DE102022002108A1 - Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Fluiden, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter (1) zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug, in welchem das flüssige oder gasförmige Medium aufnehmbar ist, wobei der Druckbehälter (1) mindestens einen quaderförmigen Grundkörper (3) aufweist und der Grundkörper (3) vier rechteckige Seitenwände (5) aufweist, wobei die vier rechteckigen Seitenwände (5) jeweils rechtwinklig zu einander angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Fluiden, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug, in welchem das flüssige oder gasförmige Fluid aufnehmbar ist.
- Aus der
DE 10 2009 057 170 A1 und derEP 0 527 564 B1 sind Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Fluiden, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug, in welchem das flüssige oder gasförmige Fluid aufnehmbar ist und mit einem Grundkörper, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, bekannt. - Nachteilig dabei ist, dass die bekannten Druckbehälter keine rechteckigen Seitenwände aufweisen, die in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Damit wird ein in der Regel quaderförmiger Bauraum für Druckbehälter in einem Fahrzeug nicht optimal ausgenutzt.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Druckbehälter in einer quaderform auszubilden, um so die bestmögliche Ausnutzung des vorhandenen Bauraums bei Fahrzeugen mit einem Druckbehälter zu gewährleisten.
- Diese Aufgabe wird durch einen Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug, in welchem das flüssige oder gasförmige Medium aufnehmbar ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
- Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter, der mindestens einen quaderförmigen Grundkörper aufweist und der Grundkörper vier rechteckige Seitenwände aufweist, wobei die vier rechteckigen Seitenwände jeweils rechtwinklig zu einander angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist der Druckbehälter quaderförmig ausgebildet, so dass Druckbehälter optimal in einen quaderförmigen Bauraum eines Fahrzeugs anpassbar ist, wodurch ein großes Speichervolumen für das flüssige oder gasförmige, und unter Druck stehende, Fluid geschaffen ist.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind innerhalb des mindestens einen quaderförmigen Grundkörpers jeweils in einem Winkel zueinander versetzte Versteifungsstrukturen angeordnet, wobei die Versteifungsstrukturen sich durchgängig entlang einer Längserstreckung des quaderförmigen Grundkörpers erstrecken und zwischen jeweils zwei zueinander versetzten Versteifungsstrukturen jeweils ein Speicherraum ausgebildet ist. Vorteilhafterweise sind die Versteifungsstrukturen untereinander und mit den Seitenwänden des Grundkörpers einteilig verbunden, so dass die Seitenwände gegen einen inneren Druck des gasförmigen oder flüssigen Fluids gehalten werden, wodurch das Fluid mit besonders hohem Druck in den Speicherräumen aufgenommen werden kann.
- In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die zueinander versetzten Versteifungsstrukturen um einen Durchgang angeordnet, wobei der Durchgang sich durchgängig entlang der Längserstreckung des quaderförmigen Grundkörpers erstreckt und der Durchgang einen weiteren Speicherraum ausbildet. Mit den Versteifungsstrukturen, die einteilig an dem Durchgang und an den Seitenwänden angebunden sind, ist die Drucksteifigkeit des mindestens einen Grundkörpers und damit des Druckbehälters gesteigert.
- In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Grundkörper aus einem metallischem Werkstoff ausgeführt, so dass auf kostenintensive Werkstoffe wie zum Beispiel kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe verzichtet werden kann, wodurch ein kostengünstiger Druckbehälter produziert werden kann.
- In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können mehrere Grundkörper nebeneinander und/oder übereinander einteilig angeordnet werden. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von quaderförmigen Grundkörpern in einem quaderförmigen Bauraum platzieren. Die mehreren Grundkörpern sind einteilig miteinander verbunden, so dass sich zwei nebeneinanderliegende Grundkörper jeweils eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, wodurch eine kompakte Bauweise erreicht werden kann.
- In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der mindestens eine Grundkörper mittels eines Strangpressverfahrens herstellbar. Dadurch können sogenannte Endlosprofile mit mehreren nebeneinander und/oder übereinander angeordneten Grundkörpern hergestellt werden. Dies bietet den Vorteil, dass der Druckbehälter in genau der benötigten Länge hergestellt werden kann. Somit sind variable Längen für verschiedenste Bauräume realisierbar.
- Ferner wird eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass der mindestens eine Grundkörper an seiner Vorderseite und an seiner Rückseite jeweils mittels rechteckiger Deckel fluiddicht verschließbar ist. Die Vorderseite und die Rückseite stehen jeweils in einem rechten Winkel zu der Längsseite des mindestens einen Grundkörpers, so dass mit den rechteckigen Deckeln der quaderförmige Aufbau des Druckbehälters erreichbar ist, wodurch ein quaderförmiger Bauraum für Druckbehälter optimal ausgenutzt werden kann. Die Deckel sind vorteilhafterweise aus einem mit den Strangguss verschweissbaren Werkstoff hergestellt, insbesondere aus einem gleichem Werkstoff, und werden unlösbar mit dem mindestens einen Grundkörper verbunden. In einer alternativen Ausführungsform ist auch eine lösbare Verbindung, beispielsweise mittels einer Verschraubung der Deckel an den Grundkörper, denkbar.
- In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Speicherräume und/oder der weitere Speicherraum mittels jeweiliger Öffnungen in den Versteifungsstrukturen und/oder dem Durchgang miteinander fluidisch verbunden. Durch diese Öffnungen, die zum Beispiel als Bohrungen ausgeführt sein können, kann das gasförmige oder flüssige Fluid zwischen den Speicherräumen strömen.
- Alternativ oder zusätzlich sind die Deckel und die jeweilige Vorderseite und/oder Rückseite jeweils zumindest teilweise voneinander beabstandet. Vorteilhafterweise weisen die Deckel und/oder die Vorderseite und/oder die Rückseite einen oder mehrere Hinterschnitte auf, so dass die Deckel zumindest an ihren Rändern mit den Seitenwänden fluiddicht verbunden sind, wodurch über die Hinterschnitte zwischen den Speicherräumen und/oder den weiteren Speicherraum das gasförmige und flüssige Fluid strömen kann.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- Die Zeichnung zeigt in:
-
1 einen Druckbehälter mit mehreren nebeneinander angeordneten Grundkörpern in perspektivischer und transparenter Ansicht; und -
2 eine Vorderansicht des Druckbehälters gemäß1 . - In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel eines Druckbehälters 1 dient zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien. Bei den in den Druckbehälter 1 aufnehmbaren Medien kann es sich beispielsweise um unter Druck stehenden Wasserstoff oder CNG (Compressed Natural Gas) handeln.
- Der Druckbehälter 1 umfasst mindestens einen quaderförmigen Grundkörper 3, wobei indem Ausführungsbeispiel gemäß
1 und2 neun quaderförmige Grundkörper 3 nebeneinander angeordnet gezeigt sind. Die Grundkörper 3 weisen jeweils vier rechteckige Seitenwände 5 auf, wobei die vier rechteckigen Seitenwände 5 jeweils rechtwinklig zu einander angeordnet sind. Die Seitenwände 5 sind plan ausgeführt bzw. weisen eine im Wesentlichen ebene Fläche auf. - Innerhalb der jeweiligen Grundkörper sind in einem Winkel zueinander versetzte Versteifungsstrukturen 7 angeordnet. Dabei können die Versteifungsstrukturen als durchgängige Wände vorgesehen sein. Die Versteifungsstrukturen 7 erstrecken sich durchgängig entlang einer Längserstreckung 9 der quaderförmigen Grundkörper 3. Zwischen jeweils zwei zueinander versetzten Versteifungsstrukturen 7 bildet sich jeweils einen Speicherraum 11 aus. Die Versteifungsstrukturen 7 sind untereinander und mit den Seitenwänden 5 ihre Grundkörpers 3 einteilig und unlösbar verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den
1 und2 sind die zueinander im Winkel versetzten Versteifungsstrukturen 7 eines Grundköpers 3 um einen Durchgang 13 angeordnet und mit diesem einteilig und unlösbar verbunden. Der Durchgang 13 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als rohrförmiger Körper ausgeführt und erstreckt sich, analog zu den Versteifungsstrukturen 7, durchgängig entlang der Längserstreckung 9 der quaderförmigen Grundkörper 3 und bildet einen weiteren Speicherraum 15 für jeweils einen Grundkörper 3 aus. Die Durchgänge 13 sind in der Mitte der jeweiligen Grundkörper 3 anordnet, wovon die jeweiligen Versteifungsstrukturen 7 sternförmig ausgehen und die Seitenwände 5 mit dem jeweiligen Durchgang 13 verbinden. Es ist auch denkbar, dass lediglich Versteifungsstrukturen 7 und kein Durchgang 13 innerhalb eines Grundkörpers 3 vorgesehen sind. - Jeweils zwei nebeneinander angeordnete Grundkörper weisen eine gemeinsame Seitenwand 5 auf. Dabei ist es auch denkbar, dass zusätzlich zu den nebeneinander angeordneten Grundkörpern 3, eine oder mehrere weitere nebeneinander angeordnete Grundkörper 3 übereinander angeordnet sind. Dabei ist es weiter denkbar, dass die nebeneinander und übereinander angeordneten Grundkörper 3 einteilig angeordnet sind und gemeinsame Seitenwände 5 aufweisen. Nebeneinander und/oder übereinander angeordnete Grundkörper 3 bilden mit ihren außenliegenden und nebeneinanderliegenden Seitenwänden 5 eine ebene Oberseite 17, eine ebene Unterseite 19 und ebene Seitenteile 21 und 23 des Druckbehälters 1.
- Um einen Drückbehälter 1 mit mindestens einen Grundkörper 3 und insbesondere mit mehreren Grundkörpern 3, die nebeneinander und /oder übereinander einteilig angeordnet sind, herzustellen, ist es vorteilhaft den Druckbehälter aus einem metallischen Werkstoff vorzusehen. In besonderer Weisen ist vorteilhaft den Druckbehälter 1 in einem Strangpressverfahren aus einem metallischen Werkstoff herzustellen. Mit einer Herstellung der Druckköpers 1 mittels eines Strangpressverfahrens ist es insbesondere sehr einfach die Seitenwände 5, die Versteifungsstrukturen 7 und den Durchgang 13 einteilig herzustellen.
- Um den mindestens einen Grundkörper fluiddicht zu verschließen, sind nicht gezeigte rechteckige Deckel vorgesehen. Dabei sind jeweils Deckel für die Vorderseite 25 und die Rückseite 27 des mindestens einen Grundkörpers 3 vorgesehen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein einziger Deckel die Vorderseite 25 aller neuen Grundkörper 3 und ein einziger, weiterer Deckel die neuen Grundkörper 3 auf der Rückseite 27 verschließen. Die Deckel sind jeweils im rechten Winkel zu den Seitenwänden 5 bzw. zur Längserstreckung 9 angeordnet
- Für einen Austausch eines gasförmigen oder flüssigen Fluids zwischen den Speicherräumen 11 und dem weiteren Speicherraum 15 eines Grundkörpers 3 sind nicht näher gezeigte Öffnungen in den Versteifungsstrukturen 7 und dem Durchgang 13 vorgesehen.
- Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere nicht näher gezeigte Hinterschnitte im Deckel und/oder in der Vorderseite 26 und/oder Rückseite 27 des Grundkörpers 3 vorgesehen sein.
- Bei einem Druckbehälter 1 mit mehreren Grundkörpern 3 können zusätzliche Öffnungen und/oder Hinterschnitte in den gemeinsamen Seitenwänden 5 nebeneinanderliegenden Grundkörper für einen Fluidaustausch vorgesehen sein.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Druckbehälter
- 3
- Grundkörper
- 5
- Seitenwand
- 7
- Versteifungsstrukturen
- 9
- Längserstreckung
- 11
- Speicherraum
- 13
- Durchgang
- 15
- Speicherraum
- 17
- Oberseite
- 19
- Unterseite
- 21
- Seitenteil
- 23
- Seitenteil
- 25
- Vorderseite
- 27
- Rückseite
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009057170 A1 [0002]
- EP 0527564 B1 [0002]
Claims (9)
- Druckbehälter (1) zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug, in welchem das flüssige oder gasförmige Medium aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (1) mindestens einen quaderförmigen Grundkörper (3) aufweist und der Grundkörper (3) vier rechteckige Seitenwände (5) aufweist, wobei die vier rechteckigen Seitenwände (5) jeweils rechtwinklig zu einander angeordnet sind.
- Druckbehälter (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des mindestens einen quaderförmigen Grundkörpers (3) jeweils in einem Winkel zueinander versetzte Versteifungsstrukturen (7) angeordnet sind, wobei die Versteifungsstrukturen (7) sich durchgängig entlang einer Längserstreckung (9) des quaderförmigen Grundkörpers (3) erstrecken und zwischen jeweils zwei zueinander versetzten Versteifungsstrukturen (7) jeweils ein Speicherraum (11) ausgebildet ist. - Druckbehälter (1) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander versetzten Versteifungsstrukturen (7) um einen Durchgang (13) angeordnet sind, wobei der Durchgang (13) sich durchgängig entlang der Längserstreckung (9) des quaderförmigen Grundkörpers (3) erstreckt und der Durchgang (13) einen weiteren Speicherraum (15) ausbildet. - Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Grundkörper (3) aus einem metallischem Werkstoff ausgeführt ist
- Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Grundkörper (3) nebeneinander und/oder übereinander einteilig angeordnet sind.
- Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Grundkörper (3) mittels eines Strangpressverfahrens herstellbar ist.
- Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch der mindestens eine Grundkörper (3) an seiner Vorderseite (25) und an seiner Rückseite (27) jeweils mittels rechteckiger Deckel fluiddicht verschließbar ist.
- Druckbehälter (1) nach einem der
Ansprüche 3 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherräume (11) und/oder der Speicherraum (15) mittels jeweiliger Öffnungen in den Versteifungsstrukturen (7) und/oder dem Durchgang (9) miteinander fluidisch verbunden sind. - Druckbehälter (1) nach
Anspruch 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel und die jeweilige Vorderseite und/oder Rückseite jeweils zumindest teilweise voneinander beabstandet sind.
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-
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- 2022-06-13 DE DE102022002108.0A patent/DE102022002108A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0527564B1 (de) | 1991-07-29 | 1996-05-29 | ROLLS-ROYCE plc | Druckgasbehälter |
DE102009057170A1 (de) | 2009-12-05 | 2011-06-09 | Volkswagen Ag | Druckbehälter zur Speicherung von fluiden Medien, insbesondere zum Einbau in ein Fahrzeug |
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