachen Mitteln der Druckbehälter ausgerichtet werden.
Die Außenoberfläche des aus dem Druckbehälter herausragenden Teils des Anschlussstücks weist ferner eine gewölbte Befestigungsfläche auf. Die Befestigungsfläche kann von einem Oberflächenabschnitt eines Kugelsegments oder eines Zylinders ausgebildet werden. Die Befestigungsfläche ist zur direkten oder unmittelbaren Befestigung des Druckbehälters an mindestens einem Karosserieanbindungselement vorgesehen. Das mindestens eine Karosserieanbindungselement dient zur direkten oder indirekten Befestigung des Druckbehälters an die Karosserie des Kraftfahrzeugs und kann jede geeignete Gestalt aufweisen. Das Anschlussstück bzw. das Karosserieanbindungselement ist/sind ausgebildet, die beim Betrieb des Kraftfahrzeugs aus dem Druckbehälter resultierenden Kräfte und Momente am jeweiligen Ende, an dem das Anschlussstück vorgesehen ist, auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs zu übertragen. Das Karosserieanbindungselement kann eine gewölbte und bevorzugt kugelsegmentförmige Innenoberfläche aufweisen, deren Wölbung zur Ausbildung einer Kontaktfläche im Wesentlichen der Wölbung der Außenoberfläche der Befestigungsfläche entspricht. Somit kann eine möglichst große Kontaktfläche zur sicheren Übertragung der mechanischen Last realisiert werden. Die Befestigungsfläche und die Dichtfläche sind zweckmäßig seitlich am aus dem Druckbehälter herausgeführten Teil des Anschlussstücks vorgesehen. Das Anschlussstück kann zweckmäßig eine Stirnfläche umfassen, die in einer Ebene angeordnet ist, die im Wesentlichen senkrecht zur Druckbehälterlängsachse verläuft. Der aus dem Druckbehälter herausgeführte Teil des Anschlussstücks kann ferner Umfangsflächen umfassen, an denen die (seitlichen) Außenflächen vorgesehen sind, wobei an diesen Umfangsflächen die Befestigungsfläche und die Dichtfläche vorgesehen sein können. Die Umfangsflächen können in einer Ausgestaltung zweckmäßig rechtwinklig zur Stirnfläche verlaufen. Die Befestigungsfläche und die Dichtfläche können derart gegenüberliegend angeordnet sein, dass in der Einbaulage die Befestigungsfläche und die Dichtfläche durch dasselbe mindestens eine Spannmittel (z.B. Schrauben) gegeneinander verspannbar sind. Der brennstoffführende Abschnitt und das Karosserieanbindungselement können bevorzugt zur Ausbildung einer Lagerstelle den herausgeführten Teil des Anschlussstücks einklemmen. Das Anschlussstück und insbesondere die Befestigungsfläche dienen also der Lagerung des Druckbehälters im Kraftfahrzeug. Eine solche Lagerung über das Ende des Druckbehälters wird auch als „Neck-Mount“ bezeichnet.
Das Brennstoffsystem bzw. der Druckbehälter kann eingerichtet sein, dass der Brennstoff am Ende des Druckbehälters über einen seitlich und insbesondere senkrecht zur Druckbehälterlängsachse verlaufenden Fluidkanal zu- bzw. abströmen kann.
In der Einbaulage des Druckbehälters kann die Dichtfläche in Dichtflächenkontaktpunkten an dem brennstoffführenden Abschnitt anliegen. In der Einbaulage des Druckbehälters kann die Befestigungsfläche in Befestigungsflächenkontaktpunkten das Karosserieanbindungselement kontaktieren. Die Winkelabweichung ist die Abweichung der Ist-Einbaulage des Druckbehälters von einer Soll-Einbaulage bezogen auf die Druckbehälterlängsachse. Regelmäßig ist vorgesehen, dass die Öffnung des Druckbehälters und die sie umgebende Dichtfläche immer an derselben Position während der Montage angeordnet ist. Aufgrund von unvermeidlichen Toleranzen kommt es zu Abweichungen von dieser Ideallage. Hinsichtlich der Rotation um die Druckbehälterlängsachse kann diese Abweichung durch die Winkelabweichung beschrieben werden. Bei dem hier offenbarten Druckbehälter bzw. dem hier offenbarten Druckbehältersystem können die Dichtfläche und die Befestigungsfläche derart angeordnet und ausgebildet sein, dass bei unterschiedlichen Winkelabweichungen A (i) die Dichtflächenkontaktpunkte und die Befestigungsflächenkontaktpunkte jeweils an unterschiedlichen Stellen sich ausbilden und (ii) die Gesamtheit an aus unterschiedlichen Winkelabweichungen A resultierenden Dichtflächenkontaktpunkten und die Gesamtheit an aus unterschiedlichen Winkelabweichungen A resultierenden Befestigungsflächenkontaktpunkten jeweils gewölbte Flächen mit mindestens einem gemeinsamen Drehpunkt aufweisen. Vorteilhaft kann somit auch bei unterschiedlichen Winkelabweichungen A die Fluidverbindung zwischen dem Abschnitt und dem Druckbehälter ohne Leckage hergestellt werden. Gleichzeitig lassen sich zudem auch bei unterschiedlichen Winkelabweichungen A vergleichsweise gute Pressverbände zur Lagerung des Drucktanks über die Dichtfläche und der gewölbten Fläche realisieren.
Der brennstoffführende Abschnitt dient zur Befüllung des Druckbehälters mit Brennstoff und/oder zur Entnahme von Brennstoff aus der Druckbehälter. Bevorzugt entspricht der Druck im brennstoffführendnen Abschnitt im Wesentlichen dem Innendruck der Druckbehälter. Die einzelnen Druckbehälter sind regelmäßig parallel geschaltet. Die mehreren Druckbehälter sind untereinander bzw. miteinander unterbrechungsfrei fluidverbunden. „Unterbrechungsfrei“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zwischen den einzelnen Druckbehältern kein Ventil vorgesehen ist, das im fehlerfreien Betrieb diese Fluidverbindung unterbrechen würde. Folglich weist der Brennstoffdruck in den verschiedenen Druckbehältern i.d.R. im Wesentlichen denselben Wert auf.
Falls das Druckbehältersystem eine Mehrzahl an Druckbehältern umfasst, kann der mindestens eine brennstoffführende Abschnitt bevorzugt als Brennstoffleiste ausgebildet sein. Die Brennstoffleiste kann auch als Hochdruckbrennstoffleiste bezeichnet werden. Sie ist regelmäßig stromauf vom Hochdruck-Druckminderer vorgesehen. Grundsätzlich kann eine solche Brennstoffleiste ähnlich ausgestaltet sein wie eine Hochdruckeinspritzleiste einer Brennkraftmaschine. Zweckmäßig umfasst die Brennstoffleiste mehrere Leistenanschlüsse zum direkten Anschluss der Druckbehälter. Vorteilhaft sind die einzelnen Leistenanschlüsse direkt am Leistengehäuse vorgesehen und/oder weisen alle denselben Abstand untereinander auf. Die Brennstoffleiste kann im Wesentlichen biegesteif ausgebildet sein. Biegesteif bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Brennstoffleiste gegen Verbiegen steif ist bzw. dass im funktionsgemäßen Gebrauch der Brennstoffleiste nur eine für die Funktion unmerkliche und unbeachtliche Verbiegung sich einstellt. Die mindestens eine Brennstoffleiste und das mindestens eine Karosserieanbindungselement können jeweils mehrere Druckbehälter einklemmen. Vorteilhaft kann somit ein besonders einfaches, platzsparendes und kosteneffizientes Druckbehältersystem erzielt werden, welches leicht, zuverlässig und schnell montierbar ist.
Gemäß der hier offenbarten Technologie kann mindestens eine thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung direkt ohne weitere Leitungsabschnitte an die hier offenbarte mindestens eine Brennstoffleiste angeschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich kann an den mindestens einen Druckbehälter und bevorzugt an jedem der Druckbehälter eine thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung vorgesehen sein, bevorzugt an dem/den mit Bezug auf den brennstoffführenden Abschnitt distalen Ende(n) oder an dem/den proximalen Ende(n) oder an beiden Enden. Die thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung, auch Thermal Pressure Relief Device (= TPRD) oder Thermosicherung genannt, ist i.d.R. benachbart zum Druckbehälter vorgesehen. Bei Hitzeeinwirkung (z.B. durch Flammen) wird durch das TPRD der im Druckbehälter gespeicherte Brennstoff in die Umgebung abgelassen. Die Druckentlastungseinrichtung lässt den Brennstoff ab, sobald die Auslösetemperatur des TPRDs überschritten wird (=wird thermisch aktiviert). Es können ferner Auslöseleitungen vorgesehen sein. Ein solches System zur thermischen Druckentlastung ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer DE 10 2015222252 A1 gezeigt.
Mindestens eine Ventileinheit kann an der Brennstoffleiste direkt und ohne weitere Leitungsabschnitte angeschlossen sein, wobei die Ventileinheit mindestens ein stromlos geschlossenes Ventil umfasst. Besonders bevorzugt sind die mehreren Druckbehälter beim funktionsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeugs unterbrechungsfrei mit dem Ventil fluidverbunden. Das Ventil ist das Ventil, dessen Eingangsdruck (im Wesentlichen) dem Druck der mehreren Druckbehälter entspricht. Das Ventil ist insbesondere ein steuerbares bzw. regelbares Ventil. In der Verordnung (EU) Nr. 406/2010 der Kommission vom 26. April 2010 zur Durchführung der Verordnung (EG) Nr. 79/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen wird ein solches Tankabsperrventil auch als erstes Ventil bezeichnet. Das Ventil dient u.a. dazu, im Normalbetrieb die Fluidverbindung zwischen den einzelnen Druckbehältern und den nachgelagerten Komponenten der Brennstoffversorgungsanlage zu unterbrechen, beispielsweise falls das Kraftfahrzeug einen geparkten Zustand einnimmt, und/oder falls eine Fehlfunktion detektiert wurde und die Fluidverbindung zur Sicherheit unterbrochen werden soll. Zwischen dem Brennstoffspeichervolumen der Druckbehälter und den Leistenanschlüssen sind i.d.R. keine stromlos geschlossenen Ventile vorgesehen.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit dem hier offenbarten Druckbehältersystem bzw. mit dem hier offenbarten Druckbehälter. Ein Unterflurbereich des Kraftfahrzeugs kann durch mindestens einen Träger in verschiedene Unterflureinbaubereiche unterteilt sein. Solche Träger können vorgesehen sein, um die bei einem Seitenaufprall in das Kraftfahrzeug eingebrachten Lasten auf den gegenüberliegenden Schweller zu übertragen. An oder in mehreren oder allen Unterflureinbaubereichen kann eine Brennstoffleiste vorgesehen sein, an die die im jeweiligen Unterflureinbaubereich angeordneten Druckbehälter angeschlossen sind. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass je nach Kundenwunsch, die einzelnen Unterflureinbaubereiche mit Hochvoltbatterien oder mit Druckbehältersystemen bestückt werden.
Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie das Vorsehen einer Rail pro Tankmodul mit mindestens drei Druckbehältern bzw. Tanks. Die Rail kann im Schmiedeverfahren hergestellt und nachbearbeitet sein. Der Anschuss Druckbehälterbosse an die Rail erfolgt über eine Kugel-Kegel-Verbindung. In der Rail kann die Kugel und im Boss kann der Kegel vorgesehen sein. Die Rail und der Boss können über Schrauben verklemmt werden, so dass dadurch auch die Presskraft erzeugt wird, die für die Dichtheit der Verbindung erforderlich ist. Über drei Kugelflächen (in der Rail, im Boss, und im Halter) mit gleichem Drehpunkt (oder Mittelpunkt) kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Toleranzausgleich ermöglicht werden. Der Halter kann über Gummi-Elemente an die Bodenstruktur befestigt sein. Damit kann auf der Anschlussseite der Tanks ein Festlager erzeugt werden. An der anderen Seite kann ein Loslager vorgesehen sein. Das Tanksystem im Fahrzeug kann aus unterschiedlich vielen Tanks bzw. Modulen bestehen. Für jedes davon kann durch geschickte Kombination der Varianten ein kostengünstiges Festlager mit Anschlüssen und Ventilelementen zusammengestellt werden.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie;
2 eine schematische Querschnittsansicht der Ausgestaltung gemäß der 1 mit einer Winkelabweichung A;
3 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels mit mehreren Druckbehältern;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels mit mehreren Druckbehältern;
6 eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels mit mehreren Druckbehältern;
7 eine schematische Querschnittsansicht eines Druckbehälters 100 samt Anschlussstück 130;
8 eine schematische Querschnittsansicht eines Befestigungsmittels 310;
9 eine schematische Detailansicht einer Brennstoffleiste;
10 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 9;
11 eine schematische Detailansicht einer weiteren Brennstoffleiste;
12 eine schematische Ansicht eines Unterflurbereichs von einem Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
13 eine schematische Ansicht eines Unterflurbereichs von einem Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie. Hier gezeigt ist lediglich ein Anschluss 130 eines Druckbehälters 100. Der Druckbehälter 100 selbst ist vereinfachend weggelassen worden. Ebenso ist vorstellbar, dass mehrere Druckbehälter 100 das Druckbehältersystem ausbilden. Das Anschlussstück 130 umfasst hier einen Brennstoffkanal, der sich von der Mitte des Anschlussstücks 130 zum seitlichen Rand des Anschlussstücks130 hin erstreckt und in einer kegelstumpfförmigen bzw. trichterförmigen Bereich mündet. In diesem Bereich sind die Dichtflächen 132 des Anschlussstücks130 vorgesehen. In diesen trichterförmigen Bereich ist der Leistenanschluss 210 eingeführt. Die kugelsegmentförmige Außenoberfläche des Leistenanschlusses 210 bildet zusammen mit der Dichtfläche 132 einen Dichtsitz aus. Gleichzeitigt dienen diese Komponenten dazu, das Anschlussstück 130 während der Montage auszurichten.
Der Leistenanschluss 210 stellt eine Fluidverbindung mit nachgelagerten Komponenten wie beispielsweise einer Betankungskupplung bzw. einem Energiewandler über den brennstoffführenden Abschnitt 200 her. Der brennstoffführende Abschnitt 200 ist hier als biegesteife Brennstoffleiste ausgebildet. Die Brennstoffleiste kann beispielsweise eine rechteckförmige Querschnittskontur aufweisen. Im Inneren ist ein im Wesentlichen gerade verlaufender Brennstoffsammelkanal vorgesehen. Die Brennstoffleiste ist ausgebildet, im Wesentlichen denselben Drücken standzuhalten wie der/die Druckbehälter, der/die an der Brennstoffleiste angeschlossen ist/sind. Gegenüberliegend zur Dichtfläche 132 ist die Befestigungsfläche 134 vom Anschlussstück 130 vorgesehen. Die Befestigungsfläche 134 weist in ihren Kontaktflachen im Wesentlichen dieselbe Wölbung auf wie die Innenoberfläche 302 des Karosserieanbindungselementes 300. Das Karosserieanbindungselement 300 ist hier ein längliches Stützelement, welches im Wesentlichen parallel zur Brennstoffleiste vorgesehen ist. Das Karosserieanbindungselement 300 kann jedes geeignetes Querschnittprofil aufweisen. In dem Karosserieanbindungselement 300 ist ein ausgenommener Bereich vorgesehen, der die Innenoberfläche 302 ausbildet. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Innenoberfläche auch teilweise oder vollständig aus dem Karosserieanbindungselement 300 hervorstehen. In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Brennstoffleiste und das Karosserieanbindungselement 300 im Wesentlichen dieselbe Länge auf. In einer Ausgestaltung weist die Brennstoffleiste und/oder das Karosserieanbindungselement 300 eine Länge von mindestens 30 cm oder mindestens 60 cm oder mindestens 90 cm oder mindestens 120 cm auf.
Die Spannmittel 400 sind hier Dehnschrauben, die hier die Brennstoffleiste und das Karosserieanbindungselement 300 gegeneinander verspannen.
Die 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Ausgestaltung gemäß der 1 mit einer Winkelabweichung A. Strukturelle Komponenten und Funktionen, die bei beiden Figuren gleich sind, werden teilweise nicht gezeigt oder nur gepunktet dargestellt. Nachstehend werden nur die Unterschiede bzw. Ergänzungen erläutert und ansonsten auf die Erläuterungen zur 1 verwiesen. Der Anschlussstück 130 ist hier in einer Ist-Einbaulage gezeigt, die von der gepunktet dargestellten Soll-Einbaulage abweicht. Das Maß der Abweichung bzgl. der Druckbehälterlängsachse zeigt hier die Winkelabweichung A. Trotz der vergleichsweise großen Winkelabweichung A ermöglicht die hier offenbarte Technologie eine sichere Befestigung bzw. Einklemmung des Anschlussstücks 130 durch die Karosserieanbindungselement 300 und der Brennstoffleiste. Ebenso stellt die hier offenbarte Technologie vorteilhaft sicher, dass die Dichtfläche 132 dichtend an der Außenoberfläche des Leistenanschlusses 210 an. Ermöglicht wird dies durch die besondere Ausgestaltung und Anordnung der Dichtfläche 132 bzw. Befestigungsfläche 134. Strichpunktiert eingezeichnet in 2 sind die Kreisbahnen, auf den die möglichen Dichtflächenkontaktpunkte P132 und die möglichen Befestigungsflächenkontaktpunkte P134 liegen. Diese Kreisbahnen geben an, welche Kontaktpunkte sich für unterschiedliche Winkelabweichungen A ergeben könnten, wobei zur Verdeutlichung auch Punkte eingezeichnet sind, die sich aufgrund von unzulässig großen Winkelabweichungen A nicht mehr realisierbar sind. Es ist erkennbar, dass die Dichtflächenkontaktpunkte P132 und die Befestigungsflächenkontaktpunkte P134 auf Kreis- bzw. Kugelabschnitte liegen, die den gemeinsamen Drehpunkt P aufweisen. Somit lässt sich ein besonders guter Toleranzausgleich zwischen der Brennstoffleiste, dem Karosserieanbindungselement 300 und dem Anschlussstück 130 erzielen.
Die 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausgestaltung des Anschlussstück 130 und der Brennstoffleiste. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der zuvor erörterten Ausführung erläutert.
Der Leistenanschluss 210 ist hier nicht als Vorsprung ausgestaltet, sondern als ausgenommener bzw. zurückversetzter Bereich, an den die Dichtfläche 132 anliegt. Die Dichtfläche 132 ist nicht mehr als Kegelfläche ausgebildet, sondern ebenfalls als gewölbte Außenfläche. Die Wölbung des Leistenanschlusses 210 entspricht im Kontaktbereich im Wesentlichen der Wölbung der Dichtfläche 132. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind beide Flächen kugelsegmentförmig ausgebildet. Der gemeinsame Drehpunkt P der Dichtfläche 132 und der Befestigungsfläche 134 ist hier in oder unmittelbar benachbart Druckbehälterlängsachse L-L vorgesehen. Der Drehpunkt P ist zweckmäßig auch der Drehpunkt der Innenoberfläche der Karosserieanbindungselement 300 und des Leistenanschlusses 210.
Die 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der 1 mit mehreren Druckbehältern 100. Nachstehend werden lediglich die wichtigsten Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen näher erläutert und ansonsten auf die Erläuterungen zu den anderen Figuren verwiesen. Die Druckbehälter 100 sind hier koaxial in einer Ebene im Unterflurbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen. In der Einbaulage befindet sich oberhalb von der Druckbehälter ein Bodenblech 600. Unterhalb der Druckbehälter 100 ist die Bodenplatte 700 vorgesehen. Das Bodenblech 600 und die Bodenplatte können in einer Ausgestaltung Bestandteil eines gemeinsamen Gehäuses des Druckbehältersystems sein. In einer anderen Ausgestaltung ist ein solches separates Gehäuse nicht vorgesehen.
Die Brennstoffleiste umfasst hier drei Leistenanschlüsse 210, über die drei Druckbehälter 100 miteinander unterbrechungsfrei fluidverbunden sind. Nicht gezeigt sind etwaige weitere Komponenten wie beispielsweise eine Rohrbruchsicherung oder ein thermisch aktivierbares Druckentlastungsventil. Die Dichtflächen 132 der Anschlussstück 130 werden durch die Leistenanschlüsse 210 ausgerichtet und gleichzeitig nach unten gedrückt. Das Karosserieanbindungselement 300, insbesondere dessen Innenoberflächen 302 bringen die Gegenkräfte auf. Dadurch werden die Anschlussstück 130 in ihrer Position gehalten. Von der Bodenplatte 700 stehen Befestigungselemente 710 ab. Diese Befestigungselemente 710 dienen gleichzeitig zu Stabilisierung der Bodenplatte 700. Seitlich an der Brennstoffleiste 200 ist hier die Ventileinheit 220 direkt an die Brennstoffleiste befestigt. In der Ventileinheit 220 ist ein stromlos geschlossenes Ventil vorgesehen, welches die Brennstoffzufuhr zu den nachgelagerten Komponenten des Brennstoffversorgungssystems (z.B. die Komponenten eines Anodensubsystems eines Brennstoffzellensystems) unterbindet. I.d.R. ist benachbart zur Ventileinheit 220 oder in der Ventileinheit 220 ein Druckminderer vorgesehen, der den Druck auf einen Mitteldruckbereich (i.d.R. auf einen Wert zwischen 5 bar und 50 bar) absenkt. Aus der Ventileinheit 220 herausgeführt ist hier ein Entnahmeleitungsanschluss 202 vorgesehen, der beispielsweise mit der Entnahmeleitung (nicht gezeigt) verbunden sein kann. Am anderen Ende der Brennstoffleiste ist hier ein Betankungsleitungsanschluss 204 vorgesehen, der mit einer Betankungsleitung verbunden sein kann. Anstatt zu weiteren Komponenten führende Leitungen könnten auch weitere Brennstoffleisten oder andere Elemente dort direkt angekoppelt sein.
Die 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels. Nachstehend werden lediglich die wichtigsten Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen näher erläutert und ansonsten auf die Erläuterungen zu den anderen Figuren verwiesen. Die Brennstoffleiste umfasst zusätzlich zu den Leistenanschlüssen 210 für die Druckbehälter 100 und den Anschlüssen für die Ventileinheit 220 bzw. der Leitungsanschlüsse 202, 204 einen weiteren Druckentlastungsanschluss 242 zum Anschluss der thermisch aktivierbaren Druckentlastungseinrichtung 240 auf. Kommt es zu einem thermischen Event, so löst die Druckentlastungseinrichtung 240 aus und es kommt zur Druckentlastung aller drei Druckbehälter 100. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass an den Enden der Brennstoffleiste, insbesondere an bzw. in den Leitungsanschlüssen 202, 204 und/oder in der Ventileinheit 220 eine Rohrbruchsicherung vorgesehen ist, die die Fluidverbindung zu angrenzenden Komponenten des Brennstoffversorgungssystems vom Kraftfahrzeug unterbindet, sollte (i) es zum Beschädigung der Druckbehälter 100 und/oder der Brennstoffleiste kommen und/oder (ii) sollte das Druckentlastungseinrichtung 240 aktiviert werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind auch am von den Anschlussstücken 130 abgewandten Enden thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtungen 240 vorgesehen. Hier schematisch gezeigt sind die Träger 500, die die einzelnen Unterflureinbauräume unterteilen. Der linke Träger erstreckt sich hier von dem Bodenblech 600 des Kraftfahrzeugs nach unten. Zur Überwindung ist hier der Betankungsleitungsanschluss 204 nach unten orientiert vorgesehen. Somit kann hier eine Betankungsleitung unterhalb des Trägers 500 verlegt werden. Am rechten Rand ist indes angenommen, dass sich der Träger 500 von der Bodenplatte 700 nach oben weg erstreckt. Am rechten Rand kann die Brennstoffleitung über den Träger 500 hinweg verlegt sein. Die konkrete Anordnung der Leitungen kann der Einbausituation entsprechend angepasst sein.
Die 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels. Nachstehend werden lediglich die wichtigsten Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen näher erläutert und ansonsten auf die Erläuterungen zu den anderen Figuren verwiesen. Die Brennstoffleiste umfasst zusätzlich eine weitere Ventileinheit 230, die am anderen Ende der Brennstoffleiste vorgesehen sein kann. In dieser Ventileinheit kann beispielsweise ein Rückschlagventil vorgesehen sein, welches den Rückfluss von Brennstoff in den stromaufwärtigen Bereich des Betankungspfads unterbindet. Auch könnte an dieser Einheit die thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung 240 vorgesehen sein (nicht gezeigt).
Die 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Druckbehälters 100 samt Anschlussstück 130. Der Druckbehälter 100 umfasst einen Liner 110, der das Brennstoffspeichervolumen V ausbildet. Der Liner 110 kann beispielsweise ein Kunststoff liner 110 sein, der zur Ausbildung der faserverstärkten Schicht 120 mit karbonfasern umflochten bzw. umwickelt wurde. Am rechten Ende des Druckbehälters 100 ist hier das Anschlussstück 130 vorgesehen. Das Anschlussstück 130 ist hier einstückig ausgebildet und ragt aus dem Ende des Druckbehälters 100 heraus. Es ist also aus einem einzigen Teil und nicht zerstörungsfrei zerlegbar hergestellt. Am herausgeführten Teil des Anschlussstücks 130 ist hier eine kugelförmige Befestigungsfläche 134 sowie gegenüberliegend eine kegelstumpfförmige Dichtfläche 132 vorgesehen. Der im Anschlussstück 130 bereits vor der Herstellung des Druckbehälters 100 ausgebildete Brennstoffkanal verläuft vom Inneren des Druckbehälters 100 zunächst axial und im herausgeführten Teil dann in radialer Richtung und mündet in der seitlich vorgesehenen Dichtfläche 132. Der in der Druckbehälterwand vorgesehene Teil des Anschlussstücks 130 erstreckt sich auch in radialer Richtung. Der sich in radialer Richtung erstreckende Teil wird zumindest bereichsweise von der faserverstärkten Schicht 120 umgeben. Somit kann eine besonders gute Liner-Boss-Anbindung erzielt werden. Ferner kann vergleichsweise einfach die Anbindung zwischen dem Anschlussstück 130 und der Brennstoffleiste hergestellt werden.
Die 8 zeigt eine schematische und vergrößerte Querschnittsansicht eines gedämpften Befestigungsmittels 310 zur Befestigung des Karosserieanbindungselement 300 an das Befestigungselement 710 der Bodenplatte 700, wie es beispielsweise in den 4 bis 6 angedeutet ist. Das gedämpfte Befestigungsmittel 310 umfasst ein Gummilager 320, welches etwaige Stöße, welche auf das Befestigungselement 710 im Betrieb des Kraftfahrzeugs einwirken, zumindest abdämpft.
Die 9 zeigt eine schematische und vergrößerte Querschnittsansicht einer Brennstoffleiste, wie sie in einem der hier offenbarten Ausführungsbeispiele vorgesehen sein kann. Das Ende der Brennstoffleiste weist hier im Vergleich zu den übrigen Bereichen einen vergrößerten Querschnitt auf, damit in diesem Endabschnitt der Brennstoffleiste eine Komponente des Brennstoffversorgungssystems aufgenommen sein kann. In dem gezeigten Beispiel ist eine Rohrbruchsicherung 250 aufgenommen.
Alternativ oder zusätzlich könnte ein Rückschlagventil, die Druckentlastungseinrichtung 240 oder ein Brennstofffilter in diesem Endabschnitt vorgesehen sein. Koaxial zur Brennstoffkanal der Brennstoffleiste ist hier ein Stopfen 260 vorgesehen. Der Stopfen 260 vereinfacht die Montage und Demontage der aufgenommenen Komponente. Hier einstückig integriert ist der Betankungsleitungsanschluss 204. An den Betankungsleitungsanschluss 204 ist mittels einer Überwurfmutter 272 eine Brennstoffleitung 270 anschließbar. Der Leitungsanschluss könnte ebenso anders ausgebildet sein. Die 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 9 einer alternativen Ausgestaltung. In der Ausgestaltung sind am Ende der Brennstoffleiste zwei Anschlüsse vorgesehen. Ein erster Anschluss ist der Betankungsleitungsanschluss 204, der hier über den Adapter 280 mit einer Brennstoffleitung 270 mittels einer Überwurfmutter 272 verbunden ist. Im Adapter 280 kann eine Komponente des Brennstoffversorgungssystems, bevorzugt eine Rohrbruchsicherung 250 und/oder ein Brennstofffilter vorgesehen sein. Fluidisch parallel dazu kann eine thermische Druckentlastungseinrichtung 240 an diesem Ende der Brennstoffleist vorgesehen sein.
Die 11 zeigt eine schematische und vergrößerte Querschnittsansicht einer Brennstoffleiste, wie sie in einem der hier offenbarten Ausführungsbeispiele vorgesehen sein kann. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß der 10 verläuft hier der Betankungsleitungsanschluss nicht im rechten Winkel, sondern koaxial zum Brennstoffkanal der Brennstoffleiste.
Die 12 zeigt eine Draufsicht auf einen Unterflurbereich eines Kraftfahrzeugs. Die Träger 500 unterteilen den Unterflurbereich in verschiedene Unterflureinbaubereiche. Die Unterflureinbaubereiche sind hier im Wesentlichen gleich groß. Die einzelnen Träger 500 erstrecken sich hier in Fahrzeugquerrichtung von einem Seitenschweller zum anderen Seitenschweller und tragen wesentlich zur Steifigkeit der Karosseriestruktur bei. In dem rechten Unterflureinbaubereich ist hier ein Druckbehältersystem vorgesehen. Das Druckbehältersystem umfasst drei Druckbehälter 100, die zwischen zwei Träger 500 vorgesehen sind. Die Druckbehälter 100 sind parallel zueinander und parallel zu den Träger 500 angeordnet. Ein Ende der Druckbehälter 100 ist jeweils über ein Anschlussstück 130 an die Brennstoffleiste angeschlossen. Am gegenüberliegenden Ende der Druckbehälter 100 sind jeweils thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtungen 240 vorgesehen. Die Brennstoffleiste bildet den brennstoffführenden Abschnitt 200 aus. An einem Ende der Brennstoffleiste ist eine Brennstoffleitung 270 angeschlossen, die als Betankungsleitung dient und mit der Tankkupplung (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Am anderen Ende der Brennstoffleiste ist die Ventileinheit 220 mit dem stromlos geschlossenen Ventil vorgesehen. Das stromlos geschlossene Ventil wird durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs geregelt bzw. gesteuert. Durch die Betätigung des Ventils wird die Brennstoffentnahme aus den Druckbehältern bewirkt. Die Ventileinheit 220 ist über eine Brennstoffleitung 270 mit einem Druckminderer 290 fluidverbunden. Stromab vom Druckminderer 290 ist eine weitere Brennstoffleitung 270 vorgesehen, die zum Energiewandler (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs führt. Je nach Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs können in den weiteren Unterflureinbaubereichen weitere Druckbehälter und weitere Brennstoffleisten vorgesehen sein, die mit dem gezeigten Druckbehältern in Serie oder parallel fluidverbunden sind. Ebenso ist denkbar, dass in einem oder in mehreren Unterflureinbaubereichen Hochvoltspeicherbatterien vorgesehen sind. Auch ist vorstellbar, dass dieselbe Fahrzeugarchitektur für ein rein batterieelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug ohne Druckbehältersystem genutzt wird.
Die 13 zeigt eine weitere Draufsicht auf einen Unterflurbereich eines Kraftfahrzeugs. In dieser Ausgestaltung sind vier Brennstoffleisten vorgesehen, wobei jeweils eine Brennstoffleiste mit drei Druckbehältern 100 in einem Unterflurbereich angeordnet ist. Die Brennstoffleisten sind hier in Serie geschaltet und jeweils mittels Brennstoffleitungen 270 miteinander verbunden. Die Brennstoffleitungen 270 sind um die Träger 500 herum geführt. Zwischen dem Druckminderer 290 und den Brennstoffleisten ist eine Ventileinheit 220 vorgesehen, die ebenfalls das stromlos geschlossene Ventil enthält und alle im Unterflurbereich vorgesehenen Druckbehälter 100 gegenüber der restlichen Brennstoffversorgungsanlage absperrt. Lediglich eine Brennstoffleiste der vier Brennstoffleisten ist an eine als Betankungsleitung dienende Brennstoffleitung 270 angeschlossen. Die zwei mittleren Brennstoffleisten sind lediglich an benachbarte Brennstoffleisten angeschlossen.
Der Begriff „im Wesentlichen“ (z.B. „im Wesentlichen biegesteif“) umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert (z.B. „biegesteif“) sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft/ des Wertes unerhebliche Abweichungen (z.B. „tolerierbare Abweichung von biegesteif“).
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. Beispielsweise können anstatt drei Druckbehälter (vgl. 12) eine beliebige Anzahl an Druckbehältern 100 an eine Brennstoffleiste angeschlossen sein. Auch können anstatt einer Brennstoffleiste bzw. vier Brennstoffleisten auch eine andere Anzahl an Brennstoffleisten vorgesehen sein. In einer Ausgestaltung kann sich eine Brennstoffleiste über den gesamten Unterflurbereich erstrecken.
Bezugszeichenliste

100: Druckbehälter
120: faserverstärkte Schicht
130: Anschlussstück
132: Dichtfläche
134: Befestigungsfläche
200: brennstoffführender Abschnitt
202: Entnahmeleitungsanschluss
204: Betankungsleitungsanschluss
210: Leistenanschluss
220,230: Ventileinheit
240: thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung
242: Druckentlastungsanschluss
250: Rohbruchsicherungsventil
260: Stopfen
270: Brennstoffleitung
280: Adapter
290: Druckminderer
300: Karosserieanbindungselement
302: Innenoberfläche
310: Befestigungsmittel
400: Spannmittel
500: Träger
600: Bodenblech
700: Bodenplatte
710: Befestigungselement
P132: Dichtflächenkontaktpunkte
P134: Befestigungsflächenkontaktpunkte
A: Winkelabweichung
L - L: Druckbehälterlängsachse
V: Brennstoffspeichervolumen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015222252 A1 [0013]
EP 406/2010 [0014]
WO 79/2009 [0014]

Claims

Druckbehälter (100) zur Speicherung von Brennstoff, - wobei der Druckbehälter (100) ein Anschlussstück (130) zum Ausbilden einer Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffspeichervolumen (V) des Druckbehälters (100) und einem Energiewandler eines Kraftfahrzeugs ausbildet; - wobei das Anschlussstück (130) zumindest teilweise aus dem Druckbehälter (100) herausgeführt ist; - wobei eine Außenoberfläche des Anschlussstücks (130) eine Dichtfläche (132) und eine gewölbte Befestigungsfläche (134) aufweist; - wobei die Dichtfläche (132) eingerichtet ist, die Fluidverbindung zwischen dem Druckbehälter (100) und einem brennstoffführenden Abschnitt (200) des Kraftfahrzeugs abzudichten; - wobei die Befestigungsfläche (134) vorgesehen ist zur Befestigung des Druckbehälters (100) an mindestens ein Karosserieanbindungselement (300).
Druckbehälter (100) nach Anspruch 1, - wobei die Befestigungsfläche (134) und die Dichtfläche (132) seitlich am aus dem Druckbehälter (100) herausgeführten Teil des Anschlussstücks (130) vorgesehen sind; und - wobei die Befestigungsfläche (134) und die Dichtfläche (132) gegenüberliegend angeordnet sind.
Druckbehälter (100) nach Anspruch 1 oder 2 - wobei in der Einbaulage des Druckbehälters (100) die Dichtfläche (132) in Dichtflächenkontaktpunkten (P132) an dem brennstoffführenden Abschnitt (200) anliegt; - wobei in der Einbaulage des Druckbehälters (100) die Befestigungsfläche (134) in Befestigungsflächenkontaktpunkten (P134) das Karosserieanbindungselement (300) kontaktiert; - wobei die Winkelabweichung (A) die Abweichung der Ist-Einbaulage des Druckbehälters (100) von einer Soll-Einbaulage bezogen auf die Druckbehälterlängsachse (L-L) ist; - und wobei die Dichtfläche (132) und die Befestigungsfläche (134) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Gesamtheit an aus unterschiedlichen Winkelabweichungen (A) resultierenden Dichtflächenkontaktpunkten (P132) und die Gesamtheit an aus unterschiedlichen Winkelabweichungen (A) resultierenden Befestigungsflächenkontaktpunkten (P134) jeweils gewölbte Flächen mit zumindest einen gemeinsamen Drehpunkt aufweisen.
Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtfläche (132) als sich in das Anschlussstück (130) hinein verjüngende Kegelstumpffläche ausgebildet ist; und/oder wobei die Befestigungsfläche (134) von einem Oberflächenabschnitt eines Kugelsegments oder eines Zylinders ausgebildet wird.
Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Anschlussstück (130) einstückig ausgebildet ist; und wobei das Anschlussstück (130) bereichsweise in die Behälterwand hineinragt und von einer faserverstärkten Schicht (120) umgeben ist.
Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - mindestens einen Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche; - mindestens einen brennstoffführenden Abschnitt (200), der mit dem Druckbehälter (100) fluidverbunden ist; und - mindestens ein Karosserieanbindungselement (300) zur Befestigung des Druckbehälters (100) an die Karosserie des Kraftfahrzeugs; wobei der brennstoffführende Abschnitt (200) zur Befüllung des Druckbehälters (100) mit Brennstoff und/oder zur Entnahme des Brennstoffs aus dem Druckbehälter (100) dient.
Druckbehältersystem nach Anspruch 6, wobei der brennstoffführende Abschnitt (200) und das Karosserieanbindungselement (300) den herausgeführten Teil das Anschlussstück einklemmen.
Druckbehältersystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei der brennstoffführenden Abschnitt (200) eine gewölbte und bevorzugt kugelsegmentförmige Außenoberfläche aufweist, die die Dichtfläche (132) zumindest bereichsweise kontaktiert.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Karosserieanbindungselement (300) eine gewölbte Innenoberfläche (302) aufweist, deren Wölbung zur Ausbildung einer Kontaktfläche im Wesentlichen der Wölbung der Außenoberfläche der Befestigungsfläche (134) entspricht.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Druckbehältersystem eine Mehrzahl an Druckbehältern (100) umfasst; und wobei der mindestens eine brennstoffführende Abschnitt (200) als Brennstoffleiste ausgebildet ist, die mehrere Leistenanschlüsse (210) zum Anschluss der Druckbehälter (100) aufweist.
Druckbehältersystem nach Anspruch 10, wobei die Brennstoffleiste im Wesentlichen biegesteif ausgebildet ist.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die mindestens eine Brennstoffleiste und das mindestens eine Karosserieanbindungselement (300) jeweils mehrere Druckbehälter (100) einklemmen.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei an die Brennstoffleiste mindestens eine Ventileinheit (220, 230) angeschlossen ist, die ein stromlos geschlossenes Ventil umfasst; und wobei zwischen dem Brennstoffspeichervolumen (V) der Druckbehälter (100) und dem Leistenanschlüssen (210) keine stromlos geschlossene Ventile vorgesehen sind.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei jeweils im Brennstoffspeichervolumen (V) oder im Anschlussstück (130) eines jeden Druckbehälters (100) ein Rohbruchsicherungsventil (250) vorgesehen ist.
Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei mindestens eine thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung (240) angeschlossen ist i) an die mindestens eine Brennstoffleiste und/oder ii) an dem mindestens einen Druckbehälter (100).
Kraftfahrzeug, umfassend ein Druckbehältersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 15, wobei ein Unterflurbereich des Kraftfahrzeugs durch mindestens einen Träger (500) in verschiedene Unterflureinbaubereiche unterteilt ist, wobei an oder in jedem Unterflureinbaubereich eine Brennstoffleiste vorgesehen ist, an die die im jeweiligen Unterflureinbaubereiche angeordneten Druckbehälter (100) angeschlossen sind.