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Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Ventilbaugruppe zur Montage an einem Druckbehälter, ein Druckbehältersystem mit einer derartigen Ventilbaugruppe, ein Kraftfahrzeug mit dem Druckbehältersystem sowie ein Herstellverfahren für das Druckbehältersystem.
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Druckbehältersysteme zum Speichern von Brennstoff in einem Fahrzeug (insbesondere einem Boden-, Wasser- oder Luftfahrzeug) als solche sind bekannt. Es ist auch bekannt, Druckbehälter derartiger Druckbehältersysteme mit sogenannten Intankventilen (engl. „On-Tank-Valve“, OTV) zu versehen, die jeweils in eine Öffnung des Druckbehälters eingeschraubt sind. Derartige Intankventile können ein Absperrventil aufweisen, welches ermöglicht, den jeweiligen Druckbehälter so zu verschießen, dass kein Brennstoff aus dem Innenbereich des Druckbehälters durch die Öffnung austritt. Wenn das Absperrventil hingegen geöffnet ist, kann der Brennstoff durch das Intankventil sowie eine Entnahmeleitung in Richtung eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeuges strömen.
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Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, eine bauraumeffiziente Ventilbaugruppe bereitzustellen, die sich vergleichsweise einfach an einem Druckbehälter montieren lässt und eine effiziente Wartung ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein entsprechendes Druckbehältersystem, ein entsprechendes Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Herstellverfahren für ein Druckbehältersystem bereitzustellen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.
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Diese Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 sowie der weiteren unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
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Gemäß einem Aspekt wird hier eine Ventilbaugruppe vorgeschlagen, welche zur Montage an einem Druckbehälter, insbesondere einem Kraftfahrzeug-Druckbehälter für einen Brennstoff, vorgesehen ist. Die Ventilbaugruppe umfasst einen Ventilkörper mit einer ersten Brennstoffleitung sowie ein Verbindungsbauteil mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt. Der Ventilkörper ist zerstörungsfrei lösbar am ersten Abschnitt befestigt. Der zweite Abschnitt ist dazu eingerichtet, im am Druckbehälter montierten Zustand der Ventilbaugruppe zumindest abschnittsweise in den Druckbehälter hineinzuragen. Eine im Verbindungsbauteil ausgebildete zweite Brennstoffleitung verläuft durch den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt hindurch und ist dazu angeordnet, im am Druckbehälter montierten Zustand der Ventilbaugruppe einen Innenbereich des Druckbehälters fluidleitend mit der ersten Brennstoffleitung zu verbinden. An der ersten Brennstoffleitung kann ein Absperrventil vorgesehen sein, das die erste Brennstoffleitung bevorzugt verschließen kann.
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Die Ventilbaugruppe ist daher vergleichsweise schnell und kostengünstig herstellbar und am Druckbehälter montierbar. Aufgrund der mehrteiligen Ausgestaltung der Ventilbaugruppe, kann nämlich zunächst das Verbindungsbauteil, welches de facto als Adapterstück zwischen dem Ventilkörper und dem Druckbehälter wirkt, am Druckbehälter montiert, insbesondere in diesen eingeschraubt, werden. In einem weiteren Montageschritt kann sodann der Ventilkörper an dem Verbindungsbauteil befestigt werden. Diese Befestigung ist gemäß der vorliegenden Technologie reversibel, sodass im Bedarfsfall, beispielsweise bei einer Wartung der Ventilbaugruppe oder eines unten näher erläuterten, die Ventilbaugruppe aufweisenden Druckbehältersystems das Verbindungsbauteil am Druckbehälter montiert bleiben kann und lediglich der Ventilkörper abgenommen, ausgetauscht und/oder repariert werden kann. Somit können Wartungskosten sowie Materialverbrauch reduziert werden.
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Auf synergetische Art und Weise bietet die Ventilbaugruppe außerdem die Möglichkeit, den Druckbehälter mit dem daran montierten Verbindungsbauteil und ohne den Ventilkörper Sicherheitsprüfungen zu unterziehen, die beispielsweise bei einer Ventilbaugruppe ohne zwei zerstörungsfrei trennbare Teile nicht ohne weiteres möglich wären. In der Folge lässt sich die Ventilbaugruppe genauer untersuchen. Außerdem kann beispielsweise bei einem Defekt am Ventilkörper, insbesondere am Absperrventil, lediglich der Ventilkörper (ggf. mit dem Absperrventil) ausgetauscht werden, ohne das Verbindungsbauteil vom Druckbehälter zu demontieren.
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Im Kontext der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Begriff „Leitung“ (beispielsweise im Wort „Brennstoffleitung“) gemäß seiner allgemeinen Definition auf dem Gebiet der vorliegenden Technologie eine Leitungseinrichtung zum Zweck des Transports von Fluiden. Die erste/zweite Brennstoffleitung kann beispielsweise mindestens einen (Leitungs-) Kanal, mindestens eine Rohrleitung und/oder mindestens einen Schlauch enthalten oder als solche/r ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die erste Brennstoffleitung (nur) im Ventilkörper und die zweite Brennstoffleitung (nur) im Verbindungsbauteil ausgebildet. Allgemein ausgedrückt kann die erste/zweite Brennstoffleitung vorliegend einen ersten beziehungsweise zweiten Brennstoff-Strömungspfad ausbilden, der durch die mindestens eine Rohrleitung oder den mindestens einen Kanal ausgebildet sein kann. Der Kanal kann im Ventilkörper beziehungsweise im Grundkörper des Verbindungsbauteils vorgesehen sein, wobei der Ventilkörper/Grundkörper jeweils als Ventilblock ausgebildet sein kann.
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Vorzugsweise ist der Ventilkörper am Verbindungsbauteil angeflanscht, d.h., mittels eines Flansches mit dem Verbindungsbauteil verbunden. Zu diesem Zweck kann am Verbindungsbauteil und/oder am Ventilkörper jeweils mindestens ein Flansch ausgebildet sein, der an dem jeweils anderen Element (d. h., am Ventilkörper beziehungsweise am Verbindungsbauteil) befestigt ist. Insbesondere kann am Ventilkörper ein erster Flansch ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann am Verbindungsbauteil ein zweiter Flansch ausgebildet sein. Der erste Flansch und der zweite Flansch können separat voneinander und/oder an zueinander entgegengesetzten Enden des Verbindungsbauteils angeordnet sein. Ein Übergang zwischen der ersten Brennstoffleitung und der zweiten Brennstoffleitung kann zur verbesserten Abdichtung mittig zwischen diesen beiden Enden liegen.
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Damit der Ventilkörper zerstörungsfrei vom Verbindungsbauteil abnehmbar ist, kann die Verbindung zwischen dem Ventilkörper und dem Verbindungsbauteil vorzugsweise nicht stoffschlüssig, sondern vielmehr kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgestaltet sein. Bevorzugt ist der Ventilkörper, insbesondere mittels des ersten und/oder zweiten Flansches, mit dem Verbindungsbauteil verschraubt. Ein erstes Verbindungsmittel mit einem ersten Gewinde kann den ersten Flansch durchsetzen und mit dem Verbindungsbauteil in Eingriff stehen. Ferner kann ein zweites Verbindungsmittel mit einem zweiten Gewinde den zweiten Flansch durchsetzen und mit dem Ventilkörper in Eingriff stehen. Der erste Flansch und der zweite Flansch können parallel zueinander verlaufen und sich in entgegengesetzte Richtungen von einem zentralen Teil eines Grundkörpers des Verbindungsbauteils, durch den die zweite Brennstoffleitung verläuft, weg erstrecken.
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Der Ventilkörper und das Verbindungsbauteil sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie, wenn sie aneinander befestigt sind, zusammen einen integralen (einstückigen) Körper bilden, wobei Hauptoberflächen von Ventilkörper und Verbindungsbauteil flächenbündig zueinander verlaufen. So kann das Verbindungsbauteil auf seiner dem zweiten Abschnitt entgegengesetzten Seite eine erste Oberfläche aufweisen. Eine am Ventilkörper ausgebildete zweite Oberfläche auf der dem zweiten Abschnitt entgegengesetzten Seite verläuft vorzugsweise parallel zur ersten Oberfläche. Vorteilhafterweise fluchten die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche miteinander.
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Der zweite Abschnitt des Verbindungsbauteils kann als ein erster Anschlussstutzen ausgebildet sein, der sich (insbesondere mit seiner Längsachse) quer, insbesondere senkrecht, zu einer Hauptebene des ersten Abschnitts vom ersten Abschnitt weg erstrecken kann. Die Hauptebene des ersten Abschnitts kann dabei komplanar zu einer Hauptebene des Ventilkörpers verlaufen. Vorzugsweise ist eine Länge des ersten Anschlussstutzens kleiner als eine Dicke des ersten Abschnitts des Verbindungsbauteils senkrecht zu seiner Hauptebene. Mit anderen Worten, der erste Anschlussstutzen ragt vorzugsweise weniger weit vom ersten Abschnitt des Verbindungsbauteils ab, als der erste Abschnitt dick ist. Der erste Anschlussstutzen dient bevorzugt dazu, in eine am Druckbehälter, insbesondere an einem axialen Ende des Druckbehälters, ausgebildete Öffnung einzugreifen, wenn die Ventilbaugruppe am Druckbehälter montiert ist. Insbesondere kann der erste Anschlussstutzen in einen axialen, vorzugsweise metallischen Endabschnitt des Druckbehälters (sogenannter Boss) eingreifen, höchst vorzugsweise ohne diesen zu durchsetzen.
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Der erste Anschlussstutzen ist vorzugsweise mit einem Gewinde (beispielsweise einem Außengewinde) versehen, mittels dessen das Verbindungsbauteil im montierten Zustand in den Druckbehälter, insbesondere in den Boss, eingeschraubt ist. Dementsprechend kann am Boss ein mit dem Gewinde korrespondierendes weiteres Gewinde (beispielsweise als Innengewinde) ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der erste Anschlussstutzen an seiner Außenumfangsfläche eine umlaufend ausgebildete Nut aufweisen. In der Nut kann ein O-Ring, optional in Kombination mit einem zusätzlichen Stützring für den O-Ring, angeordnet sein, mittels dessen die zweite Brennstoffleitung gegenüber der Umgebung des Verbindungsbauteils abgedichtet ist.
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Auf ähnliche Weise kann der Ventilkörper fluidleitend mit dem Verbindungsbauteil verbunden sein. Hierzu kann auch am Ventilkörper ein Anschlussstutzen (im Folgenden: zweiter Anschlussstutzen) ausgebildet sein. Das Verbindungsbauteil kann eine mit dem zweiten Anschlussstutzen korrespondierende Aufnahme aufweisen, in die der zweite Anschlussstutzen hineinragt und in der der zweite Anschlussstutzen abdichtend aufgenommen ist. Im Unterschied zum ersten Anschlussstutzen ist der zweite Anschlussstutzen vorzugsweise gewindefrei (d.h., ohne ein für die Verbindung zwischen Ventilkörper und Verbindungsbauteil vorgesehenes Gewinde) ausgebildet, denn die Befestigung des Ventilkörpers am Verbindungsbauteil ist, wie oben beschrieben, bevorzugt mittels des/der Flansch(e) realisiert. Vorzugsweise verläuft die erste Brennstoffleitung durch den zweiten Anschlussstutzen hindurch und endet bei der zweiten Brennstoffleitung, die in die Aufnahme mündet. Der zweite Anschlussstutzen kann ebenfalls mit einer Nut versehen sein, die umfänglich (entlang seiner Außenumfangsfläche) verläuft. In der Nut des zweiten Anschlussstutzens kann analog zum ersten Anschlussstutzen zur Abdichtung ein O-Ring, optional in Kombination mit einem Stützring für den O-Ring, angeordnet sein.
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Wenn der Ventilkörper mittels des mindestens einen Flansches am Verbindungsbauteil befestigt ist, kann eine Längsachse des zweiten Anschlussstutzens quer, insbesondere senkrecht, zu einer Hauptebene des Flansches verlaufen. Wenn also beispielsweise der erste Flansch an das Verbindungsbauteil befestigt, insbesondere geschraubt, wird, kann der zweite Anschlussstutzen inhärent in die Aufnahme hineingedrückt werden. Jede in dieser Offenbarung genannte Längsachse kann eine Mittellängsachse des jeweiligen Elements/Abschnitts sein. Vorzugsweise verläuft die Längsachse des zweiten Anschlussstutzens ferner parallel zur oder in der Hauptebene des Ventilkörpers. Dies kann dazu beitragen, dass der Ventilkörper bei kompakter, recht dünner Bauweise vergleichsweise hohen Drücken standhält. Folglich kann die Längsachse des ersten Anschlussstutzens senkrecht zur Längsachse des zweiten Anschlussstutzens verlaufen und eine Querschnittsebene durch den Ventilkörper und das Verbindungsbauteil festlegen. Diese Querschnittsebene kann senkrecht zur oben genannten ersten und/oder zweiten Oberfläche verlaufen.
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Die erste und zweite Brennstoffleitung bilden zusammen einen Brennstoff-Strömungspfad aus, entlang dessen Brennstoff aus dem Druckbehälter durch die Ventilbaugruppe hindurch bis zu einem Entnahmeanschluss für eine Brennstoff-Entnahmeleitung strömen kann. Im Verbindungsbauteil weist die zweite Brennstoffleitung vorzugsweise ein erstes Ende im ersten Abschnitt und zweites Ende im zweiten Abschnitt auf, wobei das erste Ende hierbei näher zum Ventilkörper angeordnet ist als das zweite Ende. Am ersten Ende kann die Aufnahme ausgebildet sein, sodass das erste Ende bezogen auf einen Brennstoff-Entnahmestrom ein stromabwärtiges Ende der zweiten Brennstoffleitung ist. Das zweite Ende kann entsprechend ein stromaufwärtiges Ende der zweiten Brennstoffleitung und dem Innenbereich des Druckbehälters zugewandt sein.
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Vorzugsweise verläuft die zweite Brennstoffleitung am ersten Ende in einer ersten Richtung und am zweiten Ende in einer zweiten Richtung, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung unterschiedlich und vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind. D.h., die zweite Brennstoffleitung verläuft nicht geradlinig durch das Verbindungsbauteil hindurch, sondern knickt darin ab. Dementsprechend kann die Ventilbaugruppe besser in einen vergleichsweise schmalen Bauraum am axialen Ende des Druckbehälters eingepasst werden. Ein Druckbehältersystem mit der Ventilbaugruppe kann daher bauraumeffizient in einen schmalen Randbereich eines vergleichsweise flachen Bauraums im Unterflurbereich des Kraftfahrzeuges integriert werden.
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Das Verbindungsbauteil ist vorzugsweise dazu ausgelegt, mit genau einem Druckbehälter unmittelbar (mechanisch sowie fluidleitend) verbunden zu sein. Eine weitere fluidleitende Verbindung des Verbindungsbauteils mit anderen Druckbehältern kann mittelbar über eine am Verbindungsbauteil angeschlossene Verteilerleitung ausgebildet sein. In einer bevorzugten Variante kann das Verbindungsbauteil somit einen Anschluss für die Verteilerleitung umfassen, der fluidleitend mit der zweiten Brennstoffleitung verbunden ist. Außerdem kann das Verbindungsbauteil mit einer (insbesondere thermisch aktivierbaren) Druckentlastungseinrichtung versehen sein, die vorzugsweise fluidleitend mit der zweiten Brennstoffleitung verbunden ist.
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Entsprechend kann vorgesehen sein, dass im Verbindungsbauteil ein zu einem Anschluss für die Verteilerleitung führender Verteilungs-Strömungspfad und/oder ein zu einer Druckentlastungseinrichtung führender Druckentlastungs-Strömungspfad von der zweiten Brennstoffleitung abzweigen. Vorzugsweise zweigen der Verteilungs-Strömungspfad und der Druckentlastungs-Strömungspfad insbesondere an derselben Stelle, jedoch in unterschiedliche Richtungen, von der zweiten Brennstoffleitung ab. Diese Stelle kann eine Stelle sein, an der die zweite Brennstoffleitung abknickt, und/oder eine Stelle, an der die Hauptebene des Verbindungsbauteils die Längsachse des ersten Anschlussstutzens schneidet. Der Verteilungs-Strömungspfad und der Druckentlastungs-Strömungspfad können bevorzugt parallel zu einer gemeinsamen Ebene, höchstvorzugsweise parallel zur Hauptebene des Verbindungsbauteils, verlaufen.
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Bevorzugt sind in der zweiten Brennstoffleitung, im Verteilungs-Strömungspfad und/oder im Druckentlastungs-Strömungspfad keine Ventile oder andere, zum Steuern des Durchflusses von Brennstoff geeignete Einrichtungen vorgesehen. Entsprechend können die zweite Brennstoffleitung, der Verteilungs-Strömungspfad beziehungsweise der Druckentlastungs-Strömungspfad zum permanenten Leiten des Brennstoffes ausgelegt sein. In der Folge kann beispielsweise unter Druck stehender Brennstoff aus der Verteilerleitung und/oder aus dem Druckbehälter im Wesentlichen jederzeit während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Ventilbaugruppe zur Druckentlastungseinrichtung gelangen, um zuverlässig abgelassen zu werden.
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Höchstvorzugsweise ist außer in der Druckentlastungseinrichtung kein weiteres Ventil am Verbindungsbauteil ausgebildet. Alle übrigen Ventile der Ventilbaugruppe können bevorzugt (in Funktions-Unterbaugruppen) am Ventilkörper vorgesehen sein. Es versteht sich von selbst, dass die Druckentlastungseinrichtung zur Druckentlastung eingerichtet sein kann. Die Druckentlastung ist ein Vorgang, durch den aufgrund eines Ereignisses der Druck im Druckbehälter verringert wird. Das Ereignis ist insbesondere nicht die bestimmungsgemäße Entnahme zur Versorgung eines Energiewandlers, sondern insbesondere ein Störfall. Die Druckentlastung kann mit der zumindest teilweisen Öffnung von einem Ventil (beispielsweise infolge des Berstens eines Berstelements) beginnen. Kommt es aufgrund einer Fehlfunktion einer anderen Komponente und/oder durch eine äußere thermische und/oder mechanische Einwirkung (z.B. Unfall, lokale Flamme, etc.) zu einem Störfall, so ist die Druckentlastungseinrichtung eingerichtet, den Druck im Druckbehältersystem, insbesondere im mindestens einen Druckbehälter, zu verringern. Die Druckentlastungseinrichtung kann bestimmungsgemäß dazu eingerichtet sein, zur Druckentlastung des Druckbehälters einen Brennstoffentnahmemassenstrom zu ermöglichen, der größer (z.B. mindestens um den Faktor 1,5, 2, 5, 10, 100 höher) ist als der maximale Brennstoffentnahmemassenstrom durch die erste Brennstoffleitung.
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Es wurde gesagt, dass die Druckentlastungseinrichtung eine thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung (engl. thermal pressure relief device, TPRD; auch Thermosicherung oder thermisch auslösendes Sicherheitsventil genannt) sein kann. Die thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung ist aufgrund ihrer Lage am Verbindungsbauteil nahe zum Druckbehälter angeordnet und kann somit vorteilhafterweise mit hoher Präzision dann auslösen, wenn eine thermische Beschädigung des Druckbehälters droht. Die thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung kann entsprechend dazu ausgelegt sein, bei Hitzeeinwirkung (z.B. durch eine Flamme in der Umgebung des Verbindungsbauteils) auszulösen, um durch den Druckentlastungs-Strömungspfad strömenden Brennstoff aus dem mindestens einen Druckbehälter in die Umgebung abzulassen.
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Die Druckentlastungseinrichtung kann in einer weiteren, für sie im Grundkörper des Verbindungsbauteils ausgebildeten Aufnahme befestigt sein. Eine Längsrichtung dieser Aufnahme für die Druckentlastungseinrichtung kann quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung der Aufnahme für den zweiten Anschlussstutzen sowie quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung des ersten Anschlussstutzens verlaufen. Ein Auslass der Druckentlastungseinrichtung, der zum Ablassen des Brennstoffes ausgebildet ist, kann an einer Öffnung im Grundkörper des Verbindungsbauteils ausgerichtet sein, sodass der abzulassende Brennstoff durch die Öffnung hindurch aus dem Verbindungsbauteil ausströmen kann. Eine Ausströmrichtung dieses Brennstoffes ist vorzugsweise parallel zur Hauptebene des Verbindungsbauteils, senkrecht zur Längsrichtung des ersten Anschlussstutzens und/oder parallel zur Längsrichtung des zweiten Anschlussstutzens.
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Der Ventilkörper ist bevorzugt mit mehreren Funktions-Unterbaugruppen zum Steuern einer oder mehrerer Strömungen durch den Ventilkörper versehen. Eine dieser unter Baugruppen kann das genannte Absperrventil sein. Weitere Funktions-Unterbaugruppen können sein: ein Befüllanschluss, mittels dessen Brennstoff aus einer Befüllleitung beim Befüllen des Druckbehälters in den Ventilkörper einströmen kann; ein Ablassventil, durch welches Brennstoff aus dem Druckbehälter in die Umgebung der Ventilbaugruppe abgelassen werden kann; mindestens ein elektromagnetisches Ventil an der ersten Brennstoffleitung; und/oder ein Entnahmeanschluss, durch den der Brennstoff aus dem mindestens einen Druckbehälter den Ventilkörper in Richtung eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeuges verlassen kann. Bei offenem Absperrventil können all diese Funktions-Unterbaugruppen fluidleitend mit einem Ventilkörper-seitigen Ende der ersten Brennstoffleitung verbunden sein.
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Das Absperrventil (auch: Tankabsperrventil) ist vorzugsweise ein manuell zu betätigendes Ventil. Es kann dazu angeordnet sein, einen Brennstoffstrom zwischen dem Verbindungsbauteil und dem Ventilkörper festzulegen, insbesondere Brennstoff aus dem Verbindungsbauteil daran zu hindern, in den Ventilkörper zu strömen. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Ventilbaugruppe kann das Absperrventil hingegen offen sein und somit als standard-offenes („normal-offenes“) Ventil bezeichnet werden. Das Absperrventil weist vorzugsweise ein Ventilglied auf, welches parallel zur Hauptebene des Ventilkörpers, vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des ersten Anschlussstutzens und/senkrecht zur Längsachse des zweiten Anschlussstutzens, verlagerbar (bevorzugt verschraubbar) ist. Das Ventilglied ist dazu angeordnet, vorzugsweise gegen einen als Teil des Ventilkörpers ausgebildeten Dichtungssitz verlagert zu werden, um die erste Brennstoffleitung zu verschließen. In einer besonders kompakten Ausgestaltung weist die erste Brennstoffleitung entsprechend im Bereich des Dichtungssitzes des Absperrventils eine Richtungsänderung (beispielsweise eine Biegung und/oder einen Knick) auf. D.h., eine am Dichtungssitz ausgebildete Öffnung kann Teil der ersten Brennstoffleitung ein.
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Während die erste Brennstoffleitung mittels des Absperrventils verschließbar ist, kann die zweite Brennstoffleitung im Verbindungsbauteil nicht gesondert verschließbar (insbesondere frei von einem Ventil) ausgebildet sein. Entlang eines beim Druckbehälter beginnenden, zur Brennstoff-Entnahmeleitung führenden Entnahme-Strömungspfades kann das Absperrventil das erste Ventil stromab des Druckbehälters sein. Entsprechend kann das Absperrventil dasjenige Ventil sein, dessen Eingangsdruck (im Wesentlichen) dem Behälterdruck entspricht. Wenn das Absperrventil elektromechanisch betätigbar ist, kann es bevorzugt ein steuerbares bzw. regelbares und insbesondere stromlos geschlossenes Ventil sein.
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Der Entnahmeanschluss für die Brennstoff-Entnahmeleitung ist an einem dem Verbindungsbauteil entgegengesetzten Ende der ersten Brennstoffleitung angeordnet. Vorzugsweise ist ein elektromagnetisches Ventil an der ersten Brennstoffleitung, insbesondere zwischen dem Absperrventil und dem Anschluss, vorgesehen. Das elektromagnetische Ventil und das Absperrventil können insbesondere (logisch) in Reihe verschaltet sein. Das elektromagnetische Ventil kann dazu eingerichtet sein, einen Brennstoffstrom durch den Entnahmeanschluss für die Brennstoff-Entnahmeleitung festzulegen. Entsprechend kann das elektromagnetische Ventil entlang des Entnahme-Strömungspfades das letzte Ventil am Ventilkörper sein, welches vom Brennstoff durchströmt wird, bevor dieser aus der Ventilbaugruppe ausströmt.
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Außerdem kann im Ventilkörper ein Brennstoff-Befüllpfad ausgebildet sein, der von einem Befüllanschluss des Ventilkörpers zu dem Verbindungsbauteil verläuft. Der Brennstoff-Befüllpfad kann mittels des Absperrventils blockierbar (versperrbar) sein. Der Befüllanschluss kann zum Anschließen der Befüllleitung ausgebildet sein und hierzu vorzugsweise ein Gewinde aufweisen. Darüber hinaus kann am Befüllanschluss ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das ein Rückströmen von Brennstoff aus dem Ventilkörper in die Befüllleitung unterbinden kann. Vorzugsweise mündet der Brennstoff-Befüllpfad zwischen dem Absperrventil und dem elektromagnetischen Ventil in die erste Brennstoffleitung.
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Darüber hinaus kann im Ventilkörper ein Brennstoff-Ablasspfad ausgebildet sein, über den die erste Brennstoffleitung fluidleitend mit dem Ablassventil zum Ablassen von Brennstoff in die Umgebung des Ventilkörpers verbunden sein kann. Der Brennstoff-Ablasspfad kann an einer Stelle der ersten Brennstoffleitung von letzterer abzweigen, an der der Brennstoff-Befüllpfad in die erste Brennstoffleitung mündet. Dementsprechend kann eine geradlinig durch den Ventilkörper verlaufende Bohrung einen Teil des Brennstoff-Befüllpfades sowie den Brennstoff-Ablasspfad zumindest abschnittsweise ausbilden, sodass der Ventilkörper einfach produzierbar ist. Diese Bohrung kann mittels des Ablassventils verschlossen sein. Das Ablassventil kann eine Ablassöffnung zum Ablassen des Brennstoffs aus dem mindestens einen Druckbehälter aufweisen. Bestimmungsgemäß kann das Ablassventil zum Festlegen eines Brennstoffstroms durch die Ablassöffnung vorgesehen sein. Es ist auch denkbar, dass das Ablassventil als Überdruckventil ausgestaltet ist.
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Vorzugsweise sind der Ventilkörper und/oder der Grundkörper des Verbindungsbauteils jeweils fügestellenfrei (monolithisch) ausgebildet. Insbesondere können der Ventilkörper und der Grundkörper jeweils aus einem Vollmaterial ausgebildet sein.
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Der Ventilkörper beziehungsweise des Grundkörper kann jeweils aus einem Halbzeug aus dem Vollmaterial, bevorzugt zerspanend, gefertigt werden. Anschließend können die Funktions-Unterbaugruppen am Ventilkörper beziehungsweise am Grundkörper bereitgestellt, beispielsweise eingeschraubt, werden. Der Ventilkörper und der erste Abschnitt des Verbindungsbauteils können so zumindest abschnittsweise, insbesondere an der Grenzfläche zwischen dem Verbindungsbauteil und dem Ventilkörper, (bezogen auf die Hauptebene) gleich dick ausgebildet werden, um die Bauraumeffizienz der Ventilbaugruppe zu steigern. Die Grenzfläche kann sich dabei vom ersten Flansch bis zum zweiten Flansch erstrecken. Bei Betrachtung entlang der Hauptebene des Ventilkörpers kann an der Grenzfläche eine Kontur des Ventilkörpers einer Kontur des Verbindungsbauteils entsprechen. Die Ventilbaugruppe gemäß der vorliegenden Technologie kann sich somit durch eine kompakte und stabile Bauweise auszeichnen.
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Ein hier vorgeschlagenes Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug ist vorzugsweise zum Speichern von unter Druck gesetztem Brennstoff vorgesehen und umfasst mindestens einen Druckbehälter und mindestens eine vorstehend im Detail beschriebene, an einem der Druckbehälter montierte Ventilbaugruppe. Vorzugsweise beträgt eine Anzahl der Druckbehälter mindestens zwei, d.h., das Druckbehältersystem enthält vorzugsweise eine Druckbehälterbaugruppe mit mehreren der Druckbehälter einschließlich eines ersten Druckbehälters und eines oder mehrerer zweiter Druckbehälter. Dementsprechend kann das Verbindungsbauteil unmittelbar am ersten Druckbehälter montiert, insbesondere in diesen eingeschraubt, sein. D.h., der zweite Abschnitt des Verbindungsbauteils kann in den ersten Druckbehälter hineinragen.
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Um den/die zweiten Druckbehälter fluidleitend mit der ersten sowie zweiten Brennstoffleitung (und somit mit dem Entnahme-Strömungspfad) zu verbinden, kann die Verteilerleitung einerseits an dem Anschluss für die Verteilerleitung und andererseits an einem Anschluss des zweiten Druckbehälters angeschlossen sein. Wenn mehrere zweite Druckbehälter vorgesehen sind, können diese mittels der (gemeinsamen) Verteilerleitung fluidleitend miteinander verbunden sein. Vorzugsweise enthält das Druckbehältersystem dabei weniger Ventilbaugruppen als Druckbehälter. In einem Druckbehältersystem mit mehreren Druckbehältern ist der erste Druckbehälter vorzugsweise randseitiger angeordnet.
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Die Verteilerleitung kann insbesondere stromauf von einem (Hochdruck-) Druckminderer vorgesehen sein. Die Verteilerleitung ist zweckmäßig ausgebildet, im Wesentlichen denselben oder höheren Drücken standzuhalten wie die Druckbehälter. Die zweiten Druckbehälter können über die Verteilerleitung unmittelbar miteinander fluidverbunden sein, so dass die zweiten Druckbehälter nach dem Prinzip kommunizierender Röhren im Wesentlichen im bestimmungsgemäßen Zustand denselben Druck aufweisen. Mit anderen Worten sind die zweiten Druckbehälter bevorzugt an die Verteilerleitung angeschlossen, ohne dass zwischen der Verteilerleitung und den zweiten Druckbehältern jeweils ein eigenes, von außen elektrisch betätigbares, Absperrventil vorgesehen ist. Ferner kann die Verteilerleitung mehrere separate Leitungsabschnitte umfassen, die jeweils zwei benachbarte zweite Druckbehälter direkt miteinander verbinden.
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Somit reicht grundsätzlich eine einzige, leicht am ersten Druckbehälter montierbare Ventilbaugruppe für das gesamte Druckbehältersystem aus, um die Druckbehälter kontrolliert und sicher mit dem Brennstoff befüllen sowie den Brennstoff entsprechend aus den Druckbehältern entnehmen zu können. Dies ermöglicht, Material, Kosten und Zeit bei der Produktion des Druckbehältersystems sowie eines Kraftfahrzeuges mit dem Druckbehältersystem einzusparen. Ferner lässt sich das Druckbehältersystem auf synergetische Art und Weise bauraumeffizient ausgestalten.
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Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug kann es sich um ein Bodenfahrzeug (insbesondere einen Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeug), ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug umfasst ein oben detailliert beschriebenes Druckbehältersystem und zeichnet sich somit durch die oben erläuterten Vorteile aus. Vorteilhafterweise ist das Druckbehältersystem in einem Unterflurbereich des Kraftfahrzeuges, insbesondere zwischen zwei Achsen, angeordnet.
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Darüber hinaus kann das Druckbehältersystem und/oder das Kraftfahrzeug beliebige, insbesondere alle, vorstehend in Zusammenhang mit der Ventilbaugruppe beschriebenen Merkmale aufweisen.
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Ein hier vorgeschlagenes Herstellverfahren dient der Herstellung des genannten Druckbehältersystems und umfasst die folgenden Schritte, die bevorzugt in der nachstehend genannten Reihenfolge durchgeführt werden: Bereitstellen des mindestens einen (insbesondere ersten) Druckbehälters; Montieren des Verbindungsbauteils an dem (ersten) Druckbehälter; Durchführen einer Sicherheitsprüfung an dem (ersten) Druckbehälter; und, nach der Sicherheitsprüfung, Verbinden des Ventilkörpers mit dem Verbindungsbauteil. Ferner können vorzugsweise vor dem Verbinden des Ventilkörpers mit dem Verbindungsbauteil das Absperrventil und/oder die etwaigen weiteren Funktions-Unterbaugruppen an dem Ventilkörper bereitgestellt werden. Die Sicherheitsprüfung kann beispielsweise enthalten, den (ersten) Druckbehälter einem Drucktest zu unterziehen, bei dem ein Innendruck des Druckbehälters mindestens einmal auf einen vorbestimmten Wert erhöht und anschließend wieder abgesenkt wird.
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Um das Druckbehältersystem beispielsweise bei einem Defekt einer der Funktions-Unterbaugruppen zu reparieren, kann in einem hier zusätzlich offenbarten Reparaturverfahren Brennstoff aus dem Druckbehältersystem, insbesondere durch das Ablassventil, abgelassen werden. Anschließend kann der Ventilkörper von Verbindungsbauteil entfernt und beispielsweise durch Austausch der defekten Funktions-Unterbaugruppe repariert werden. Sodann kann der Ventilkörper samt den Funktions-Unterbaugruppen wieder am Verbindungsbauteil montiert werden, um das Reparaturverfahren abzuschließen.
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Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie eine kompakte Ventilbaugruppe zur Verwendung in einem Wasserstoffspeicherbauraum im Unterflurbereich eines PKWs, der alternativ für einen Hochvoltspeicher eines batterieelektrischen Fahrzeuges nutzbar ist. Im Gegensatz zu OTVs, die in einen Druckbehälter eingeschraubt werden, kann und darf der Ventilkörper vorliegend im Service ausgetauscht werden. In genau einen Druckbehälter eines Flachspeichers mit mehreren Druckbehältern wird ein Adapterstück (das Verbindungsbauteil) eingeschraubt, das mit einem Leitungsanschluss versehen ist, über den es weitere Behälter verbinden kann, und das zusätzlich eine Flanschschnittstelle für eine eigentliche Ventilbaugruppe (den Ventilkörper mit den Funktions-Unterbaugruppen) enthält.
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Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ventilbaugruppe in einer perspektivischen Vorderansicht, wobei die Ventilbaugruppe an einem Druckbehälter montiert ist und wobei eine Verteilerleitung, eine Befüllleitung sowie eine Entnahmeleitung an der Ventilbaugruppe angeschlossen sind;
- 2 die Ventilbaugruppe aus 1 in einer Längsschnittsansicht entlang einer Hauptebene des Verbindungsbauteils;
- 3 die Ventilbaugruppe aus 1 in einer Querschnittsansicht durch die Ventilbaugruppe und den Druckbehälter;
- 4 die Ventilbaugruppe aus 1 in einer perspektivischen Rückansicht;
- 5 ein Druckbehältersystem mit mehreren Druckbehältern und einer Ventilbaugruppe aus 1;
- 6 ein Kraftfahrzeug mit dem Druckbehältersystem aus 5; und
- 7 ein Herstellverfahren für das Druckbehältersystem aus 5.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Ventilbaugruppe 10 für ein in 5 dargestelltes Druckbehältersystem 100 für ein Kraftfahrzeug 200, wobei das Druckbehältersystem 100 zum Speichern von unter Druck gesetztem Brennstoff vorgesehen ist. Das Druckbehältersystem 100 enthält mehrere Druckbehälter einschließlich eines (ersten) Druckbehälters 14 sowie mehrerer (zweiter) Druckbehälter 16. Wie in 1 gezeigt, ist die Ventilbaugruppe 10 (insbesondere ein nachstehend näher erläutertes Verbindungsbauteil 40 der Ventilbaugruppe 10) unmittelbar am ersten Druckbehälter 14 montiert und von den zweiten Druckbehältern 16 beabstandet.
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Die Ventilbaugruppe 10 umfasst einen Ventilkörper 20, der als Ventilblock ausgebildet und selbst fügestellenfrei (hier: aus einem metallischen Vollmaterial, beispielsweise aus einer Metalllegierung) hergestellt ist. Darüber hinaus umfasst die Ventilbaugruppe 10 das Verbindungsbauteil 40, welches einen Grundkörper 76 aufweist, der ebenfalls fügestellenfrei und im vorliegenden Fall wie der Ventilkörper 20 aus einem metallischen Vollmaterial, beispielsweise aus einer Metalllegierung, hergestellt ist. Der Grundkörper 76 ist mit anderen Worten ebenfalls als Ventilkörper/Ventilblock ausgebildet. Der Ventilkörper 20 und der erste Abschnitt 41 des Verbindungsbauteils 40 sind bezogen auf eine Hauptebene H des ersten Abschnitts 41 gleich dick. Im Ventilkörper 20 ist unter anderem eine erste Brennstoffleitung 22 ausgebildet. Darüber hinaus können am Ventilkörper 20 mehrere nachstehend detailliert beschriebene Funktions-Unterbaugruppen vorgesehen sein. Ein Absperrventil 24 ist an der ersten Brennstoffleitung 22 angeordnet und dazu eingerichtet, die erste Brennstoffleitung 22 bei Bedarf, beispielsweise während einer Wartung des Druckbehältersystems 100, verschließen zu können.
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Das Verbindungsbauteil 40, insbesondere der Grundkörper 76, weist einen ersten Abschnitt 41 auf, der den Ventilkörper 20 (direkt oder indirekt) kontaktiert. Ein zweiter Abschnitt 42 des Verbindungsbauteils 40 ist als erster Anschlussstutzen ausgebildet und erstreckt sich in den ersten Druckbehälter 14 hinein. Im Folgenden für den ersten Anschlussstutzen gesagtes gilt somit entsprechend allgemein für den zweiten Abschnitt 42. Im Detail betrachtet erstreckt sich der erste Anschlussstutzen von einer dem ersten Druckbehälter 14 zugewandten Oberfläche des ersten Abschnitts 41 in Richtung des ersten Druckbehälters 14. Eine Haupterstreckungsrichtung (Längsrichtung) des ersten Anschlussstutzens (sowie des ersten Druckbehälters 14) verläuft dabei wie in 3 veranschaulicht im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptebene H des ersten Abschnitts 41. Der erste Anschlussstutzen ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet, wobei die Zylinderachse in der Längsrichtung verläuft.
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Das Verbindungsbauteil 40 dient funktional als Adapter zwischen dem Ventilkörper 20 und dem ersten Druckbehälter 14 und ist daher mittels jeweils einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung am ersten Druckbehälter 14 sowie am Verbindungsbauteil 40 befestigt. Druckbehälterseitig umfasst der zweite Abschnitt 42 / der erste Anschlussstutzen ein Gewinde 46 (insbesondere ein Außengewinde), mittels dessen das Verbindungsbauteil 40 in den ersten Druckbehälter 14 eingeschraubt ist. Zu diesem Zweck weist der erste Druckbehälter 14, insbesondere an seinem Boss, ein mit dem Gewinde 46 des zweiten Abschnitts 42 korrespondierendes Gewinde (in diesem Fall ein Innengewinde) auf.
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Axial durch den ersten Anschlussstutzen verläuft die im Verbindungsbauteil 40 ausgebildete zweite Brennstoffleitung 44. Diese zweite Brennstoffleitung 44 durchsetzt nicht nur den zweiten Abschnitt 42, sondern auch den ersten Abschnitt 41 und mündet an einer Grenze zwischen dem Grundkörper 76 und dem Ventilkörper 20 in die erste Brennstoffleitung 22. Damit verbindet die zweite Brennstoffleitung 44 einen zur Speicherung des Brennstoffes vorgesehenen Innenbereich des Druckbehälters 14 mit der ersten Brennstoffleitung 22 fluidleitend bei bestimmungsgemäßer Verwendung permanent. Zwischen einem ersten Ende 54 der zweiten Brennstoffleitung 44 im zweiten Abschnitt 42 und einem zweiten Ende 56 der zweiten Brennstoffleitung 44 im ersten Abschnitt 41 knickt die zweite Brennstoffleitung 44 rechtwinklig ab, sodass sie am ersten Ende 54 in einer anderen Richtung verläuft als am zweiten Ende 56. Dies ermöglicht, die Ventilbaugruppe 10 in vergleichsweise enge Bauräume an axialen Enden des ersten Druckbehälters 14 anzuordnen. Zur Abdichtung der zweiten Brennstoffleitung 44 im ersten Anschlussstutzen gegenüber der Umgebung der Ventilbaugruppe 10 ist entlang des Umfangs des ersten Anschlussstutzens eine Nut ausgebildet. In der Nut ist ein O-Ring vorgesehen; zusätzlich kann ein (zylindrischer) Stützring zum Abstützen des O-Rings in der Nut angeordnet sein.
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Am Ventilkörper 20 ist das Verbindungsbauteil 40 hingegen, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, angeflanscht, d.h., der Ventilkörper 20 ist mittels mindestens eines Flansches mit dem Verbindungsbauteil 40 verbunden. Da auch diese Verbindung kraft-/formschlüssiger, jedoch nicht stoffschlüssiger, Natur ist, kann der Ventilkörper 20 zerstörungsfrei vom Verbindungsbauteil 40, insbesondere vom ersten Abschnitt 41, entfernt werden. Dies eröffnet neue Spielräume bei der Wartung der Ventilbaugruppe 10 gemäß der vorliegenden Technologie. Die Flanschverbindung umfasst einen am Ventilkörper 20 ausgebildeten ersten Flansch 50 sowie einen am Verbindungsbauteil 40 ausgebildeten zweiten Flansch 52. Hauptebenen 51, 53 des ersten beziehungsweise zweiten Flansches 50, 52 verlaufen wie in 1 angedeutet (im Wesentlichen) parallel zueinander. In dem ersten und zweiten Flansch 50, 52 sind Durchgangslöcher ausgebildet. Die Durchgangslöcher durchsetzende Schrauben sind antiparallel zueinander in das Verbindungsbauteil 40 (am ersten Flansch 50) beziehungsweise in den Ventilkörper 20 (am zweiten Flansch 52) eingeschraubt.
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Um eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Verbindungsbauteil 40 und dem Ventilkörper 20 möglichst effizient abzudichten, ist am Ventilkörper 20 ein zweiter Anschlussstutzen 25 ausgebildet ist, durch den die erste Brennstoffleitung 22 hindurch verläuft. Das Verbindungsbauteil 40 enthält eine mit dem zweiten Anschlussstutzen 25 korrespondierende Aufnahme 48, in der der zweite Anschlussstutzen 25 abdichtend aufgenommen ist. Dabei verläuft eine Längsachse A des zweiten Anschlussstutzens 25 im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptebenen 51, 53 der ersten und zweiten Flansche 50, 52 (vgl. 2). Vorteilhafterweise sind daher die Schraubenachsen der zuvor genannten Schrauben parallel zu der Längsachse A ausgerichtet. Im Gegensatz zum ersten Anschlussstutzen ist der zweite Anschlussstutzen gewindefrei ausgebildet. Im Übrigen weist der zweite Anschlussstutzen die Merkmale des ersten Anschlussstutzens auf. Insbesondere ist auch der zweite Anschlussstutzen zylindrisch ausgebildet und enthält eine sich entlang seiner Außenumfangsfläche erstreckende Nut, in der ein weiterer O-Ring sowie optional ein weiterer Stützring vorgesehen sind.
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Das Verbindungsbauteil 40 dient de facto dem Anschluss der Ventilbaugruppe 10 an den ersten Druckbehälter 40 sowie dem Leiten des Brennstoffes in den sowie aus dem Druckbehälter 40, zu einer Verteilerleitung 60 und zu einer thermisch aktivierbaren Druckentlastungseinrichtung 62. Dementsprechend umfasst das Verbindungsbauteil 40 einen Anschluss 58 für eine Verteilerleitung 60, der fluidleitend mit der zweiten Brennstoffleitung 44 verbunden ist. Darüber hinaus ist eine thermisch aktivierbare Druckentlastungseinrichtung 62 in den Grundkörper 76 des Verbindungsbauteils 40 eingefügt, die fluidleitend mit der zweiten Brennstoffleitung 44 verbunden ist.
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Am Ventilkörper 20 sind ein Befüllanschluss 78, das Absperrventil 24, ein Entnahmeanschluss 64, ein elektromagnetisches Ventil 68 sowie ein Ablassventil 72 ausgebildet. Ein Leitungsverlauf zwischen diesen Ventilen beziehungsweise Anschlüssen ist in 1 mit unterbrochenen sowie punktierten Linien dargestellt. Das Absperrventil 24 ist ein manuell zu betätigendes Ventil und dazu eingerichtet, einen Brennstoffstrom durch die erste Brennstoffleitung 22 sowie zwischen dem Verbindungsbauteil 40 und dem Ventilkörper 20 festzulegen. Während der Verwendung des Druckbehältersystems 100 ist dieses manuell zu betätigende Ventil normal offen. Um den ersten Druckbehälter 14 sowie die zweiten Druckbehälter 16 gegenüber dem Entnahmeanschluss 64 fluidisch abzuschotten, kann das Absperrventil 24 geschlossen werden.
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Der Befüllanschluss 78 ist mittels eines Brennstoff-Befüllpfades 74 mit der ersten Brennstoffleitung 22 fluidleitend verbunden, wobei die erste Brennstoffleitung 22 einen Teil des Brennstoff-Befüllpfades 74 ausbildet. Der Brennstoff-Befüllpfad 74 verläuft dementsprechend von einem Befüllanschluss 78 am Ventilkörper 20 zu dem Verbindungsbauteil 40 und ist mittels des Absperrventils 24 blockierbar. Darüber hinaus ist am Befüllanschluss ein Rückschlagventil vorgesehen, welches ein Rückströmen des Brennstoffes aus dem Ventilkörper 20 in eine an den Befüllanschluss 78 angeschlossene Befüllleitung 79 bestimmungsgemäß verhindert.
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Der Entnahmeanschluss 64 ist zum Anschluss einer Brennstoff-Entnahmeleitung 66 an einem dem Verbindungsbauteil 40 entgegengesetzten Ende der ersten Brennstoffleitung 22 vorgesehen. Um die Bauraumeffizienz zu steigern, ist der Entnahmeanschluss 64 so ausgebildet, dass sich die Brennstoff-Entnahmeleitung 66 auf der Seite des ersten Druckbehälters 14, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsrichtung des ersten Anschlussstutzens, vom Ventilkörper 20 weg erstreckt. Die Entnahmeleitung 66 verbindet die Ventilbaugruppe 10 fluidleitend mit einem Brennstoff-Versorgungssystem des Kraftfahrzeuges 200, beispielsweise mit einem Druckminderer 67 (siehe 5). Um einen Brennstoff-Entnahmestrom (Massenstrom) durch den Entnahmeanschluss 64 zu steuern, kann das elektromagnetische Ventil am Entnahme-Strömungspfad zwischen dem Absperrventil 24 und dem Entnahmeabschnitt 64 angeordnet sein.
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Stromauf des elektromagnetischen Ventils und stromab des Absperrventils 24 kann ferner ein Brennstoff-Ablasspfad 70 von der ersten Brennstoffleitung 22 in Richtung eines Ablassventils 72 abzweigen. D.h., im Ventilkörper 20 ist ein Brennstoff-Ablasspfad 70 ausgebildet, über den die erste Brennstoffleitung 22 fluidleitend mit einem Ablassventil 72 zum Ablassen von Brennstoff in die Umgebung des Ventilkörpers 20 verbunden ist.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst das Druckbehältersystem 100 den einen ersten Druckbehälter 14 sowie mehrere, im vorliegenden Fall sechs, zweite Druckbehälter 16. Der erste Druckbehälter 14 und die zweiten Druckbehälter 16 sind parallel zueinander ausgerichtet, sodass deren Längsachsen in einer Ebene liegen. Die Druckbehälter 14, 16 sind mit deren Boss an einer in 3 erkennbaren Rahmenkonstruktion fixiert, die zumindest abschnittsweise zwischen der Ventilbaugruppe 10 und einem Dom des ersten Druckbehälters 14 eingespannt ist. Während der erste Druckbehälter 14 über den direkten Eingriff mit dem Verbindungsbauteil 40 fluidleitend verbunden ist, erfolgt die fluidleitende Verbindung zwischen dem Ventilkörper und den zweiten Druckbehältern 16 über die Verteilerleitung 60. D.h., der Brennstoff-Entnahmepfad zur Entnahme von Brennstoff aus den zweiten Druckbehältern 16 verläuft, in der folgenden Reihenfolge, über die Verteilerleitung 60 in das Verbindungsbauteil 40, durch die zweite Brennstoffleitung 44 und durch die erste Brennstoffleitung 22 in die Brennstoff-Entnahmeleitung 66. Vorteilhafterweise enthält das gesamte Druckbehältersystem 100 des Kraftfahrzeuges 200 lediglich eine hier beschriebene Ventilbaugruppe 10, um möglichst kostengünstig hergestellt zu werden.
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Darüber hinaus weist das Druckbehältersystem 100 alle vorstehend in Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschriebenen Merkmale der Ventilbaugruppe 10 auf.
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Das Druckbehältersystem 100 ist zur Montage in einem Unterflurraum eines in 6 gezeigten Kraftfahrzeuges 200 (hier: ein Personenkraftwagen) zwischen einer Vorderachse des Kraftfahrzeuges und einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Das Druckbehältersystem 100 kann dabei so ausgerichtet sein, dass die Längsachse des ersten Druckbehälters 14 quer zur Fahrzeuglängsrichtung L verläuft. Somit ist die Ventilbaugruppe 10 bevorzugt zwischen dem ersten Druckbehälter 14 und einem Seitenschweller des Kraftfahrzeuges 200 angeordnet. Darüber hinaus weist das Kraftfahrzeug 200 alle vorstehend in Zusammenhang mit 4 beschriebenen Merkmale des Druckbehältersystems 100 auf.
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Die 7 zeigt schließlich ein Herstellverfahren 300 für das Druckbehältersystem 100. Bei diesem Herstellverfahren 300 wird zunächst in einem Schritt 302 zumindest der erste Druckbehälter 14 bereitgestellt. Sodann wird das Verbindungsbauteil 40 an den ersten Druckbehälter 14 montiert (Schritt 304). Der erste Druckbehälter 14 wird einer Sicherheitsprüfung unterzogen (Schritt 306), bei der der erste Druckbehälter 14 mit dem daran montierten Verbindungsbauteil 40, jedoch ohne den Ventilkörper 20, (von innen) unter Druck gesetzt wird. Nach Abschluss der Sicherheitsprüfung kann sodann der Ventilkörper 20 mit dem Verbindungsbauteil 40 verbunden werden (Schritt 308), insbesondere an das Verbindungsbauteil 40 angeschraubt werden.
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Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. die/eine Brennstoffleitung, das/ein Absperrventil, etc.), soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. die mindestens eine Brennstoffleitung, das mindestens eine Absperrventil, etc.). Der Begriff „im Wesentlichen“ umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft / des Wertes unerhebliche Abweichungen. Zumindest abschnittsweise bedeutet vorliegend abschnittsweise oder vollständig.
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Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
