DE3103769A1

DE3103769A1 - Treibgasbehaelter zur versorgung von verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE3103769A1
Application number: DE19813103769
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinrich Dr.-Ing. 6657 Gersheim Fröhlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1982-09-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibgasbehälter zur Versorgung von
Verbrennungskraftmaschinen.
Treibgasbehälter sind dauernd fest mit Kraftfahrzeugen oder sonstigen ortsbeweglichen Betriebs an lagen verbunden und volumetrisch zu füllende Druckgasbehälter zur wahlweisen Ver-Wendung für Butan, Butylen, Propan, Propylen und deren Cemische, die zum Antrieb von Kraftfahrzeugen oder dergleichen bestimmt sind.
Der Einsatz von Treibgas als Ersatz für flüssige Kraftstoffe gewinnt in jüngster Zeit mehr und mehr an Bedeutung. Allerdings steht einer raschen und weit verbreiteten Einführung von Treibgas als Treibstoff für den Antrieb von Personenkraftwagen nicht nur entgegen, daß das entsprechende Tankstellennetz noch nicht ausgebaut ist, sondern auch die Tatsache, daß die bisher bekannten Treibgasbehälter den Nutzwert der damit ausgerüsteten Personenkraftwagen empfindlich beeinflussen. Die bekannten Treibgasbehälter gleichen ncinlich den bekannten Großbehältern für Haus- bzw. Industrieversorgung und bestehen dementsprechend aus einem zylindrischen Kesselschuß, der an beiden Enden durch eingeschweißte Böden verschlossen ist.
Beim Ausrüsten und insbesondere Nachrüsten oder Umrüsten eines Personenkraftwagens auf Treibgas antrieb wird dieser zylindrische Treibgasbehälter in den Kofferraum des Fahrzeuges montiert. Dabei beansprucht er nicht nur das seinem Nenninhalt entsprechende Volumen des Kofferraumes, sondern macht auch den Kofferraum im Umfang des Volumens des ihm umschriebenen Quaders unbenutzbar.
Für einen handelsüblichen Behälter mit einem Zylinderdurchmesser von 300 mm und einer Gesamtlänge von L = 650 mm, L = 800 mm oder L = 975 mm und den zugehörigen Inhalten von 37 1, 48 1 und 60 1 ergeben sich die Inhalte der jeweiligen umgeschriebenen Quadern zu ca. 56 1, 69 1 bzw. 84 1, das sind jeweils 50 %, 44 % bzw.
40 % mehr als dem Nenninhalt der jeseilic3en zylindrischen Behälter entspricht. Damit stehen dann dem Fahrzeugbenutzer je nach Fahrzeugtyp von dem ursprünglich vorhandenen Kofferraurrr inhalt nur noch 2/3, 1/2 oder noch weniger zur Verfügung.
Die bekannten Treibgasbehälter vermindern den Nutzwert des Fahrzeuges beim Umruesten auf Treibgas auch noch dadurch, daß die Treibgasbehälter aus Stabilitätsgründen Wandstärken von 2,5 bis 3 mm aufweisen müssen, wodurch das Leergewicht des Fahrzeuges erlrilich erhöht wird. Im ungünstigsten Falle, d.h. bei vollgefülltem Flüssigkraftstoffbehälter und vollgefülltem Treibgaszälter, ergibt sich eine Verminderung des zulässigen Gesamtgewichtes um ca. 50 bis 70 kg und mehr.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Treibgasbehälters, der einerseits in seiner Raumform so gestaltet ist, daß die durch ihn bedingte Verringerung des Kofferrauminhaltes möglichst klein ist, andererseits so aufgebaut ist, daß es nicht zu einer bisher als unvermeidbar erachteten Vergrößerung des Leergewichtes des Fahrzeuges kammt, diese vielmehr in einem erträglichen Rahmen gehalten wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemaß der Erfindung darin, daß der Treibgasbehälter eine einem Quader mit rechteckigen Stirnflächen weitgehendst angenäherte Form mit gerundeten ütergängen aufweist und mit mindestens einer in einer zu den Seitenflächen parallelen ausmittigen Ebene umlaufenden Sicke versehen ist.
Mit dem Merkmal der Ausbildung der Raumform des Treibgashehalters der Art, daß er eine einem Quader mit rechteckigen Stirnflächen weitgehend angenäherte Form mit gerundeten übergängen aufweist, ist eine weitgehende Anpassung der äußeren Form des Treibgasbehälters an die übliche Kofferraumform erfolgt. Sine ausreichende Stabilität gegen Einbauen von außen ist nicht nur durch die flachgewölbten Seitenflachen bzw. die gerundeten Ubergänge erzielt, sondern insbesondere durch die mindestens eine in einer zu den Stirnflächen paralleln ausmittigen Ebene umlaufende Sicke.
An sich sind die Parameter für die Bemessung von Treibgasbehältern einerseits durch die 1uptabmessungen der zylindrischen Behälter gegeben und zwar mit deren Durchmesser als größtmöglichster Einbauhöhe und deren Gesamtlänge als größtmöglichster Einbaulänge. Zu den verschiedenen bekannten Behälter-Baureihen tragen diese Parameter bereits den Erforck'rnissen Rechntmw, die unterschiedlichsten Fahrzeuge unter Beschränkung auf eine möglichst geringe Zahl von f3ellältertypon für den Betrieb mit Treibgas einrichten zu können. Andererseits sind bei der Bemessung derartiger Behälter die Nenninhalte entsprechend denen der bekannten Baureihen zu berücksichtigen, insbesondere dürfen diese Nenninhalte nicht wesentlich unterschritten werden, damit der Nutzwert des Fahrzeuges nicht gemindert wird.
Unter Berücksichtigung dieser Parameter kann für jeden vorhandenen Behältertyp die optimale Form leicht gefunden werden.
Dies hätte jedoch zur Folge, daß für jede dieser Formen ein besonderes Press- oder Schmiedegesenk hergestellt werden müsste, wodurch die Fertigung, insbesondere zu Anfang einer Markterschließung, unerträglich verteuert würde und damit die inführung derartiger Behälter aus wirtschaftlichen Gründen unmöglich gemacht würde. Dem trägt die Erfindung in vollem Umfange Rechnung, da die Abmessungen einer Baureihe von Behältern so cJewahlt werden können, daß mit einem einzigen Gesenk die Formteile hergestellt werden können, welche für die Produktion der jewelligen Baureihe erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist eS somit, wenn die Höhen und Breiten einer Behälter-Baureihe gleich gehalten und nur die ringe der Behälter variiert wird.
Das Gesenk seibst wird für eine mittlere Behältergröße der be treffenden Baureihe ausgelegt und so gestaltet, daß es möglich ist, in diesem Gesenk Schalen zu pressen, die nach dem Abgraten unterschiedliche Bordhöhen aufweisen. Infolge der unterschiedlichen Bordhöhen der Schalen wird die Längsnaht, längs welcher diese beiden Schalen zu einem Behälter verschweißt werden, außerhalb der Mittelebene der Behälter verlaufen. Ferner werden die beiden Schalen, welche nach ihrem Zusammenschweißen einen Behälter bilden, bereits im Gesenk mit mindestens einer Sicke versehen, welche nach dem Zusammenfügen der beiden Behälterschalen jeweils eine einzige umlaufende Sicke oder auch mehrere tmlau:end Sicken ergeben. Durch die Anordnung dieser Sicke oder Sicken sowie der ausmittig liegenden Schweißnaht wird erreicht, daß mit einem einzigen Cesenk oder einer einzigen Pressform Schalen für eine ganze Baureihe von Treibgasbehältern erzeugt werden können.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 bis 3 in perspektivischer Darstellung drei Ausführungsformen von Treibgasbehältern nach der Erfindung mit umgeschriebenen Quader zur Verdeutlichung des zum Einbau benötigten Raumes; Fig. 4a und 4b zwei Behälterhälften unterschiedlicher Bordhöhe; Fig. 5 bis 7 drei Tvpen von Behältern, die aus nur zwei Arten von Behälterteilen herstellbar sind; Fig. 8 die Nähte an einem Behälter, die sich nicht überschneiden.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindlmgsgemäßen Behälters 1, dessen seitliche Begrenzungsflächen 2, 3, 4, 5 gewölbt sind. Die Stirnflächen 6 und 7 weisen ebenfalls eine flache Wölbung auf. Mit 8 ist der ttillungsquader des Behälters 1 bezeichnet. Man erkennt, daß bei derart gestalteten Behältern die Toträume zwischen Behälter und Umhüllungsquader vergleichsweise gering sind.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 ähnelt der nach Fig. 1, wobei jedoch die Stirnflächen, wie bei 9 und 10 erkennbar, stärker abgeflacht sind. Der umgeschriebene Quader ist mit 11 bezeichnet.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur die Kanten 12 bis 15 gerundet sind. Der uebergang in die Stirnflächen 16 und 17 entspricht im wesentlichen dem nach Fig. 2.
Fig. 4a zeigt eine Halbschale 18 mit der Höhe h1. Fig. 4b zeigt eine Halbschale 19 mit der Höhe h2, wobei h1 < h2 ist. Es ergibt sich also die Möglichkeit, zwei Halbschalen 18, zwei Halb schalen 19 oder die Halbschalen 18 und 19 jeweils zu einem Behälter zu kombinieren.
Auch längs der Sicke lassen sich die Haibschalen 18 und 19 trennen. Damit ergeben sich zusätzliche Variationsmöglichkeiten, die in den Fig. 5 bis 7 dargestellt sind. Zwei bschalen 18a und zwei Halbschalen 19a bilden den Behälter nach Fig. 5.
Zwei Halbschalen 18b und 19b, die länger als die Halbschalen 18a und 19a sind, bilden zusammen mit den Halbschalen 18a und 19a den Behälter nach Fig. 6. Schließlich bilden zwei Mlhschalen 18b und 19b zusammen m mit zwei Halbschalen 19h uncl 18b den Behälter nach Fig. 7.
Dadurch, daß die beiden Schalen jeweils asyninetrisch sind und infolge dessen mittels einer außermittig verlaufenden umlaufenden Schweißnaht zusammengefügt werden, wird bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 bis 7 vermieden, daß beim Fügen der Behälter sich kreuzende Schweißnähte entstehen. Vergrößert ist dies in Fig. 8 dargestellt.
Da für die gegebene Behälterform nicht nur - wie bisher üblich -Stahl als Werkstoff verwendet wird, sondern vorzugsweise faserverstärkter Kunststoff, wird das Behältergewicht erheblich reduziert. Dein bisher üblichen Einsatz von Glasfasern als Ver stärkung von Kunststoffbehältern wäre allerdings entgegen zu halten, daß Glasfasern möglicherweise vorzeitige Ermüdungsersci einungun zeiten und außerdem unter hoher Dauerbelastung zu Dehnungen neigen. Mit dem Einsatz von Kohlefasern läßt sich diesem Mangel bereits merklich entgegenwirken. Die Entwicklung neuartiger Verstärkungsfasern aus den sogenannten aranatischen Polyamiden bietet die Möglichkeit zu besonders guten Festigkeitseigenschaften, Dauerstandverhalten und Wanddicken zu kamen, die wirtschaftlich vertretbar sind und die Sicherheit des Behälters in keiner Weise beeinträchtigen. Insbesondere bieten hier Mischgewebe als Trägerwerkstoff für die Kunststoffwandung optimale Gestaltungsmöglichkeiten. Ausgehend von der Tatsache, daß Fasern <-us aromatischen Polyamiden Reißfestiqkeiten aufweisen, die um das Mehrfache höher sind als die von entsprechenden Stahlfasern, ist es lich, Kunststoffschalen zu pressen, deren Wandstärke etwa der der Stahlbehälter entspricht, wobei sich jedoch Gewichtseinsparungen von 30 bis 50 % erzielen lassen.

Claims

Treibgasbehälter zur Versorgung von Verbrennungskraftmaschinen Patentansprüche 1. Treibgasbehälter zur Versorgung von Verbrennungskraftschinken, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß er eine einem Quader (8, 11) mit rechteckigen Stirnflächen (6, 7; 9, 10; 16, 17) weitgehend angenäherte Form mit cFerundeten Ubergängen aufweist und mit mindestens einer in einer zu den Seitenflächen parallelen ausmittigen Ebene umlaufenden Sicke versehen ist.
2. Treibgasbehälter nach Ansrruch 1, dadurch q e k e n n -z e i c h n e t , daß er aus zwei Schalen unterschiedlicher Bordhöhe zusammengesetzt ist.
3. Treibgasbehälter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schalen aus mindestens mit Gewebe aus aromatischen Polyamidfasern verstärkten Kunststoffen bestehen.
4. Verfahren zur Herstellung eines Treibgasbehälters nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß aus einer Schale längs Sicken Schalenteile geschnitten und diese Schalenteile mit aus einer gleichen Schale geschnittenen Schalenteilen zu zwei unterschiedlich langen Schalen durch Verbinden längs der Schnittstellen vereinigt werden.