DE102022208132A1 - Druckgasbehälter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Druckgasbehälter (1) zum Aufbewahren von Wasserstoff für ein Brennstoffzellenfahrzeug. Der Druckgasbehälter (1) umfasst eine Innenhülle (2) mit einem Innenraum (3) und einer Öffnung (8), wobei um die Öffnung (8) ein Durchlassstutzen (10) geformt ist. In dem Durchlassstutzen (10) ist eine Hülse (5) und in der Hülse (5) ist ein Ventil (6) angeordnet.Wesentlich ist es, dass in der Hülse (5) wenigstens eine Bohrung (12) für wenigstens eine Messeinheit (13) geformt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Druckgasbehälter zum Aufbewahren von Wasserstoff für ein Brennstoffzellenfahrzeug.
- Aus der
EP 2 440 834 B1 ist eine Manschette für Hochdruckflaschen mit einem Innenkern aus einer Folie aus Metall- oder Kunststoffmaterial bekannt, der außen mit mehreren Schichten Verstärkungsfasern und Harzen ausgekleidet ist, wobei die Manschette aus einem Innenteil und einem Außenteil besteht, die miteinander verbunden werden können und eine Düse bilden. Der Innenteil weist dabei die Form eines zylindrischen Rings auf, dessen oberer Abschnitt ein Gewinde zum Verschrauben mit dem Außenteil und ein Innengewinde zum Anschrauben an ein Versorgungsventil oder einen Gewindebohrer aufweist. - Ein Druckgasbehälter zum Aufbewahren von Wasserstoff weist üblicherweise eine Innenhülle bzw. einen Liner aus Kunststoff mit einer Öffnung und ein Anschlussstück bzw. einen Boss auf. Das Anschlussstück ist um die Öffnung der Innenhülle angeordnet und formt einen Stutzen. In den Stutzen ist ein Ventil oder ein Verschlussstopfen über eine Hülse eingeschraubt. Um die Dichtheit des Druckgasbehälters an der Öffnung zu gewährleisten, ist die Hülse in dem Stutzen abgedichtet. Öfters besteht ein Bedürfnis, eine Temperatur- und/oder Druckmessung in dem Druckgasbehälter durchzuführen. Üblicherweise erfolgt eine derartige Messung über das Ventil und das Ventil ist dadurch komplex ausgestaltet.
- Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Druckgasbehälter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Hülse mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Sensors auszubilden.
- Ein erfindungsgemäßer Druckgasbehälter ist zum Aufbewahren von Wasserstoff für ein Brennstoffzellenfahrzeug vorgesehen bzw. ausgelegt. Der Druckgasbehälter weist dabei eine Innenhülle mit einem Innenraum und einer aus dem Innenraum nach außen führenden Öffnung auf. Zudem weist der Druckgasbehälter einen um die Öffnung der Innenhülle geformten Durchlassstutzen, eine in dem Durchlassstutzen angeordnete Hülse und ein in der Hülse angeordnetes Ventil auf. In der Hülse ist erfindungsgemäß wenigstens eine von außen in den Innenraum der Innenhülle führende Bohrung für wenigstens eine Messeinheit geformt. In dem erfindungsgemäßen Druckgasbehälter kann die Messung mittels der wenigstens einen Messeinheit durch die wenigstens eine Bohrung in der Hülse erfolgen und dadurch ist das Ventil einfacher gestaltbar.
- Der Druckgasbehälter kann wenigstens eine Messeinheit aufweisen. Die wenigstens eine Messeinheit kann an oder in der Bohrung derart angeordnet sein, dass die wenigstens eine Messeinheit wenigstens eine physikalische Größe innerhalb des Innenraums erfassen kann.
- Die wenigstens eine Messeinheit kann eine Temperaturmesseinheit sein und zum Erfassen einer innerhalb des Innenraums herrschenden Temperatur ausgelegt sein. Die wenigstens eine Messeinheit kann dazu einen Temperaturfühler aufweisen und der Temperaturfühler kann von außen in den Innenraum der Hülse über die Bohrung eingreifen. Alternativ kann die wenigstens eine Messeinheit eine Druckmesseinheit sein und zum Erfassen eines innerhalb des Innenraums herrschenden Drucks ausgelegt sein. Die wenigstens eine Druckmesseinheit kann eine Druckmessstelle aufweisen und die Druckmessstelle kann außerhalb der Hülse und zu der Bohrung unmittelbar benachbart angeordnet sein.
- Es versteht sich, dass der Druckgasbehälter auch zwei Messeinheiten aufweisen kann. Die Messeinheiten können die Temperaturmesseinheit und die Druckmesseinheit sein. Die Hülse kann entsprechend auch zwei Bohrungen aufweisen. Die jeweilige Messeinheit kann dann der jeweiligen Bohrung zugeordnet sein. Alternativ kann die Hülse die einzige Bohrung aufweisen und die beiden Messeinheiten der gemeinsamen Bohrung zugeordnet sein. Hier kann die Messeinheit auch eine kombinierte Temperatur- und Druckmesseinheit sein.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Innenhülle einen Kragen aufweisen. Der Kragen kann die Öffnung umlaufen und bezüglich des Innenraumes nach außen gerichtet sein. Der Kragen kann dann zumindest bereichsweise den Durchlassstutzen formen. Die Hülse kann dabei zumindest bereichsweise in dem Kragen der Innenhülle aufgenommen sein. Zusätzlich kann der Druckgasbehälter eine Ringdichtung aufweisen, wobei die Ringdichtung zwischen der Hülse und dem Kragen der Hülse dichtend verpresst ist. Durch die Ringdichtung kann der Innenraum von außen abgedichtet sein.
- Der Druckgasbehälter kann ein Anschlussstück aufweisen und das Anschlussstück kann zumindest bereichsweise den Durchlassstutzen des Druckgasbehälters formen. Das Anschlussstück kann dabei an dem Kragen der Hülse und an einem die Öffnung außenliegend einfassenden Bereich der Innenhülle dichtend anliegen. Die Hülse kann dabei zumindest bereichsweise in dem Anschlussstück aufgenommen sein. Insbesondere kann die Hülse mit dem Anschlussstück verschraubt sein.
- Die Hülse kann einen Ringabschnitt aufweisen. Der Ringabschnitt der Hülse kann sich in eine bezüglich der Öffnung axiale Richtung erstrecken und die Öffnung der Innenhülle umlaufen. Die Bohrung kann sich dann durch den Ringabschnitt der Hülse erstrecken. Zusätzlich kann die Hülse auch einen Flanschabschnitt aufweisen. Der Flanschabschnitt der Hülse kann von dem Innenraum abgewandt von dem Ringabschnitt nach außen und quer zu einer bezüglich der Öffnung axialen Richtung abstehen. Der Flanschabschnitt kann integral an den Ringabschnitt der Hülse anschließen. Der Flanschabschnitt der Hülse kann dabei außenliegend und von dem Innenraum der Innenhülle abgewandt an dem Anschlussstück abgestützt sein. Die Bohrung kann sich dann durch den Flanschabschnitt erstrecken.
- Insbesondere kann die Bohrung einen Axialabschnitt aufweisen, der durch eine Teilbohrung gebildet ist. Der Axialabschnitt der Bohrung kann in dem Ringabschnitt der Hülse ausgebildet sein und sich in eine bezüglich der Öffnung axiale Richtung erstrecken. Zusätzlich kann die Bohrung einen Radialabschnitt aufweisen, der durch eine weitere Teilbohrung gebildet ist. Der Radialabschnitt der Bohrung kann in dem Flanschabschnitt der Hülse ausgebildet sein und sich quer zu einer bezüglich der Öffnung axialen Richtung bzw. in eine bezüglich der Öffnung radiale Richtung erstrecken. Der Axialabschnitt und der Radialabschnitt der Bohrung können sich unter einem Winkel schneiden und dadurch eine durchgehende Bohrung für die Messeinheit bilden.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch
-
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckgasbehälters in einer ersten Ausführungsform; -
2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Druckgasbehälters in einer zweiten Ausführungsform. - Entsprechend der
1 und2 weist ein erfindungsgemäßer Druckgasbehälter 1 zum Aufbewahren von Wasserstoff eine Innenhülle 2 mit einem Innenraum 3, ein Anschlussstück 4, eine Hülse 5, ein Ventil 6 und eine Außenhülle 7 - hier eine Composite-Wicklung - auf. Bei dem hier gezeigten Druckgasbehälter 1 handelt es sich um einen Behälter des Typs 4. In der Innenhülle 2 sind zudem eine in den Innenraum 3 führende Öffnung 8 und ein Kragen 9 geformt, wobei der Kragen 9 die Öffnung 8 umläuft und sich in eine bezüglich der Öffnung 8 axiale Richtung AR und bezüglich des Innenraums 3 nach außen erstreckt. - Das Anschlussstück 4 umläuft die Öffnung 8 und fasst den Kragen 9 der Innenhülle 2 außenliegend ein. Der Kragen 9 und das Anschlussstück 4 formen gemeinsam einen Durchlassstutzen 10 des Druckgasbehälters 1. Der Durchlassstutzen 10 führt dabei aus der Öffnung 8 in die axiale Richtung AR aus dem Innenraum 3 nach außen. Die Hülse 5 ist in dem Durchlassstutzen 10 und das Ventil 6 ist in der Hülse 5 aufgenommen.
- Die Hülse 5 umfasst dabei einen Ringabschnitt 5a und einen Flanschabschnitt 5b, die integral ineinander übergehen bzw. einstückig ausgebildet sind. Der Ringabschnitt 5a umläuft dabei die Öffnung 8 und erstreckt sich in axialer Richtung AR. Der Flanschabschnitt 5b ist an dem Ringabschnitt 5a von dem Innenraum 3 abgewandt ausgebildet und steht von dem Ringabschnitt 5a quer zur axialen Richtung AR nach außen ab. Die Hülse 5 ist mit dem Ringabschnitt 5a in dem Durchlassstutzen 10 angeordnet und stützt sich mit dem Flanschabschnitt 5b an dem Anschlussstück 4 ab. Innerhalb des Durchlassstutzens 10 liegt die Hülse 5 bereichsweise an dem Kragen 9 und bereichsweise an dem Anschlussstück 4 an. Zwischen der Hülse 5 und dem Kragen 9 ist eine Ringdichtung 11 dichtend eingeklemmt bzw. verpresst. Alternativ zu der hier gezeigten Ausführungsform kann die Hülse 5 keinen Flanschabschnitt 5b und demnach ausschließlich den Ringabschnitt 5a aufweisen.
- Die Innenhülle 2 ist aus Kunststoff und das Anschlussstück 4 ist aus Metall - beispielweise Aluminium oder Stahl - geformt und formschlüssig miteinander verbunden. Zudem sind an der Innenhülle 2 trapezförmige Rippen 16 geformt, die in das Anschlussstück 4 eingreifen und die Innenhülle 2 und das Anschlussstück 4 zusätzlich formschlüssig miteinander verbinden. Die Innenhülle 2 kann beispielweise in einem Spritzverfahren hergestellt sein und das vorgeformte Anschlussstück 4 kann mit Material der Innenhülle 2 umspritzt sein. Die Außenhülle 7 liegt an der Innenhülle 2 und an dem Anschlussstück 4 an und ummantelt diese von außen. Die Außenhülle 7 ist formschlüssig mit der Innenhülle 2 und mit dem Anschlussstück 4 verbunden. Die Hülse 5 ist aus Metall - beispielweise Aluminium oder Stahl - geformt und mit dem Anschlussstück 4 verschraubt. Ferner ist das Ventil 6 in die Hülse 5 eingeschraubt.
- Die Hülse 5 weist eine Bohrung 12 auf, die hier einen Axialabschnitt 12a und einen Radialabschnitt 12b aufweist. Der Axialabschnitt 12a der Bohrung 12 ist in dem Ringabschnitt 5a der Hülse 5 und der Radialabschnitt 12b der Bohrung 12 ist in dem Flanschabschnitt 5b der Hülse 5 geformt. Der Axialabschnitt 12a und der Radialabschnitt 12b sind gerade geformt und überschneiden sich unter einem Winkel derart, dass die durchgehende Bohrung 12 geformt ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Hülse 5 ausschließlich den Ringabschnitt 5a aufweisen. Entsprechend kann dann die Bohrung 12 ausschließlich den Axialabschnitt 12a aufweisen, der in dem Ringabschnitt 5a der Hülse 5 geformt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Hülse 5 zwar auch den Flanschabschnitt 5b aufweisen, die Bohrung 12 kann jedoch ausschließlich in dem Ringbereich 5a geformt sein und demnach ausschließlich den Axialabschnitt 12a aufweisen.
- Bezugnehmend auf
1 weist der Druckgasbehälter 1 eine Messeinheit 13 auf, die in der ersten Ausführungsform des Druckgasbehälters 1 eine Temperaturmesseinheit 13a ist. Die Temperaturmesseinheit 13a weist dabei einen Temperaturfühler 14 auf, der über die Bohrung 12 in der Hülse 5 von außen in den Innenraum 3 der Innenhülle 2 eingreift. Dadurch kann die Temperatur in dem Innenraum 3 der Innenhülle 2 erfasst werden. Die Bohrung 12 ist dabei außenliegend bzw. an dem Flanschabschnitt 5b der Hülse 5 nach außen abgedichtet. - Bezugnehmend auf
2 weist der Druckgasbehälter 1 die Messeinheit 13 auf, die in der zweiten Ausführungsform des Druckgasbehälters 1 eine Druckmesseinheit 13b ist. Die Druckmesseinheit 13b weist eine Druckmessstelle 15 auf, die an der Bohrung 12 außenliegend angeordnet ist. An der Druckmessstelle 15 kann der Druck in dem Innenraum 3 der Innenhülle 2 erfasst werden. Die Bohrung 12 ist dabei außenliegend bzw. an dem Flanschabschnitt 5b der Hülse 5 nach außen abgedichtet. - In dem Druckgasbehälter 1 erfolgt die Messung von physikalischen Größen über die Bohrung 12 und nicht über das Ventil 6, so dass das Ventil 6 vereinfacht ausgestaltbar ist. In dem Druckgasbehälter 1 kann dadurch eine zusätzliche Messstelle mit einem reduzierten Aufwand erzeugt werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2440834 B1 [0002]
Claims (10)
- Druckgasbehälter (1) zum Aufbewahren von Wasserstoff für ein Brennstoffzellenfahrzeug, - wobei der Druckgasbehälter (1) eine Innenhülle (2) mit einem Innenraum (3) und eine aus dem Innenraum (3) nach außen führende Öffnung (8) aufweist, - wobei der Druckgasbehälter (1) einen um die Öffnung (8) der Innenhülle (2) geformten Durchlassstutzen (10) aufweist, - wobei der Druckgasbehälter (1) eine in dem Durchlassstutzen (10) angeordnete Hülse (5) und ein in der Hülse (5) angeordnetes Ventil (6) aufweist, - wobei in der Hülse (5) wenigstens eine von außen in den Innenraum (3) der Innenhülle (2) führende Bohrung (12) für wenigstens eine Messeinheit (13) geformt ist.
- Druckgasbehälter nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasbehälter (1) wenigstens eine Messeinheit (13) aufweist und die wenigstens eine Messeinheit (13) an oder in der Bohrung (12) derart angeordnet ist, dass die wenigstens eine Messeinheit (13) wenigstens eine physikalische Größe innerhalb des Innenraums (3) der Innenhülle (2) erfassen kann. - Druckgasbehälter nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, - dass die wenigstens eine Messeinheit (13) eine Temperaturmesseinheit (13a) ist und zum Erfassen einer innerhalb des Innenraums (3) herrschenden Temperatur ausgelegt ist, und - dass die Temperaturmesseinheit (13a) einen Temperaturfühler (14) aufweist und der Temperaturfühler (14) von außen in den Innenraum (3) der Innenhülle (2) über die Bohrung (12) eingreift. - Druckgasbehälter nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, - dass die wenigstens eine Messeinheit (13) eine Druckmesseinheit (13b) ist und zum Erfassen eines innerhalb des Innenraums (3) herrschenden Drucks ausgelegt ist, und - dass die Druckmesseinheit (13b) eine Druckmessstelle (15) aufweist und die Druckmessstelle (15) an oder in der Bohrung (12) angeordnet ist. - Druckgasbehälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Innenhülle (2) einen die Öffnung (8) umlaufenden und nach außen gerichteten Kragen (9) aufweist und der Kragen (9) zumindest bereichsweise den Durchlassstutzen (10) formt, und - dass die Hülse (5) zumindest bereichsweise in dem Kragen (9) der Innenhülle (2) aufgenommen ist.
- Druckgasbehälter nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasbehälter (1) eine Ringdichtung (11) aufweist, wobei die Ringdichtung (11) zwischen der Hülse (5) und dem Kragen (9) der Innenhülle (2) dichtend verpresst ist. - Druckgasbehälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Druckgasbehälter (1) ein Anschlussstück (4) aufweist, wobei das Anschlussstück (4) um die Öffnung (8) herum angeordnet ist und zumindest bereichsweise den Durchlassstutzen (10) des Druckgasbehälters (1) formt, und - dass die Hülse (5) zumindest bereichsweise in dem Anschlussstück (4) aufgenommen ist.
- Druckgasbehälter nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (4) an dem Kragen (9) der Innenhülle (2) und an einem die Öffnung (8) außenliegend einfassenden Bereich der Innenhülle (2) dichtend anliegt. - Druckgasbehälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse (5) einen Ringabschnitt (5a) aufweist, - dass der Ringabschnitt (5a) sich in eine bezüglich der Öffnung (8) axiale Richtung (AR) erstreckt und die Öffnung (8) der Innenhülle (2) umläuft, und - dass die Bohrung (12) sich durch den Ringabschnitt (5a) der Hülse (5) erstreckt.
- Druckgasbehälter zumindest nach
Anspruch 7 und9 , dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse (5) einen Flanschabschnitt (5b) aufweist und der Flanschabschnitt (5b) integral an den Ringabschnitt (5a) der Hülse (5) anschließt, - dass der Flanschabschnitt (5b) von dem Innenraum (3) abgewandt von dem Ringabschnitt (5a) quer zu einer bezüglich der Öffnung (8) axialen Richtung (AR) nach außen absteht, - dass der Flanschabschnitt (5b) der Hülse (5) außenliegend und von dem Innenraum (3) der Innenhülle (2) abgewandt an dem Anschlussstück (4) abgestützt ist, und - dass die Bohrung (12) sich durch den Flanschabschnitt (5b) der Hülse (5) erstreckt.
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2022
- 2022-08-04 DE DE102022208132.3A patent/DE102022208132A1/de active Pending
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