-
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Wasserstofftanks an einem Kraftwagen, welcher insbesondere als Lastkraftwagen ausgebildet ist, gemäß dem Gegenstand des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung an einem Kraftwagen umfassend zwei Haltevorrichtungen gemäß dem Patentanspruch 7.
-
Bei Kraftwagen, insbesondere Lastkraftwagen, welche mit Wasserstoffantrieb beziehungsweise mit einer Brennstoffzelle genutzt werden, wird in der Regel aufgrund einer Reichweitenanforderung sämtlicher Bauraum bis zur Bodenfreiheit für Wasserstofftanks genutzt. Damit sind beispielsweise keine L-Träger, die den Wasserstofftank unten greifen, mehr möglich. Alternativ sind C-Träger vorgesehen, die den Wasserstofftank seitlich fassen können.
-
Alternativ zum Wasserstofftank zeigt die
US 5,810,309 eine Montageanordnung für Erdgasflaschen an der Unterseite eines Erdgasfahrzeugs.
-
Die
US 10 589 788 B1 zeigt eine Rahmenanordnung für ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenteilen. Dabei kann die Rahmenanordnung mindestens einen zwischen den Seitenteilen angeordneten Speichertank oder eine Batterie umfassen.
-
Nachteil des Stands der Technik ist beispielsweise ein fehlendes Crashkonzept. Ferner besteht bei einem Halten von dünnwandigen Wasserstofftanks die Gefahr, dass die Wasserstofftanks eingedrückt werden.
-
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung zum Halten eines Wasserstofftanks sowie eine Anordnung umfassend zwei dieser Haltevorrichtungen vorzusehen, mittels welchen ein Halten von wenigstens einem Wasserstofftank dergestalt ermöglicht wird, dass der Wasserstofftank durch die Haltevorrichtung nicht verformt wird und darüber hinaus durch einen Aufprallschutz geschützt wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Wasserstofftanks an einem Kraftwagen, welcher insbesondere als Lastkraftwagen ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung umfasst wenigstens zwei voneinander in der Einbauposition der Haltevorrichtung in Längserstreckungsrichtung des Wasserstofftanks beabstandete Verbindungselemente, welche in der Einbauposition mit einem Rahmenlängsträger des Kraftwagens verbunden sind. Der Wasserstofftank ist vorteilhafterweise im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet beziehungsweise weist dieser zumindest eine kreisförmige und/oder ovale Grundfläche auf. Dabei erstreckt sich die Längserstreckungsrichtung des Wasserstofftanks senkrecht zur Grundfläche. In Einbauposition bedeutet, dass die Haltevorrichtung in ihrer bestimmungsgemäßen Position an dem Kraftwagen verbaut ist. Dabei sind die Rahmenlängsträger des Kraftwagens insbesondere Teile einer Fahrzeugkarosserie und beispielsweise als die in der Einleitung genannten C-Träger ausgebildet.
-
Erfindungsgemäße ist an dem jeweiligen Verbindungselement ein Spanngurt befestigt, welcher jeweils um den Wasserstofftank, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung, verspannbar beziehungsweise zurrbar ist. So dient der jeweilige Spanngurt zum Verspannen des Wasserstofftanks, wodurch der Wasserstoff mittels der Verbindungselemente an dem Kraftwagen gehalten wird. Ferner sind wenigstens zwei Strebenelemente vorgesehen, welche in Längserstreckungsrichtung an einer Außenseite des Wasserstofftanks voneinander beabstandet anliegen und durch die Spanngurte formschlüssig mit dem Wasserstofftank verspannbar beziehungsweise verzurrbar sind, wodurch eine beim Halten des Wasserstofftanks auf den Wasserstofftank wirkende Kraft zumindest über einen Teilbereich des Wasserstofftanks verteilt ist. Dieser Teilbereich wird überwiegenden aus einem Teil der Außenseite gebildet, welcher im Formschluss mit dem jeweiligen Strebenelement ist.
-
Ferner sind erfindungsgemäß die wenigstens zwei Strebenelemente miteinander vor einer in Fahrzeuglängsrichtung vorne liegenden Stirnseite des Wasserstofftanks, also betreffend die Stirnseite ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung vorne, über ein Schutzelement verbunden. Das Schutzelement dient insbesondere einem Aufprallschutz.
-
Mit anderen Worten wird der Wasserstofftank über Längsstreben, die Strebenelemente, und Spanngurte verspannt. Über den Formschluss zwischen Längsstreben und Wasserstofftank werden mögliche Punktlasten in eine Linienlast überführt. Zusätzlich wird die Stirnseite des Wasserstofftanks in die Haltevorrichtung beziehungsweise das Tragesystem mit einbezogen, indem dieses durch das Schutzelement, welches in Fahrtrichtung vor der Stirnseite angeordnet ist, geschützt werden kann. Die Außenseite des Wasserstofftanks wird vorteilhafterweise durch die Mantelfläche des Wasserstofftanks gebildet. So dienen die Verbindungselemente somit zum Befestigen der Haltevorrichtung an dem Kraftwagen. Durch die an diesen Verbindungselementen befestigten Spanngurte kann der Tank somit an den Kraftwagen gezurrt werden. Die Strebenelemente schützen den Tank bei dem Festzurren beispielsweise vor Verformungen aufgrund der durch die Spanngurte auf die Außenseite beziehungsweise Außenwand des Tanks wirkenden Kräfte.
-
So liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass ein Wasserstofftank aufgrund einer möglichst großen Reichweite und einer nötigen, erwünschten Bodenfreiheit nicht mehr auf Trägern aufliegt, sondern beispielsweise an den C-Trägern gebildeten Rahmenlängsträgern seitlich angeordnet sind. Durch diese Anordnung kenn es bei dem Verspannen mit den Zurrgurten zu Punktlasten an dem Wasserstofftank kommen. Um Gewicht einzusparen ist der Wasserstofftank in der Regel dünnwandig ausgebildet, so kann bei einer Wandstärke von wenigen Millimetern (beispielsweise 3 mm) die Gefahr bestehen, dass der Wasserstofftank an den Stellen, an welchen die Spanngurte anliegen, eingedrückt wird. Ferner wäre der Wasserstofftank an seiner Stirnseiten, wenn diese nur durch die Spanngurte an den Rahmenlängsträgern aufgehängt beziehungsweise gehalten wird, wenig geschützt.
-
Somit ergibt sich durch das erfindungsgemäße Haltesystem der Vorteil, dass der Wasserstofftank vor Zugkräften aufgrund der Spanngurte geschützt an dem Kraftwagen gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund des die Strebenelemente verbindenden Schutzelements, welches vor der Stirnseite des Tanks angeordnet ist, ein Kollisionsschutz besteht, welcher den Tank vor frontal in Fahrzeugrichtung eintreffenden Gegenständen schützen kann.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Haltevorrichtung den Wasserstofftank auf, welcher insbesondere aus einem Edelstahl und/oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Durch die Kombination des Wasserstofftanks mit der Haltevorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass die Haltevorrichtung zusammen mit dem Wasserstofftank bereits vormontiert als Komplettmodul bereitgehalten werden kann, und nur noch zum Halten an dem Kraftwagen angebracht werden braucht.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzelement in Einbauposition in Fahrzeughochrichtung an einem unteren Bereich des Wasserstofftanks angeordnet.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Verbindungselement als eine Konsole ausgeführt. Zusätzlich oder alternativ ist das jeweilige Verbindungselement mit einer Konsole des Rahmenlängsträgers in Eingriff bringbar, wodurch das Halten des Wasserstofftanks am Kraftwagen realisiert wird.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Haltevorrichtung einen Aufstieg.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der Strebenelemente und/oder über ein an den Spanngurten angeordnetes Befestigungselement eine Flächenelemente angeordnet beziehungsweise gehalten, welches die Außenseite des Wasserstofftanks teilweise überdeckt. Vorteilhafterweise kann der Aufstieg und an dem Flächenelement angeordnet sein und/oder das Flächenelement eine Ausnehmung für den Aufstieg aufweisen.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung an einem Kraftwagen umfassend zwei der soeben vorgestellten Haltevorrichtungen, welche in Fahrzeuglängsrichtung auf gleicher Höhe und in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet und außenliegend an jeweils einem Rahmenlängsträger des Kraftwagens angeordnet sind. Dabei ist zwischen den beiden Wasserstofftanks und zwischen den Rahmenlängsträgern mittels Halteelementen eine Batterie gehalten.
-
Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Dabei zeigt:
- 1 in einer schematischen Perspektivansicht zwei Haltevorrichtungen umfassend jeweils einen Wasserstofftank, welche zum Halten des Wasserstofftanks an einem Kraftwagen ausgebildet sind; und
- 2 in einer schematischen Perspektivansicht eine weitere Ausführungsform der Halteelemente, welche mit den Wasserstofftanks und einer Batterie an Rahmenlängsträgern eines Kraftwagens angeordnet sind.
-
1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht zwei Haltevorrichtungen 10 mit jeweils einem Wasserstofftank 12, welcher jeweils zum Halten des Wasserstofftanks 12 an einem Kraftwagen, welcher insbesondere ein Lastkraftwagen sein kann, ausgebildet ist. Die Haltevorrichtung 10 umfasst wenigstens zwei in Längserstreckungsrichtung 14 des Wasserstofftanks 12 beabstandete Verbindungselemente 16. Die Verbindungselemente 16 dienen dazu, in der Einbauposition, in welcher sich die Haltevorrichtung 10 an dem Kraftwagen montiert befindet, mit einem Rahmenlängsträger 18, welcher in 2 gezeigt ist, des Kraftwagens zu verbinden.
-
Ferner ist an dem jeweiligen Verbindungselement 16 ein Spanngurt 20 befestigt, welcher jeweils um den Wasserstofftank 12 zurrbar ist, sodass ein Verspannen des Wasserstofftanks 12 ermöglicht wird. Ferner sind wenigstens zwei Strebenelemente 22 vorgesehen, welche in Längserstreckungsrichtung 14 an einer Außenseite 24 des Wasserstofftanks 12 voneinander beabstandet anliegen und durch die Spanngurte 20 formschlüssig mit dem Wasserstofftank 12 verzurrbar beziehungsweise verspannbar sind, wodurch eine beim Halten des Wasserstofftanks 12 auf den Tank wirkende Kraft zumindest an dem jeweiligen Wasserstofftank über einen Teilbereich, welcher zumindest durch die von dem jeweiligen Strebenelement 22 bedeckte Fläche der Außenseite 24 ausgebildet wird, verteilt ist. Ferner von den wenigstens zwei Strebenelemente 22 vor einer in Fahrzeuglängsrichtung vorne liegende Stirnseite des Wasserstofftanks 12 über ein Schutzelement 28 zumindest paarweise verbunden.
-
Wie in der 1 zu sehen ist, kann die jeweilige Haltevorrichtung 10 jeweils den Wasserstofftank 12 ausweisen, welcher insbesondere aus einem Edelstahl und/oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Da es sich bei dem Kraftwagen vorteilhafterweise um einen Lastkraftwagen handelt, ist dessen Karosserie typischerweise in Rahmenbauweise hergestellt, wobei die Rahmenlängsträger 18 somit als Teil der Karosserie ausgebildet sein können. Wie der 1 gut zu entnehmen ist, ist vorteilhafterweise das Schutzelement 28 in Einbauposition in Fahrzeughochrichtung an einem unteren Bereich des Wasserstofftanks 12 angeordnet, wodurch dieses besonders vorteilhaft als Aufprallschutz verwendet werden kann.
-
Das jeweilige Verbindungselement 16 kann als eine Konsole ausgeführt sein und/oder ist mit einer Konsole des Rahmenlängsträgers 18 in Eingriff bringbar, um den Wasserstofftank 12 an dem Kraftwagen zu halten.
-
Vorteilhafterweise ist in die Haltevorrichtung 10 ein Aufstieg 30 integriert, wodurch der Wasserstofftank 12 beziehungsweise die Haltevorrichtung 10 beispielsweise als Einstiegshilfe für einen Benutzer des Kraftwagens verwendet werden kann.
-
Vorteilhafterweise ist ein mittels der Strebenelemente 22 und/oder über ein an den Spanngurten angeordnetes Befestigungselement 32 gehaltenes Flächenelement 34 vorgesehen, welches zumindest einen Teil der Außenseite 24 des Wasserstofftanks 12 bedeckt. Das Flächenelement 34 kann somit beispielsweise als Seitenaufprallschutz dienen, um so den Wasserstofftank 12 bei einem Seitenaufprall eines Objekts zu schützen. Zusätzlich oder darüber hinaus kann der Aufstieg 30 oder zumindest ein Teil des Aufstiegs 30 beziehungsweise eine Ausnehmung für den Aufstieg 30 an dem Flächenelement 34 angeordnet sein.
-
Zusammenfassend kann durch die Haltevorrichtung 10 mit dem Wasserstofftank 12 ein Einhängesystem bereitgestellt werden, welches vormontiert als ein Komplettmodul bereitgehalten werden kann, um beispielsweise besonders einfach an dem Kraftwagen montiert zu werden. Dabei sind die Trägerkonsolen beispielsweise als C-Träger ausgeführt, wodurch eine besonders hohe Bodenfreiheit des Kraftwagens bei gleichzeitig besonders großem Tankvolumen erreicht werden kann. Bei Konsolen, welche beispielsweise an den Rahmenlängsträgern 18 angeordnet sind beziehungsweise als diese ausgebildet sind, kann es sich beispielsweise um ein Gussteil, aber auch um ein Blechteil handeln. Somit ist hier eine Aufnahme des Wasserstofftanks 12 über die als insbesondere Längsstreben ausgebildeten Strebenelemente 22 realisiert, wodurch keine Aufnahme des Wasserstofftanks 12 über eine Punktlast an die Konsolen erfolgt. Die Aufnahme erfolgt stattdessen über einen Linienlast, da die Strebenelemente 22 die Last beziehungsweise Kraft verteilen, wodurch beispielsweise eine Verformung des Wasserstofftanks 12 vermieden werden kann. Darüber hinaus können die Längsstreben (Strebenelemente 22) insbesondere einer Spannbandstärke beziehungsweise Spanngurtstärke über die Tankkontur hinaus ragen, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne für einen besonders guten Aufprallschutz.
-
Zusätzlich oder alternativ kann zu dem hier gezeigten Flächenelement 34, welches als Seitenaufprallschutz dient, beispielsweise ein ähnlich ausgebildetes Bodenschutzblech angeordnet werden, welches den Wasserstofftank 12 beispielsweise vor Steinschlag schützen kann. Der insbesondere als das Flächenelement 34 ausgebildete Seitenaufprallschutz, welcher beispielsweise aus einem Strangpressprofil hergestellt ist, kann gleichzeitig zu seiner Schutzfunktion eine Schnittstelle zu einer aerodynamischen Verkleidung des Kraftwagens bilden.
-
Das Schutzelement 28, welches beispielsweise insbesondere als Schutzblech für den vorderen Bereich angesehen werden kann, kann beispielsweise besonders vorteilhaft den Wasserstofftank 12 schützen.
-
Ferner können die beiden gezeigten Befestigungselemente 32 einer jeweiligen Haltevorrichtung auch als Schnittstellen für den Aufstieg 30 dienen.
-
2 zeigt in einer alternativen Ausführungsform die beiden Haltevorrichtungen 10 montiert an dem Kraftwagen, welcher symbolisch über die Rahmenlängsträger 18 dargestellt ist, an diesen ferner, wie der 2 zu entnehmen ist, ein Sattelaufleger 36 angeschlagen ist.
-
Die beiden Haltevorrichtungen 10 umfassen jeweils eine Abdeckung, insbesondere in Form eines Covers 38. Das Cover 38 kann oben zur Sensierung des Wasserstoffs verwendet werden.
-
Zusätzlich kann eine Batterie 40 zwischen den beiden Wasserstofftanks 12 und zwischen den beiden Rahmenlängsträgern 18 mittels nicht gezeigten Halteelementen gehalten sein. Durch die Anordnung 42 der 2 ergibt sich der Vorteil, dass ein Schutzsystem für Wasserstofftanks 12 gleichzeitig die Batterie 40 mitschützt. Dabei ist eine massive Auslegung der Trägerkonsolen der Batterie 40 ermöglicht, sodass Kräfte, welche beispielsweise bei einem Seitencrash auftreten, über die Konsolen in die Rahmenlängsträger 18 eingeleitet werden, wodurch die Batterie beispielsweise durch Lager einem Seitencrash etwas ausweichen kann und somit geschützt ist.
-
Die Fig. zeigen somit ein vorteilhaftes Tankträgersystem für Wasserstofftanks 12.
-
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
-
- US 5810309 [0003]
- US 10589788 B1 [0004]
