DE19500711A1 - Hochdrucktank für gasbetriebene Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdrucktank für gasbetriebene Kraftfahrzeuge, in dem Gas, z. B. Erdgas, mit einem Druck von zumindest 200 bar aufnehmbar ist.

Insbesondere Erdgas ist im Vergleich zu anderen fossilen Brennstoffen, wie beispielsweise Benzin und Diesel, weitaus emissionsärmer und damit umweltschonender. Dies beruht auf dem besonders hohen Methangehalt von Erdgas. Da Methan lediglich ein Kohlenstoffatom aufweist, ergibt sich auch hinsichtlich der Kohlendioxidemissionen gegen­ über anderen fossilen Brennstoffen mit höherwertigen CH-Verbindungen ein beträchtlicher Vorteil, wobei darüber hinaus weitere schadstoffbildende Bestandteile, wie bei­ spielsweise Schwefel, im Erdgas nahezu nicht nachweisbar sind. Durch die Verbrennung von Erdgas im gasförmigen Zu­ stand ergibt sich eine hohe Durchmischung des zu ver­ brennenden Gases mit der Verbrennungsluft, so daß un­ verbrannte Bestandteile, beispielsweise Ruß, nicht emittiert werden.

Die Anwendung von Hochdrucktanks in Kraftfahrzeugen, insbesondere in kleinen Kraftfahrzeugen, in einem größeren Ausmaß scheitert bisher daran, daß die Hochdrucktanks, da sie hohen Drücken unterworfen werden, zu schwer bauen und daß andererseits lediglich gasflaschenförmige und im wesentlichen länglich zylindrische Hochdrucktanks zur Verfügung gestellt werden, was deren raumsparende Integration in ein Kraftfahrzeug zusätzlich erschwert. Die längliche, zylindrische Konfiguration wird bisher aus mechanischen Gründen bevorzugt, da bei dieser Konfiguration die zur Speicherung einer akzeptablen Gasmenge erforderlichen Druckverhältnisse zuverlässig beherrscht werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruck­ tank für gasbetriebene Kraftfahrzeuge zu schaffen, der zum einen leichter gebaut werden kann als die bisher bekannten Hochdrucktanks und der zum anderen besser in ein Kraftfahrzeug integrierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochdrucktank im wesentlichen aus Kunststoff besteht und eine an in Fahrzeugen vorhandene Hohlräume angepaßte Konfiguration aufweist. Hierdurch wird zum einen das Gewicht des Hochdrucktanks erheblich reduziert, wobei darüber hinaus der Hochdrucktank in das Kraftfahrzeug integriert werden kann, ohne daß das Nutzvolumen des Kraftfahrzeugs spürbar reduziert wird, wie es im Falle einer herkömmlichen länglichen, zylindrischen Form un­ vermeidlich wäre.

Sofern der erfindungsgemäße Hochdrucktank als Flachtank ausgebildet ist, kann er in vorteilhafter Weise in das Dach eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Busses od. dgl., integriert werden.

Des weiteren ist es möglich, den Hochdrucktank zylindrisch mit einem Durchmesser auszubilden, der größer ist als die hänge bzw. die Höhe des Hochdrucktanks, wobei sich eine quasi "pillenförmige" Ausgestaltung des Hochdrucktanks ergibt, was dazu führt, daß dieser entsprechend ausgestaltete Hochdrucktank beispielsweise im Reserveradkasten eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann.

Insbesondere bei einer Anwendungsform für Personenkraft­ wagen kann es zweckmäßig sein, den erfindungsgemäßen Hochdrucktank zwickelförmig auszubilden, so daß er einen an den Hohlraum hinter einer Personenkraftwagen- Rückbank angepaßten Querschnitt aufweist. Hierdurch kann ein erfindungsgemäßer Hochdrucktank in einen Personen­ kraftwagen integriert werden, ohne daß der Innenraum der Fahrzeugkabine oder das Volumen des Kofferraums spürbar beeinträchtigt wäre.

Eine wenig aufwendige und vergleichsweise kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Hochdrucktanks ist erreichbar, wenn dieser mittels einer Wickelmaschine aus einem geeigneten Kunststoff als Liner-Werkstoff und Kohlenstoff- bzw. Aramidfaser od. dgl., sowie Vinylesterharz, Epoxidharz od. dgl. als Verstärkungswerkstoff hergestellt ist. Mittels eines derartigen Herstellungs­ verfahrens lassen sich in Verbindung mit den Werkstoff­ eigenschaften der ausgewählten Werkstoffe erfindungsgemäße Hochdrucktanks herstellen, die den an sie hinsichtlich des zu beherrschenden Drucks gestellten Anforderungen ohne weiteres genügen.

Zweckmäßigerweise kann der erfindungsgemäße Hochdrucktank im Kreuzwickel- oder im Hybridwickelverfahren oder durch andere geeignete Produktionsmethoden hergestellt werden.

Bei besonderen Anwendungsformen kann es vorteilhaft sein, wenn der erfindungsgemäße Hochdrucktank einen Metall­ innenliner aufweist.

Bei besonders hohen Anforderungen kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, wenn der erfindungsgemäße Hochdrucktank mit Metallplatten zur zusätzlichen Druckaufnahme versehen ist.

Ein erfindungsgemäßer Hochdrucktank besteht im wesent­ lichen aus Kunststoff. Bei einer Ausführungsform, bei der der Hochdrucktank in einen Personenkraftwagen integriert werden soll, ist der Hochdrucktank mit einem zwickelförmigen Querschnitt ausgestaltet. Die Abmessungen des dreieckigen Zwickels sind so gewählt, daß der Hochdrucktank formgenau in den Zwickel, der hinter der rückwärtigen Sitzbank eines Personenkraft­ wagens ausgebildet ist, eingepaßt werden kann.

Der Hochdrucktank hat als Liner-Werkstoff einen geeigneten Kunststoff und als Verstärkungswerkstoff Kohlenstoff- bzw. Aramidfaser od. dgl. sowie Vinylesterharz, Epoxidharz od. dgl.

Er kann im Kreuzwickel- oder im Hybridwickelverfahren hergestellt werden.

Es ist möglich, daß der erfindungsgemäße Hochdrucktank einen Metallinnenliner aufweist und/oder daß er mit Metallplatten zur zusätzlichen Druckaufnahme versehen ist.

Claims (8)

1. Hochdrucktank für gasbetriebene Kraftfahrzeuge, in dem Gas, z. B. Erdgas, mit einem Druck von zumindest 200 bar aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdrucktank im wesentlichen aus Kunststoff besteht und eine an in Kraftfahrzeugen vorhandene Hohlräume angepaßte Konfiguration aufweist.

2. Hochdrucktank nach Anspruch 1, der als Flach­ tank ausgebildet ist.

3. Hochdrucktank nach Anspruch 1, der zylindrisch mit einem Durchmesser ausgebildet ist, der größer ist als die hänge bzw. die Höhe des Flüssiggastanks.

4. Hochdrucktank nach Anspruch 1, der einen zwickel­ förmigen, an den Hohlraum hinter einer Personenkraft­ wagen-Rückbank angepaßten Querschnitt aufweist.

5. Hochdrucktank nach einem der Ansprüche 1-4, der mittels einer Wickelmaschine aus einem Kunststoff als Liner-Werkstoff und Kohlenstoff- bzw. Aramidfaser od. dgl., Vinylesterharz, Epoxidharz od. dgl. als Ver­ stärkungswerkstoff hergestellt ist.

6. Hochdrucktank nach Anspruch 5, der im Kreuzwickel- oder im Hybridwickelverfahren hergestellt ist.

7. Hochdrucktank nach einem der Ansprüche 1-4 oder 6, der einen Metallinnenliner aufweist.

8. Hochdrucktank nach einem der Ansprüche 1-7, der mit Metallplatten zur zusätzlichen Druckaufnahme versehen ist.