DE102021104843A1 - Pressure tank for storing a gaseous fuel and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß einen Druckbehälter (1) zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffes, mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Behälterkörper (2), welcher an sich ein offenes Ende (E1) aufweist, welches durch einen Endbereich (7) des Behälterkörpers gebildet ist, dessen Endbereich (7) eine größere Wanddicke als ein sich von dem Ende (E1) weg an den Endbereich (7) anschließender Längenbereich (L1) des Behälterkörpers (2) aufweist und derart konisch ausgebildet ist, dass die Wanddicke zu dem Ende (E1) hin zunimmt, und mit einer separat von dem Behälterkörper (2) ausgebildeten Verschlusseinrichtung (10), mittels welcher der Behälterkörper (2) an dem Ende (E1) zumindest überwiegend verschlossen ist, wobei die Verschlusseinrichtung (10) ein zumindest auf einem Teil (T) des Endbereiches (7) angeordnetes Außenteil (11) und ein in dem Endbereich (7) und in dem Außenteil (11) angeordnetes Innenteil (12) aufweist, welches mit dem Außenteil (11) verspannt ist.According to the invention, the technology disclosed here relates to a pressure vessel (1) for storing a gaseous fuel, with a vessel body (2) made of fiber-reinforced plastic, which has an open end (E1) formed by an end region (7) of the vessel body whose end region (7) has a greater wall thickness than a longitudinal region (L1) of the container body (2) adjoining the end (E1) away from the end region (7) and is designed conically in such a way that the wall thickness towards the end ( E1) and with a closure device (10) which is formed separately from the container body (2) and by means of which the container body (2) is at least predominantly closed at the end (E1), the closure device (10) having at least one part (T) of the end region (7) arranged outer part (11) and in the end region (7) and in the outer part (11) arranged inner part (12) which with the outer part il (11) is tense.
Description
Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Druckbehälter zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug.The technology disclosed here relates to a pressure vessel for storing a gaseous fuel, in particular for a motor vehicle, and a motor vehicle.
Die
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, einen Druckbehälter zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffes sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, so dass mittels des Druckbehälters der gasförmige Kraftstoff besonders vorteilhaft gespeichert und der Druckbehälter besonders vorteilhaft hergestellt werden kann. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.It is a preferred object of the technology disclosed herein to mitigate or obviate at least one disadvantage of a previously known solution or to propose an alternative solution. It is in particular a preferred object of the technology disclosed here to create a pressure vessel for storing a gaseous fuel and a motor vehicle so that the gaseous fuel can be stored particularly advantageously by means of the pressure vessel and the pressure vessel can be produced particularly advantageously. Other preferred objects may arise from the beneficial effects of the technology disclosed herein.
Die beschriebenen Aufgaben werden gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Patentansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.The objects described are solved by the subject matter of the independent patent claims. The dependent claims represent preferred developments.
Ein erster Aspekt der hier offenbarten Technologie betrifft einen Druckbehälter zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als ein vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeter Kraftwagen ausgebildet sein kann. Dies bedeutet vorzugsweise, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Druckbehälter aufweist, in welchem der gasförmige Kraftstoff zumindest vorübergehend zu speichern oder gespeichert ist.A first aspect of the technology disclosed here relates to a pressure vessel for storing a gaseous fuel, in particular for a motor vehicle, which can be designed, for example, as a motor vehicle preferably designed as a passenger car. This preferably means that the motor vehicle has the pressure vessel in its fully manufactured state, in which the gaseous fuel is or is to be stored at least temporarily.
Bei dem gasförmigen Kraftstoff handelt es sich vorzugsweise um Wasserstoff (H2), so dass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Druckbehälter zum zumindest vorübergehenden Speichern von Wasserstoff ausgebildet ist. Daher kann der Druckbehälter auch als H2-Speicher oder Wasserstoffspeicher bezeichnet werden. Alternativ wäre es denkbar, dass der gasförmige Kraftstoff ein von Wasserstoff unterschiedlicher, gasförmiger Kraftstoff wie beispielsweise Autogas beziehungsweise LPG (Liquefied Petroleum Gas) oder Erdgas beziehungsweise CNG (Compressed Natural Gas) oder Flüssigerdgas (LNG - Liquefied Natural Gas) ist oder es sich um einen anderen gasförmigen Kraftstoff handelt. Insbesondere kann unter dem gasförmigen Kraftstoff Folgendes verstanden werden: Das Kraftfahrzeug kann in seinem vollständig hergestellten Zustand auch wenigstens einen Energiewandler aufweisen, welcher beispielsweise als Brennstoffzelle oder aber als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolbenmotor beziehungsweise Hubkolbenmaschine, ausgebildet sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine kann wenigstens einen Brennraum aufweisen, in welchem in einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches den gasförmigen Kraftstoff und Luft umfasst, in dem jeweiligen Brennraum verbrannt, wodurch, insbesondere über einen Kolben, eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Hierdurch kann die Verbrennungskraftmaschine über ihre Abtriebswelle wenigstens ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.The gaseous fuel is preferably hydrogen (H 2 ), so that it is preferably provided that the pressure vessel is designed to at least temporarily store hydrogen. Therefore, the pressure vessel can also be referred to as an H 2 storage or hydrogen storage. Alternatively, it would be conceivable for the gaseous fuel to be a gaseous fuel other than hydrogen, such as autogas or LPG (liquefied petroleum gas) or natural gas or CNG (compressed natural gas) or liquefied natural gas (LNG - liquefied natural gas) or to be one other gaseous fuel. In particular, gaseous fuel can be understood to mean the following: In its fully manufactured state, the motor vehicle can also have at least one energy converter, which can be embodied, for example, as a fuel cell or as an internal combustion engine, in particular as a reciprocating engine or reciprocating engine. The internal combustion engine can have at least one combustion chamber in which combustion processes take place when the internal combustion engine is in a fired operation. In the respective combustion process, a fuel-air mixture, also referred to simply as a mixture, which comprises the gaseous fuel and air, is burned in the respective combustion chamber, as a result of which an output shaft of the internal combustion engine, embodied as a crankshaft, for example, is driven, in particular via a piston. As a result, the internal combustion engine can provide at least one torque for driving the motor vehicle via its output shaft.
Der gasförmige Kraftstoff wird beispielsweise zumindest teilweise in gasförmigem Zustand und/oder zumindest teilweise in flüssigem Zustand in dem Druckbehälter gespeichert und insbesondere in gasförmigem Zustand in den Brennraum, insbesondere direkt, eingebracht, insbesondere eingeblasen.The gaseous fuel is stored, for example, at least partially in the gaseous state and/or at least partially in the liquid state in the pressure vessel and, in particular, is introduced, in particular blown, into the combustion chamber, in particular directly, in the gaseous state.
Mittels der Brennstoffzelle kann aus dem Wasserstoff elektrische Energie gewonnen werden. Mit anderen Worten ist die Brennstoffzelle dazu ausgebildet, insbesondere chemische Reaktionsenergie eines der Brennstoffzelle insbesondere kontinuierlich zugeführten Brennstoffes in Form des Wasserstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie umzuwandeln. Als das Oxidationsmittel wird beispielsweise Sauerstoff, insbesondere aus Luft, verwendet. Die Brennstoffzelle kann die elektrische Energie bereitstellen, welche beispielsweise in einem insbesondere als Batterie beziehungsweise Akkumulator ausgebildeten, elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gespeichert werden kann. Insbesondere kann dabei das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine aufweisen, mittels welcher das Kraftfahrzeug zumindest teilweise elektrisch angetrieben beziehungsweise betrieben werden kann. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit kann beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine ohne Verwendung der beziehungsweise einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die elektrische Maschine das Kraftfahrzeug elektrisch antreiben und dabei die Verbrennungskraftmaschine beim Antreiben des Kraftfahrzeugs unterstützen kann. Zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine wird die elektrische Maschine mit der zuvor genannten, elektrischen Energie versorgt, die von der Brennstoffzelle bereitgestellt wird beziehungsweise die in dem elektrischen Energiespeicher gespeichert ist und von dem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt wird. Wird der Druckbehälter zum Speichern von Wasserstoff verwendet, so wird der Druckbehälter auch als Wasserstofftank bezeichnet. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der gasförmige Kraftstoff in dem Druckbehälter unter hohem Druck gespeichert oder zu speichern ist, so dass, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, der Druckbehälter besonders vorteilhaft für Hochdruckanwendungen verwendet werden kann.Using the fuel cell, electrical energy can be generated from the hydrogen. In other words, the fuel cell is designed to convert, in particular, chemical reaction energy of a fuel, in particular continuously supplied to the fuel cell, in the form of hydrogen and an oxidizing agent into electrical energy. Oxygen, in particular from air, is used, for example, as the oxidizing agent. The fuel cell can provide the electrical energy, which can be stored, for example, in an electrical energy storage device of the motor vehicle, designed in particular as a battery or accumulator. In particular, the motor vehicle can have at least one electric machine, by means of which the motor vehicle can be driven or operated at least partially electrically. In other words, it is conceivable that the motor vehicle can be driven electrically, in particular purely electrically, by means of the electric machine. Thus, for example, the motor vehicle can be driven by the electric machine without using the or an internal combustion engine. Alternatively or additionally, it is conceivable that the electric machine can drive the motor vehicle electrically and support the internal combustion engine in driving the motor vehicle. In order to drive the motor vehicle by means of the electric machine, the electric machine is supplied with the aforementioned electric energy, which is provided by the fuel cell or which is stored in the electrical energy store and is provided by the electrical energy store. If the pressure vessel is used to store hydrogen, the pressure vessel is also referred to as a hydrogen tank. Provision is made in particular for the gaseous fuel to be stored or to be stored in the pressure vessel under high pressure, so that, as will be explained in more detail below, the pressure vessel can be used particularly advantageously for high-pressure applications.
Der Druckbehälter weist wenigstens oder genau einen Behälterkörper auf, welcher aus einem faserverstärkten Kunststoff, das heißt aus einem Faserverbundkunststoff (FVK) gebildet ist. Dies bedeutet insbesondere, dass der Behälterkörper aber zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder vollständig, aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Der Behälterkörper an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, weist wenigstens ein offenes und insbesondere freies Ende auf, welches durch einen Endbereich des Behälterkörpers gebildet ist, so dass der Endbereich und somit der Behälterkörper an sich an dem genannten Ende enden, Der Endbereich an sich weist eine an dem Ende angeordnete, einfach auch als Öffnung bezeichnete Durchgangsöffnung auf, welche an sich offen ist.The pressure vessel has at least or precisely one vessel body which is made of a fiber-reinforced plastic, that is to say a fiber-reinforced plastic (FRP). This means in particular that the container body is formed at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, from the fiber-reinforced plastic. The container body itself, i.e. considered on its own, has at least one open and in particular free end, which is formed by an end region of the container body, so that the end region and thus the container body itself end at the said end, the end region at it has a through opening arranged at the end, also simply referred to as an opening, which is open per se.
Der Endbereich weist eine größere Wanddicke als ein sich von dem Ende weg an den Endbereich anschließender, erster Längenbereich des Behälterkörpers auf. Der Endbereich ist somit beispielsweise ein zweiter Längenbereich des Behälterkörpers, wobei sich der erste Längenbereich, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers, in eine insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers verlaufende und von dem Ende wegweisende, erste Richtung an den Endbereich zumindest mittelbar, insbesondere direkt, anschließt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers, zwischen dem Endbereich (zweiter Längenbereich) und dem ersten Längenbereich des Behälterkörpers kein anderer, weiterer Längenbereich des Behälterkörpers angeordnet ist, oder beispielsweise in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers ist zwischen dem Endbereich und dem ersten Längenbereich ein weiterer Längenbereich des Behälterkörpers angeordnet. Der Endbereich und der erste Längenbereich sind einstückig miteinander ausgebildet. Unter dem Merkmal, dass der Endbereich eine größere Wanddicke als der erste Längenbereich aufweist, ist zu verstehen, dass der Endbereich eine erste Wanddicke und der erste Längenbereich eine zweite Wanddicke aufweist, wobei die erste Wanddicke größer beziehungsweise dicker als die zweite Wanddicke ist. Die jeweilige Wanddicke wird auch als Wandstärke bezeichnet.The end area has a greater wall thickness than a first longitudinal area of the container body adjoining the end area away from the end. The end area is thus, for example, a second longitudinal area of the container body, with the first longitudinal area adjoining the end area at least indirectly, in particular directly, in particular in the longitudinal direction of extension of the container body, in a first direction running in particular in the longitudinal direction of extension of the container body and pointing away from the end. This means in particular that, in particular in the direction of longitudinal extension of the container body, no other, further longitudinal area of the container body is arranged between the end area (second longitudinal area) and the first longitudinal area of the container body, or for example in the direction of longitudinal extension of the container body is between the end area and the first Arranged length range another length range of the container body. The end portion and the first length portion are integrally formed with each other. The feature that the end region has a greater wall thickness than the first length region means that the end region has a first wall thickness and the first length region has a second wall thickness, the first wall thickness being greater or thicker than the second wall thickness. The respective wall thickness is also referred to as wall thickness.
Der Endbereich ist derart konisch ausgebildet, dass die Wanddicke zu dem Ende und somit nach außen hin und dabei beispielsweise in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung, insbesondere zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, zunimmt. Dabei ist der Endbereich zumindest in einem Teilbereich konisch ausgebildet. Unter dem Teilbereich ist ein Teil, mithin ein sich insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers erstreckender, dritter Längenbereich des Endbereichs zu verstehen.The end area is conically designed in such a way that the wall thickness increases toward the end and thus outwards, for example in a second direction opposite to the first direction, in particular at least substantially continuously. In this case, the end area is conical, at least in a partial area. The sub-area is understood to mean a part, therefore a third longitudinal area of the end area, which extends in particular in the direction of longitudinal extension of the container body.
Der Druckbehälter der hier offenbarten Technologie umfasst des Weiteren wenigstens eine separat von dem Behälterkörper ausgebildete und, wie noch im Folgenden genauer erläutert wird, an dem Behälterkörper gehaltene Verschlusseinrichtung, welche auch als Verschlussmechanismus bezeichnet wird. Mittels der Verschlusseinrichtung ist der Behälterkörper an dem Ende zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte, insbesondere vollständig, verschlossen. Hierunter kann verstanden werden, dass die zuvor genannte Öffnung mittels der Verschlusseinrichtung zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, verschlossen ist. Unter dem Merkmal, dass die Öffnung mittels der Verschlusseinrichtung zumindest überwiegend verschlossen ist, kann verstanden werden, dass die Öffnung an sich eine Fläche beziehungsweise einen Flächeninhalt aufweist, wobei mittels der Verschlusseinrichtung zumindest mehr als die Hälfte der Fläche, insbesondere zumindest 70%, vorzugsweise zumindest 80% und ganz vorzugsweise zumindest 90% und besonders vorzugsweise zumindest 95%, der Fläche verschlossen ist. Somit begrenzen beispielsweise der Behälterkörper, insbesondere eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Behälterkörpers, und die Verschlusseinrichtung jeweils teilweise einen auch als Aufnahmeraum bezeichneten Aufnahmebereich des Druckbehälters, in dessen Aufnahmebereich der gasförmige Kraftstoff zumindest vorübergehend gespeichert werden kann. Insbesondere kann der Behälterkörper und/oder die Verschlusseinrichtung den Aufnahmebereich zumindest mittelbar begrenzen. Hierunter ist zu verstehen, dass der Behälterkörper den Aufnahmebereich umgibt, insbesondere derart, dass sich der Behälterkörper in um die Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers umlaufender Umfangsrichtung des Behälterkörpers vorzugsweise vollständig umlaufend um den Aufnahmebereich erstreckt, so dass beispielsweise der Aufnahmebereich in eine senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers verlaufende Richtung, das heißt in radialer Richtung des Behälterkörpers, nach außen zumindest mittelbar, insbesondere direkt, durch den Behälterkörper, insbesondere durch dessen innenumfangsseitige Mantelfläche, begrenzt ist. Bezogen auf die Verschlusseinrichtung ist es denkbar, dass sich die Verschlusseinrichtung in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers und somit beispielsweise in axialer Richtung des Behälterkörpers an den Aufnahmebereich anschließt, insbesondere derart, dass der Aufnahmebereich in Längserstreckungsrichtung des Behälterkörpers zumindest auf einer Seite und dabei insbesondere auf Seiten des Endes zumindest mittelbar, insbesondere direkt, durch die Verschlusseinrichtung begrenzt ist.The pressure vessel of the technology disclosed here also comprises at least one closure device, which is designed separately from the container body and, as will be explained in more detail below, is held on the container body, which is also referred to as a closure mechanism. By means of the closure device, the container body is at least predominantly and thus at least more than half, in particular completely, closed at the end. This can be understood to mean that the aforementioned opening is at least predominantly, in particular completely, closed by means of the closure device. The feature that the opening is at least predominantly closed by means of the closure device can be understood to mean that the opening itself has an area or a surface area, with the closure device covering at least more than half of the area, in particular at least 70%, preferably at least 80% and more preferably at least 90% and most preferably at least 95% of the area is closed. Thus, for example, the container body, in particular an inner peripheral lateral surface of the container body, and the closure device each partially delimit a receiving area of the pressure container, also referred to as a receiving space, in the receiving area of which the gaseous fuel can be stored at least temporarily. In particular, the container body and/or the closure device can at least indirectly delimit the receiving area. This is to be understood as meaning that the container body surrounds the receiving area, in particular in such a way that the container body extends in the circumferential direction of the container body running around the longitudinal direction of the container body, preferably completely surrounding the receiving area, so that, for example, the receiving area runs in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the container body Direction, that is in the radial direction of the container body, outwards at least indirectly, in particular directly, through the container body, in particular through its inner peripheral side Man tel surface, is limited. With regard to the closure device, it is conceivable that the closure device adjoins the receiving area in the direction of longitudinal extension of the container body and thus, for example, in the axial direction of the container body, in particular in such a way that the receiving area in the direction of longitudinal extension of the container body is at least on one side and in particular on the end side is at least indirectly, in particular directly, limited by the closure device.
Die Verschlusseinrichtung weist ein separat von dem Behälterkörper ausgebildetes Außenteil auf, welches zumindest auf einem Teil des Endbereichs, insbesondere zumindest auf einem Teil des dritten Längenbereiches, angeordnet ist, insbesondere derart, dass sich das Außenteil in Umfangsrichtung des Behälterkörpers und somit des Druckbehälters vorzugsweise vollständig umlaufend um den Teil des Endbereichs, insbesondere des dritten Längenbereichs, herumerstreckt. Die Verschlusseinrichtung umfasst außerdem ein separat von dem Behälterkörper und separat von dem Außenteil ausgebildetes Innenteil, welches in dem Endbereich, insbesondere in dem dritten Längenbereich, und in dem Außenteil angeordnet ist. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass sich das Außenteil in Umfangsrichtung des Behälterkörpers auch zumindest um einen weiteren Teil des Innenteils, insbesondere vollständig umlaufend, herum erstreckt. Das Innenteil ist mit dem Außenteil, insbesondere in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung des Druckbehälters, verspannt, wodurch die Verschlusseinrichtung, insbesondere in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung des Druckbehälters, gegen den konischen Endbereich, insbesondere gegen den konischen, dritten Längenbereich, gespannt ist. Hierdurch kann der gasförmige Kraftstoff mit einem besonders hohen Druck in dem Aufnahmebereich und somit in dem Druckbehälter gespeichert werden, ohne dass es zu unerwünschten Leckagen oder Beschädigungen wie beispielsweise einem Bersten des Druckbehälters kommt. Dadurch, dass die Verschlusseinrichtung gegen den konischen Endbereich gespannt ist, ist die Verschlusseinrichtung besonders fest an dem Behälterkörper gehalten beziehungsweise befestigt, so dass der gasförmige Kraftstoff unter einem besonders hohen Druck in dem Druckbehälter gespeichert werden kann. The closure device has an outer part which is formed separately from the container body and which is arranged at least on part of the end region, in particular at least on part of the third longitudinal region, in particular in such a way that the outer part extends in the circumferential direction of the container body and thus of the pressure container, preferably completely all around around the part of the end region, in particular the third length region. The closure device also comprises an inner part which is formed separately from the container body and separately from the outer part and which is arranged in the end region, in particular in the third length region, and in the outer part. It is thus provided, for example, that the outer part also extends in the circumferential direction of the container body at least around a further part of the inner part, in particular completely circumferentially. The inner part is clamped to the outer part, in particular in the direction of longitudinal extent or in the axial direction of the pressure vessel, as a result of which the closure device is clamped, in particular in the direction of longitudinal extent or in the axial direction of the pressure vessel, against the conical end region, in particular against the conical, third longitudinal region. As a result, the gaseous fuel can be stored at a particularly high pressure in the receiving area and thus in the pressure vessel, without undesired leaks or damage occurring, such as the pressure vessel bursting. Because the closure device is clamped against the conical end area, the closure device is held or attached particularly firmly to the container body, so that the gaseous fuel can be stored in the pressure container under a particularly high pressure.
Außerdem können dabei unerwünschte, übermäßig hohe Belastungen des aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Behälterkörpers vermieden werden, sodass dieser auf besonders vorteilhafte und insbesondere zeit- und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.In addition, undesired, excessively high loads on the container body formed from the fiber-reinforced plastic can be avoided, so that it can be produced in a particularly advantageous and, in particular, time-saving and cost-effective manner.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Behälterkörper zumindest teilweise, insbesondere innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig, zylindrisch ausgebildet ist und somit zumindest einen zylindrischen Längenbereich aufweist, welcher vorzugsweise innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrisch ist, mithin die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Bei dem zylindrischen Längenbereich kann es sich beispielsweise um den ersten Längenbereich handeln, oder bei dem zylindrischen Längenbereich handelt es sich um einen zusätzlich zu dem ersten Längenbereich und somit auch zusätzlich zu dem zweiten Längenbereich und zu dem dritten Längenbereich vorgesehenen, vierten Längenbereich, welcher beispielsweise in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung des Druckbehälters zwischen dem Endbereich und dem ersten Längenbereich angeordnet ist, oder der erste Längenbereich ist in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung des Druckbehälters zwischen dem Endbereich und dem vierten Längenbereich (zylindrischer Längenbereich) angeordnet. Der zylindrische Längenbereich wird auch als Zylinderbereich bezeichnet.It is preferably provided that the container body is at least partially cylindrical, in particular on the inner circumference and/or on the outer circumference, and thus has at least one cylindrical longitudinal region, which is preferably cylindrical on the inner circumference and/or on the outer circumference, and therefore has the shape of a right circular cylinder. The cylindrical length range can be, for example, the first length range, or the cylindrical length range can be a fourth length range provided in addition to the first length range and thus also in addition to the second length range and the third length range, which, for example, in in the direction of longitudinal extent or in the axial direction of the pressure vessel between the end region and the first longitudinal region, or the first longitudinal region is arranged in the direction of longitudinal extent or in the axial direction of the pressure vessel between the end region and the fourth longitudinal region (cylindrical longitudinal region). The cylindrical length range is also referred to as the cylinder range.
Da sich beispielsweise der Behälterkörper in Umfangsrichtung des Druckbehälters vorzugsweise vollständig umlaufend um den Aufnahmebereich herum erstreckt, ist der Behälterkörper an sich beispielsweise ein Rohr beziehungsweise rohrartig ausgebildet, so dass der Behälterkörper auch als Schlauch oder Rohr bezeichnet wird. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Behälterkörper an sich eigensteif, das heißt formstabil, ist. Ferner handelt es sich vorzugsweise bei dem Behälterkörper um einen Festkörper.Since, for example, the container body extends in the circumferential direction of the pressure container, preferably completely around the receiving area, the container body itself is designed, for example, as a tube or tube-like, so that the container body is also referred to as a hose or tube. Provision is preferably made for the container body to be intrinsically rigid, ie dimensionally stable. Furthermore, the container body is preferably a solid body.
Um den Behälterkörper und somit den Druckbehälter insgesamt besonders zeit- und kostengünstig herstellen zu können, ist es in einer Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie vorgesehen, dass der Behälterkörper geflochten, mithin durch Flechten beziehungsweise durch eine Flechttechnik hergestellt ist. Somit ist vorzugsweise der Behälterkörper als ein Rund- oder Schlauchgeflecht ausgebildet. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Behälterkörper ein geflochtenes Körpergebilde gemäß der DIN-Norm 60000 ist, die zumindest am 13. Januar 2021 gültig war. Hierdurch ist es möglich, den Behälterkörper zumindest im Wesentlichen direkt und somit zeit- und kostengünstig herzustellen. Der faserverstärkte Kunststoff umfasst Verstärkungsfasern, welche einfach auch als Fasern bezeichnet werden. Außerdem umfasst der faserverstärkte Kunststoff eine einfach auch als Matrix bezeichnete Kunststoffmatrix, in welche die Fasern eingebettet sind. Dabei ist unter dem Flechten des Behälterkörpers insbesondere zu verstehen, dass die Fasern geflochten, das heißt miteinander verflochten sind. Die geflochtenen Fasern ergeben in Verbindung mit der Kunststoffmatrix den Faserverbundwerkstoff, aus welchem der Behälterkörper beziehungsweise der Druckbehälter hergestellt ist.In order to be able to produce the container body and thus the pressure container as a whole in a particularly time-saving and cost-effective manner, one embodiment of the technology disclosed here provides for the container body to be braided, ie produced by braiding or by a braiding technique. Thus, the container body is preferably designed as a round or tubular braid. It can preferably be provided that the container body is a braided body structure in accordance with DIN standard 60000, which was valid at least on January 13, 2021. This makes it possible to produce the container body at least essentially directly and thus in a time- and cost-effective manner. The fiber-reinforced plastic includes reinforcing fibers, which are also simply referred to as fibers. In addition, the fiber-reinforced plastic includes a plastic matrix, also referred to simply as a matrix, in which the fibers are embedded. The braiding of the container body is to be understood in particular as meaning that the fibers are braided, that is to say intertwined are braided. In connection with the plastic matrix, the braided fibers result in the fiber composite material from which the container body or the pressure container is made.
Der hier offenbarten Technologie liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Herkömmliche Druckbehälter, insbesondere Hochdruckbehälter, zum Speichern von gasförmigen Kraftstoffen und dabei insbesondere Typ-4- oder Typ-5-Hochdruckbehälter weisen aus geometrischer Sicht einen insbesondere rein zylindrischen Teil (Zylinderbereich) auf, welcher an seinen beiden Enden durch einen jeweiligen, abgerundeten Dombereich abgeschlossen wird. Solche herkömmlichen Druckbehälter werden üblicherweise in einem endkonturnahen und diskontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellt, zum Beispiel durch einen Wickelprozess. Gegenüber solchen herkömmlichen Lösungen, insbesondere gegenüber solchen gewickelten Druckbehältern, weist ein geflochtener Druckbehälter, mithin der vorzugsweise geflochtene Behälterkörper, ein großes Potential für eine effizientere Werkstoffausnutzung auf. Ein Flechtverfahren zum Flechten und somit zum Herstellen des Behälterkörpers weist aus Fertigungssicht gegenüber herkömmlichen Verfahren wie beispielsweise einem Wickelprozess die Möglichkeit einer besonders effizienten, zumindest im Wesentlichen kontinuierlichen Halbzeugfertigung auf, in deren Rahmen beispielsweise der Behälterkörper durch Flechten hergestellt wird. Üblicherweise können Flechtverfahren nicht zur Herstellung von Druckbehältern verwendet werden, da herkömmlicherweise auch bei Verwendung eines solchen Flechtverfahrens ein Dombereich vorzusehen ist, welcher einen zylindrischen Bereich (Zylinderbereich) abrundend abschließt. Neben fertigungstechnischen Einschränkungen kann dies auch bei einer Fahrzeugintegration zu einer unvorteilhaften Bauraumausnutzung führen.The technology disclosed here is based in particular on the following findings and considerations: From a geometric point of view, conventional pressure vessels, in particular high-pressure vessels, for storing gaseous fuels and in
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die hier offenbarte Technologie zumindest teilweise vermieden und/oder verbessert werden. Durch die Verschlusseinrichtung der hier offenbarten Technologie kann eine Herstellung eines beispielsweise einstückig mit dem Druckbehälter ausgebildeten, abgerundeten Dombereichs vermieden werden, so dass der Behälterkörper und somit der Druckbehälter an sich besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden können. Außerdem kann eine besonders vorteilhafte, insbesondere außenumfangsseitige Bauweise oder Bauform des Druckbehälters realisiert werden, so dass dieser besonders bauraumgünstig in das Kraftfahrzeug integriert werden kann. Außerdem ermöglicht die Verschlusseinrichtung, dass in dem Druckbehälter der gasförmige Kraftstoff auch unter besonders hohem Druck aufgenommen werden kann, ohne dass es zu Schäden, unerwünschten Leckagen oder einer übermäßigen Belastung des Druckbehälterkörpers kommt. Der Druckbehälter der hier offenbarten Technologie eignet sich beispielsweise zur Verwendung in Prüfständen beziehungsweise für Prüfstände zur Untersuchung eines Berstdrucks in Rohrprobekörpern, wobei als Rohrprobekörper beispielsweise der Druckbehälter beziehungsweise der Behälterkörper verwendet wird. Ferner eignet sich der Druckbehälter der hier offenbarten Technologie zum Speichern des gasförmigen Kraftstoffs in Fahrzeuganwendungen, wobei der gasförmige Kraftstoff in den Druckbehälter unter einem Druck von mindestens 2000 bar gespeichert werden kann.The aforementioned problems and disadvantages can now be at least partially avoided and/or improved by the technology disclosed here. The closure device of the technology disclosed here avoids the production of a rounded dome area formed in one piece with the pressure vessel, for example, so that the vessel body and thus the pressure vessel itself can be produced in a particularly time-saving and cost-effective manner. In addition, a particularly advantageous construction or design of the pressure vessel, in particular on the outer circumference, can be implemented, so that it can be integrated into the motor vehicle in a particularly space-saving manner. In addition, the closure device makes it possible for the gaseous fuel to be able to be accommodated in the pressure vessel, even under particularly high pressure, without damage, undesired leaks or excessive loading of the pressure vessel body occurring. The pressure vessel of the technology disclosed here is suitable, for example, for use in test benches or for test benches for investigating a bursting pressure in pipe test specimens, with the pressure vessel or the container body being used as the pipe test specimen, for example. Furthermore, the pressure vessel of the technology disclosed herein is suitable for storing the gaseous fuel in vehicle applications, wherein the gaseous fuel can be stored in the pressure vessel at a pressure of at least 2000 bar.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie weist der Endbereich, insbesondere zumindest in dem dritten Längenbereich, eine konische, außenseitige Mantelfläche auf. Dies bedeutet, dass der Endbereich zumindest außenumfangsseitig konisch ausgebildet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt bildet die konische, außenumfangsseitige Mantelfläche des Endbereichs einen Konus, gegen welchen die Verschlusseinrichtung, insbesondere über ihr Außenteil, gespannt ist. Hierdurch kann die Verschlusseinrichtung besonders einfach und fest gegen den Behälterkörper gespannt werden, ohne dass es zu übermäßigen Belastungen und somit Beschädigungen des Behälterkörpers kommt.In a further, particularly advantageous embodiment of the technology disclosed here, the end region, in particular at least in the third length region, has a conical, outer lateral surface. This means that the end area is conical at least on the outer circumference. Expressed again in other words, the conical outer peripheral surface of the end region forms a cone against which the closure device is clamped, in particular via its outer part. As a result, the closure device can be clamped against the container body in a particularly simple and firm manner, without excessive loads and thus damage to the container body occurring.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Außenteil eine der konischen, innenumfangsseitigen Mantelfläche zugewandte, konische, innenumfangsseitige Mantelfläche aufweist, welche insbesondere in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung des Druckbehälters gegen die konische, außenumfangsseitige Mantelfläche gespannt ist. Somit bildet beispielsweise die außenumfangsseitige Mantelfläche des Endbereichs den zuvor genannten Konus als ersten Konus, insbesondere als Außenkonus, wobei beispielsweise die innenumfangsseitige Mantelfläche des Außenteils einen zweiten Konus, insbesondere einen Außenkonus, bildet. Vorzugsweise ist der Innenkonus insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Druckbehälters zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Außenkonus abgestützt beziehungsweise umgekehrt, so dass vorzugsweise der Innenkonus beziehungsweise die innenumfangsseitige Mantelfläche direkt an dem Außenkonus beziehungsweise an der außenumfangsseitigen Mantelfläche anliegt. Dadurch, dass die innenumfangsseitige Mantelfläche gegen die außenumfangsseitige Mantelfläche gespannt ist, ist die Verschlusseinrichtung gegen den konischen Endbereich gespannt. Hierdurch kann die Verschlusseinrichtung besonders einfach montiert werden, so dass der Druckbehälter besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Außerdem lässt sich hierdurch eine sichere und feste Verschließung des Behälterkörpers realisieren, so dass der Kraftstoff auch unter sehr hohem Druck in dem Druckbehälter gespeichert werden kann.A further embodiment is characterized in that the outer part has a conical inner peripheral lateral surface facing the conical inner peripheral lateral surface which is clamped against the conical outer peripheral lateral surface in particular in the direction of longitudinal extension or in the axial direction of the pressure vessel. Thus, for example, the outer peripheral lateral surface of the end region forms the aforementioned cone as the first cone, in particular as an outer cone, with the inner peripheral lateral surface of the outer part forming a second cone, in particular an outer cone. The inner cone is preferably supported at least indirectly, in particular directly, on the outer cone or vice versa, particularly in the direction of longitudinal extent of the pressure vessel, so that the inner cone or the inner peripheral lateral surface preferably bears directly against the outer cone or the outer peripheral lateral surface. Due to the fact that the lateral surface on the inner circumference is tensioned against the lateral surface on the outer circumference, the closure device is tensioned against the conical end region. As a result, the closure device can be installed particularly easily, so that the pressure vessel can be manufactured in a particularly time-saving and cost-effective manner. You can also here Realize by a safe and secure closure of the container body, so that the fuel can be stored in the pressure container under very high pressure.
Um den Behälterkörper an seinem offenen Ende besonders sicher und fest verschließen zu können, ohne dass es hierdurch zu übermäßigen Belastungen oder gar Beschädigungen des Behälterkörpers kommt, ist es in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass der konische Endbereich, insbesondere der erste Konus, einen Konuswinkel aufweist, welcher in einem Bereich von einschließlich 1 Grad bis einschließlich 10 Grad, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 2 Grad bis einschließlich 10 Grad und ganz vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 2 Grad bis einschließlich 5 Grad, liegt. Beispielsweise weist der Behälterkörper, insbesondere der zylindrische Längenbereich des Behälterkörpers, eine einfach auch als Mittelachse bezeichnete Längsmittelachse auf, welche beispielsweise mit der axialen Richtung des Behälterkörpers zusammenfällt. Beispielsweise ist zumindest der zylindrische Längenbereich des Behälterkörpers zumindest außenumfangsseitig und/oder innenumfangsseitig bezüglich der Längsmittelachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Dabei ist es denkbar, dass die Längsmittelachse beziehungsweise eine Mittelebene, in welcher die Längsmittelachse verläuft, den Konuswinkel beispielsweise in zwei Winkel teilt, wobei der jeweilige Winkel, insbesondere genau, die Hälfte des Konuswinkels ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der jeweilige Winkel in einem Bereich von einschließlich 1 Grad bis einschließlich 5 Grad liegt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Winkel des konischen Endbereichs, insbesondere des Außenkonus, relativ zur Mittelachse des auch als Rohr bezeichneten Behälterkörpers in etwa 1 bis 5 Grad beträgt. Hierdurch kann die Verschlusseinrichtung besonders fest mit dem Behälterkörper verbunden werden, so dass der Kraftstoff unter besonders hohem Druck gespeichert werden kann. Gleichzeitig können übermäßige Belastungen des Behälterkörpers vermieden werden.In order to be able to close the container body particularly securely and firmly at its open end without causing excessive stress or even damage to the container body, it is provided in a further embodiment that the conical end area, in particular the first cone, has a cone angle which is in a range from 1 degree to 10 degrees inclusive, more preferably in a range from 2 degrees to 10 degrees inclusive and more preferably in a range from 2 degrees to 5 degrees inclusive. For example, the container body, in particular the cylindrical longitudinal area of the container body, has a longitudinal central axis, also referred to simply as the central axis, which coincides, for example, with the axial direction of the container body. For example, at least the cylindrical longitudinal region of the container body is configured to be rotationally symmetrical with respect to the longitudinal central axis, at least on the outer circumference and/or on the inner circumference. It is conceivable that the longitudinal center axis or a center plane in which the longitudinal center axis runs divides the cone angle into two angles, for example, with the respective angle being, in particular, exactly half the cone angle. It is preferably provided that the respective angle is in a range from 1 degree up to and including 5 degrees. It is therefore preferably provided that the angle of the conical end area, in particular of the outer cone, relative to the central axis of the container body, also referred to as the tube, is approximately 1 to 5 degrees. As a result, the closure device can be connected particularly firmly to the container body, so that the fuel can be stored under particularly high pressure. At the same time, excessive loads on the container body can be avoided.
Um die Verschlusseinrichtung besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig an dem Behälterkörper montieren zu können, so dass der Druckbehälter insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann, ist es in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Außenteil zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Schalenelemente aufweist, welche beispielsweise jeweilige Hälften des Außenteils sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Außenteil in die wenigstens oder vorzugsweise genau zwei Schalenelemente aufgeteilt oder unterteilt ist. Die Schalenelemente sind in radialer Richtung des Behälterkörpers zusammengesetzt und dadurch auf dem Endbereich angeordnet. Die separat voneinander ausgebildeten Schalenelemente sind miteinander verbunden und bilden in zusammengesetztem Zustand das Außenteil. Unter dem Merkmal, dass die Schalenelemente in radialer Richtung des Behälterkörpers zusammengesetzt sind, ist zu verstehen, dass die Schalenelemente in radialer Richtung des Behälterkörpers und somit des Druckbehälters aufeinanderfolgend angeordnet sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Schalenelemente in einer Schalenelementebene aneinander zumindest mittelbar, insbesondere direkt, abgestützt, wobei die Schalenelementebene parallel zur Längsmittelachse beziehungsweise parallel zur axialen Richtung des Behälterkörpers verläuft oder die Längsmittelachse verläuft in der Schalenelementebene. Hierdurch kann das Außenteil auf dem Endbereich derart besonders einfach montiert werden, dass die zunächst voneinander getrennten und voneinander beabstandeten Schalenelemente in radialer Richtung des Behälterkörpers und somit des Druckbehälters relativ zu dem Behälterkörper bewegt und dabei aufeinander zubewegt werden, derart, dass die Schalenelemente zusammengesetzt und dabei auf dem Endbereich angeordnet werden. Insbesondere daraufhin werden die Schalenelemente vorzugsweise miteinander verbunden. Beispielsweise kann daraufhin das Außenteil insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers mit dem Innenteil verspannt, das heißt gegen das Innenteil gespannt werden, wodurch die Verschlusseinrichtung insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers gegen den Endbereich gespannt wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt insbesondere in ihrer tatsächlichen Montierbarkeit. Wenn ein Rohr wie beispielsweise der Behälterkörper an seinen beiden Enden nach außen hin eine Zunahme seines Außendurchmessers aufweist, kann der Verschlussmechanismus von außen nur montiert werden, wenn er zweiteilig ist. Einteilig wäre aufgrund des Formschlusses die Montierbarkeit nicht gewährleistet.In order to be able to mount the closure device on the container body in a particularly simple and therefore particularly time- and cost-effective manner, so that the pressure container as a whole can be manufactured particularly quickly and cost-effectively, it is provided in a further embodiment that the outer part has two separate parts that are connected to one another Has shell elements which are, for example, respective halves of the outer part. In other words, it is preferably provided that the outer part is divided or subdivided into at least or preferably exactly two shell elements. The shell members are assembled in the radial direction of the container body and thereby arranged on the end portion. The shell elements, which are formed separately from one another, are connected to one another and, when assembled, form the outer part. The feature that the shell elements are assembled in the radial direction of the container body means that the shell elements are arranged one after the other in the radial direction of the container body and thus of the pressure container. In other words, the shell elements are supported on one another at least indirectly, in particular directly, in a shell element plane, with the shell element plane running parallel to the longitudinal center axis or parallel to the axial direction of the container body, or the longitudinal center axis running in the shell element plane. As a result, the outer part can be mounted on the end region in a particularly simple manner in such a way that the shell elements, which are initially separate and spaced apart from one another, are moved in the radial direction of the container body and thus of the pressure vessel relative to the container body and are thereby moved towards one another in such a way that the shell elements are assembled and thereby be arranged on the end area. In particular, the shell elements are then preferably connected to one another. For example, the outer part can then be braced with the inner part in particular in the axial direction of the container body, ie tensioned against the inner part, whereby the closure device is tensioned against the end region in particular in the axial direction of the container body. The advantage of this embodiment is, in particular, that it can actually be assembled. When a tube such as the container body has its outer diameter increased outward at both ends thereof, the shutter mechanism can be assembled from the outside only if it is two-piece. One-piece assembly would not be guaranteed due to the positive fit.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn in dem Endbereich und in dem Außenteil wenigstens ein separat von dem Innenteil und separat von dem Außenteil ausgebildetes Spannelement angeordnet ist, welches einen Konus aufweist, welcher auch als dritter Konus bezeichnet wird. Dadurch, dass das Innenteil mit dem Außenteil verspannt ist, ist das Spannelement über seinen dritten Konus in radialer Richtung des Behälterkörpers nach außen und dadurch in Richtung des Außenteils zumindest mittelbar, insbesondere direkt, gegen die innenumfangsseitige Mantelfläche des Behälterkörpers gespannt. Dadurch kann der in radialer Richtung des Behälterkörpers zwischen dem Außenteil und dem Spannelement angeordnete Endbereich in radialer Richtung des Behälterkörpers besonders fest zwischen dem Spannelement und dem Außenteil gekämmt werden, ohne dass es jedoch zu übermäßigen Belastungen oder Beschädigungen des Behälterkörpers kommt. Somit kann der Kraftstoff unter besonders hohem Druck in dem Druckbehälter gespeichert werden.It has been shown to be particularly advantageous if at least one tensioning element, which is designed separately from the inner part and separately from the outer part, is arranged in the end region and in the outer part and has a cone, which is also referred to as a third cone. Because the inner part is clamped to the outer part, the clamping element is clamped outwards via its third cone in the radial direction of the container body and thereby in the direction of the outer part, at least indirectly, in particular directly, against the inner peripheral lateral surface of the container body. As a result, the end region arranged in the radial direction of the container body between the outer part and the clamping element can be particularly firmly clamped in the radial direction of the container body between the clamping element and the outside part can be combed, but without causing excessive stress or damage to the container body. The fuel can thus be stored in the pressure vessel under particularly high pressure.
In weiterer Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie weist das Innenteil wenigstens oder genau eine Durchgangsöffnung auf, über welche der Kraftstoff in den durch den Behälterkörper und die Verschlusseinrichtung jeweils teilweise und jeweils zumindest mittelbar, insbesondere direkt, begrenzten Aufnahmebereich zum Speichern des Kraftstoffs einleitbar und aus dem Aufnahmebereich und insbesondere aus dem Druckbehälter insgesamt abführbar ist. Dadurch kann ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau des Druckbehälters realisiert werden, welcher somit besonders vorteilhaft für Fahrzeuganwendungen verwendet werden kann. Beispielsweise ist die Durchgangsöffnung des Innenteils als eine Bohrung ausgebildet.In a further embodiment of the technology disclosed here, the inner part has at least or precisely one through-opening, via which the fuel can be introduced into the receiving area for storing the fuel, which is delimited by the container body and the closure device in each case partially and at least indirectly, in particular directly, and out of the receiving area and in particular can be discharged as a whole from the pressure vessel. As a result, a particularly simple and cost-effective construction of the pressure vessel can be implemented, which can thus be used particularly advantageously for vehicle applications. For example, the through-opening of the inner part is designed as a bore.
Um den Kraftstoff unter besonders hohem Druck auf besonders kostengünstige Weise in dem Druckbehälter aufnehmen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie vorgesehen, dass das Innenteil mit dem Behälterkörper verklebt und dadurch gegen den Behälterkörper abgedichtet ist. Beispielsweise ist ein Klebstoff vorgesehen, mittels welchem das Innenteil mit dem Behälterkörper verklebt ist. Der Klebstoff ist beispielsweise, insbesondere in radialer Richtung des Behälterkörpers, zwischen dem Innenteil und dem Behälterkörper, insbesondere zwischen dem Innenteil und der innenumfangsseitigen Mantelfläche des Behälterkörpers, angeordnet, wodurch eine besonders einfache und gleichzeitig wirksame Abdichtung darstellbar ist.In order to be able to hold the fuel under particularly high pressure in the pressure vessel in a particularly cost-effective manner, a further embodiment of the technology disclosed here provides for the inner part to be glued to the vessel body and thereby sealed against the vessel body. For example, an adhesive is provided, by means of which the inner part is glued to the container body. The adhesive is arranged, for example, in particular in the radial direction of the container body, between the inner part and the container body, in particular between the inner part and the inner peripheral lateral surface of the container body, whereby a particularly simple and at the same time effective seal can be achieved.
Alternativ oder zusätzlich kann zum Abdichten des Aufnahmeraums ein insbesondere separat von dem Innenteil und separat von dem Behälterkörper ausgebildetes und insbesondere als Elastomerelement ausgebildetes, mithin vorzugsweise aus einem Elastomer beziehungsweise Gummi gebildetes Dichtungselement vorgesehen sein, mittels welchem der Aufnahmeraum abgedichtet ist. Beispielsweise schließt sich das Dichtungselement, insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers und/oder vollständig, an das Innenteil, insbesondere direkt, an, insbesondere zu dem Aufnahmeraum. Dabei ist beispielsweise das Dichtungselement, insbesondere in axialer Richtung, direkt an dem Innenteil abgestützt und/oder das Dichtungselement ist beispielsweise, insbesondere in radialer Richtung des Behälterkörper, direkt an dem Behälterkörper, insbesondere an dessen innenumfangsseitiger Mantelfläche, abgestützt. Dabei weist beispielsweise das Dichtungselement eine weitere Durchgangsöffnung auf, welche beispielsweise mit der Durchgangsöffnung des Innenteils fluidisch verbunden ist und/oder fluchtet. Dadurch kann der Kraftstoff auch über die weitere Durchgangsöffnung des Dichtungselement in den Aufnahmeraum eingeleitet beziehungsweise aus dem Aufnahmeraum abgeführt werden.Alternatively or additionally, a sealing element which is in particular designed separately from the inner part and separately from the container body and is in particular designed as an elastomer element, thus preferably made of an elastomer or rubber, can be provided for sealing the receiving space, by means of which the receiving space is sealed. For example, the sealing element connects, in particular in the axial direction of the container body and/or completely, to the inner part, in particular directly, in particular to the receiving space. The sealing element, for example, is supported directly on the inner part, in particular in the axial direction, and/or the sealing element is supported, for example, in particular in the radial direction of the container body, directly on the container body, in particular on its inner peripheral lateral surface. In this case, for example, the sealing element has a further through-opening, which is fluidically connected and/or aligned, for example, with the through-opening of the inner part. As a result, the fuel can also be introduced into the receiving space or discharged from the receiving space via the further through-opening of the sealing element.
Ein zweiter Aspekt der hier offenbarten Technologie betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Druckbehälter gemäß dem ersten Aspekt der hier offenbarten Technologie umfasst. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the technology disclosed here relates to a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which comprises at least one pressure vessel according to the first aspect of the technology disclosed here. Advantages and advantageous configurations of the first aspect are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect and vice versa.
Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie insbesondere die auch als Verschlussmechanismus bezeichnete Verschlusseinrichtung zum zumindest überwiegenden Verschließen des auch als Rohrende bezeichneten, an sich offenen Endes des Behälterkörpers, so dass dieser insbesondere vorteilhaft und kostengünstig für Hochdruckanwendungen verwendet werden kann.In other words, the technology disclosed here relates in particular to the closure device, also referred to as a closure mechanism, for at least predominantly closing the open end of the container body, also referred to as the pipe end, so that it can be used particularly advantageously and cost-effectively for high-pressure applications.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische und geschnittene Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Druckbehälters zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug; -
2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Druckbehälters gemäß1 in einem in1 mit B bezeichneten Bereich; -
3 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Druckbehälters; -
4 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Druckbehälters gemäß3 ; -
5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform des Druckbehälters; -
6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Druckbehälters, insbesondere gemäß1 ; und -
7 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht des Druckbehälters gemäß6 .
-
1 a schematic and sectioned longitudinal sectional view of a first embodiment of a pressure vessel for storing a gaseous fuel, in particular for a motor vehicle; -
2 A fragmentary schematic longitudinal sectional view of the pressure vessel according to FIG1 in a1 area labeled B; -
3 a detail of a schematic and perspective longitudinal sectional view of a second embodiment of the pressure vessel; -
4 A fragmentary schematic longitudinal sectional view of the pressure vessel according to FIG3 ; -
5 a fragmentary schematic perspective view of a third embodiment of the pressure vessel; -
6 a fragmentary schematic perspective view of the pressure vessel, in particular according to FIG1 ; and -
7 1 shows a schematic and partially sectioned perspective view of the pressure vessel according to FIG6 .
Bei der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten alternativen Ausführungsbeispiele werden für Merkmale, die in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und/oder Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.In the following description of the alternative exemplary embodiments illustrated in the figures, features that are identical in their design and/or mode of action and/or are at least comparable, the same reference numerals are used. If these are not explained again in detail, their configuration and/or mode of action corresponds to the configuration and/or mode of action of the features already described above.
Der Begriff „im Wesentlichen“ (z.B. „im Wesentlichen senkrechte Achse“) umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert (z.B. „senkrechte Achse“) sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft bzw. des Wertes unerhebliche Abweichungen (z.B. „tolerierbare Abweichung von senkrechter Achse“).In the context of the technology disclosed here, the term “essentially” (e.g. “essentially vertical axis”) includes the precise property or value (e.g. “vertical axis”) as well as those irrelevant to the function of the property or value Deviations (e.g. "tolerable deviation from the vertical axis").
Der Druckbehälter 1 umfasst einen aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Behälterkörper 2, welcher an sich zwei offene Enden E1 und E2 aufweist und somit an sich beidenends, das heißt an seinen jeweiligen Enden E1 und E2 offen ist. Im Weiteren wird der Druckbehälter 1 insbesondere am Beispiel des Endes E1 beschrieben, wobei selbstverständlich die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Ende E1 ohne Weiteres auch auf das Ende E2 übertragen werden können und umgekehrt.The
Der Behälterkörper 2 ist geflochten. Dies bedeutet, dass der Behälterkörper 2 durch Flechten, das heißt durch eine auch als Flechtverfahren bezeichnete Flechttechnik hergestellt ist. Somit ist der Behälterkörper 2 bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen als ein Rund- oder Schlauchgeflecht ausgebildet. Aus
Wie in
Der Druckbehälter 1 umfasst außerdem, insbesondere je Ende E1 beziehungsweise E2, eine separat von dem Behälterkörper 2 ausgebildete Verschlusseinrichtung 10, welche auch als Verschlussmechanismus oder einfach als Mechanismus bezeichnet wird. Es ist erkennbar, dass der Behälterkörper 2 an sich rohrartig oder rohrförmig ausgebildet ist und somit auch als Rohr bezeichnet wird. Das vorliegend geflochtene Rohr an sich ist an seinen auch als Rohrenden bezeichneten Enden E1 und E2 offen. Die Verschlusseinrichtung 10 ist ein Mechanismus, der einen sicheren Verschluss der Rohrenden erlaubt und dabei für Hochdruckanwendungen geeignet ist, so dass der Kraftstoff in dem Aufnahmebereich 4 unter besonders hohem Druck gespeichert werden kann. Dabei schließt sich beispielsweise die Verschlusseinrichtung 10 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 an den Aufnahmebereich 4 an. Insbesondere ist der Aufnahmebereich 4 zu dem jeweiligen Ende E1 beziehungsweise E2 hin zumindest mittelbar, insbesondere direkt, durch die Verschlusseinrichtung 10 zumindest überwiegend verschlossen. Der Druckbehälter 1 kann in einem oder für einen als Prüfvorrichtung bezeichneten Prüfstand verwendet werden, um beispielsweise den Behälterkörper 2 einem Bersttest zu unterziehen, sodass der Behälterkörper 2 als Rohrprobe verwendet wird. Dies bedeutet, dass beispielsweise über die Verschlusseinrichtung 10 der gasförmige Kraftstoff oder ein anderes Gas in den Aufnahmebereich 4 eingeleitet werden kann, wodurch in dem Aufnahmebereich 4 ein besonders hoher, durch den in dem Aufnahmebereich 4 aufgenommenen Kraftstoff bewirkter Druck bewirkt werden kann.The
Bei dem faserverstärkten Kunststoff handelt es sich vorzugsweise um einen kohlefaserverstärkten Kunststoff, so dass der faserverstärkte Kunststoff zumindest oder ausschließlich Kohlefasern als Verstärkungsfasern aufweisen kann. Der faserverstärkte Kunststoff ist geflochten, so dass der Behälterkörper 2 geflochten ist. Der jeweilige Endbereich 7 wird auch als Randbereich bezeichnet, welcher eine größere Wanddicke als der Längenbereich L1 (zylindrischer Längenbereich) aufweist. Der zylindrische Längenbereich wird auch als Zylinderbereich bezeichnet. Durch die größere Wanddicke ist der Behälterkörper 2 in seinen Randbereichen verstärkt, so dass der Kraftstoff auch unter hohem Druck in dem Aufnahmebereich 4 gespeichert werden kann. Mit anderen Worten weist der jeweilige Endbereich 7 eine erste Wanddicke auf, und der zylindrische Längenbereich L1 weist eine zweite Wanddicke auf, wobei die erste Wanddicke größer als die zweite Wanddicke ist. Die jeweilige Wanddicke wird auch als Wandstärke bezeichnet. Die gegenüber der zweiten Wanddicke höhere beziehungsweise größere, erste Wanddicke ergibt sich entweder durch eine lokale Aufdickung des jeweiligen Endbereichs 7 durch lokal zusätzlich eingebrachte Flechtlagen oder alternativ durch eine Durchmesserverjüngung, welche direkt zu einer beziehungsweise zu der größeren, ersten Wanddicke in einer Flechtstruktur des faserverstärkten Kunststoffs führt, dessen Flechtstruktur durch das Flechten gebildet ist. Die gegenüber der zweiten Wanddicke größere, erste Wanddicke in dem jeweiligen Endbereich 7 erlaubt eine insbesondere kraftschlüssige Einspannung, insbesondere der Verschlusseinrichtung 10, gegen den Endbereich 7 und somit gegen den Behälterkörper 2, ohne dass es zu einer übermäßigen Belastung, einer Beschädigung oder einem Versagen des Behälterkörpers 2 in dem jeweiligen Endbereich 7 kommt. Unter der genannten Einspannung ist insbesondere zu verstehen, dass die Verschlusseinrichtung 10 insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 gegen den Endbereich 7 und dabei gegen den Behälterkörper 2 gespannt ist.The fiber-reinforced plastic is preferably a carbon-fiber-reinforced plastic, so that the fiber-reinforced plastic can have at least or exclusively carbon fibers as reinforcing fibers. The fiber reinforced plastic is braided so that the
Aus
Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst die Verschlusseinrichtung 10 ein vorliegend als Deckel fungierendes oder auch als Deckel bezeichnetes Verbindungsteil 13, welches separat von dem Außenteil 11 und separat von dem Innenteil 12 ausgebildet ist. Das Verbindungsteil 13 ist teilweise in dem Endbereich 7 angeordnet und ragt über das offene Ende E1 aus dem Behälterkörper 2 heraus, so dass das Verbindungsteil 13 einen in dem Endbereich 7 angeordneten, ersten Teil 1 und einen außerhalb des Behälterkörpers 2 angeordneten, zweiten Teil T2 aufweist. Beispielsweise sind die Teile T1 und T2 einstückig miteinander ausgebildet. Über den Teil T1 ist das Verbindungsteil 13 mit dem Innenteil 12 verbunden, derart, dass das Verbindungsteil 13 und das Innenteil 12 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt sind. Hierzu kommt wenigstens ein oder mehrere Verbindungselemente 14 zum Einsatz, wobei das jeweilige Verbindungselement 14 vorliegend als Schraubelement, insbesondere als Schraube, ausgebildet ist. Das jeweilige Verbindungselement 14 durchdringt eine jeweilige, korrespondierende Durchgangsöffnung des Verbindungsteils 13 und ist in eine jeweilige, korrespondierende Schrauböffnung des Innenteils 12 eingeschraubt, wodurch das Verbindungsteil 13 mit dem Innenteil 12 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 verspannt ist. Demzufolge ist das Verbindungsteil 13 mit dem Innenteil 12 verschraubt, wodurch das Verbindungsteil 13 und das Innenteil 12 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt sind.In the exemplary embodiments shown in the figures, the
Über den Teil T2 ist das Verbindungsteil 13 mit dem Außenteil 11 verbunden und dabei in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 mit dem Außenteil 11 verspannt. Hierzu ist wenigstens ein oder mehrere, weitere Verbindungselemente 15 vorgesehen. Das jeweilige Verbindungselement 15 ist vorliegend als Schraubelement, insbesondere als Schraube, ausgebildet. Vorliegend durchdringt das jeweilige Verbindungselement 15 jeweilige, korrespondierende Durchgangsöffnungen des Verbindungsteils 13, und das jeweilige Verbindungselement 15 ist in eine jeweilige, korrespondierende Schrauböffnung des Außenteils 11 eingeschraubt. Dadurch sind das Verbindungsteil 13 und das Außenteil 11 axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt. Somit ist das Außenteil 11 unter Vermittlung des Verbindungsteils 13 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 mit dem Innenteil 12 verspannt. Hierdurch wiederum ist die Verschlusseinrichtung 10 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 gegen den konischen Endbereich 7 gespannt. Demzufolge ist das Verbindungsteil 13 mit dem Außenteil 11 verschraubt, wodurch das Verbindungsteil 13 und das Außenteil 11 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt sind.The connecting
Der Endbereich 7 ist beispielsweise ein insbesondere innen und/oder außen aufgedickter Bereich, welcher beispielsweise zumindest einen Teil mit einem zumindest im Wesentlichen konstanten Durchmesser, insbesondere Innendurchmesser, aufweist. Ein sanfter, beispielsweise konischer Übergang von dem Endbereich 7, insbesondere von dessen Bereich mit dem zumindest im Wesentlichen konstanten Durchmesser, zu dem zumindest im Wesentlichen konstanten, zylindrischen Längenbereich L1, welcher vorliegend einen zumindest im Wesentlichen konstanten, zylindrischen Mittelbereich des Behälterkörpers 2 darstellt, kann unerwünschte, übermäßige Spannungsspitzen in dem faserverstärkten Kunststoff beziehungsweise in dem Behälterkörper 2 vermeiden.The
Die Verschlusseinrichtung 10 ist mittels eines Befestigungskonzepts an dem Behälterkörper 2 gehalten und dadurch befestigt, wobei das Befestigungskonzept im Folgenden beschrieben wird. Das Befestigungskonzept sieht vor, dass der Endbereich 7, welcher vorzugsweise innenumfangsseitig und insbesondere über seine gesamte, in axialer Richtung verlaufende Erstreckung zylindrisch ausgebildet sein kann, zumindest oder ausschließlich außenumfangsseitig konisch ausgebildet ist und dabei eine konische, außenumfangsseitige Mantelfläche 17 aufweist, welche somit einen ersten Konus in Form eines Außenkonus bildet. Des Weiteren sieht das Befestigungskonzept vor, dass das Außenteil 11 eine mit der konischen, innenumfangsseitigen Mantelfläche 17 korrespondierende, innenumfangsseitige, konische Mantelfläche 18 aufweist, welche somit einen zweiten Konus in Form eines Innenkonus bildet. Dadurch, dass das Außenteil 11 und das Innenteil 12 in axialer Richtung miteinander verspannt sind, ist der Außenkonus (konische, innenumfangsseitige Mantelfläche 18) in axialer Richtung gegen den Innenkonus (konische, innenumfangsseitige Mantelfläche 17) gespannt, wodurch die Verschlusseinrichtung 10 in axialer Richtung gegen den konischen Endbereich 7 gespannt ist. Hierzu liegt vorliegend die Mantelfläche 17 direkt an der Mantelfläche 18 an beziehungsweise umgekehrt.The
Das Befestigungskonzept sieht ferner vor, dass - wie besonders gut aus
Um die Schalenelemente 19 und 20 präzise relativ zueinander positionieren zu können, kommt ein beispielsweise als Passstift ausgebildetes Positionierungselement 22 zum Einsatz, welches separat von den Schalenelementen 19 und 20 ausgebildet ist und in jeweilige Ausnehmungen der Schalenelemente 19 und 20 eingreift. Es ist erkennbar, dass das Außenteil 11 somit als eine Überwurfschelle ausgebildet ist. Insbesondere sieht das Befestigungskonzept außen auf dem jeweiligen Endbereich 7 einen Formschluss durch die geteilte Schalenverbindung vor. Die konische, innenumfangsseitige Mantelfläche 18 ist teilweise durch das Schalenelement 19 und teilweise durch das Schalenelement 20 gebildet, so dass eine Innenseite der Schalenverbindung (Außenteil 11) konisch ausgebildet ist. Dadurch, dass das Außenteil 11 nicht einstückig ausgebildet ist, sondern die separat voneinander ausgebildeten Schalenelemente 19 und 20 aufweist, ist eine Teilung des Außenteils 11, mithin der Schalenverbindung vorgesehen. Diese Teilung der Schalenverbindung ist aus Montagesicht besonders vorteilhaft, da beide Rohrenden (Endbereiche E1 und E2) aufgedickt sind, so dass ein Aufschieben des Außenteils 11 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 von außen aufgrund des Formschlusses nicht möglich ist. Der genannte Formschluss ist insbesondere dadurch gebildet, dass das Außenteil 11, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche 18, in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 nach außen und somit zu dem Ende E1 hin, durch den Endbereich E7, insbesondere durch die innenumfangsseitige Mantelfläche 17, überdeckt ist. Dies ist insbesondere dadurch realisiert, dass die Mantelflächen 17 und 18 konusförmig, mithin als insbesondere miteinander korrespondierende Konusse ausgebildet sind. Die geteilte Schalenverbindung, mithin das Außenteil 11, bildet beispielsweise mit dem insbesondere nachträglich montierten Deckel (Verbindungsteil 13) einen Formschluss aus. Das Verbindungsteil 13 bildet außerdem einen Übergang zur Befestigung der Verschlusseinrichtung 10 an dem Behälterkörper 2, insbesondere an dessen Innenseite beziehungsweise an dessen innenumfangsseitiger Mantelfläche 5. Innen, das heißt im Inneren des Behälterkörpers 2, wird vorzugsweise ein Kraftschluss verwendet, um die Verschlusseinrichtung 10 insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 an dem Behälterkörper 2 zu befestigen. Dieser Kraftschluss unterstützt eine Befestigung des Deckels und der Schalenverbindung an dem Behälterkörper 2 zusätzlich und verhindert, dass der Endbereich 7 durch die äußere und vorzugsweise geringfügig formschlüssige Befestigung in Folge einer hohen Druckbeanspruchung herausgezogen wird.In order to be able to position the
Der Kraftschluss in dem Endbereich 7 und dabei im Inneren des Behälterkörpers 2 kann durch einen Einfach-Konus-Spannsatz oder einen Doppel-Konus-Spannsatz realisiert werden. Bei der in
Da das Verbindungsteil 13 und das Innenteil 12 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt sind beziehungsweise da das Außenteil 11 und das Innenteil 12 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 miteinander verspannt sind, und da die Konusse K1 -4 bezüglich der axialen Richtung des Behälterkörpers 2 konusförmig sind, ist der Konus K3 in axialer Richtung gegen den Konus K1 und der Konus K4 in axialer Richtung gegen den Konus K2 gespannt, wodurch das Spannelement 24 in radialer Richtung des Behälterkörpers 2 nach außen und dadurch in Richtung des Außenteils 11 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, gegen die innenumfangsseitige Mantelfläche 5 des Behälterkörpers 2 gespannt ist. Somit ist der in radialer Richtung des Behälterkörpers 2 zwischen dem Spannelement 24 und dem Außenteil 11 angeordnete Endbereich E7 zwischen dem Spannelement 24 und dem Außenteil 11 gespannt oder geklemmt, wodurch die Verschlusseinrichtung 10 besonders sicher und fest mit dem Behälterkörper 2 verbunden ist, insbesondere in axialer Richtung des Behälterkörpers 2. Gleichzeitig können aus dieser Verbindung zwischen der Verschlusseinrichtung 10 und dem Behälterkörper 2 resultierende, übermäßige Belastungen des Behälterkörpers 2 vermieden werden. Auch der Außenkonus und der Innenkonus sind bezüglich der axialen Richtung des Behälterkörpers 2 konusförmig ausgebildet.Since the connecting
Aus
Dadurch kann der Kraftstoff aus dem Aufnahmebereich 4 über den Kanal 29 an die Umgebung 27 geführt werden, und der Kraftstoff kann über den Kanal 29 in den Aufnahmebereich 4 eingeleitet werden. Insbesondere ist das Leitungselement 28 als eine Hochdruckleitung ausgebildet.As a result, the fuel can be routed from the receiving
In dem Behälterkörper 2, insbesondere in dem Endbereich 7, kann ein Anschlusselement 30 angeordnet sein, welches beispielsweise separat von dem Innenteil 12 und vorzugsweise auch separat von dem Leitungselement 28 ausgebildet sein kann. Mittels des Anschlusselements 30 ist beispielsweise das Leitungselement 28 an dem Innenteil 12 gehalten. Des Weiteren ist vorzugsweise ein Dichtungselement 31 ausgebildet, welches vorzugsweise aus einem Elastomer gebildet und somit als eine Elastomerdichtung ausgebildet sein kann. Beispielsweise ist das Dichtungselement 31 mittels des Anschlusselements 30 beziehungsweise an oder auf dem Anschlusselement 30 gelagert. In axialer Richtung des Behälterkörpers 2 ist zwischen dem Dichtungselement 31 und dem Anschlusselement 30 ein Stützring 32 angeordnet, über welchen das Dichtungselement 31 in axialer Richtung an dem Anschlusselement 30 abgestützt ist. Des Weiteren kann ein Befestigungselement 33 vorgesehen sein, mittels welchem beispielsweise das Leitungselement 28 mit dem Anschlusselement 30 und/oder mit dem Dichtungselement 31 verbunden sein kann. Hierzu ist beispielsweise das Befestigungselement 33 mit dem Anschlusselement 30 verschraubt, und das Befestigungselement 33 ist beispielsweise in axialer Richtung an dem Leitungselement 28 abgestützt, so dass mittels des Befestigungselements 33 das Leitungselement 28 in axialer Richtung des Behälterkörpers 2 gegen das Anschlusselement 30 gespannt und dadurch mit dem Anschlusselement 30 verbunden ist. Mittels des Dichtungselements 31 ist das Anschlusselement 30 gegenüber dem Behälterkörper 2 abgedichtet, wodurch insbesondere zu dem Ende E1 hin der Aufnahmebereich 4 abgedichtet ist. Beispielsweise ist die Durchgangsöffnung 25 und/oder 26 als eine Bohrung ausgebildet. Außerdem ist erkennbar, dass beispielsweise insbesondere über das Anschlusselement 30 das Dichtungselement 31 mit dem Leitungselement 28 verbunden ist. Das Dichtungselement 31 kann somit eine separate Elastomerdichtung sein, die gleichzeitig eine Verbindung zu dem Leitungselement 28 (Hochdruckleitung) aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Spannelement 24 und/oder das Innenteil 12 und/oder der Teil T1 mit der innenumfangsseitigen Mantelfläche 5 und somit mit dem Behälterkörper 2 verklebt ist, insbesondere mittels eines Klebstoffes, welcher in radialer Richtung des Behälterkörpers 2 zwischen der innenumfangsseitigen Mantelfläche 5 und dem Innenteil 12 und/oder dem Spannelement 24 und/oder dem Teil T1 angeordnet sein kann. Hierdurch kann der Aufnahmebereich 4 insbesondere in axialer Richtung einfach und vorteilhaft abgedichtet werden. Insbesondere erfolgt die hauptsächliche Abdichtung des Aufnahmebereiches 4 erfolgt über das einfach auch als Dichtung bezeichnete Dichtungselement 31, welches vorzugsweise aus einem Elastomer beziehungsweise Elastomerwerkstoff gebildet ist. Das Dichtungselement 31 kann sich bei Druckbeaufschlagung an dem Stützring 32 abstützen. Das Anschlusselement 30 hat insbesondere die Aufgabe, das insbesondere als Dichtring ausgebildete Dichtungselement 31 und den Stützring 32 aufzunehmen beziehungsweise zu haltern und einen Anschluss für die Befüllung des Aufnahmebereiches 4 zu realisieren.In the
Bei der in
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.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications can be made within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Druckbehälterpressure vessel
- 22
- Behälterkörpercontainer body
- 33
- Doppelpfeildouble arrow
- 44
- Aufnahmebereichrecording area
- 55
- Innenumfangsseitige MantelflächeInner peripheral lateral surface
- 66
- Doppelpfeildouble arrow
- 77
- Endbereichend area
- 88th
- PfeilArrow
- 99
- PfeilArrow
- 1010
- Verschlusseinrichtunglocking device
- 1111
- Außenteilouter part
- 1212
- Innenteilinner part
- 1313
- Verbindungsteilconnection part
- 1414
- Verbindungselementfastener
- 1515
- Verbindungselementfastener
- 1616
- Übergangcrossing
- 1717
- Außenumfangsseitige MantelflächeOuter peripheral lateral surface
- 1818
- Innenumfangsseitige MantelflächeInner peripheral lateral surface
- 1919
- Schalenelementshell element
- 2020
- Schalenelementshell element
- 2121
- Verbindungselementfastener
- 2222
- Positionierungselementpositioning element
- 2323
- Doppel-Konus-SpannansatzDouble cone clamping attachment
- 2424
- Spannelementclamping element
- 2525
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 2626
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 2727
- Umgebungvicinity
- 2828
- Leitungselementline element
- 2929
- Kanalchannel
- 3030
- Anschlusselementconnection element
- 3131
- Dichtungselementsealing element
- 3232
- Stützringsupport ring
- 3333
- Befestigungselementfastener
- 3434
- Einfach-Konus-SpannsatzSingle cone clamping set
- E1E1
- EndeEnd
- E2E2
- EndeEnd
- K1K1
- Konuscone
- K2K2
- Konuscone
- K3K3
- Konuscone
- K4K4
- Konuscone
- L1L1
- Längenbereichlength range
- L2L2
- Längenbereichlength range
- TT
- TeilPart
- T1T1
- TeilPart
- T2T2
- TeilPart
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 3346178 A1 [0002]EP 3346178 A1 [0002]
- US 3886977 [0002]US3886977 [0002]
- CN 203477886 U [0002]CN 203477886 U [0002]
- DE 102008052133 A1 [0002]DE 102008052133 A1 [0002]
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DE102021104843.5A DE102021104843A1 (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Pressure tank for storing a gaseous fuel and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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EP3346178A1 (en) | 2017-01-06 | 2018-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High-pressure container |
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- 2021-03-01 DE DE102021104843.5A patent/DE102021104843A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified |