DE102021111561A1 - Hydrogen flat high-pressure tank for mobile and stationary applications, as well as method for manufacturing the hydrogen flat high-pressure tank - Google Patents

Hydrogen flat high-pressure tank for mobile and stationary applications, as well as method for manufacturing the hydrogen flat high-pressure tank Download PDF

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Abstract

Ein Wasserstoffflachhochdrucktank (1) kann für ein Verkehrsmittel (100), insbesondere für ein Auto, Bus, LKW, Traktor, Zug oder Flugzeug oder für eine stationäre Anwendung wie ein Gebäude eingesetzt werden. Es sind eine obere Wand (2), eine untere Wand (3), eine vordere Wand (4), eine hintere Wand (5), eine linke Wand (6) und eine rechte Wand (7) vorgesehen, die einen Speicherraum (8) umgrenzen. Es ist eine Ventilanordnung (10) mit zumindest einem Ventil (11, 12) vorgesehen und dazu ausgebildet, um Wasserstoff unter Druck in den Speicherraum (8) zu füllen und aus dem Speicherraum (8) zu entnehmen. Es ist zumindest ein Stringer (15) vorgesehen und innerhalb des Speicherraums (8) angeordnet. Er zumindest einen Stringer (8) ist an zwei sich gegenüberliegenden Wänden (2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6,7) befestigt und auf Zug belastbar, wodurch die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks (1) auch bei einem hohen Innendruck gewährleistet ist.A flat, high-pressure hydrogen tank (1) can be used for a means of transport (100), in particular for a car, bus, truck, tractor, train or airplane, or for a stationary application such as a building. There is a top wall (2), a bottom wall (3), a front wall (4), a back wall (5), a left wall (6) and a right wall (7) which define a storage space (8th ) delimit. A valve arrangement (10) with at least one valve (11, 12) is provided and designed to fill hydrogen under pressure into the storage space (8) and remove it from the storage space (8). At least one stringer (15) is provided and arranged within the storage space (8). At least one stringer (8) is fastened to two opposite walls (2, 3 or 4, 5 or 6,7) and can be subjected to tensile loads, which ensures the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank (1) even at high internal pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserstoffflachhochdrucktank für mobile und/oder stationäre Anwendungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Wasserstoffflachhochdrucktanks.The invention relates to a flat, high-pressure hydrogen tank for mobile and/or stationary applications, and to a method for producing the flat, high-pressure hydrogen tank.

Um Klimaziele erreichen zu können sind alternative Antriebsarten unumgänglich. Batteriegetriebene Fahrzeuge sind (allerdings) zu schwer und zu teuer und das Aufladen dauert selbst dann lange, wenn spezielle Ladestationen vorhanden sind, die bei einer Schnellladung die Batterie irreversibel schädigen können. Eine Alternative hierzu sind wasserstoffbetriebene Fahrzeuge, die den Wasserstoff beispielsweise über eine Brennstoffzelle in elektrische Energie und Wärmeenergie umsetzen, mit der das Fahrzeug dann betrieben und beheizt werden kann.In order to be able to achieve climate goals, alternative types of drive are essential. Battery-powered vehicles are (however) too heavy and too expensive and charging takes a long time even when special charging stations are available, which can irreversibly damage the battery if charged quickly. An alternative to this are hydrogen-powered vehicles, which convert the hydrogen into electrical energy and thermal energy using a fuel cell, for example, with which the vehicle can then be operated and heated.

Ein Problem hierbei ist die Speicherung des Wasserstoffs, der bei einem geringen spezifischen Gewicht ein großes Volumen braucht. Der gasförmige Wasserstoff wird unter hohem Druck in einem Tank gespeichert. Dabei werden Arbeitsdrücke von 750 bar, Fülldrücke von 875 bar erreicht. Mit einem Sicherheitsfaktor S von 2,25 muss der Tank eine Festigkeit von 1688 bar erreichen. Um derartige Drücke aushalten zu können, sind hohe Anforderungen an die Konstruktion und Auslegung des Wasserstoffflachhochdrucktanks mit Hochleistungswerkstoffen, wie Faserverbünden notwendig. Diese Tanks sind bisher für technische Gase, mit einer Querschnittsfläche A = r^2*3,14 kreisförmig, was im Gegensatz zu dem Flachtank, das Füllvolumen begrenzt.One problem here is the storage of the hydrogen, which requires a large volume with a low specific weight. The gaseous hydrogen is stored in a tank under high pressure. Working pressures of 750 bar and filling pressures of 875 bar are achieved. With a safety factor S of 2.25, the tank must achieve a strength of 1688 bar. In order to be able to withstand such pressures, high demands are placed on the construction and design of the flat, high-pressure hydrogen tank with high-performance materials such as fiber composites. Until now, these tanks have been circular for technical gases with a cross-sectional area A = r^2*3.14, which, in contrast to the flat tank, limits the filling volume.

Bei einem kreisrunden Querschnitt steht nicht das maximale Füllvolumen zur Verfügung, wie bei einem rechteckigen Querschnitt. Bei Einbau in ein Fahrzeug sind häufig noch zusätzliche Sicherheitshalterahmen oder Haltebänder notwendig was zu einem weiteren geometrischen Verlust des Füllvolumen von mindestens 21,5 % führt. Die Halterahmen oder Haltebänder für den Rundtank brauchen noch einmal einen Bauraum zwischen 0,6 % und 19,5 %. Ein Flachtank hat hier deutliche Vorteile. Bereits bei zwei nebeneinander angeordneten Rundtanks ergibt sich ein Bauraumverlust von bis zu maximal 41 %. Bei X nebeneinanderliegenden Rundtanks, beispielsweise bei 15 Rundtanks, wie diese auf einem Busdach eingesetzt werden können, ergeben sich mehrere 100 % (bis > 600%) Füllraumverlust und damit Fahrtreichweitenverluste für Verkehrsmittel. In den 13A bis 13C sind derartige Rundtanks aus dem Stand der Technik dargestellt. In 13A ist das nicht genutzte Volumen in weiß dargestellt. In 13B ist das nicht genutzte Volumen zwischen zwei Tanks dargestellt. 13C verdeutlicht, dass jede Flasche außerdem ihren eigenen Anschluss benötigt, was bei der sehr hohen Anzahl an Flaschen auch sehr teuer ist.With a circular cross-section, the maximum filling volume is not available, as with a rectangular cross-section. When installed in a vehicle, additional safety retaining frames or retaining straps are often necessary, which leads to a further geometric loss of the filling volume of at least 21.5%. The retaining frames or retaining straps for the round tank require an additional space of between 0.6% and 19.5%. A flat tank has clear advantages here. Even with two round tanks arranged next to each other, there is a loss of installation space of up to a maximum of 41%. With X adjacent round tanks, for example 15 round tanks, as can be used on a bus roof, there is a loss of filling space of several 100% (up to > 600%) and thus a loss of travel range for means of transport. In the 13A until 13C such round tanks from the prior art are shown. In 13A the unused volume is shown in white. In 13B shows the unused volume between two tanks. 13C makes it clear that each bottle also requires its own connection, which is also very expensive given the very high number of bottles.

Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung einen Wasserstoffflachhochdrucktank mit einem möglichst hohen Füllvolumen zu schaffen, welcher alle Stabilitätsanforderungen und Abnahmekriterien mit einem Sicherheitsfaktor von S = 2,25 erfüllt.It is therefore the object of the present invention to create a flat, high-pressure hydrogen tank with the highest possible filling volume, which meets all stability requirements and acceptance criteria with a safety factor of S=2.25.

Die Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktank gemäß des Anspruchs 1 und durch die Verkehrsmittel gemäß den Ansprüchen 19 und 20, sowie durch die stationäre Anwendung gemäß dem Anspruch 21 und durch das Verfahren zur Herstellung des Wasserstoffflachhochdrucktanks gemäß des Anspruchs 22 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 18 sind erfindungsgemäße Weiterbildungen des Wasserstoffflachhochdrucktanks enthalten.The object is achieved by the flat hydrogen high-pressure tank according to claim 1 and by the means of transport according to claims 19 and 20, as well as by the stationary application according to claim 21 and by the method for producing the flat hydrogen high-pressure tank according to claim 22. Claims 2 to 18 contain developments according to the invention of the flat, high-pressure hydrogen tank.

Der erfindungsgemäße Wasserstoffflachhochdrucktank kann sowohl für mobile Verkehrsmittel als auch für stationäre Anwendungen vorteilhaft eingesetzt werden. Zu den mobilen Anwendungen zählen Verkehrsmittel aller Art. Insbesondere zählen hierzu Autos, Busse, LKWs, Traktoren, Züge, Flugzeuge und Schiffe. Er eignet sich allerdings auch sehr gut für stationäre Anwendungen, insbesondere für den Einsatz in einem Gebäude bzw. auf einem Fundament. Das Gebäude kann ein beliebiges Gebäude sein (z.B. Wohnhaus, Fabrik, Kraftwerk, usw.). Der Wasserstoffflachhochdrucktank umfasst eine obere Wand, eine untere Wand, eine vordere Wand, eine hintere Wand, eine linke Wand und eine rechte Wand. Diese dann ebenen Wände mit einem Klöpperboden im den Randbereichen umgrenzen gemeinsam einen Speicherraum. Die Begriffe für die Wände sind zur besseren Unterscheidung gewählt. Sie legen keine räumliche Position am Einbauort fest. Es ist beispielsweise ein Armaturen-System mit Ventilen, Sensoren und elektrisch ansteuerbaren Aktoren vorhanden, mit zumindest einem Ventil und dazu ausgebildet, um den Wasserstofftankinnendruck, die Temperatur und den Füllstand jederzeit bestimmen zu können, um den Speicherraum lückenlos, beim Füllen, während der Arbeitsphase beim schrittweise Entleeren und während der Nutzung kontrollieren zu können. Es ist außerdem zumindest ein Stringer vorgesehen und innerhalb des Speicherraums angeordnet, um die hohe Druckbelastung über die Zuglastaufnahme des Stringers zu reduzieren. Der zumindest ein(e) Stringer ist an zwei sich gegenüberliegenden Wänden befestigt und auf Zug belastbar. Bei diesen sich gegenüberliegenden Wänden handelt es sich beispielsweise um die obere Wand und die untere Wand. Es könnte sich auch um die vordere Wand und die hintere Wand handeln. Es wäre auch denkbar, dass es sich um die linke Wand und die rechte Wand handelt. Durch den Einsatz eines solchen Stringers ist die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks auch bei einem hohen Innendruck gewährleistet.The hydrogen flat high-pressure tank according to the invention can be used advantageously both for mobile means of transport and for stationary applications. Mobile applications include means of transport of all kinds. In particular, these include cars, buses, trucks, tractors, trains, airplanes and ships. However, it is also very suitable for stationary applications, especially for use in a building or on a foundation. The building can be any building (eg residential building, factory, power station, etc.). The flat high-pressure hydrogen tank includes an upper wall, a lower wall, a front wall, a rear wall, a left wall, and a right wall. These then flat walls with a dished bottom in the edge areas together delimit a storage space. The terms for the walls are chosen for better differentiation. They do not specify any spatial position at the installation site. For example, there is a fittings system with valves, sensors and electrically controllable actuators, with at least one valve and designed to be able to determine the internal pressure of the hydrogen tank, the temperature and the fill level at any time in order to ensure that the storage space is uninterrupted, when filling, during the working phase to be able to control during the gradual emptying and during use. At least one stringer is also provided and positioned within the storage space to reduce the high compressive loading via the stringer's tensile load capacity. The at least one stringer is attached to two opposing walls and can be subjected to tensile loads. These opposing walls are, for example, the top wall and the bottom wall. It could also be the front wall and the back wall. It would also be conceivable that it is the left wall and the right wall. Through The use of such a stringer ensures the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank even at high internal pressure.

In einer bevorzugten Ausführungsform der hier vorliegenden Erfindung beträgt der mittlere Abstand zwischen der oberen und der unteren Wand weniger als 60%, 50%, 40%, 30% oder weniger als 20% des mittleren Abstands zwischen der linken Wand und der rechten Wand bzw. weniger als 60%, 50%, 40%, 30% oder weniger als 20% des mittleren Abstands zwischen der vorderen Wand und der hinteren Wand. Dadurch unterscheidet sich ein Flachtank wesentlich von einem Rundtank.In a preferred embodiment of the present invention, the average distance between the top and bottom walls is less than 60%, 50%, 40%, 30% or less than 20% of the average distance between the left wall and the right wall or less than 60%, 50%, 40%, 30% or less than 20% of the mean distance between the front wall and the back wall. As a result, a flat tank differs significantly from a round tank.

In einer bevorzugten Ausführungsform der hier vorliegenden Erfindung hat ein Querschnitt durch den Wasserstoffflachhochdrucktank von der linken Wand zur rechten Wand eine von einer runden Form und im Wesentlichen runden Form abweichende Form. Dieser Querschnitt durchsetzt dabei sowohl die linke als auch die rechte Wand und die obere und die untere Wand. Ergänzend oder alternativ hat ein Querschnitt durch den Wasserstoffflachhochdrucktank von der vorderen Wand zur hinteren Wand eine von einer runden Form oder im Wesentlichen runden Form abweichende Form. Dieser Querschnitt durchsetzt dabei sowohl die vordere Wand als auch die hintere Wand und die obere und die untere Wand. Vorzugsweise handelt es sich bei der Form um eine rechteckige Form, wobei die Ecken abgerundet sein können. Vielmehr ist die Erstreckung in zwei Richtungen deutlich größer (2 mal, 3 mal, 4 mal, 5 mal, 6 mal, 7 mal, 8 mal, 9 mal, 10 mal, 11 mal oder 15 mal) als in eine andere Richtung wie insbesondere der Bauhöhe. So kann die Erstreckung von der vorderen Wand zur hinteren Wand (erste Richtung) und von der linken Wand zur rechten Wand (zweite Richtung) jeweils größer sein als die Erstreckung von der oberen Wand hin zur unteren Wand. Dadurch ergibt sich ein flaches Design und der Wasserstoffflachhochdrucktank kann beispielsweise im Unterboden eines Verkehrsmittels mitgeführt werden. Der Wasserstoffflachhochdrucktank kann in diesem Fall ein sehr hohes Füllvolumen aufweisen, weil er als Flachtank den vorhandenen Bauraum bestmöglich ausfüllen kann.In a preferred embodiment of the present invention, a cross section of the flat high-pressure hydrogen tank from the left wall to the right wall has a shape other than a round shape and a substantially round shape. This cross-section penetrates both the left and the right wall and the upper and the lower wall. Additionally or alternatively, a cross section through the flat hydrogen high-pressure tank from the front wall to the rear wall has a shape that deviates from a round shape or a substantially round shape. This cross section passes through both the front wall and the rear wall and the upper and lower wall. The shape is preferably a rectangular shape, and the corners can be rounded. Rather, the extension in two directions is significantly greater (2 times, 3 times, 4 times, 5 times, 6 times, 7 times, 8 times, 9 times, 10 times, 11 times or 15 times) than in another direction such as in particular the construction height. Thus, the extension from the front wall to the rear wall (first direction) and from the left wall to the right wall (second direction) can each be greater than the extension from the top wall to the bottom wall. This results in a flat design and the flat high-pressure hydrogen tank can be carried in the underbody of a means of transport, for example. In this case, the hydrogen flat high-pressure tank can have a very high filling volume because, as a flat tank, it can fill the available installation space in the best possible way.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zumindest eine Stringer an der oberen und der unteren Wand befestigt, insbesondere mit diesen Wänden verklebt. Vorzugsweise kann hier eine Autoklav-Heißverklebung (80°C bis 180°C), mit oder ohne Blindniet, verwendet werden.In a preferred embodiment of the invention, the at least one stringer is attached to the upper and lower walls, in particular glued to these walls. Autoclave hot-melt bonding (80° C. to 180° C.), with or without a blind rivet, can preferably be used here.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehr als 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 oder mehr als 25 Stringer vorgesehen. Zumindest einige der Stringer sind Querstringer und verlaufen parallel zueinander. Dadurch wird die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks nochmals deutlich erhöht. Bevorzugt sind weiterhin zumindest einige der Stringer, Längsstringer verlaufen parallel zueinander und senkrecht zu den Querstringern. Dies erhöht die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks nochmals erheblich. Obwohl jeder Stringer aber auch Einbauraum und damit Füllvolumen kostet, werden überwiegen die Vorteile deutlich.In a further preferred embodiment of the invention, more than 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 or more than 25 stringers are provided. At least some of the stringers are transverse stringers and run parallel to one another. This significantly increases the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank. At least some of the stringers are also preferred; longitudinal stringers run parallel to one another and perpendicular to the transverse stringers. This again significantly increases the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank. Although every stringer also costs installation space and thus filling volume, the advantages clearly outweigh the disadvantages.

Die Stringer, vorzugweise aus einem Faserverbund, sind gemeinsam mit einer thermoplastischen Diffusionsbox über eine Kaltklebeverbindung als Baugruppe I vormontiert. Dadurch kann die Montage des Wasserstoffflachhochdrucktanks einfacher erfolgen, weil bereits vormontierte Baugruppen bezüglich der Qualität für jede Baugruppe separat geprüft werden können.The stringers, preferably made of a fiber composite, are pre-assembled as assembly group I together with a thermoplastic diffusion box using a cold adhesive connection. As a result, the assembly of the flat, high-pressure hydrogen tank can be carried out more easily, because the quality of already pre-assembled assemblies can be checked separately for each assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der zumindest eine Stringer eine Vielzahl von Prepregs (dünne vorimprägnierte Faserlagen-Harz-Verbundschichten), die sich von der einen Wand, insbesondere oberen Wand, hin zur gegenüberliegenden Wand, insbesondere unteren Wand, erstrecken und hauptsächlich auf Zug belastbar werden.In a further preferred embodiment of the invention, the at least one stringer comprises a multiplicity of prepregs (thin pre-impregnated fiber layer-resin composite layers), which extend from one wall, in particular the upper wall, to the opposite wall, in particular the lower wall, and mainly on become resilient.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ausrichtung der Fasern einer Prepreg-Schicht zur Ausrichtung der Fasern in der benachbarten Prepreg-Schicht jeweils in verschiedene, Winkellagenrichtungen zur 0° Winkelrichtung und zwar vorzugsweise jeweils um 15° gedreht, sodass ein multidirektionaler Verbund entsteht. Werden beispielsweise acht Schichten verwendet, so hat jede weitere Prepreg Schicht eine Auflage Winkeländerung um 15° gegenüber der vorherigen Schicht Beispielsweis (0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°). Die Prepreg- Lagenwinkel werden mit Plus(+) Minus(-) Vorzeichen definiert und zwar jeweils ausgehend von der von 0° bis 90° (ohne + Zeichen) und über die 90° Lage hinausgehend bis 180° (- Zeichen), sodass Lagengenwinkel mit beispielsweise -15°,- 30° usw., bis 180° erreicht sind. Jede Prepegschicht kann z.B. 0,125 mm dünn sein. Das heißt mit acht Lagen erreicht man im Autoklavausgehärtetem Zustand, eine Bauteilwanddicke von 1 mm, wobei kleinere Dicken- Toleranzen zulässig sind.In a further preferred embodiment of the invention, the alignment of the fibers of a prepreg layer is rotated in different angular directions relative to the 0° angular direction, preferably rotated by 15°, to align the fibers in the adjacent prepreg layer, so that a multidirectional composite is formed. For example, if eight layers are used, each additional prepreg layer has an angle change of 15° compared to the previous layer, for example (0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°). The prepreg layer angles are defined with plus(+) minus(-) signs, starting from 0° to 90° (without + sign) and going beyond the 90° layer up to 180° (- sign), so that layer angles with for example -15°, - 30° etc. until 180° is reached. For example, each layer of prepreg may be 0.125 mm thick. This means that with eight layers you can achieve a component wall thickness of 1 mm in the autoclave-hardened state, although smaller thickness tolerances are permissible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung laufen die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers in den Bereichen, an denen sie an der jeweiligen Wand befestigt sind, in zumindest zwei unterschiedlichen, überwiegend gegenüberliegenden Richtungen auseinander und bilden erste und zweite Befestigungsabschnitte. Dadurch wird die Stabilität erhöht und der Stringer kann besonders gut und flächig an der jeweiligen Wand befestigt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the prepreg layers of the at least one stringer in the areas where they are attached to the respective wall diverge in at least two different, predominantly opposite directions and form first and second attachment sections. This increases the stability and the stringer can be attached particularly well and flat to the respective wall.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der zumindest eine Stringer eine Ausnehmung. Diese Ausnehmung erstreckt sich in Richtung der unteren Wand und endet beabstandet zu der unteren Wand, wodurch eine Barriere im Bereich der unteren Wand gebildet ist. Diese Barriere ist dabei vorzugsweise an derjenigen Wand befestigt, die im Einbauort des Wasserstoffflachhochdrucktanks näher zum Boden hin angeordnet ist. Neben einer erhöhten Stabilität werden auch ruckartige Gewichtsverlagerungen des Wasserstoffs aufgrund der Fahrsituation, über die im Stringer integrierte Kraftstoff-Schwallfunktion gedämpft.In a further preferred embodiment of the invention, the at least one stringer includes a recess. This recess extends in the direction of the bottom wall and ends at a distance from the bottom wall, as a result of which a barrier is formed in the region of the bottom wall. In this case, this barrier is preferably fastened to that wall which is arranged closer to the floor in the installation location of the flat, high-pressure hydrogen tank. In addition to increased stability, jerky weight shifts in the hydrogen due to the driving situation are dampened by the fuel surge function integrated in the stringer.

Vorzugsweise ist der Stringer dabei lediglich an der Innenseite der jeweiligen, sich gegenüberliegenden Wänden (insbesondere obere Wand, untere Wand) befestigt und durchdringt diese Wände nicht.The stringer is preferably only attached to the inside of the respective opposing walls (in particular the upper wall, lower wall) and does not penetrate these walls.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vordere Wand und/oder die hintere Wand ein stirnseitiger Klöpperboden. Der stirnseitige Klöpperboden ist insbesondere nach DIN 28011 oder nach ASME F&D, für metallisch, verschweißte Klöpperböden definiert. Für Faserverbund-Klöpperböden, wie sie für Flachtanks genutzt werden können, für welche ein Verschweißen nicht möglich ist, gibt es bisher noch keine Definitionen und Normen. In 4G sind bevorzugte Überlappungslängen in Abhängigkeit der Laminatdicke gezeigt und in 4F sind die bevorzugten Überlappungswinkel zur Laminatdicke gezeigt. Für die metallischen Korbbogenböden, die in der DIN 28013 beschrieben werden, gibt es bisher ebenfalls keine Definitionen und Normen für Faserverbunde. Klöpperböden haben gegenüber Halbrunddomen, wie sie für runde Druckflaschen vorzugsweise verwendet werden, den Vorteil, dass der Bauraum reduziert werden kann bzw. der über die Klöpperböden gewonnene Bauraum in den größeren zylindrischen runden oder bei Flachtanks in den ebnen parallelen Zonen, dadurch ein größeres Füllvolumen vorliegt. Dadurch wird eine sehr hohe Druckfestigkeit bei einem maximalen Füllvolumen erreicht. Ergänzend oder alternativ kann auch die linke Wand und/oder die rechte Wand ein seitlicher Klöpperboden sein.In a further preferred embodiment of the invention, the front wall and/or the rear wall is a dished end at the front. The frontal dished end is defined in particular according to DIN 28011 or ASME F&D for metallic, welded dished ends. For fiber composite dished ends, as they can be used for flat tanks, for which welding is not possible, there are still no definitions and standards. In 4G preferred overlap lengths depending on the laminate thickness are shown and in 4F the preferred overlap angles to laminate thickness are shown. For the metallic basket arch bases, which are described in DIN 28013, there are also no definitions and standards for fiber composites. Compared to semi-circular domes, which are preferably used for round pressure bottles, dished heads have the advantage that the installation space can be reduced or the installation space gained via the dished ends in the larger, cylindrical, round zones or, in the case of flat tanks, in the flat parallel zones, resulting in a larger filling volume . This achieves a very high compressive strength with a maximum filling volume. In addition or as an alternative, the left wall and/or the right wall can also be a lateral dished end.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der stirnseitige Klöpperboden der vorderen und/oder hinteren Wand einen Befestigungsabschnitt, der zumindest einen Teil der oberen und unteren Wand überlappt und mit dieser verklebt wird/ist. Dieses Überlappen kann sowohl innen als auch außen sein. Dies bedeutet, dass der Befestigungsabschnitt an der Innenseite der oberen bzw. unteren Wand angelegt bzw. an deren Außenseite bzw. in einer Zwischenlage. Ergänzend oder alternativ umfasst der seitliche Klöpperboden der linken und/oder rechten Wand einen Befestigungsabschnitt, der zumindest einen Teil der oberen und unteren Wand überlappt und mit dieser verklebt ist. Bei der Verklebung kommt vorzugsweise eine Heißverklebung in Betracht.In a further preferred embodiment of the invention, the end dished end of the front and/or rear wall comprises a fastening section which overlaps at least a part of the upper and lower wall and is/is glued to it. This overlap can be both inside and outside. This means that the fastening section is placed on the inside of the upper or lower wall or on the outside thereof or in an intermediate position. Additionally or alternatively, the lateral dished end of the left and/or right wall comprises a fastening section which overlaps at least a part of the upper and lower wall and is glued to it. Hot bonding preferably comes into consideration for the bonding.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für hohe Druckbelastungen, ist der Befestigungsabschnitt, der mit der oberen bzw. unteren Wand überlappt, mit dieser vernietet.In a further preferred embodiment of the invention, for high pressure loads, the fastening section which overlaps with the upper or lower wall is riveted to it.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist noch eine Diffusionsschicht über eine sogenannte Diffusionsbox aus thermoplastischen Werkstoffen vorzugsweise PPS vorgesehen, welche die innerste Schicht des Wasserstoffflachhochdrucktanks bildet, um die Permeationen zu verringern oder gar zu verhindern. Diese Diffusionsschicht sorgt dafür, dass möglichst wenig Wasserstoff hindurch diffundiert. Die Diffusionsschicht sollte die dichteste Schicht von allen sein, da vor allem gasförmige Kraftstoffe unter hohem Innendruck, wie Wasserstoff, durch die Faserverbundschichten diffundieren können. Besonders groß sind die Diffusionsraten bei Gussvarianten aus Aluminium oder anderen metallischen Varianten. Die Diffusionsschicht wird auch als „Liner“, vor allem für runde Faserverbund- Wickeltanks des Typs II bis IV bezeichnet.In a further preferred embodiment of the invention, a diffusion layer is provided over a so-called diffusion box made of thermoplastic materials, preferably PPS, which forms the innermost layer of the hydrogen flat high-pressure tank in order to reduce or even prevent permeations. This diffusion layer ensures that as little hydrogen as possible diffuses through. The diffusion layer should be the densest layer of all, since gaseous fuels in particular can diffuse through the fiber composite layers under high internal pressure, such as hydrogen. The diffusion rates are particularly high for cast variants made of aluminum or other metallic variants. The diffusion layer is also referred to as a "liner", especially for round fiber composite wound tanks of type II to IV.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die obere Wand eine erste (multidirektionale) Laminatschicht und eine darüber liegende zweite (multidirektionale) Laminatschicht. Die untere Wand umfasst eine erste (multidirektionale) Laminatschicht und eine darüber liegende zweite (multidirektionale) Laminatschicht, welche die Baugruppe III des Wasserstoffflachhochdrucktank darstellen.In another preferred embodiment of the invention, the top wall comprises a first (multidirectional) laminate layer and an overlying second (multidirectional) laminate layer. The bottom wall comprises a first (multidirectional) laminate layer and an overlying second (multidirectional) laminate layer, which represent assembly III of the flat high-pressure hydrogen tank.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist noch eine Armierungswickelstrukturendlage, mit einer bestimmten Dicke vorgesehen. Diese Armierungsanordnung umfasst mehrere Kohlenstofffaserbänder oder besteht aus solchen, wobei die Wände durch die Kohlenstofffaserbänder umwickelt sind. Die Kohlenstofffaserbänder sind in bestimmten bevorzugten Winkeln angeordnet, die von 0° bzw. 90° bezogen auf die Längsachse durch den Wasserstoffflachhochdrucktank verschieden sind. Die Winkel sind vorzugsweise größer als 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75° oder größer als 80° aber vorzugsweise kleiner als 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15° oder kleiner als 10°. 0° oder 90°-Winkel, welche zu einem vorzeitigen Faserverbundversagen und damit zu einem Drucktankversagen führen können, dürfen nicht verwendet werden, da die Bruchdehnung der Kohlenstofffasern mit einem hohen erforderlichen E-Modul gering ist. In 7 werden bevorzugte Winkel dargestellt. Ideale Winkel liegen zwischen 25° und 45° bzw. in Querrichtung des Wasserstoffflachhochdrucktanks also der Breite, bei -75° bis -45°, um den Scherenöffnungseffekt bei hohen Lasten nutzen zu können.In a further preferred embodiment of the invention, a reinforcement winding structure end layer is provided with a certain thickness. This armor arrangement comprises or consists of several carbon fiber strips, the walls being wrapped by the carbon fiber strips. The carbon fiber ribbons are arranged at certain preferred angles other than 0° and 90°, respectively, with respect to the longitudinal axis through the flat, high-pressure hydrogen tank. The angles are preferably greater than 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75° or greater than 80° but preferably less than 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20° , 15° or less than 10°. 0° or 90° angles, which can lead to premature fiber composite failure and thus pressure tank failure, must not be used, since the elongation at break of the carbon fibers with a high required modulus of elasticity is low. In 7 Preferred angles are shown. Ideal angles are between 25° and 45° or in Transverse direction of the hydrogen flat high-pressure tank, i.e. the width, at -75° to -45° in order to be able to use the scissor opening effect at high loads.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet ein Kohlenstofffaserband mit einem anderen Kohlenstofffaserband einen von 0° bzw. 90° verschiedenen Winkel. Der Winkel ist vorzugsweise größer als 25°, 30°, 35°, 40°, 45°.In a further preferred embodiment of the invention, a carbon fiber strip forms an angle different from 0° or 90° with another carbon fiber strip. The angle is preferably greater than 25°, 30°, 35°, 40°, 45°.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die (Flachtankaußenschichtdicke) Armierungsanordnung dicker als 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 10mm, 15mm, 20mm, 25mm, 30mm, 40mm, 50mm, aber vorzugsweise dünner als 60mm, 55mm, 45mm, 35mm 25mm, 20mm, 16mm, 12mm, 9mm, 6mm oder dünner als 5mm.In another preferred embodiment of the invention, the (flat tank outer layer thickness) armor arrangement is thicker than 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 10mm, 15mm, 20mm, 25mm, 30mm, 40mm, 50mm, but preferably thinner than 60mm, 55mm, 45mm , 35mm 25mm, 20mm, 16mm, 12mm, 9mm, 6mm or thinner than 5mm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die (Ventil) Armaturenanordnung ein oder mehrere Ventile sowie vorzugsweise Sensoren und Aktoren, über die der Wasserstoff in den Speicherraum eingefüllt und auch entnommen wird. Vorzugsweise sind sowohl auf der Kraftstoffeinlassseite und Auslassseite je ein Ventil also mindestens zwei Ventilsysteme vorhanden, wobei in der (Ventil) Armaturenanordnung auch Sensoren und Aktoren enthalten sein können. Über ein erstes Ventil wird der Wasserstoff in den Speicherraum eingefüllt und über das zweite Ventil, insbesondere am andern Ende des Drucktanks, wird der Wasserstoff aus dem Speicherraum entnommen.In a further preferred embodiment of the invention, the (valve) fitting arrangement comprises one or more valves and preferably sensors and actuators, via which the hydrogen is filled into the storage space and also removed. Preferably, there is one valve each on the fuel inlet side and the outlet side, ie at least two valve systems, it also being possible for sensors and actuators to be contained in the (valve) fitting arrangement. The hydrogen is filled into the storage space via a first valve and the hydrogen is removed from the storage space via the second valve, in particular at the other end of the pressure tank.

Das erfindungsgemäße Verkehrsmittel ist ein Auto, Bus, Lkw, Traktor oder Zug und umfasst zumindest einen Wasserstoffflachhochdrucktank und zumindest eine Brennstoffzelle, wobei der zumindest eine Wasserstoffflachhochdrucktank gemäß den vorherigen Ausführungen aufgebaut ist. Vorzugsweise umfasst das Verkehrsmittel genau einen Wasserstoffflachhochdrucktank. Dadurch ist dann gewährleistet, dass Energieverluste, die durch Einsatz einer Vielzahl von Ventilen und Verteilsystemen entstehen, vermieden werden. Der erfindungsgemäße Wasserstoffflachhochdrucktank kann bezüglich seiner Form beliebig an den vorhandenen Bauraum auch als Sattel- oder Integraltank angepasst werden, sodass die maximal mögliche Menge Wasserstoff mitgeführt werden kann.The means of transport according to the invention is a car, bus, truck, tractor or train and comprises at least one flat, high-pressure hydrogen tank and at least one fuel cell, the at least one flat, high-pressure hydrogen tank being constructed in accordance with the previous statements. The means of transport preferably comprises exactly one flat, high-pressure hydrogen tank. This then ensures that energy losses that arise through the use of a large number of valves and distribution systems are avoided. In terms of its shape, the flat high-pressure hydrogen tank according to the invention can be adapted as desired to the available installation space, also as a saddle tank or integral tank, so that the maximum possible amount of hydrogen can be carried along.

Das erfindungsgemäße Verkehrsmittel kann auch ein Flugzeug sein, welches zumindest einen Wasserstoffflachhochdrucktank umfasst, der gemäß den vorherigen Ausführungen aufgebaut ist. Dieses Flugzeug umfasst vorzugsweise ein direkt wasserstofftaugliches Triebwerk und wird daher nicht elektrisch über Brennstoffzellen bzw. Hybridsysteme angetrieben, weil Brennstoffzellen für derartige Leistungsbereiche viel zu schwer wären und ohne neue Flügel- und Rumpfkonzeptänderungen nur Kurz- und Mittelstreckenflüge möglich wären. Vorzugsweise wird der Wasserstoffflachhochdrucktank durch mehrere Holme, Stringer und Rippen in der Tragfläche zusätzlich in Position gehalten. Die einzelnen Wasserstoffflachhochdrucktanks (auch Wasserstofftankboxen) werden passend zu den einzelnen Bausegmenten zwischen den Flügel- oder Rumpftragstrukturen eingebaut. Bevorzugt sind Wasserstoffflachhochdrucktanks miteinander verbunden, werden aber getrennt über Ventile angesteuert. Das Flugzeug umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Wasserstoffflachhochdrucktanks in der Form von Faserverbund-Einzelboxen, deren Form an die Einbausituation (z.B. in den Tragflächen oder im Rumpf) angepasst ist.The means of transport according to the invention can also be an aircraft, which includes at least one flat, high-pressure hydrogen tank that is constructed in accordance with the previous statements. This aircraft preferably includes a direct hydrogen-capable engine and is therefore not powered electrically by fuel cells or hybrid systems, because fuel cells would be much too heavy for such power ranges and only short and medium-haul flights would be possible without new wing and fuselage concept changes. Preferably, the flat, high-pressure hydrogen tank is additionally held in position by a plurality of spars, stringers and ribs in the wing. The individual hydrogen flat high-pressure tanks (also hydrogen tank boxes) are installed between the wing or fuselage support structures to match the individual construction segments. Hydrogen flat high-pressure tanks are preferably connected to one another, but are controlled separately via valves. The aircraft preferably comprises a large number of flat, high-pressure hydrogen tanks in the form of individual fiber composite boxes, the shape of which is adapted to the installation situation (e.g. in the wings or in the fuselage).

Auf einem Fundament, z.B. in einem Gebäude, außen (aus Sicherheitsgründen) aber auch im Innenraum, wenn dies zulässig ist, können ebenfalls ein oder mehrere Wasserstoffflachhochdrucktanks eingesetzt werden. Dabei können ein oder mehrere Wasserstoffflachhochdrucktanks das Aufnahmevolumen von Rundtankbündeln, die aus bis zu 12 und mehr Rundtanks bestehen, ersetzen. Dadurch können Betankungszeiten reduziert und damit Logistik- und Transportkosten gespart werden. Aktuell können in Gebäuden bis zu zwei Tankvorgänge im Jahr erforderlich ein. Mit den vorteilhafteren Wasserstoffflachhochdrucktanks sinken die Betankungszeit-intervalle, je nach Verkehrsmittel (PKW, SUV, Bus oder NFZ) mindestens um den Faktor 2,5 bis 4. Satt 12 Armaturen bei einem 12er Flaschenbündel mit je einem Ventil pro Rundtank zu verwenden, ist bei Wasserstoffflachhochdrucktanks nur noch je ein Eingangs- und ein Auslassventil bzw. ein entsprechendes Armaturensystem mit Ventilen, Sensoren und Aktoren erforderlich. In 13C sind ein solches Rundtankbündel aus dem Stand der Technik dargestellt. Es ist sofort ersichtlich, dass sehr viele Ventile (Armaturen) und Rohrverbindungsleitungen benötigt werden. Rohrverbindungsleitungen zwischen den einzelnen Rundtanks entfallen beim Wasserstoffflachhochdrucktank ebenfalls, was Montage-, Entstehungs-, Wartungs-, Sicherheits- und Überprüfungskosten, sowie Gewicht spart.One or more flat, high-pressure hydrogen tanks can also be used on a foundation, for example in a building, outside (for safety reasons) but also inside if this is permissible. One or more flat, high-pressure hydrogen tanks can replace the storage volume of round tank bundles, which consist of up to 12 or more round tanks. This reduces refueling times and saves on logistics and transport costs. Up to two refueling processes per year can currently be required in buildings. With the more advantageous hydrogen flat high-pressure tanks, the refueling time intervals are reduced by a factor of at least 2.5 to 4, depending on the means of transport (car, SUV, bus or commercial vehicle). Using a full 12 fittings with a 12-cylinder bundle with one valve per round tank is a good idea Hydrogen flat high-pressure tanks only require one inlet and one outlet valve or a corresponding fittings system with valves, sensors and actuators. In 13C such a round tank bundle from the prior art is shown. It is immediately apparent that a large number of valves (fittings) and pipe connection lines are required. Pipe connection lines between the individual round tanks are also omitted in the case of the hydrogen flat high-pressure tank, which saves assembly, production, maintenance, safety and inspection costs, as well as weight.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Wasserstofftanks mit einer Vielzahl von Stringern umfasst in einem ersten Verfahrensschritt das Erstellen einer Baugruppe mit der Vielzahl an Stringern und einer Diffusionsschicht und einer ersten und zweiten Laminatschicht als obere und untere Wand. In einem zweiten Verfahrensschritt findet ein Hinzufügen und Verkleben der vorderen Wand, der hinteren Wand, der linken Wand und der rechten Wand mit der Baugruppe statt. In einem dritten Verfahrensschritt findet ein Umwickeln der Wände mit einer Armierungsanordnung statt.The method according to the invention for producing the hydrogen tank with a large number of stringers comprises, in a first method step, the creation of an assembly with the large number of stringers and a diffusion layer and a first and second laminate layer as the upper and lower wall. In a second method step, the front wall, the rear wall, the left wall and the right wall are added and glued to the assembly. In a third method step, the walls are wrapped with a reinforcement arrangement.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

  • 1A bis 1C: zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Verkehrsmittel;
  • 2A, 2B: zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktanks zusammen mit mehreren Stringern;
  • 3A: zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktank;
  • 3B: zeigt die Befestigung des Stringers;
  • 4A, 4B, 4C, 4D, 4E: zeigen den Einsatz eines Klöpperbodens und dessen Befestigung an der oberen und unteren Wand;
  • 4F, 4G: erläutern wie der Übergang zwischen dem Klöpperboden und der oberen bzw. unteren Wand zu dimensionieren ist;
  • 5: zeigt verschiedene Elemente des Wasserstoffflachhochdrucktanks;
  • 6A, 6B: Zeigen verschiedene Ansichten eines teilweise zusammengesetzten Wasserstoffflachhochdrucktanks mit einigen der Elemente aus 5;
  • 7: zeigt das Anbringen der Armierungsanordnung in einem Wickelprozess;
  • 8: zeigt den Einsatz weiterer Klöpperböden;
  • 9: zeigt den Einsatz des Wasserstoffflachhochdrucktanks in einer Tragfläche eines Flugzeugs;
  • 10A, 10B: stationäre Anwendungen des Wasserstoffflachhochdrucktanks;
  • 11: ein Ablaufdiagramm zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktanks;
  • 12A, 12B: verschiedene Baugruppen, um den Wasserstoffflachhochdrucktank zu fertigen; und
  • 13A, 13B, 13C: Rundtanks aus dem Stand der Technik.
Various exemplary embodiments of the invention are described below by way of example with reference to the drawings. Identical items have the same reference numbers. The corresponding figures of the drawings show in detail:
  • 1A until 1C : show various exemplary embodiments of a means of transport;
  • 2A , 2 B 12: show an exemplary embodiment of the flat, high-pressure hydrogen tank according to the invention together with a plurality of stringers;
  • 3A : shows a cross section through the flat high-pressure hydrogen tank according to the invention;
  • 3B : shows the attachment of the stringer;
  • 4A , 4B , 4C , 4D , 4E : show the use of a dished head and its attachment to the upper and lower wall;
  • 4F , 4G : explain how the transition between the dished end and the upper or lower wall is to be dimensioned;
  • 5 : shows various elements of the flat high-pressure hydrogen tank;
  • 6A , 6B : Showing various views of a partially assembled flat-plate high-pressure hydrogen tank with some of the elements shown 5 ;
  • 7 : shows the attachment of the reinforcement arrangement in a winding process;
  • 8th : shows the use of other dished ends;
  • 9 : shows the use of the flat, high-pressure hydrogen tank in a wing of an aircraft;
  • 10A , 10B : stationary applications of the hydrogen flat high-pressure tank;
  • 11 : a flow chart for the production of the hydrogen flat high-pressure tank according to the invention;
  • 12A , 12B : various assemblies to manufacture the flat high-pressure hydrogen tank; and
  • 13A , 13B , 13C : Round tanks from the state of the art.

In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird der erfindungsgemäße Wasserstoffflachhochdrucktank 1 beschrieben. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 kann in einem Verkehrsmittel 100 eingesetzt werden. 1A zeigt ein Verkehrsmittel 100 in Form eines Autos. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 ist vorzugsweise im Bodenbereich angeordnet. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 umfasst vorzugsweise eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform und ist insbesondere in Draufsicht rechteckförmig oder einer solchen Form angenähert. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine entsprechende Ausnehmung, in welche eine Brennstoffzelle 101 eingesetzt ist. The hydrogen flat high-pressure tank 1 according to the invention is described in the following drawing figures. The hydrogen flat high-pressure tank 1 can be used in a means of transport 100 . 1A shows a means of transport 100 in the form of a car. The hydrogen flat high-pressure tank 1 is preferably arranged in the floor area. The flat, high-pressure hydrogen tank 1 preferably has a cross-sectional shape that deviates from a round cross-sectional shape and, in particular, is rectangular in plan view or approximates to such a shape. In this exemplary embodiment, the hydrogen flat high-pressure tank 1 comprises a corresponding recess into which a fuel cell 101 is inserted.

Der Brennstoffzelle 101 wird über ein Leitungssystem 102 Luft zugeführt, um die entsprechende chemische Reaktion zur Energiegewinnung zu starten. Das Verkehrsmittel 100, in Form eines Autos, umfasst vorzugsweise noch einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere in Form einer Fahrzeugbatterie.Air is supplied to the fuel cell 101 via a line system 102 in order to start the corresponding chemical reaction for generating energy. The means of transport 100, in the form of a car, preferably also includes an electrical energy store, in particular in the form of a vehicle battery.

Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 kann als Modul vorgefertigt werden, wobei die Brennstoffzelle 101 in den entsprechenden Bauraum im Verkehrsmittel 100 eingeschoben wird. In diesem Fall werden die Anschlüsse von dem Wasserstoffflachhochdrucktank 1 zu Brennstoffzelle 101 (automatisch) miteinander verbunden.The flat, high-pressure hydrogen tank 1 can be prefabricated as a module, with the fuel cell 101 being pushed into the corresponding installation space in the means of transport 100 . In this case, the connections from the hydrogen flat high-pressure tank 1 to the fuel cell 101 are (automatically) connected to each other.

1B beschreibt den Einsatz eines Verkehrsmittels 100 in Form eines Busses. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 befindet sich vorzugsweise oberhalb der Passagiere auf dem Dach. Wie später noch erläutert wird, kann der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 eine beliebige Form aufweisen und lässt sich daher besonders einfach in bestehende Fahrzeugsysteme integrieren. 1B describes the use of a means of transport 100 in the form of a bus. The flat high-pressure hydrogen tank 1 is preferably located above the passengers on the roof. As will be explained later, the flat, high-pressure hydrogen tank 1 can have any shape and can therefore be integrated particularly easily into existing vehicle systems.

1C beschreibt ein Verkehrsmittel 100 in Form eines LKWs. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 ist vorzugsweise im Bereich des Aufliegers angeordnet und erstreckt sich parallel zur Fahrbahn. In diesem Fall könnte der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 entsprechende Ausnehmungen aufweisen, die auf dem Rahmen des LKWs (Zugfahrzeugs) aufliegen. 1C describes a means of transport 100 in the form of a truck. The flat, high-pressure hydrogen tank 1 is preferably arranged in the area of the trailer and extends parallel to the roadway. In this case, the flat, high-pressure hydrogen tank 1 could have corresponding recesses that rest on the frame of the truck (traction vehicle).

Vorzugsweise umfassen die Verkehrsmittel 100 genau einen Wasserstoffflachhochdrucktank 1.The means of transport 100 preferably comprise exactly one flat, high-pressure hydrogen tank 1.

2A zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 umfasst eine obere Wand 2, eine gegenüberliegende untere Wand 3, eine vordere Wand 4 und eine gegenüberliegende hintere Wand 5, eine linke Wand 6 und eine dazu gegenüberliegende rechte Wand 7. Die Wände 2, 3, 4, 5, 6, 7 umgrenzen dabei einen Speicherraum 8. Die Wände 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind vorzugsweise eben. Insbesondere werden für die vordere Wand 4, die hintere Wand 5, die linke Wand 6 und die rechte Wand 7 Klöpperböden bzw. Korbbogenböden verwendet. 2A shows an embodiment of the hydrogen flat high-pressure tank 1 according to the invention. The hydrogen flat high-pressure tank 1 comprises an upper wall 2, an opposite lower wall 3, a front wall 4 and an opposite rear wall 5, a left wall 6 and a right wall 7 opposite thereto. The walls 2, 3, 4, 5, 6, 7 delimit a storage space 8. The walls 2, 3, 4, 5, 6, 7 are preferably flat. In particular, for the front wall 4, the rear wall 5, the left Wall 6 and the right wall 7 used dished floors or basket arch floors.

Es ist eine Ventilanordnung 10 vorgesehen, die zumindest ein erstes Ventil 11 umfasst. Die Ventilanordnung 10 ist dazu ausgebildet, um Wasserstoff unter Druck in den Speicherraum 8 zu füllen und aus dem Speicherraum 8 zu entnehmen. Vorzugsweise gibt es neben einem ersten Ventil 11 noch ein zweites Ventil 12 (siehe 3A). Die Ventilanordnung 10 kann Bestandteil einer Armaturenanordnung sein, die noch Sensoren und Aktoren umfasst.A valve arrangement 10 is provided, which comprises at least one first valve 11 . The valve arrangement 10 is designed to fill hydrogen under pressure into the storage space 8 and remove it from the storage space 8 . In addition to a first valve 11, there is preferably a second valve 12 (see Fig 3A) . The valve assembly 10 can be part of a fitting assembly that also includes sensors and actuators.

Vorzugsweise ist außerdem zumindest ein Stringer 15 vorgesehen. Der Stringer 15 ist innerhalb des Speicherraums 8 angeordnet. In 2A sind eine Vielzahl von Stringern 15 dargestellt, die parallel zueinander angeordnet sind. Diese Stringer 15 erstrecken sich von der oberen Wand 2 in Richtung der unteren Wand 3. Weiterhin erstrecken sie sich vom Bereich der vorderen Wand 4 in Richtung der hinteren Wand 5. Diese Stringer 15 werden als Querstringer 15a bezeichnet. Außerdem sind Stinger 15 dargestellt, die um ungefähr 90° versetzt zu den Querstringern 15a angeordnet sind. Diese Stringer 15 werden als Längsstringer 15b bezeichnet. In 2B ist ein einzelner Stringer 15 dargestellt. Der zumindest eine Stringer 15 ist an zwei sich gegenüberliegenden Wänden 2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6, 7 befestigt und auf Zug belastbar. Dadurch ist die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 auch bei einem hohen Innendruck gewährleistet. Insbesondere können dadurch Arbeitsdrücke von 750 bar, Fülldrücke von 875 bar und ein Sicherheitsfaktor S von 2,25 und damit 1688 bar erreicht werden.At least one stringer 15 is preferably also provided. The stringer 15 is arranged within the storage space 8 . In 2A a plurality of stringers 15 are shown, which are arranged parallel to one another. These stringers 15 extend from the top wall 2 in the direction of the bottom wall 3. They also extend from the region of the front wall 4 in the direction of the rear wall 5. These stringers 15 are referred to as transverse stringers 15a. Also shown are stingers 15 which are offset by approximately 90° to the transverse stringers 15a. These stringers 15 are referred to as longitudinal stringers 15b. In 2 B a single stringer 15 is shown. The at least one stringer 15 is attached to two opposing walls 2, 3 or 4, 5 or 6, 7 and can be subjected to tensile loads. As a result, the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank 1 is ensured even at a high internal pressure. In particular, working pressures of 750 bar, filling pressures of 875 bar and a safety factor S of 2.25 and thus 1688 bar can be achieved.

Der zumindest eine Stringer 15 umfasst eine Vielzahl von Prepreg-Schichten, die sich von der einen Wand 2 bzw. 4 bzw. 6 hin zur gegenüberliegenden Wand 3 bzw. 5 bzw. 7 erstecken und insbesondere auf Zug belastbar sind. Vorzugsweise umfassen diese Prepreg-Schichten Karbonfasern. Weiter sind vorzugsweise eine Vielzahl von Prepreg-Schichten übereinander angeordnet. Jede Prepreg-Schicht kann beispielsweise nur 0,125mm dünn sein. Abweichungen (+ bzw. -) von weniger als 100% bzw. von weniger als 50% sind denkbar.The at least one stringer 15 comprises a multiplicity of prepreg layers which extend from one wall 2 or 4 or 6 to the opposite wall 3 or 5 or 7 and can be subjected to tensile loads in particular. Preferably, these prepreg layers comprise carbon fibers. Furthermore, a multiplicity of prepreg layers are preferably arranged one on top of the other. For example, each prepreg layer can be as thin as 0.125mm. Deviations (+ or -) of less than 100% or less than 50% are conceivable.

Die Ausrichtung der Fasern einer Prepreg-Schicht ist zur Ausrichtung der Fasern in der benachbarten Prepreg-Schicht verdreht und zwar vorzugsweise um jeweils ungefähr 15°, sodass ein multidirektionaler Verbund vorliegt.The alignment of the fibers of one prepreg layer is twisted to the alignment of the fibers in the adjacent prepreg layer, specifically preferably by approximately 15° in each case, so that a multidirectional bond is present.

Die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers 15 laufen in den Bereichen, an denen sie an der jeweiligen Wand 2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6, 7 befestigt sind, in zumindest oder genau zwei unterschiedlichen, überwiegend gegenüberliegenden, Richtungen auseinander und bilden erste und zweite Befestigungsabschnitte 18, 19. In der Mitte dieser Befestigungsabschnitte 18, 19 kann ein Kanal 16 ausgebildet sein, der z.B. mit Harz gefüllt ist.The prepreg layers of the at least one stringer 15 diverge in at least or exactly two different, predominantly opposite directions in the areas where they are attached to the respective wall 2, 3 or 4, 5 or 6, 7 form first and second attachment portions 18, 19. In the middle of these attachment portions 18, 19, a channel 16 filled with resin, for example, may be formed.

Der zumindest eine Stringer 15 umfasst zumindest eine Ausnehmung 17. Die zumindest eine Ausnehmung 17 erstreckt sich in Richtung der unteren Wand 3 bzw. in Richtung des zweiten Befestigungsabschnitts 19 und endet beabstandet zu der unteren Wand 3 bzw. beabstandet zum zweiten Befestigungsabschnitt 19, wodurch eine Barriere 24 im Bereich der unteren Wand 3 bzw. im Bereich des zweiten Befestigungsabschnitts 19 gebildet ist. Der Stringer 15 umfasst vorzugsweise eine Vielzahl solcher Ausnehmungen 17, die voneinander beabstandet sind. Dadurch gibt es Verbindungsstege 27, die aus den Prepreg-Schichten gebildet sind, die sich von dem ersten Befestigungsabschnitt 18 zum zweiten Befestigungsabschnitt 19 erstrecken und beide Befestigungsabschnitte 18, 19 miteinander verbinden.The at least one stringer 15 comprises at least one recess 17. The at least one recess 17 extends in the direction of the lower wall 3 or in the direction of the second fastening section 19 and ends at a distance from the lower wall 3 or at a distance from the second fastening section 19, whereby a Barrier 24 is formed in the area of the lower wall 3 or in the area of the second fastening section 19 . The stringer 15 preferably comprises a plurality of such recesses 17 which are spaced from one another. As a result, there are connecting webs 27, which are formed from the prepreg layers, which extend from the first fastening section 18 to the second fastening section 19 and connect both fastening sections 18, 19 to one another.

Wie später noch erläutert wird, können mehrere Stringer 15 mit Laminat zu einer Baugruppe vormontiert werden. Vorzugsweise umfasst eine solche Baugruppe 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr als 16 Stringer 15. Zu einer solchen Baugruppe gehört vorzugsweise noch eine thermoplastische Diffusionsbox mit einer Diffusionsschicht.As will be explained later, several stringers 15 can be preassembled with laminate to form an assembly. Such an assembly preferably comprises 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 or more than 16 stringers 15. Such an assembly preferably also includes a thermoplastic diffusion box with a diffusion layer.

In der dargestellten Ausführungsform ist der zumindest eine Stringer 15 an der oberen Wand 2 und an der unteren Wand 3 befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise mittels eines Klebeverfahrens, insbesondere eines Heißklebeverfahrens. Es wird dann ein entsprechender Formschluss hergestellt. Die Erstreckung des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 von der unteren Wand 3 in Richtung der oberen Wand 2 ist vorzugsweise geringer, als die Erstreckung von der linken Wand 6 in Richtung der rechten Wand 7 und/oder von der vorderen Wand 4 in Richtung der hinteren Wand 5.In the illustrated embodiment, the at least one stringer 15 is attached to the top wall 2 and to the bottom wall 3 . The attachment preferably takes place by means of an adhesive method, in particular a hot-melt adhesive method. A corresponding form fit is then produced. The extension of the flat high-pressure hydrogen tank 1 from the bottom wall 3 in the direction of the top wall 2 is preferably smaller than the extension from the left wall 6 in the direction of the right wall 7 and/or from the front wall 4 in the direction of the rear wall 5.

Der erste Befestigungsabschnitt 18 verläuft vorzugsweise parallel zur oberen Wand 2, wohingegen der zweite Befestigungsabschnitt 19 vorzugsweise parallel zur unteren Wand 3 verläuft. Der Stringer 15 kann über den ersten Befestigungsabschnitt 18 mit der oberen Wand 2 und über den zweiten Befestigungsabschnitt 19 mit der unteren Wand 3 verbunden, insbesondere verklebt werden.The first fastening section 18 preferably runs parallel to the upper wall 2, whereas the second fastening section 19 preferably runs parallel to the lower wall 3. The stringer 15 can be connected, in particular glued, to the upper wall 2 via the first attachment section 18 and to the lower wall 3 via the second attachment section 19 .

3A zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Dargestellt ist ein erstes Ventil 11 und ein zweites Ventil 12. In den Armaturen sind neben den Ventilen 11, 12 vorzugsweise auch noch elektrisch ansteuerbare Sensoren und Aktoren enthalten. Die Ventile 11, 12 sind an zwei gegenüberliegenden Wänden 6, 7 angeordnet. In diesem Fall ist das erste Ventil 11 an der linken Wand 6 und das zweite Ventil 12 an der rechten Wand 7 angeordnet. Sie könnten auch an der vorderen Wand 4 und der hinteren Wand 5 angeordnet sein. Die Ventile 11, 12 könnten auch an derselben Wand bzw. an unmittelbar benachbarten Wänden angeordnet sein. In den Ventilen 11, 12 können noch Sensoren bzw. Aktoren integriert sein. 3A shows a cross section through an exemplary embodiment of the flat hydrogen high-pressure tank 1 according to the invention. A first valve 11 and a second valve 12 are shown. In addition to the valves 11, 12, the fittings preferably also contain electrically controllable sensors and actuators. The valves 11, 12 are arranged on two opposite walls 6, 7. In in this case the first valve 11 is arranged on the left wall 6 and the second valve 12 on the right wall 7. They could also be arranged on the front wall 4 and the rear wall 5. The valves 11, 12 could also be arranged on the same wall or on immediately adjacent walls. In the valves 11, 12, sensors or actuators can also be integrated.

Die obere Wand 2 umfasst eine Laminatanordnung 20. Selbiges gilt auch für die untere Wand 3. Dies kann auch für eine oder mehrere der anderen Wände 4, 5, 6, 7 gelten. Die Laminatanordnung 20 umfasst vorzugsweise eine erste (multidirektionale) Laminatschicht 21 und eine zweite darüber liegende (multidirektionale) Laminatschicht 2. Die Laminatanordnung 20 und damit die erste und die zweite Laminatschicht 21, 22 sind vorzugsweise ebenes Laminat und weiter vorzugsweise Faserverbundteile.The top wall 2 comprises a laminate arrangement 20. The same also applies to the bottom wall 3. This can also apply to one or more of the other walls 4,5,6,7. The laminate arrangement 20 preferably comprises a first (multidirectional) laminate layer 21 and a second overlying (multidirectional) laminate layer 2. The laminate arrangement 20 and thus the first and the second laminate layer 21, 22 are preferably planar laminate and more preferably fiber composite parts.

Daher umfasst die obere Wand 2 eine erste (multidirektionale) Laminatschicht 21 und eine darüber liegende zweite (multidirektionale) Laminatschicht 22 oder besteht aus solchen Laminatschichten 21, 22. Selbiges gilt auch für die untere Wand 3. Vorzugsweise gilt dies auch für die vordere Wand 4 und weiter vorzugsweise auch für die hintere Wand 5. Auch die linke Wand 6 bzw. die rechte Wand 7 kann eine erste (multidirektionale) Laminatschicht 21 und eine darüber liegende zweite (multidirektionale) Laminatschicht 22 umfassen oder daraus bestehen. Die erste und die zweite Laminatschicht 21, 22 sind vorzugsweise gleich dick. Sie könnten auch unterschiedlich dick sein.Therefore, the top wall 2 comprises a first (multidirectional) laminate layer 21 and an overlying second (multidirectional) laminate layer 22 or consists of such laminate layers 21, 22. The same applies to the bottom wall 3. This preferably also applies to the front wall 4 and more preferably also for the rear wall 5. The left wall 6 or the right wall 7 can also comprise or consist of a first (multidirectional) laminate layer 21 and an overlying second (multidirectional) laminate layer 22. The first and second laminate layers 21, 22 are preferably of the same thickness. They could also be of different thicknesses.

Die erste Laminatschicht 21 ist vorzugsweise dicker als 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 10 mm, 15 mm, 20 m, 25 mm und weiter vorzugsweise dicker als 30 mm. Die erste Laminatschicht 21 ist allerdings vorzugsweise dünner als 40 mm, 35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 13 mm, 10 mm, 8 mm oder dünner als 6 mm. Selbiges kann auch für die zweite Laminatschicht 22 gelten.The first laminate layer 21 is preferably thicker than 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 10mm, 15mm, 20mm, 25mm and more preferably thicker than 30mm. However, the first laminate layer 21 is preferably thinner than 40 mm, 35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 13 mm, 10 mm, 8 mm or thinner than 6 mm. The same can also apply to the second laminate layer 22 .

Jede der Wände 2, 3, 4, 5, 6, 7 kann auch noch weitere Laminatschichten umfassen.Each of the walls 2, 3, 4, 5, 6, 7 can also comprise further laminate layers.

Im 3A ist ebenfalls ein Stringer 15 dargestellt. Der Stringer 15 umfasst eine Vielzahl von Prepreg-Schichten, die sich von einer Wand hin zur gegenüberliegenden Wand erstrecken und insbesondere auf Zug belastet werden. Am Übergang zu den Befestigungsabschnitten 18, 19 läuft ungefähr die Hälfte der Prepreg-Schichten in eine Richtung und die andere Hälfte der Prepreg-Schichten in eine gegenüberliegende andere Richtung.in the 3A a stringer 15 is also shown. The stringer 15 comprises a multiplicity of prepreg layers which extend from one wall to the opposite wall and are subjected to tensile loads in particular. At the transition to the fastening sections 18, 19 approximately half of the prepreg layers run in one direction and the other half of the prepreg layers run in an opposite other direction.

Die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers 15 haben vorzugsweise eine Dicke von mehr als 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 7 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm oder mehr als 20 mm und weiter vorzugsweise von weniger als 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm oder weniger als 2 mm. Vorzugsweise umfasst der Stringer 15 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 oder mehr als 15 Prepreg-Schichten.The prepreg layers of the at least one stringer 15 preferably have a thickness of more than 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 7 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm or more than 20 mm and more preferably less than 30mm, 25mm, 20mm, 15mm, 10mm, 8mm, 6mm or less than 2mm. Preferably, the stringer 15 comprises 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 or more than 15 layers of prepreg.

Die Prepreg-Schichten umfassten vorzugsweise Karbonfasern. Dadurch, dass die Prepreg-Schichten am Ende auseinanderlaufen (vom Mittelsteg) verbreitert sich der Stringer 15 zu seinem beiden Enden hin.The prepreg layers preferably comprised carbon fibers. Due to the fact that the prepreg layers diverge at the end (from the middle web), the stringer 15 widens towards its two ends.

Die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers 15 sind vorzugsweise mit der ersten Laminatschicht 21 verklebt.The prepreg layers of the at least one stringer 15 are preferably glued to the first laminate layer 21 .

In 3A ist ebenfalls eine Diffusionsschicht 23 dargestellt, die vorzugsweise die innerste Schicht des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 bildet. Die Diffusionsschicht 23 kann ein Thermoplastteil sein. Diese Diffusionsschicht 23 ist an der ersten Laminatschicht 21 angebracht. In diesem Fall umgibt die Diffusionsschicht 23 und die zweite Laminatschicht 22 die erste Laminatschicht 21. Die Diffusionsschicht 23 erstreckt sich auch über die (äußeren) Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers 15, zumindest über eine bestimmte Länge. Die Diffusionsschicht 23 sorgt dafür, dass der Wasserstoffflachhochdrucktank möglichst dicht ist und dass daher möglichst wenig Wasserstoff ungewollt austritt.In 3A a diffusion layer 23 is also shown, which preferably forms the innermost layer of the flat, high-pressure hydrogen tank 1 . The diffusion layer 23 can be a thermoplastic part. This diffusion layer 23 is attached to the first laminate layer 21 . In this case, the diffusion layer 23 and the second laminate layer 22 surround the first laminate layer 21. The diffusion layer 23 also extends over the (outer) prepreg layers of the at least one stringer 15, at least over a certain length. The diffusion layer 23 ensures that the hydrogen flat high-pressure tank is as tight as possible and that therefore as little hydrogen as possible escapes unintentionally.

3B zeigt nochmals den Übergang bzw. die Befestigung des Stringers 15 an der oberen Wand 2. Gut zu erkennen ist, dass die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers in dem Bereich, an dem der Stringer 15 an der oberen Wand 2 befestigt ist, in zumindest zwei unterschiedliche und überwiegend gegenüberliegende Richtungen auseinander laufen. Die Diffusionsschicht 23 erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls über zumindest einen gewissen Teil der gebogenen Prepreg-Schichten des Stringers 15. Grundsätzlich könnte ein Keil vorgesehen sein, welche die Prepreg-Schichten auseinander drückt. 3B shows again the transition or the attachment of the stringer 15 to the top wall 2. It is easy to see that the prepreg layers of the at least one stringer in the area where the stringer 15 is attached to the top wall 2, in at least diverge in two different and predominantly opposite directions. The diffusion layer 23 preferably also extends over at least a certain part of the bent prepreg layers of the stringer 15. In principle, a wedge could be provided which presses the prepreg layers apart.

4A zeigt einen Querschnitt durch den Wasserstoffflachhochdrucktank 1. Zu erkennen sind die obere Wand 2, die untere Wand 3, sowie die linke Wand 6 und die rechte Wand 7. In diesem Fall ist kein Stringer 15 eingezeichnet. Es ist ebenfalls keine Diffusionsschicht 23 dargestellt. Von der Laminatanordnung 20 ist lediglich die erste Laminatschicht 21 gezeigt. Die linke Wand 6 und die rechte Wand 7 sind in Form eines Klöpperboden ausgebildet. In diesem Fall handelt es sich um einen seitlichen Klöpperboden. Grundsätzlich könnte dies auch bei der vorderen Wand 4 und/oder der hinteren Wand 5 der Fall sein. In diesem Fall würde man von einem stirnseitigen Klöpperboden sprechen. 4A shows a cross section through the flat, high-pressure hydrogen tank 1. The upper wall 2, the lower wall 3, and the left-hand wall 6 and the right-hand wall 7 can be seen. In this case, no stringer 15 is shown. No diffusion layer 23 is shown either. Only the first laminate layer 21 of the laminate arrangement 20 is shown. The left wall 6 and the right wall 7 are in the form of a dished end. In this case it is a lateral dished end. In principle, this could also be the case with the front wall 4 and/or the rear wall 5 . In this case one would speak of a frontal dished end.

Der seitliche Klöpperboden der linken und der rechten Wand 6, 7 umfasst einen Befestigungsabschnitt 25, der vorzugsweise parallel zur oberen bzw. unteren Wand 2, 3 verläuft. Der Befestigungsabschnitt 25 überlappt dabei zumindest einen Teil der oberen bzw. unteren Wand 2, 3. Der Befestigungsabschnitt 25 ist mit der oberen bzw. unteren Wand 2, 3 verklebt und vorzugsweise auch vernietet. Eine entsprechende Nietverbindung 26 ist in 4A dargestellt. Die Nietverbindung 26 wird vorzugsweise nass eingesetzt. Dies bedeutet, dass der Niet eine Ummantelung umfasst, um zu verhindern, dass der Niet die Karbonfasern berührt, die die Laminatanordnung 20 (erste Laminatschicht 21 und/oder zweite Laminatschicht 22) vorzugsweise umfasst. Die Ummantelung kann z.B. aus Epoxidharz bestehen oder solches umfassen.The lateral dished bottom of the left and right wall 6, 7 includes a fastening section 25 which preferably runs parallel to the upper and lower wall 2, 3, respectively. The fastening section 25 overlaps at least part of the upper or lower wall 2, 3. The fastening section 25 is glued to the upper or lower wall 2, 3 and preferably also riveted. A corresponding rivet connection 26 is in 4A shown. The riveted joint 26 is preferably used wet. That is, the rivet includes a shroud to prevent the rivet from contacting the carbon fibers that the laminate assembly 20 (first laminate layer 21 and/or second laminate layer 22) preferably comprises. The casing can consist of epoxy resin, for example, or include such.

Der Befestigungsabschnitt 25 liegt vorzugsweise auf der oberen bzw. unteren Wand 2, 3 auf. Insbesondere liegt der Befestigungsabschnitt 25 auf der ersten Laminatschicht 21 auf, die näher zum Speicherraum 8 hin angeordnet ist. Der Befestigungsabschnitt 25 ist vorzugsweise keilförmig und liegt auf einem ebenfalls keilförmig ausgestalteten Teil der oberen bzw. unteren Wand 2, 3 auf. Vorzugsweise ist die erste Laminatschicht 21 am Ende keilförmig ausgestaltet, an dem der Befestigungsabschnitt 25 aufliegt. Der Befestigungsabschnitt 25 ist mit der ersten und/oder zweiten Laminatschicht 21, 22 vorzugsweise verklebt. Eine solche Klebeschicht 28 ist in 6 später gezeigt.The fastening section 25 preferably rests on the upper or lower wall 2, 3, respectively. In particular, the fastening portion 25 rests on the first laminate layer 21 which is arranged closer to the storage space 8 . The fastening section 25 is preferably wedge-shaped and rests on a part of the upper or lower wall 2, 3 which is also designed in the shape of a wedge. The first laminate layer 21 is preferably designed in the shape of a wedge at the end on which the fastening section 25 rests. The fastening section 25 is preferably glued to the first and/or second laminate layer 21, 22. Such an adhesive layer 28 is in 6 shown later.

In 4B ist lediglich eine Klebeverbindung dargestellt. Die zweite Laminatschicht 22 ist nicht dargestellt. Nachdem der Befestigungsabschnitt 25, der vorzugsweise keilförmig verläuft, auf den vorzugsweise ebenfalls keilförmigen Teil der ersten Laminatschicht 21 der oberen und unteren Wand 2, 3 aufgeschoben und mit dieser verklebt ist, wird vorzugsweise eine Armierungsanordnung 30 aufgebracht. Die Armierungsanordnung 30 umfasst vorzugsweise Kohlenstoffbänder 31, 32. Die Armierungsanordnung 30 wird durch einen Wickelvorgang aufgebracht und umgibt vorzugsweise den Befestigungsabschnitt 25. Dadurch wird der Befestigungsabschnitt 25 stärker in Richtung der ersten Laminatschicht 21 gedrückt, wodurch die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 weiter erhöht wird. Der Befestigungsabschnitt 25 kann eine Aufnahmemulde umfassen, sodass die Armierungsanordnung 30 in dieser Aufnahmemulde zum Liegen kommt.In 4B only an adhesive connection is shown. The second laminate layer 22 is not shown. After the fastening section 25, which preferably runs in the shape of a wedge, is pushed onto the preferably also wedge-shaped part of the first laminate layer 21 of the upper and lower wall 2, 3 and glued to it, a reinforcement arrangement 30 is preferably applied. The reinforcement arrangement 30 preferably comprises carbon strips 31, 32. The reinforcement arrangement 30 is applied by a winding process and preferably surrounds the fastening section 25. As a result, the fastening section 25 is pressed more strongly in the direction of the first laminate layer 21, whereby the stability of the flat hydrogen high-pressure tank 1 is further increased. The fastening section 25 can comprise a receiving trough, so that the reinforcement arrangement 30 comes to rest in this receiving trough.

In 4C ist noch das Einbringen der Nietverbindung 26 dargestellt. Über die Nietverbindung 26 wird die erste Laminatschicht 21 mit dem Befestigungsabschnitt 25 verbunden. Weiterhin wird vorzugsweise die Armierungsanordnung 30 über den Befestigungsabschnitt 25 aufgebracht. Der Befestigungsabschnitt 25 befindet sich daher in der Mitte zwischen der ersten Laminatschicht 21 und der Armierungsanordnung 30 und wird noch zusätzlich von der Nietverbindung 26 durchsetzt. Vorzugsweise werden eine Vielzahl von Nietverbindungen 26 verwendet.In 4C the introduction of the rivet connection 26 is also shown. The first laminate layer 21 is connected to the fastening section 25 via the rivet connection 26 . Furthermore, the reinforcement arrangement 30 is preferably applied via the fastening section 25 . The fastening section 25 is therefore located in the middle between the first laminate layer 21 and the reinforcement arrangement 30 and is additionally penetrated by the rivet connection 26 . Preferably, a plurality of riveted joints 26 are used.

4D zeigt weiterhin den Einsatz der zweiten Laminatschicht 22. Diese ist vorzugsweise nicht um den Befestigungsabschnitt 25 gewickelt. Die zweite Laminatschicht 22 liegt auf der ersten Laminatschicht 21 auf. Ebenfalls ist der zumindest eine Stringer 15 dargestellt. Nicht dargestellt ist in diesem Fall die Diffusionsschicht 23. Der Stringer 15 könnte mit der ersten oder zweiten Laminatschicht 21, 22 verklebt sein. Der erste Befestigungsabschnitt 18 des Stringers 15 könnte mit der zweiten Laminatschicht 22 verklebt sein und der zweite Befestigungsabschnitt 19 des Stringers 15 könnte mit der ersten Laminatschicht 21 verklebt sein. Es könnte auch umgekehrt sein. Vorzugsweise sind aber sowohl der erste als auch der zweite Befestigungsabschnitt 18, 19 des Stringers 15 mit der ersten Laminatschicht 21 verklebt. 4D FIG. 12 further shows the use of the second laminate layer 22. This is preferably not wrapped around the fastening section 25. FIG. The second laminate layer 22 lies on the first laminate layer 21 . The at least one stringer 15 is also shown. In this case, the diffusion layer 23 is not shown. The stringer 15 could be glued to the first or second laminate layer 21, 22. The first attachment portion 18 of the stringer 15 could be bonded to the second laminate layer 22 and the second attachment portion 19 of the stringer 15 could be bonded to the first laminate layer 21 . It could also be the other way around. However, both the first and the second fastening section 18 , 19 of the stringer 15 are preferably glued to the first laminate layer 21 .

4E zeigt einen Klöpperboden. Der Befestigungsabschnitt 25 ist am Ende angeordnet. Ein solcher Klöpperboden erlaubt, dass der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 einen deutlich höheren Druck aushält und stellt gleichzeitig sicher, dass der nutzbare Speicherraum 8 das maximale Volumen aufweist. Der Radius r1 wird in einem Bereich von vorzugweise 0,8da bis 1,2da gewählt und entspricht vorzugsweise ungefähr 1,0 da. Der Radius r2 wird in einem Bereich von vorzugsweise 0,05da bis 0,15da gewählt und entspricht vorzugsweise 0,1da. Die Höhe h ist vorzugsweise kleiner als 40%, 30%, 25% von da. Vorzugsweise entspricht die Höhe h 0,1935da. Die zwei Befestigungsabschnitte 25 eines Klöpperbodens sind vorzugsweise um ungefähr 1,2 bis 1,28 da voneinander beabstandet eingeordnet. Gemessen ist dies aber an ihren Außenseiten, die von dem Speicherraum 8 weggerichtet sind. 4E shows a dished end. The attachment portion 25 is located at the end. Such a dished end allows the flat, high-pressure hydrogen tank 1 to withstand a significantly higher pressure and at the same time ensures that the usable storage space 8 has the maximum volume. The radius r 1 is selected in a range of preferably 0.8d a to 1.2d a and preferably corresponds to approximately 1.0 d a . The radius r 2 is chosen in a range of preferably 0.05d a to 0.15d a and preferably corresponds to 0.1d a . The height h is preferably less than 40%, 30%, 25% of d a . The height h preferably corresponds to 0.1935d a . The two fastening sections 25 of a dished end are preferably arranged spaced apart from one another by approximately 1.2 to 1.28 d a . However, this is measured on their outer sides, which are directed away from the storage space 8 .

In 4F ist dargestellt wie groß die Überlappung LÜ in Abhängigkeit der Dicke der ersten Laminatschicht 21 zu dimensionieren ist. Die Überlappung LÜ ist dabei umso größer zu wählen, je dicker die erste Laminatschicht 21 ist. In dem Diagramm sind verschiedene Linien für die Dimensionierung eingezeichnet. Die gepunktete Linie gibt die minimale Überlappung LÜ wieder. Die durchgezogene Linie gibt die maximale Überlappung LÜ wieder. Die optimale Länge für die Überlappung LÜ befindet sich dazwischen. Die gepunktete und gestrichelte Linie gibt hier das Optimum an.In 4F shows how large the overlap LÜ is to be dimensioned as a function of the thickness of the first laminate layer 21 . In this case, the overlap LÜ should be selected to be larger, the thicker the first laminate layer 21 is. Various lines for dimensioning are drawn in the diagram. The dotted line represents the minimum overlap LÜ. The solid line shows the maximum overlap LÜ. The optimal length for the overlap LÜ is in between. The dotted and dashed line indicates the optimum here.

In 4G ist dargestellt, was für ein Winkel α zwischen den keilförmigen Befestigungsabschnitt 25 des Klöpperbodens und der ersten Laminatschicht 21 gewählt werden sollte. Zu erkennen ist, dass der Winkel α umso größer zu wählen ist, je dicker die erste Laminatschicht 21 ist. Winkel von 12° bis 18° bewirken besonders gute Ergebnisse.In 4G is shown what an angle α between the wedge-shaped fastening section 25 of the dished end and the first laminate layer 21 should be chosen. It can be seen that the thicker the first laminate layer 21 is, the larger the angle α should be selected. Angles of 12° to 18° produce particularly good results.

5 zeigt verschiedene Elemente des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Gezeigt sind eine Vielzahl von Stringern 15. Diese umfassen den ersten Befestigungsabschnitt 18 und den zweiten Befestigungsabschnitt 19. Zwischen diese Stringer 15 kann die Diffusionsschicht 23 eingesetzt werden. Die Diffusionsschicht 23 wird vorzugsweise ebenfalls als Baugruppe bereitgestellt und ist auf entsprechenden Boxen montiert. Weiterhin gibt es die Laminatanordnung 20 mit einer ersten Laminatschicht 21 und zumindest einer zweiten Laminatschicht 22. Zusätzlich gibt es noch Klöpperboden, welche die linke Wand 6 und die rechte Wand 7 und die vordere Wand 4 und die hintere Wand 6 bilden. Der Klöpperboden umfasst vorzugsweise ebenfalls die Diffusionsschicht 23, die erste Laminatschicht 21 und die zweite Laminatschicht 22. Die Klöpperböden, die in diesem Fall die linke und die rechte Wand 6, 7 bilden umfassen noch die Ventile 11, 12. 5 12 shows various elements of the flat, high-pressure hydrogen tank 1. A multiplicity of stringers 15 are shown. These include the first fastening section 18 and the second fastening section 19. The diffusion layer 23 can be inserted between these stringers 15. The diffusion layer 23 is also preferably provided as an assembly and is mounted on appropriate boxes. There is also the laminate arrangement 20 with a first laminate layer 21 and at least one second laminate layer 22. There are also dished ends, which form the left wall 6 and the right wall 7 and the front wall 4 and the rear wall 6. The dished end preferably also comprises the diffusion layer 23, the first laminate layer 21 and the second laminate layer 22. The dished ends, which in this case form the left and right walls 6, 7, also include the valves 11, 12.

6A und 6B zeigen einen teilweise (6A) und vollständig (6B) zusammengesetzten Wasserstoffflachhochdrucktank 1. Die Diffusionsschicht 23 ist entsprechend zwischen die Stringer 15 eingebracht (z.B. über eine thermoplastische Diffusionsbox) und mit der ersten Laminatschicht 21 bzw. den Stringern 15 oder genauer gesagt den Befestigungsabschnitten 18, 19 der der Stringer 15 verklebt. Weiterhin ist die Klebeschicht 28 gezeigt, über die die erste Laminatschicht 21 mit dem Befestigungsabschnitt 25 des Klöpperbodens der vorderen und der hinteren Wand 4, 5 verklebt wird. Im Anschluss daran wird die zweite Laminatschicht 22 aufgebracht. Diese zweite Laminatschicht ist in 6B dargestellt. In diesem Fall ist der Klöpperboden der linken und der rechten Wand 6, 7 mit den jeweiligen Ventilen 11, 12 dargestellt. Die zweite Laminatschicht 22 liegt auf der ersten Laminatschicht 21 auf. Die Umwicklung mit der Armierungsanordnung 30 ist ebenfalls dargestellt. 6A and 6B show a partial ( 6A) and complete ( 6B) composite hydrogen flat high-pressure tank 1. The diffusion layer 23 is placed between the stringers 15 (e.g. via a thermoplastic diffusion box) and glued to the first laminate layer 21 or the stringers 15 or, more precisely, to the fastening sections 18, 19 of the stringers 15. Furthermore, the adhesive layer 28 is shown, via which the first laminate layer 21 is bonded to the fastening section 25 of the dished end of the front and rear walls 4, 5. The second laminate layer 22 is then applied. This second laminate layer is in 6B shown. In this case, the dished end of the left and right wall 6, 7 with the respective valves 11, 12 is shown. The second laminate layer 22 lies on the first laminate layer 21 . The wrapping of the armor assembly 30 is also shown.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel wie die Armierungsanordnung 30, umfassend die Kohlenstofffaserbänder 31, 32, um die Wände 2, 3, 4, 5, 6, 7 aufgebracht werden. Zu erkennen ist, dass die Kohlenstofffaserbänder 30, 31 vollständig oder überwiegend in einem Winkel angeordnet sind, der von 0° bzw. 90° bezogen auf die Längsachse 29 durch den Wasserstoffflachhochdrucktank 1 verschieden ist. Weiterhin bildet ein Kohlenstoffband 31 mit einem anderen Kohlenstoffband 32 einen Winkel der von 0° bzw. 90° verschieden ist. Dadurch wird eine besonders hohe Stabilität erreicht. 7 1 shows an exemplary embodiment of how the reinforcement arrangement 30, comprising the carbon fiber strips 31, 32, is applied to the walls 2, 3, 4, 5, 6, 7. It can be seen that the carbon fiber strips 30 , 31 are arranged completely or predominantly at an angle which differs from 0° or 90° with respect to the longitudinal axis 29 through the flat high-pressure hydrogen tank 1 . Furthermore, a carbon strip 31 forms an angle with another carbon strip 32 which is different from 0° or 90°. This achieves a particularly high level of stability.

8 zeigt, dass es neben einem seitlichen Klöpperboden, der die linke bzw. rechte Wand 6, 7 bildet, auch einen stirnseitigen Klöpperboden gibt, der die vordere bzw. hintere Wand 4, 5 bildet. Dadurch wird die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 nochmals erhöht. Insgesamt können die obere und untere Wand 2, 3 ohne die Klöpperböden ein pultrudiertes Gehäuse sein. 8th shows that in addition to a lateral dished end, which forms the left and right wall 6, 7, there is also an end dished end, which forms the front and rear wall 4, 5. This further increases the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank 1 . Overall, the top and bottom walls 2, 3 can be a pultruded casing without the dished heads.

9 zeigt ein Verkehrsmittel 100 in Form eines Flugzeugs. In einer Flügel- oder Rumpfstruktur sind eine Vielzahl von Wasserstoffflachhochdrucktank(boxen) 1 integriert. Holme 31 der Tragfläche 30 liegen dabei in entsprechenden Nuten des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Diese Nuten biegen vorzugsweise die Armierungsanordnung 30 und die Laminatanordnung 20 durch, wobei beide Anordnungen weiter in Richtung des jeweiligen Stringer 15 gebogen werden. Diese Biegung trifft dann auf die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers 15 und drückt diese Fasern bzw. Faserlagen in unterschiedliche Richtungen auseinander. Das Flugzeug umfasst ein wasserstofftaugliches Triebwerk und wird daher nicht elektrisch über Brennstoffzellen bzw. Hybridsysteme angetrieben, weil Brennstoffzellen für derartige Leistungsbereiche viel zu schwer wären und ohne neue Flügel- und Rumpfkonzeptänderungen nur Kurz- und Mittelstreckenflüge möglich wären. Vorzugsweise wird der Wasserstoffflachhochdrucktank durch mehre Holme, Stringer und Rippen in der Tragfläche zusätzlich in Position gehalten. Die einzelnen Wasserstoffflachhochdrucktanks (auch Wasserstofftankboxen) werden passend zu den einzelnen Bausegmenten zwischen den Flügel- oder Rumpftragstrukturen eingebaut. Bevorzugt sind Wasserstoffflachhochdrucktanks miteinander verbunden, werden aber getrennt über Ventile angesteuert. 9 shows a means of transport 100 in the form of an airplane. A large number of flat, high-pressure hydrogen tanks (boxes) 1 are integrated in a wing or fuselage structure. Holms 31 of the wing 30 lie in corresponding grooves of the hydrogen flat high-pressure tank 1. These grooves preferably bend the reinforcement arrangement 30 and the laminate arrangement 20, with both arrangements being bent further in the direction of the respective stringer 15. This bend then hits the prepreg layers of the at least one stringer 15 and pushes these fibers or fiber layers apart in different directions. The aircraft has a hydrogen-capable engine and is therefore not powered electrically by fuel cells or hybrid systems, because fuel cells would be far too heavy for such power ranges and only short and medium-haul flights would be possible without new wing and fuselage concept changes. Preferably, the flat, high-pressure hydrogen tank is additionally held in position by a plurality of spars, stringers and ribs in the wing. The individual hydrogen flat high-pressure tanks (also hydrogen tank boxes) are installed between the wing or fuselage support structures to match the individual construction segments. Hydrogen flat high-pressure tanks are preferably connected to one another, but are controlled separately via valves.

10A zeigt eine stationäre Anwendung in Form eines stationär angeordneten Wasserstoffflachhochdrucktank 1. In diesem Fall wird von einer stationären Anwendung gesprochen. Dieser kann allgemein an einer Wand wie z.B. an einer Gebäudeaußenwand oder einer Gebäudeinnenwand oder in einem Gebäudekeller angeordnet sein. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 kann ausschließlich an der Wand montiert sein oder wie in 10 dargestellt noch auf einer Bodenplatte 40 stehen. Die Stringer 15 sind mit weißen Strichen angedeutet. Mit schwarzen Strichen sind Haltebänder 42 angedeutet, um den Wasserstoffflachhochdrucktank 1 an der Wand zu befestigen. Es ist weiterhin das erste Ventil 11 dargestellt. Außerdem ist eine Warnleuchte 41 mit optionaler Sirene dargestellt, die einen Alarm anzeigt, wenn der Druck im Wasserstoffflachhochdrucktank 1 einen Schwellwert unter- bzw. überschreitet und/oder Wasserstoff austritt. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 kann auch außerhalb eines Gebäudes, z.B. auf einem Fundament, angeordnet sein. 10A shows a stationary application in the form of a stationarily arranged flat, high-pressure hydrogen tank 1. In this case, one speaks of a stationary application. This can generally be arranged on a wall such as on a building exterior wall or a building interior wall or in a building basement. The flat high-pressure hydrogen tank 1 can only be mounted on the wall or as in 10 shown still stand on a base plate 40. The stringers 15 are indicated with white lines. Retaining straps 42 are indicated with black lines in order to fasten the flat, high-pressure hydrogen tank 1 to the wall. The first valve 11 is also shown. In addition, a warning lamp 41 with an optional siren is shown, which displays an alarm if the pressure in the hydrogen flat high-pressure tank 1 falls below or exceeds a threshold value and/or hydrogen escapes. The hydrogen flat high-pressure tank 1 can also be arranged outside of a building, for example on a foundation.

10B zeigt eine weitere stationäre Anwendung in Form eines stationär angeordneten Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Der Wasserstoffflachhochdrucktank 1 kann z.B. in einem Halterahmen 43 gehalten sein und z.B. auf einem Fundament (auch im Freien) aufgestellt sein. Dies ist aber optional. Es kann noch zusätzliche Sensoren 44 bzw. weitere System- und Steuerkomponenten 45 geben. Der Anschluss an eine übergeordnete Leitstelle ist möglich, um z.B. den Füllstand und die Entnahmemenge bzw. Einfüllmenge pro Zeitintervall zu übermitteln. 10B shows a further stationary application in the form of a stationary arranged flat hydrogen high-pressure tank 1. The hydrogen flat high-pressure tank 1 can be held, for example, in a holding frame 43 and, for example, set up on a foundation (even outdoors). But this is optional. There can be additional sensors 44 or other system and control components 45 . Connection to a higher-level control center is possible, for example to transmit the filling level and the withdrawal quantity or filling quantity per time interval.

11 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1. Dabei werden eine Vielzahl von Stringern 15 eingesetzt. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird eine Baugruppe erstellt. Diese umfasst die Vielzahl an Stringern 15 und eine Diffusionsschicht 23, sowie einer Laminatanordnung 20 mit insbesondere einer ersten und einer zweiten Laminatschicht 21, 22 als obere und untere Wand 2, 3. Die Diffusionsschicht 23 ist vorzugsweise über eine sogenannte Diffusionsbox aus thermoplastischen Werkstoffen vorzugsweise PPS eingebracht. 11 1 shows a flow chart for a method for producing the flat, high-pressure hydrogen tank 1. A large number of stringers 15 are used here. In a first method step S1 , an assembly is created. This includes the plurality of stringers 15 and a diffusion layer 23, as well as a laminate arrangement 20 with in particular a first and a second laminate layer 21, 22 as the upper and lower wall 2, 3. The diffusion layer 23 is preferably made of thermoplastic materials via a so-called diffusion box, preferably PPS brought in.

In einem weiteren Verfahrensschritt S2 werden die vordere Wand 4, die hintere Wand 5, die linke Wand 6 und die rechte Wand 7 mit der Baugruppe verklebt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Klöpperboden.In a further method step S 2 , the front wall 4, the rear wall 5, the left wall 6 and the right wall 7 are glued to the assembly. It is preferably a dished end.

In einem weiteren Verfahrensschritt S3 findet ein Umwickeln mit einer Armierungsanordnung 30 statt, die verschiedene Kohlenstoffbänder 31, 32 umfasst. Die Winkellage wird vorzugsweise wie beschrieben gewählt.In a further method step S 3 , a reinforcement arrangement 30 is wrapped around it, which comprises various carbon strips 31 , 32 . The angular position is preferably chosen as described.

In dem Verfahrensschritt Umwickeln S3 könnte auch ein weiterer Unterverfahrensschritt ausgeführt werden. In diesem Unterverfahrensschritt könnte es sich bei den Wänden 4, 5, 6, 7, die hinzugefügt werden, um Klöpperboden handeln, die auf die zumindest eine erste Laminatschicht 21 aufgebracht bzw. aufgeschoben werden. Daraufhin könnte ein weiterer Unterverfahrensschritt ausgeführt werden, in welchem der Befestigungsabschnitt 25 der Klöpperboden mit der Armierungsschicht 30 umwickelt wird.A further sub-process step could also be carried out in the wrapping process step S 3 . In this sub-process step, the walls 4 , 5 , 6 , 7 that are added could be dished ends that are applied or slid onto the at least one first laminate layer 21 . A further sub-process step could then be carried out, in which the fastening section 25 of the dished end is wrapped with the reinforcement layer 30 .

Es könnte auch ein weiterer Unterverfahrensschritt ausgeführt werden, in welchem der Befestigungsabschnitt 25 der Klöpperboden mit der zumindest einen ersten Laminatschicht 21 verklebt und/oder vernietet wird.A further sub-process step could also be carried out, in which the fastening section 25 of the dished end is glued and/or riveted to the at least one first laminate layer 21 .

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Stringer 15, die Baugruppe mit der Laminatanordnung 20, die Klöpperböden und der Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 jeweils in einem Autoklav thermisch ausgehärtet werden. So sollte die Klebeschicht 28 bei über 120°C ausgehärtet werden. Der Autoklavaushärtung sollte insbesondere bei Temperaturen zwischen 120°C bis 180°C erfolgen.In principle, it is advantageous if the stringers 15, the assembly with the laminate arrangement 20, the dished heads and the hydrogen flat high-pressure tank 1 are each thermally cured in an autoclave. Thus, the adhesive layer 28 should be cured at over 120°C. The autoclave curing should take place in particular at temperatures between 120°C and 180°C.

In den 12A und 12B werden verschiedene Baugruppen beschrieben, mit denen der erfindungsgemäße Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 hergestellt werden kann.In the 12A and 12B various assemblies are described with which the hydrogen flat high-pressure tank 1 according to the invention can be produced.

Eine erste Baugruppe I umfasst eine Vielzahl von Stringern 15 und die Diffusionsschicht 23, die vorzugsweise mit einem Kalt-Fixierkleber zwischen die Stringer 15 eingebracht wurde. Die Diffusionsschicht 23 wird vorzugsweise über eine sogenannte Diffusionsbox aus thermoplastischen Werkstoffen, vorzugsweise PPS, bereitgestellt.A first assembly I comprises a multiplicity of stringers 15 and the diffusion layer 23, which was preferably introduced between the stringers 15 with a cold-fixing adhesive. The diffusion layer 23 is preferably provided by a so-called diffusion box made of thermoplastic materials, preferably PPS.

Eine Baugruppe II umfasst die Klöpperboden. Diese haben entweder ein Ventil 11, 12 oder nicht. Hier können noch Sensoren bzw. Aktoren enthalten sein.A group II includes the dished end. These either have a valve 11, 12 or not. Sensors or actuators can also be included here.

Die Baugruppe III umfasst die erste und zweite Laminatschicht 21, 22, die auf die Baugruppe I aufgebracht wurde. Weiterhin wird eine Klebeschicht 28 aufgebracht, um die Klöpperboden, also die Baugruppe II mit der Baugruppe III zu verkleben und damit zu verbinden.Assembly III comprises the first and second laminate layers 21, 22 applied to assembly I. Furthermore, an adhesive layer 28 is applied in order to glue the dished end, ie assembly II, to assembly III and connect it thereto.

Die Baugruppe IV zeigt die Baugruppe III zusammen mit der Baugruppe II.Assembly IV shows assembly III together with assembly II.

Die Baugruppe V zeigt den fertig hergestellten Wasserstoffflachhochdrucktank 1. In diesem Fall ist noch die Armierungsanordnung 30 mit den Kohlenstofffaserbändern 31, 32 aufgebracht. Die Kohlenstofffaserbänder 31, 32 werden um die Baugruppe IV herumgewickelt. Der Wasserstoff im Wasserstoffflachhochdrucktank 1 ist gasförmig bzw. flüssig.Assembly V shows the finished, flat, high-pressure hydrogen tank 1. In this case, the reinforcement arrangement 30 with the carbon fiber strips 31, 32 is still applied. The carbon fiber tapes 31, 32 are wrapped around the assembly IV. The hydrogen in the hydrogen flat high-pressure tank 1 is gaseous or liquid.

Nachfolgend werden nochmals einige Merkmale des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 gesondert hervorgehoben.Some features of the flat, high-pressure hydrogen tank 1 are again highlighted separately below.

Bevorzugt sind alle Stringer 15 an denselben gegenüberliegenden Wänden 2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6, 7 befestigt.All stringers 15 are preferably fastened to the same opposite walls 2, 3 or 4, 5 or 6, 7.

Selbstverständlich könnte ein unabhängiger Anspruch auch auf den Einsatz eines Klöpperbodens gerichtet werden. In diesem Fall wären die Stringer 15 vorteilhafte Weiterbildungen und könnten in den Unteransprüchen vorgesehen werden. Dabei wäre es ausreichend, wenn eine Wand 2, 3, 4, 5, 6, 7 die Form eines Klöpperbodens aufweist. Vorzugsweise hätte aber zumindest die linke und/oder die rechte Wand 6, 7 eine solche Form. Ergänzend oder alternativ könnte dies auch für die vordere und/oder hintere Wand 4, 5 gelten. Der Verfahrensanspruch müsste dann entsprechend angepasst werden, dass der Stringer erst in einem Unteranspruch aufgeführt wird.Of course, an independent claim could also be directed to the use of a dished end. In this case the stringers 15 would be advantageous developments and could be provided in the dependent claims. It would be sufficient if one wall 2, 3, 4, 5, 6, 7 had the shape of a dished end. However, at least the left and/or the right wall 6, 7 would preferably have such a shape. Additionally or alternatively, this could also be used for the front and/or back lower wall 4, 5 apply. The method claim would then have to be adjusted so that the stringer is only listed in a dependent claim.

Selbstverständlich könnte ein anderer unabhängiger Anspruch auch auf die Armierungsanordnung 30 mit Kohlenstofffaserbändern 31, 32 gerichtet sein. In diesem Fall wären die Stringer 15 vorteilhafte Weiterbildungen und könnten in den Unteransprüchen vorgesehen werden. Dabei könnte ausgeführt werden, dass die Kohlenstofffaserbänder 30, 31 unabhängig voneinander gewickelt werden und weiter vorzugsweise nicht deckungsgleich übereinander angeordnet sind und weiter vorzugsweise nicht parallel oder senkrecht zur Längsachse 29 des Wasserstoffflachhochdrucktanks 1 orientiert sind.Of course, another independent claim could also be directed to the reinforcement arrangement 30 with carbon fiber strips 31, 32. In this case the stringers 15 would be advantageous developments and could be provided in the dependent claims. It could be stated that the carbon fiber strips 30 , 31 are wound independently of one another and are more preferably not arranged congruently one above the other and more preferably are not oriented parallel or perpendicular to the longitudinal axis 29 of the flat high-pressure hydrogen tank 1 .

Selbstverständlich könnte ein anderer unabhängiger Anspruch auch direkt auf die flache Form gerichtet werden.Of course, another independent claim could also be directed to the flat shape.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.The invention is not limited to the exemplary embodiments described. Within the scope of the invention, all features described and/or drawn can be combined with one another as desired.

Claims (22)

Wasserstoffflachhochdrucktank (1) für mobile und/oder stationäre Anwendungen, insbesondere für Verkehrsmittel (100) wie beispielsweise Autos, Busse, LKWs, Traktoren, Züge, Flugzeuge oder Schiffe, sowie für Gebäude mit den folgenden Merkmalen: - es sind eine obere Wand (2), eine untere Wand (3), eine vordere Wand (4), eine hintere Wand (5), eine linke Wand (6) und eine rechte Wand (7) vorgesehen, die einen Speicherraum (8) umgrenzen; - es ist eine Ventilanordnung (10) mit zumindest einem Ventil (11, 12) vorgesehen und dazu ausgebildet, um Wasserstoff unter Druck in den Speicherraum (8) zu füllen und aus dem Speicherraum (8) zu entnehmen; - es ist zumindest ein Stringer (15) vorgesehen und innerhalb des Speicherraums (8) angeordnet; - der zumindest eine Stringer (8) ist an zwei sich gegenüberliegenden Wänden (2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6,7) befestigt und auf Zug belastbar, wodurch die Stabilität des Wasserstoffflachhochdrucktanks (1) auch bei einem hohen Innendruck gewährleistet ist.Hydrogen flat high-pressure tank (1) for mobile and/or stationary applications, in particular for means of transport (100) such as cars, buses, trucks, tractors, trains, airplanes or ships, and for buildings with the following features: - There are an upper wall (2), a lower wall (3), a front wall (4), a rear wall (5), a left wall (6) and a right wall (7) provided, which has a storage space ( 8) circumscribe; - A valve arrangement (10) with at least one valve (11, 12) is provided and designed to fill hydrogen under pressure into the storage space (8) and to remove it from the storage space (8); - At least one stringer (15) is provided and arranged within the storage space (8); - the at least one stringer (8) is attached to two opposing walls (2, 3 or 4, 5 or 6,7) and can be subjected to tensile loads, which ensures the stability of the flat, high-pressure hydrogen tank (1) even at high internal pressure . Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der mittlere Abstand zwischen der oberen und der unteren Wand (2, 3) beträgt weniger als 60%, 50%, 40%, 30% oder weniger als 20% des mittleren Abstands zwischen der vorderen Wand (4) und der hinteren Wand (5) bzw. weniger als 60%, 50%, 40%, 30% oder weniger als 20% des mittleren Abstands zwischen der linken Wand (6) und der rechten Wand (7).Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 1 , characterized by the following feature: - the average distance between the upper and lower walls (2, 3) is less than 60%, 50%, 40%, 30% or less than 20% of the average distance between the front wall ( 4) and the back wall (5) or less than 60%, 50%, 40%, 30% or less than 20% of the mean distance between the left wall (6) and the right wall (7). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der zumindest eine Stringer (15) ist an der oberen Wand (2) und der unteren Wand (3) befestigt.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 1 or 2 , characterized by the following feature: - the at least one stringer (15) is attached to the top wall (2) and the bottom wall (3). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es sind mehr als 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 oder mehr als 25 Stringer (15) vorgesehen; - zumindest einige der Stringer (15) sind Querstringer (15a) und verlaufen parallel zueinander.Flat, high-pressure hydrogen tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following features: - more than 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 or more than 25 stringers (15) are provided; - At least some of the stringers (15) are transverse stringers (15a) and run parallel to one another. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - zumindest einige der Stringer (15) sind Längsstringer (15b) und verlaufen parallel bzw. koaxial zueinander und senkrecht zu den Querstringern (15a).Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 4 , characterized by the following feature: - at least some of the stringers (15) are longitudinal stringers (15b) and run parallel or coaxially to one another and perpendicularly to the transverse stringers (15a). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Stringer (15) sind gemeinsam mit einer thermoplastischen Diffusionsbox über einen Kaltklebeverbindung als Baugruppe montiert.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 4 or 5 , characterized by the following feature: - the stringers (15) are assembled together with a thermoplastic diffusion box via a cold glue connection as an assembly. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der zumindest eine Stringer (15) umfasst eine Vielzahl von Prepreg-Schichten, die sich von der einen Wand (2 bzw. 4 bzw. 6) hin zur gegenüberliegenden Wand (3 bzw. 5 bzw. 7) erstecken und auf Zug belastbar sind.Flat hydrogen high-pressure tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following feature: - the at least one stringer (15) comprises a multiplicity of prepreg layers which extend from one wall (2 or 4 or 6) to the opposite wall (3 or 5 or 7) and can be subjected to tensile loads. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Ausrichtung der Fasern einer Prepreg-Schicht ist zur Ausrichtung der Fasern in der benachbarten Prepreg-Schicht gedreht und zwar vorzugsweise um jeweils ungefähr 15°, sodass ein multidirektionaler Verbund vorliegt.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 7 , characterized by the following feature: - the orientation of the fibers of a prepreg layer is rotated to the orientation of the fibers in the adjacent prepreg layer, preferably by about 15°, so that there is a multidirectional bond. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Prepreg-Schichten des zumindest einen Stringers (15) laufen in den Bereichen, an denen sie an der jeweiligen Wand (2, 3 bzw. 4, 5 bzw. 6, 7) befestigt sind, in zumindest zwei unterschiedlichen, überwiegend gegenüberliegenden, Richtungen auseinander und bilden erste und zweite Befestigungsabschnitte (18, 19).Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 7 or 8th , characterized by the following feature: - the prepreg layers of the at least one stringer (15) run in the areas where they are attached to the respective wall (2, 3 or 4, 5 or 6, 7). at least two different, predominantly opposite, directions apart and form first and second fastening sections (18, 19). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der zumindest eine Stringer (15) umfasst zumindest eine Ausnehmung (17); - die zumindest eine Ausnehmung (17) erstreckt sich in Richtung der unteren Wand (4) und endet beabstandet zu der unteren Wand (4), wodurch eine Barriere (24) im Bereich der unteren Wand (4) gebildet ist.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 9 characterized by the following features: - the at least one stringer (15) comprises at least one recess (17); - The at least one recess (17) extends in the direction of the lower wall (4) and ends at a distance from the lower wall (4), whereby a barrier (24) is formed in the region of the lower wall (4). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - ein Querschnitt durch den Wasserstoffflachhochdrucktank (1) von der linken Wand (6) zur rechten Wand (7), der auch durch die obere und untere Wand (2, 3) verläuft, hat eine von einer runden Form oder im Wesentlichen runden Form abweichende Form; und/oder - ein Querschnitt durch den Wasserstoffflachhochdrucktank (1) von der vorderen Wand (4) zur hinteren Wand (5), der auch durch die obere und untere Wand (2, 3) verläuft, hat eine von einer runden Form oder im Wesentlichen runden Form abweichende Form.Flat hydrogen high-pressure tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following features: - a cross section through the hydrogen flat high-pressure tank (1) from the left wall (6) to the right wall (7), which also passes through the upper and lower wall (2, 3) runs, has a shape deviating from a round shape or substantially round shape; and/or - a cross-section through the flat high-pressure hydrogen tank (1) from the front wall (4) to the rear wall (5), which also passes through the top and bottom walls (2, 3), has a round shape or substantially round shape deviating shape. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die vordere Wand (4) und/oder die hintere Wand (5) ist ein stirnseitiger Klöpperboden; und/oder - die linke Wand (6) und/oder die rechte Wand (7) ist ein seitlicher Klöpperboden.Flat, high-pressure hydrogen tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following feature: - the front wall (4) and/or the rear wall (5) is a dished end at the end; and/or - the left wall (6) and/or the right wall (7) is a lateral dished end. Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der stirnseitige Klöpperboden der vorderen und/oder hinteren Wand (4, 5) umfasst einen Befestigungsabschnitt (25), der zumindest einen Teil der oberen und unteren Wand (2, 3) überlappt und mit dieser verklebt und/oder vernietet ist; und/oder - der seitliche Klöpperboden der linken und/oder rechten Wand (6, 7) umfasst einen Befestigungsabschnitt (25), der zumindest einen Teil der oberen und unteren Wand (2, 3) überlappt und mit dieser verklebt und/oder vernietet ist.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after claim 12 , characterized by the following features: - the end-side dished end of the front and/or rear wall (4, 5) comprises a fastening section (25) which overlaps at least part of the upper and lower wall (2, 3) and is glued to it and /or is riveted; and/or - the lateral dished end of the left and/or right wall (6, 7) comprises a fastening section (25) which overlaps at least part of the upper and lower wall (2, 3) and is glued and/or riveted to it . Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - es ist eine Diffusionsschicht (23) vorgesehen, die die innerste Schicht des Wasserstoffflachhochdrucktanks (1) bildet.Flat hydrogen high-pressure tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following feature: - a diffusion layer (23) is provided, which forms the innermost layer of the flat hydrogen high-pressure tank (1). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die obere Wand (2) umfasst eine erste insbesondere multidirektionale Laminatschicht (21) und eine darüber liegende zweite insbesondere multidirektionale Laminatschicht (22); - die untere Wand (3) umfasst eine erste insbesondere multidirektionale Laminatschicht (21) und eine darüber liegende zweite insbesondere multidirektionale Laminatschicht (22).Flat, high-pressure hydrogen tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following feature: - the upper wall (2) comprises a first, in particular multidirectional, laminate layer (21) and a second, in particular multidirectional, laminate layer (22) lying thereabove; - the lower wall (3) comprises a first, in particular multidirectional, laminate layer (21) and an overlying second, in particular multidirectional, laminate layer (22). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist eine Armierungsanordnung (30) vorgesehen, die mehrere Kohlenstofffaserbänder (31, 32) umfasst oder aus solchen besteht, wobei die Wände durch die Kohlenstofffaserbänder (31, 32) umwickelt sind; - die Kohlenstofffaserbänder (31, 32) sind vollständig oder überwiegend in einem Winkel angeordnet, der von 0° bzw. 90° bezogen auf die Längsachse (29) durch den Wasserstoffflachhochdrucktank (1) verschiedenen ist.Flat, high-pressure hydrogen tank (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following features: - a reinforcement arrangement (30) is provided which comprises or consists of several carbon fiber strips (31, 32), the walls being reinforced by the carbon fiber strips (31, 32 ) are wrapped; - The carbon fiber strips (31, 32) are arranged completely or predominantly at an angle which is different from 0° or 90° in relation to the longitudinal axis (29) through the flat high-pressure hydrogen tank (1). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - ein Kohlenstofffaserband (31) bildet mit einem anderen Kohlenstofffaserband (32) einen von 0° bzw. 90° verschiedenen Winkel.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after Claim 16 , characterized by the following feature: - a carbon fiber band (31) forms an angle different from 0° or 90° with another carbon fiber band (32). Wasserstoffflachhochdrucktank (1) nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Armierungsanordnung (20) ist dicker als 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 10mm, 15mm, 2 0mm, 25mm, 30mm, 40mm, 50mm, aber vorzugsweise dünner als 60mm, 55mm, 45mm, 35mm 25mm, 20mm, 16mm, 12mm, 9mm, 6mm oder dünner als 5mm.Hydrogen flat high-pressure tank (1) after Claim 16 or 17 characterized by the following feature: - the armor arrangement (20) is thicker than 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 10mm, 15mm, 20mm, 25mm, 30mm, 40mm, 50mm, but preferably thinner than 60mm, 55mm , 45mm, 35mm 25mm, 20mm, 16mm, 12mm, 9mm, 6mm or thinner than 5mm. Verkehrsmittel (100) in Form eines Autos, Buses, LKWs, Traktors, Zugs oder Schiffs mit zumindest einem Wasserstoffflachhochdrucktank (1) und zumindest einer Brennstoffzelle (101), wobei der zumindest eine Wasserstoffflachhochdrucktank (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufgebaut ist.Means of transport (100) in the form of a car, bus, truck, tractor, train or ship with at least one flat, high-pressure hydrogen tank (1) and at least one fuel cell (101), the at least one flat, high-pressure hydrogen tank (1) being constructed in accordance with one of the preceding claims. Verkehrsmittel (100) in Form eines Flugzeugs mit zumindest einem Wasserstoffflachhochdrucktank (1) und zumindest einer Wasserstoffturbine, wobei der zumindest eine Wasserstoffflachhochdrucktank (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 aufgebaut ist.Means of transport (100) in the form of an aircraft with at least one flat hydrogen high-pressure tank (1) and at least one hydrogen turbine, wherein the at least one flat hydrogen high-pressure tank (1) according to one of Claims 1 until 18 is constructed. Stationäre Anwendung in Form eines stationär angeordneten Wasserstoffflachhochdrucktanks insbesondere für ein Gebäude, wobei der zumindest eine Wasserstoffflachhochdrucktank (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 aufgebaut ist.Stationary application in the form of a stationary arranged flat high-pressure hydrogen tank, in particular for a building, wherein the at least one flat high-pressure hydrogen tank (1) according to one of Claims 1 until 18 is constructed. Verfahren zur Herstellung des Wasserstoffflachhochdrucktanks (1) mit einer Vielzahl von Stringern (15), der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 aufgebaut ist: - Erstellen (S1) einer Baugruppe mit der Vielzahl an Stringern (15) und einer thermoplastischen Diffusionsbox mit einer Diffusionsschicht (23) und einer ersten und zweiten Laminatschicht (21, 22) als obere und untere Wand (2, 3); - Hinzufügen und Verkleben (S2) der vorderen Wand (4), der hinteren Wand (5), der linken Wand (6) und der rechten Wand (7) mit der Baugruppe; - Umwickeln (S3) der Wände (2, 3, 4, 5, 6, 7) mit einer Armierungsanordnung (30).A method for producing the flat high-pressure hydrogen tank (1) with a plurality of stringers (15) according to one of Claims 1 until 18 is constructed: - Creating (S 1 ) an assembly with the plurality of stringers (15) and a thermoplastic diffusion box with a diffusion layer (23) and a first and second laminate layer (21, 22) as the upper and lower wall (2, 3) ; - Adding and gluing (S 2 ) the front wall (4), the rear wall (5), the left wall (6) and the right wall (7) with the assembly; - Wrapping (S 3 ) of the walls (2, 3, 4, 5, 6, 7) with a reinforcement arrangement (30).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022111085A1 (en) 2022-05-05 2023-11-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pressure accumulator
DE102022115824A1 (en) 2022-06-24 2024-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure vessel system, motor vehicle, operating method for a pressure vessel system and operating method for a motor vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009057170A1 (en) 2009-12-05 2011-06-09 Volkswagen Ag Pressure vessel for storage of fluid medium, particularly for installation in vehicle, is provided with base to form storage space in which fluid medium is retained
DE102014107316A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 Airbus Operations Gmbh Tank system for the cryogenic storage of hydrogen and aircraft with a tank system for the cryogenic storage of hydrogen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009057170A1 (en) 2009-12-05 2011-06-09 Volkswagen Ag Pressure vessel for storage of fluid medium, particularly for installation in vehicle, is provided with base to form storage space in which fluid medium is retained
DE102014107316A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 Airbus Operations Gmbh Tank system for the cryogenic storage of hydrogen and aircraft with a tank system for the cryogenic storage of hydrogen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022111085A1 (en) 2022-05-05 2023-11-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pressure accumulator
DE102022115824A1 (en) 2022-06-24 2024-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure vessel system, motor vehicle, operating method for a pressure vessel system and operating method for a motor vehicle

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