EP4634564A1 - H2-tankventil zur anordnung an einem h2-tank eines h2-betriebenen kraftfahrzeugs - Google Patents
H2-tankventil zur anordnung an einem h2-tank eines h2-betriebenen kraftfahrzeugsInfo
- Publication number
- EP4634564A1 EP4634564A1 EP23813305.2A EP23813305A EP4634564A1 EP 4634564 A1 EP4634564 A1 EP 4634564A1 EP 23813305 A EP23813305 A EP 23813305A EP 4634564 A1 EP4634564 A1 EP 4634564A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- temperature sensor
- sensor module
- tank
- flange
- plug connector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0323—Valves
- F17C2205/0326—Valves electrically actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0382—Constructional details of valves, regulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0107—Single phase
- F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/0439—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
- F17C2260/013—Reducing manufacturing time or effort
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
- F17C2270/0105—Ships
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
- F17C2270/0171—Trucks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
- F17C2270/0178—Cars
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
- F17C2270/0189—Planes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Definitions
- Fh tank valve for installation on a Fh tank of a Fh-powered motor vehicle
- the present invention is based on a device according to the type of the independent device claim and a system according to the type of the independent system claim.
- Hydrogen-based fuel cells are considered the mobility concept of the future because they only emit water as exhaust gas and enable fast refueling times.
- the hydrogen required for the fuel cell reaction is stored in gaseous form under pressure in a tank of a hydrogen-powered vehicle.
- Hydrogen tank valves are used to safely transfer the hydrogen into a vehicle tank. For safety reasons in particular, but also for calibration reasons, the valves must be equipped with a temperature sensor that is sealed to the outside when a tank is filled, is located at least partially inside the vehicle tank and measures the temperature there.
- the temperature sensor For power and data transmission, the temperature sensor must be electrically connected to an energy supply and/or control unit or the like via appropriate feedthroughs.
- the disadvantage is that the cables used for the electrical connection between the temperature sensor and the energy supply and/or control unit of common Fh tank valves must be routed through a 90° angled bore inside the valves, which makes the installation of an electrical connection cable considerably more difficult.
- manual assembly to create an electrical connection between the temperature sensor and a connector can take up to 5 minutes. An automated process is not possible due to the assembly deviations.
- the invention relates to a Hj tank valve with the features of the independent device claim and, according to a second aspect, to a system with the features of the independent system claim. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the device according to the invention naturally also apply in connection with the system according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is always made to each other.
- the advantage of the Hj tank valve according to the invention for arrangement on an H2 tank of a Hj-powered motor vehicle is to be seen in particular in the fact that due to the arrangement provided according to the invention of a temperature sensor module within a flange for connecting the H2 tank valve to the interior of the H2 tank and a current and data transmitting connector arranged laterally on the outside of the flange for electrical connection to the temperature sensor module, an electrical connection between a temperature sensor module and a connector can be generated in a structurally simple, fast and automatable manner, so that manual or fully automatic assembly to create an electrical connection is possible within a large-scale production cycle time of approx. 10s.
- a structurally simpler, faster, and in particular automatable production not only reduces manufacturing costs, but also generates a more reliable electrical connection between a temperature sensor module and a connector as a power supply and/or control unit.
- the Hj tank valve according to the invention for arrangement on a Hj tank can be used in particular in motor vehicles, such as passenger cars or trucks. It is also conceivable to use it in other vehicles or means of transport, such as forklifts, cranes, ships or flying objects. It is also conceivable to use it in stationary systems.
- the Fh tank valve according to the invention for arrangement on a Fh tank of a Fh-powered motor vehicle comprises at least one flange for connecting the Fh tank valve to the interior of the Fh tank, a temperature sensor module arranged at least partially within the at least one flange for detecting a current temperature within the Fh tank when the flange is connected to the Fh tank, and a plug connector that can be electrically connected to the temperature sensor module for power and data transmission, wherein the plug connector is arranged laterally on the outside of the at least one flange.
- the Fh tank valve according to the invention preferably has a valve body with a plurality of flanges for arranging functional components of the Fh tank valve, wherein the at least one flange for connecting the H2 tank valve to the interior of the Fh tank is part of the valve body.
- a valve body can be understood to mean in particular the main part of a valve, which is preferably arranged centrally within the Hj tank valve according to the invention.
- the flanges arranged on the valve body can preferably be connected to the valve body in one piece.
- the flanges preferably have a first tubular section and an end-side ring- or disk-shaped section, on which, for example, a functional component of the Hj tank valve, such as a pressure sensor, a pressure relief valve or the like, can be arranged.
- the connector in question can be designed in particular in the form of a power supply and/or control unit, which can be electrically connected to a sensor module according to the invention via a plug connection.
- the connector has electrical contacting means for establishing an electrical connection with the temperature sensor module, wherein the electrical contacting means are preferably designed in the form of clamp contacts and/or contact pins. Electrical contacting means in the form of contact pins advantageously offer a certain distance and angle tolerance, in particular in the contacting direction, depending on the length and width of the contact surfaces.
- the connector is aligned axially to the main alignment axis of the flange and arranged outside the flange, wherein in particular the electrical contacting means of the connector emerge from the connector at an upper end.
- the temperature sensor module has a temperature sensor arranged within a housing and electrical contacting means for establishing an electrical connection with the connector, wherein the electrical contacting means are preferably designed in the form of clamp contacts and/or contact pins.
- the temperature sensor module is aligned axially to the main alignment axis (along the main alignment axis) of the flange and is arranged within the flange, with the temperature sensor module preferably emerging from the flange at an upper end, with the electrical contacting means of the temperature sensor module in particular emerging from the flange at the upper end.
- the upper end here forms in particular the end facing away from the tank when connected to a Hj tank.
- a conductor bridge is provided for the electrical connection of the temperature sensor module to the connector, wherein the conductor bridge is preferably arranged within a cable duct, wherein the conductor bridge is arranged in particular essentially perpendicular to the flange and/or to the temperature sensor module and/or to the connector.
- the arrangement of such a conductor bridge also enables larger manufacturing tolerances with regard to distances and angles.
- a substantially vertical arrangement can preferably be understood here as an arrangement that deviates marginally, for example by up to ⁇ 10°, in particular up to ⁇ 5°, from an exactly vertical arrangement.
- the conductor bridge is designed and arranged between the temperature sensor module and the connector in such a way that an electrical connection between the temperature sensor module and the connector by means of the conductor bridge via an axial joining process can be produced, wherein the axial joining process is preferably designed in the form of a translational movement along the main alignment axis of the flange.
- the conductor bridge is designed and arranged between the temperature sensor module and the connector in such a way that an electrical connection between the temperature sensor module and the connector can be established by means of the conductor bridge via the formation of clamping contacts, wherein preferably at least two clamping contacts can be established, in particular at least two clamping contacts on the temperature sensor module side and two on the connector side.
- the clamping gaps of the clamping contacts on the temperature sensor module side and/or on the connector side can in particular be formed parallel to the main alignment axis of the flange and/or the connector.
- a radial seal is provided to seal the conductor bridge from the plug connector and/or an axial seal is provided to seal the conductor bridge from the temperature sensor module, the radial seal preferably being arranged between a pin and an annular groove and/or the axial seal being flush recessed in a body recess with radial play.
- a radial seal can be understood in particular as a seal in which the preload deformation to ensure tightness occurs through forces that act on the plane of the sealing element (O-ring).
- An axial seal can accordingly be understood as a seal in which the preload deformation to ensure tightness occurs through forces that act perpendicular to the plane of the sealing element (O-ring).
- screw connections are provided for sealing the temperature sensor module on the H2 tank, wherein the screw connections are preferably arranged diametrically with respect to the electrical contacting means of the temperature sensor module for establishing an electrical connection with the conductor bridge and/or diametrically with respect to connection areas of the conductor bridge for electrical connection with the temperature sensor module.
- the invention also relates to a system comprising an H2 tank of a ⁇ -powered motor vehicle and an H2 tank valve according to the invention.
- a motor vehicle in particular a fuel cell-operated vehicle, comprising a system as described above is also the subject of the invention.
- the motor vehicle according to the invention therefore also has the same advantages as have already been described in detail with regard to the H2 tank valve according to the invention or the system according to the invention.
- Fig. 1 is a schematic representation of a part of an H2 tank valve according to the invention according to a first embodiment in a sectional view
- Fig. 2 is a schematic representation of a part of an Hj tank valve according to the invention according to the first embodiment in a further sectional view
- Fig. 3 is a schematic representation of a part of a connector according to the invention according to the first embodiment in a sectional view
- Fig. 4 is a further schematic representation of a part of a connector according to the invention according to the first embodiment in a sectional view.
- Fig. 1 shows a schematic representation of a part of an Fh tank valve 1 according to the invention for arrangement on a Fh tank 40 of a Hj-powered motor vehicle according to a first embodiment in a sectional view.
- the Hj tank valve 1 in question comprises at least one flange 42a for connecting the Hj tank valve 1 to the interior of the Hj tank 40, a temperature sensor module 10 arranged at least partially within the at least one flange 42a for detecting a current temperature within the Hj tank 40 when the flange 42a is connected to the Hj tank 40, and a connector 30 electrically connected to the temperature sensor module 10 for power and data transmission, which is arranged laterally on the outside of the at least one flange 42a.
- the connector 30 has electrical contacting means for establishing an electrical connection with the temperature sensor module 10, which in the present case are designed in the form of clamping contacts 24, 25 and contact pins 26, 27.
- the connector 30 is aligned axially to the main alignment axis HA of the flange 42a (along the flange) and arranged outside the flange 42a, wherein the electrical contacting means of the Connector 30 at an upper end OE protrude from the connector 30.
- the temperature sensor module 10 further comprises a temperature sensor 10b arranged within a housing 10a as well as electrical contacting means for establishing an electrical connection with the connector 30, which are designed in the form of clamping contacts 3, 4 and contact pins 5, 6.
- the temperature sensor module 10 is aligned axially to the main alignment axis HA of the flange 42a and arranged within the flange 42a, wherein the temperature sensor module 10, in particular the electrical contacting means of the temperature sensor module 10, protrude from the flange 42a at the upper end OE.
- a conductor bridge 20 is provided for the electrical connection of the temperature sensor module 10 to the connector 30, which is arranged within a line channel 12 to the flange 42a and to the temperature sensor module 10 and to the connector 30.
- the conductor bridge 20 can be connected to the temperature sensor module 10 and the connector 30 via an axial joining process in the form of a translational movement along the main alignment axis HA of the flange 42a.
- Fig. 1 shows that a radial seal 22 is provided for sealing the conductor bridge 20 and the connector 30 and an axial seal 9 is provided for sealing the conductor bridge 20 and the temperature sensor module 10 to the outside, wherein the radial seal 22 is arranged between a pin 19 and an annular groove 23 and the axial seal 9 is recessed flush in a body recess with radial play 17.
- the temperature sensor module 10 shown here can be electrically connected by a linear movement along the main alignment axis HA via a connection of the clamp contacts 3, 4 with the contact pins 5, 6 by moving the conductor bridge 20 running on the outside of the housing axially along the main alignment axis HA in the direction of the temperature sensor 10a. undergoes a displacement and thereby at the same time the connector 30 contacts the terminal contacts 24, 25 with the contact pins 26, 27 via another plug connection.
- the temperature sensor module 10 is designed in such a way that the temperature sensor housing 10a with the temperature sensor element 10b accommodated therein extends axially parallel from the tank 40 to the side facing away from the tank and electrically contacts a conductor bridge 20 via a plug connection 2.
- the plug connection 2 is preferably provided as a clamp contact, with two fork-shaped clamp contacts 3, 4 protruding so far that the ends of the conductor tracks 7, 8 designed as contact pins 5, 6 partially protrude into the fork-shaped openings of the clamp contacts 3, 4 when the conductor bridge 20 is mounted.
- the opening width of the fork-shaped clamp contacts 3, 4 is smaller than the thickness of the contact pins 5, 6, so that after joining a contact force is formed which is greater than the release forces from operation (acceleration, thermal expansion).
- the conductor tracks 7, 8 of the conductor bridge 20 run, protected from impact, in a cable channel 12 to the connector 30, which is preferably firmly connected to a magnet group.
- the fork-shaped clamp contacts 3, 4, 24, 25 can be formed either on the conductor bridge 20 or on the T-sensor 10 or connector 30.
- the end of the conductor bridge 20 on the temperature sensor module side has an axially oriented stepped pin 14 with a circular cross-section, which accommodates the axial seal 9, which is designed as a lip seal in the present case.
- the axial seal 9 enables the application of an axial preload between a flat surface 15 formed on the pin 14 with a stepped bore 13, which accommodates the plug connection 2 and the pin 14, at the end of a flat surface 16.
- the pin 14 and the axial seal 9 also have a larger play in the stepped bore 13 in the transverse direction to the bore axis, whereby positioning errors, in particular due to increased manufacturing tolerances, can be compensated by means of an offset.
- diametrically arranged hold-downs in the form of screw connections 18 are also arranged outside the seal 9, which are aligned in the axial direction and apply a large sealing and holding force.
- the axially oriented circular cylindrical pin 19 is arranged at the end of the conductor bridge 20 on the connector side and is accommodated in a cylindrical bore 21 with a small amount of play.
- the cylindrical bore 21 is also designed as a sealing surface for the radial seal 22, which in this case is in the form of an O-ring.
- the radial seal 22 is arranged in the annular groove 23 of the pin 19 and seals the conductor bridge 20 and the connector 30 from the environment.
- the electrical contacting means in the form of clamping contacts 24, 25 also protrude, which establish an electrical contact with the contact lugs 26, 27 protruding from the receiving bore 21.
- Fig. 2 shows a schematic representation of a sectional view through the electrical connection between the temperature sensor module 10 and the plug connector 30 of the Hj tank valve 1 according to the invention in the form of a conductor bridge 20 with conductor tracks 7, 8, which are connected at their ends to the temperature sensor module 10 and the plug connector 30 via electrical contacting means in the form of clamp contacts 3, 4 or 24, 25. It is understood that the conductor tracks 7, 8, which in the present case run straight and parallel to one another, can also be designed differently, for example at an angle to one another.
- Fig. 2 From Fig. 2 it can be seen in particular that large distance and angle tolerances can be compensated by the inventive combination of a round receiving geometry on the connector 30, the terminal contacts 3, 4 provided with radial play 17 and the conductor bridge 20.
- the diametrically arranged hold-downs in the form of screw connections 18 can be seen, which are aligned in the axial direction of the flange 42a or the temperature sensor module 10 and enable a high sealing and holding force.
- Fig. 3 shows a schematic representation of a part of a connector 30 according to the invention according to the first embodiment in an enlarged sectional view.
- an O-ring groove can be formed by a stepped pin 19 and a stepped bore 21.
- Fig. 4 shows a further enlarged schematic representation of a part of a connector 30 according to the invention according to the first embodiment in a sectional view.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein H2-Tankventil (1) zur Anordnung an einem H2-Tank (40) eines H2-betriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend, zumindest einen Flansch (42a) zur Verbindung des H2-Tankventils (1) mit dem Innenraum des H2-Tanks (40), einen zumindest teilweise innerhalb des zumindest einen Flansches (42a) angeordnetes Temperatursensormodul (10) zur Erfassung einer aktuellen Temperatur innerhalb des H2-Tanks (40) bei einer Verbindung des Flansches (42a) mit dem H2-Tank (40), einen elektrisch mit dem Temperatursensormodul (10) verbindbaren Steckverbinder (30) zur Strom- und Datenübertragung, wobei der Steckverbinder (30) seitlich an der Außenseite des zumindest einen Flansches (42a) angeordnet ist.
Description
Beschreibung
Fh-Tankventil zur Anordnung an einem Fh-Tank eines Fh-betriebenen Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach Gattung des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie einem System nach Gattung des unabhängigen Systemanspruchs.
Stand der Technik
Wasserstoffbasierte Brennstoffzellen gelten als Mobilitätskonzept der Zukunft, da sie nur Wasser als Abgas emittieren und schnelle Betankungszeiten ermöglichen. Der für die Brennstoffzellen- Reaktion erforderliche Wasserstoff wird hierbei in gasförmiger Form unter Druck in einem Tank eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs gespeichert. Zur sicheren Überführung des Wasserstoffs in einen Fahrzeugtank, werden Wasserstofftankventile verwendet. Insbesondere aus sicherheitstechnischen, aber auch aus eichtechnischen Gründen, müssen die Ventile hierbei mit einem Temperatursensor ausgestattet sein, der bei einer Befüllung eines Tanks nach außen abgedichtet, zumindest teilweise innerhalb des Fahrzeugtanks angeordnet ist und dort die Temperatur misst.
Für eine Strom- und Datenübertragung muss der Temperatursensor über entsprechende Durchführungen nach außen hin elektrisch mit einer Energieversorgungs- und/oder Steuereinheit oder dergleichen verbunden sein. Nachteiliger Weise müssen die zur elektrischen Verbindung zwischen dem Temperatursensor und der Energieversorgungs- und/oder Steuereinheit verwendeten Leitungen gängiger Fh-Tankventile um einen 90° abgewinkelten Bohrungsverlauf innerhalb der Ventile geführt werden, was eine Montage einer elektrischen Verbindungsleitung erheblich erschwert. Insbesondere aufgrund von
im Rahmen einer Massenfertigung unvermeidbaren Montageabweichungen kann eine manuelle Montage zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Temperatursensor und einem Steckverbinder bis zu 5 min dauern. Ein automatisierbarer Prozess ist aufgrund der Montageabweichungen gar nicht möglich.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist gemäß einem ersten Aspekt ein Hj-Tankventil mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und gemäß einem zweiten Aspekt ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Systemanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den jeweils einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hj-Tankventils zur Anordnung an einem H2- Tank eines Hj-betriebenen Kraftfahrzeugs ist insbesondere darin zu sehen, dass aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Anordnung eines Temperatursensormoduls innerhalb eines Flansches zur Verbindung des H2- Tankventils mit dem Innenraum des H2-Tanks und eines seitlich an der Außenseite des Flansches angeordneten ström- und datenübertragenden Steckverbinders zur elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul, auf konstruktiv einfache, schnelle und automatisierbare Weise eine elektrische Verbindung zwischen einem Temperatursensormodul und einem Steckverbinder generiert werden kann, sodass eine manuelle oder vollautomatische Montage zur Herstellung einer elektrischen Verbindung innerhalb einer Großserientaktzeit von ca. 10s möglich ist. Durch eine konstruktiv einfachere, schnellere, insbesondere automatisierbare Herstellung werden zudem nicht nur die Herstellungskosten gesenkt, sondern auch eine zuverlässigere elektrische Verbindung zwischen einem Temperatursensormodul und einem Steckverbinder als Energieversorgungs- und/oder Steuereinheit generiert.
Das erfindungsgemäße Hj-Tankventil zur Anordnung an einem Hj-Tank kann insbesondere in Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen zum Einsatz kommen. Ebenfalls denkbar ist zudem der Einsatz in anderen Fahrzeugen oder Fortbewegungsmitteln, wie Gabelstaplern, Kränen, Schiffen oder Flugobjekten. Ebenso ist auch ein Einsatz in stationären Systemen denkbar.
Das erfindungsgemäße Fh-Tankventil zur Anordnung an einem Fh-Tank eines Fh-betriebenen Kraftfahrzeugs, umfasst hierbei zumindest einen Flansch zur Verbindung des Fh-Tankventils mit dem Innenraum des Fh-Tanks, einen zumindest teilweise innerhalb des zumindest einen Flansches angeordnetes Temperatursensormodul zur Erfassung einer aktuellen Temperatur innerhalb des Fh-Tanks bei einer Verbindung des Flansches mit dem Fh-Tank sowie einen elektrisch mit dem Temperatursensormodul verbindbaren Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung, wobei der Steckverbinder seitlich an der Außenseite des zumindest einen Flansches angeordnet ist. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Fh-Tankventil hierbei einen Ventilkörper mit einer Mehrzahl von Flanschen zur Anordnung von Funktionskomponenten des Fh-Tankventils auf, wobei der zumindest eine Flansch zur Verbindung des H2- Tankventils mit dem Innenraum des Fh-Tanks Teil des Ventilkörpers ist.
Unter einem Ventilkörper kann im Rahmen der Erfindung insbesondere der Hauptteil eines Ventils verstanden werden, der vorzugsweise zentral innerhalb des erfindungsgemäßen Hj-Tankventils angeordnet ist. Die an dem Ventilkörper angeordneten Flansche können vorzugsweise einstückig mit dem Ventilkörper verbunden sein. Die Flansche weisen hierbei vorzugsweise einen ersten rohrförmigen Abschnitt und einen endseitigen ring- bzw. scheibenförmigen Abschnitt auf, an den bspw. eine Funktionskomponente des Hj-Tankventils, wie ein Drucksensor, ein Überdruckventil oder dergleichen angeordnet sein kann. Der gegenständliche Steckverbinder kann im Rahmen der Erfindung insbesondere in Form einer Energieversorgungs- und/oder Steuereinheit ausgebildet sein, die über eine Steckverbindung elektrisch mit einem erfindungsgemäßen Sensormodul verbindbar ist.
Im Hinblick auf eine einfache und schnelle Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Steckverbinder in Form einer einteiligen Steckermagnetgruppe ausgebildet ist
Im Rahmen einer einfachen und schnellen Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass der Steckverbinder elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul aufweist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel vorzugsweise in Form von Klemmkontakten und/oder Kontaktstiften ausgebildet sind. Elektrische Kontaktierungsmittel in Form von Kontaktstiften bieten vorteilhafterweise eine gewisse Abstands- und Winkeltoleranz, insbesondere in Kontaktierungsrichtung, je nach Länge und Breite der Kontaktflächen.
Im Hinblick auf eine einfache und schnelle Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass der Steckverbinder axial zur Hauptausrichtungsachse des Flansches ausgerichtet und außerhalb des Flansches angeordnet ist, wobei insbesondere die elektrischen Kontaktierungsmittel des Steckverbinders an einem oberen Ende aus dem Steckverbinder heraustreten.
Um eine einfache und schnelle Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass das Temperatursensormodul einen innerhalb eines Gehäuses angeordneten Temperatursensor sowie elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Steckverbinder aufweist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel vorzugsweise in Form von Klemmkontakten und/oder Kontaktstiften ausgebildet sind.
Im Hinblick auf eine einfache und schnelle Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung ist es zudem vorteilhafterweise denkbar, dass das Temperatursensormodul axial zur Hauptausrichtungsachse (entlang der Hauptausrichtungsachse) des Flansches ausgerichtet und innerhalb des Flansches angeordnet ist, wobei das Temperatursensormodul vorzugsweise an einem oberen Ende aus dem Flansch heraustritt, wobei insbesondere die elektrischen Kontaktierungsmittel des Temperatursensormoduls an dem oberen Ende aus dem Flansch heraustreten. Das obere Ende bildet hierbei insbesondere das bei einer Verbindung mit einem Hj-Tank vom Tank abgewandte Ende.
Im Rahmen einer konstruktiv einfachen, schnellen und insbesondere automatisierbaren Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann es ferner von Vorteil sein, wenn eine Leiterbrücke zur elektrischen Verbindung des Temperatursensormoduls mit dem Steckverbinder vorgesehen ist, wobei die Leiterbrücke vorzugsweise innerhalb eines Leitungskanals angeordnet ist, wobei die Leiterbrücke insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Flansch und/oder zum Temperatursensormodul und/oder zum Steckverbinder angeordnet ist. Die Anordnung einer derartigen Leiterbrücke ermöglicht zudem größere Fertigungstoleranzen im Hinblick auf Abstände und Winkel. Unter einer im Wesentlichen senkrechten Anordnung kann hierbei vorzugsweise eine Anordnung verstanden werden die auch marginal, bspw. um bis zu < 10°, insbesondere bis zu < 5° von einer exakt senkrechten Anordnung abweicht.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache, schnelle, zuverlässige und insbesondere automatisierbare Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die Leiterbrücke derart ausgebildet und zwischen dem Temperatursensormodul und dem Steckverbinder angeordnet ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensormodul und dem Steckverbinder mittels der Leiterbrücke über einen axialen Fügeprozess
herstellbar ist, wobei der axiale Fügeprozess vorzugsweise in Form einer Translationsbewegung entlang der Hauptausrichtungsachse des Flansches ausgebildet ist.
Im Rahmen einer besonders zuverlässigen und gleichzeitig einfachen, schnellen, Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem gegenständlichen Temperatursensormodul und einem Steckverbinder zur Strom- und Datenübertragung kann vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die Leiterbrücke derart ausgebildet und zwischen dem Temperatursensormodul und dem Steckverbinder angeordnet ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensormodul und dem Steckverbinder mittels der Leiterbrücke über die Ausbildung von Klemmkontakten herstellbar ist, wobei vorzugsweise zumindest zwei Klemmkontakte herstellbar sind, insbesondere zumindest zwei temperatursensormodulseitige und zwei steckverbinderseitige Klemmkontakte herstellbar sind. Die Klemmspalte der temperatursensormodulseitigen und/oder steckverbinderseitigen Klemmkontakte können dabei insbesondere parallel zur Hauptausrichtungsachse des Flansches und/oder des Steckverbinders ausgebildet sein.
Zur Gewährleistung einer besonders großen Fertigungstoleranz im Hinblick auf Abstände und Winkel in Bezug auf das gegenständliche Temperatursensormodul sowie die gegenständliche Leiterbrücke ist es ferner denkbar, dass eine Radialdichtung zur Abdichtung der Leiterbrücke gegenüber dem Steckverbinder und/oder eine Axialdichtung zur Abdichtung der Leiterbrücke gegenüber dem Temperatursensormodul vorgesehen ist, wobei die Radialdichtung vorzugsweise zwischen einem Zapfen und einer Ringnut und/oder die Axialdichtung bündig vertieft in einer Körperausnehmung mit Radialspiel angeordnet ist. Unter einer Radialdichtung kann hierbei insbesondere eine Dichtung verstanden werden, in der die Vorspannverformung zur Gewährleistung der Dichtheit durch Kräfte erfolgt, die auf der Ebene des Dichtelementes (O-Rings) wirken. Unter einer Axialdichtung kann entsprechend eine Dichtung verstanden werden, bei der die Vorspannverformung zur Gewährleistung der Dichtheit durch Kräfte erfolgt, die senkrecht zur Ebene des Dichtelementes (O-Rings) wirken.
Zur Gewährleistung besonders großer Dicht- und Haltekräfte bzgl. einer Abdichtung des gegenständlichen Temperatursensormoduls an dem Hj-Tank kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass Schraubverbindungen zur Abdichtung des Temperatursensormoduls an dem H2- Tank vorgesehen sind, wobei die Schraubverbindungen vorzugsweise diametral in Bezug auf die elektrischen Kontaktierungsmittel des Temperatursensormoduls zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Leiterbrücke und/oder diametral in Bezug auf Verbindungsbereiche der Leiterbrücke zur elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul angeordnet sind.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein System, umfassend einen H2- Tank eines ^-betriebenen Kraftfahrzeugs sowie ein erfindungsgemäßes H2- Tankventil.
Damit weist das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße H2-Tankventil beschrieben worden sind.
Darüber hinaus ist auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug, umfassend ein voranstehend beschriebenes System Gegenstand der Erfindung. Damit weist auch das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße H2-Tankventil bzw. das erfindungsgemäße System beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Hierbei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen H2-Tankventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Hj-Tankventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer weiteren Schnittansicht,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht,
Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Fh-Tankventils 1 zur Anordnung an einem Fh-Tank 40 eines Hj-betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht.
Hierbei umfasst das gegenständliche Hj-Tankventil 1 zumindest einen Flansch 42a zur Verbindung des Hj-Tankventils 1 mit dem Innenraum des Hj-Tanks 40, einen zumindest teilweise innerhalb des zumindest einen Flansches 42a angeordnetes Temperatursensormodul 10 zur Erfassung einer aktuellen Temperatur innerhalb des Hj-Tanks 40 bei einer Verbindung des Flansches 42a mit dem Hj-Tank 40 sowie einen elektrisch mit dem Temperatursensormodul 10 verbundenen Steckverbinder 30 zur Strom- und Datenübertragung, der seitlich an der Außenseite des zumindest einen Flansches 42a angeordnet ist.
Wie gemäß Fig. 1 zu erkennen ist, weist der Steckverbinder 30 elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul 10 auf, die vorliegend in Form von Klemmkontakten 24, 25 und Kontaktstiften 26, 27 ausgebildet sind.
Der Steckverbinder 30 ist dabei axial zur Hauptausrichtungsachse HA des Flansches 42a (entlang des Flansches) ausgerichtet und außerhalb des Flansches 42a angeordnet, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel des
Steckverbinders 30 an einem oberen Ende OE aus dem Steckverbinder 30 heraustreten.
Das Temperatursensormodul 10 weist ferner einen innerhalb eines Gehäuses 10a angeordneten Temperatursensor 10b sowie elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Steckverbinder 30 auf, die in Form von Klemmkontakten 3, 4 und Kontaktstiften 5, 6 ausgebildet sind.
Das Temperatursensormodul 10 ist dabei axial zur Hauptausrichtungsachse HA des Flansches 42a ausgerichtet und innerhalb des Flansches 42a angeordnet, wobei das Temperatursensormodul 10, insbesondere die elektrischen Kontaktierungsmittel des Temperatursensormoduls 10 an dem oberen Ende OE aus dem Flansch 42a heraustreten.
Zudem ist gemäß Fig. 1 zu erkennen, dass eine Leiterbrücke 20 zur elektrischen Verbindung des Temperatursensormoduls 10 mit dem Steckverbinder 30 vorgesehen ist, die innerhalb eines Leitungskanals 12 zum Flansch 42a und zum Temperatursensormodul 10 und zum Steckverbinder 30 angeordnet ist.
Die Leiterbrücke 20 ist hierbei über einen axialen Fügeprozess in Form einer Translationsbewegung entlang der Hauptausrichtungsachse HA des Flansches 42a mit dem Temperatursensormodul 10 und dem Steckverbinder 30 verbindbar.
Ferner zeigt Fig. 1 , dass eine Radialdichtung 22 zur Abdichtung der Leiterbrücke 20 und des Steckverbinders 30 und eine Axialdichtung 9 zur Abdichtung der Leiterbrücke 20 und des Temperatursensormoduls 10 nach außen vorgesehen ist, wobei die Radialdichtung 22 zwischen einem Zapfen 19 und einer Ringnut 23 und die Axialdichtung 9 bündig vertieft in einer Körperausnehmung mit Radialspiel 17 angeordnet ist.
Das vorliegend dargestellte Temperatursensormodul 10 ist durch eine geradlinige Bewegung entlang der Hauptausrichtungsachse HA über eine Verbindung der Klemmkontakte 3, 4 mit den Kontaktstiften 5, 6 elektrisch verbindbar, indem die gehäuseaußenseitig verlaufende Leiterbrücke 20 axial entlang der Hauptausrichtungsachse HA in Richtung des Temperatursensors 10a
eine Verschiebung erfährt und dadurch zeitgleich der Steckverbinder 30 über eine weitere Steckverbindung die Klemmkontakte 24, 25 mit den Kontaktstiften 26, 27 kontaktiert.
Durch die runde Aufnahmegeometrie am Steckverbinder 30 und das mit Radialspiel 17 gegenüber der Stufenbohrung 13 versehene Kontaktgehäuse in Kombination mit der Axialdichtung 9 sowie der in Längsrichtung der Leiterbrücke 20 orientierten Steckkontaktierung 2, können Abstands- und Winkeltoleranzen vorliegend besonders einfach ausgeglichen werden.
Das Temperatursensormodul 10 ist hierbei derart ausgebildet, dass das Temperatursensorgehäuse 10a mit dem darin aufgenommenen Temperatursensorelement 10b achsparallel aus dem Tank 40 bis zur tankabgewandten Seite reicht und über eine Steckverbindung 2 eine Leiterbrücke 20 elektrisch kontaktiert. Die Steckverbindung 2 ist vorzugsweise als Klemmkontaktierung vorgesehen, wobei zwei gabelförmige Klemmkontakte 3, 4 so weit herausragen, dass die als Kontaktstifte 5, 6 ausgebildeten Enden der Leiterbahnen 7, 8 bei montierter Leiterbrücke 20 teilweise in die gabelförmigen Öffnungen der Klemmkontakte 3, 4 ragen. Die Öffnungsbreite der gabelförmigen Klemmkontakte 3, 4 ist hierbei kleiner als die Dicke der Kontaktstifte 5, 6, sodass sich nach dem Fügen eine Kontaktkraft ausbildet, welche größer als die Lösekräfte aus dem Betrieb (Beschleunigung, Temperaturdehnung...) ist. Von den Kontaktstiften 5, 6 ausgehend verlaufen die Leiterbahnen 7, 8 der Leiterbrücke 20, vor einem Aufprall geschützt, in einem Leitungskanal 12 bis zu dem Steckverbinder 30, welcher vorzugsweise mit einer Magnetgruppe fest verbunden ist. Die gabelförmigen Klemmkontakte 3, 4, 24, 25 können wahlweise an der Leiterbrücke 20 als auch am T-Sensor 10 oder Steckverbinder 30 ausgebildet werden.
Das temperatursensormodulseitige Ende der Leiterbrücke 20 weist einen axial orientierten gestuften Zapfen 14 mit kreisförmigem Querschnitt auf, welcher die vorliegend als Lippendichtung ausgebildete Axialdichtung 9 aufnimmt. Die axiale Dichtung 9 ermöglicht die Ausübung einer axialen Vorspannung zwischen einer am Zapfen 14 ausgebildeten Planfläche 15 mit einer die Steckverbindung 2 und den Zapfen 14 aufnehmenden Stufenbohrung 13 am Ende einer Planfläche 16.
Der Zapfen 14 und die Axialdichtung 9 weisen in der Stufenbohrung 13 zudem ein größeres Spiel in Querrichtung zur Bohrungsachse auf, wodurch Positionsfehler, insbesondere durch vergrößerte Fertigungstoleranzen mittels eines Versatzes ausgleichbar sind. Ausgehend vom Zapfen 14 sind außerhalb der Dichtung 9 zudem diametral angeordnete Niederhaltungen in Form von Schraubverbindungen 18 angeordnet, die in Achsrichtung ausgerichtet sind und eine große Dicht- und Haltekraft aufbringen.
Am steckverbinderseitigen Ende der Leiterbrücke 20 ist der axial orientierte kreiszylindrische Zapfen 19 angeordnet, welcher mit kleinem Spiel in einer zylindrischen Bohrung 21 aufgenommen ist. Die zylindrische Bohrung 21 ist gleichzeitig als Dichtfläche für die Radialdichtung 22 ausgebildet, die vorliegend in Form eines O-Rings gebildet ist. Die Radialdichtung 22 ist dabei in der Ringnut 23 des Zapfens 19 angeordnet und dichtet die Leiterbrücke 20 und den Steckverbinder 30 gegenüber der Umgebung ab.
An dem stirnseitigen Ende des Zapfens 21 ragen zudem die elektrischen Kontaktierungsmittel in Form von Klemmkontakten 24, 25 hervor, welche eine elektrische Kontaktierung zu den, an der Aufnahmebohrung 21 hervorragenden Kontaktfahnen 26, 27, herstellen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittansicht durch die elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensormodul 10 und dem Steckverbinder 30 des erfindungsgemäßen Hj-Tankventils 1 in Form einer Leiterbrücke 20 mit Leiterbahnen 7, 8, die an ihren Enden über elektrische Kontaktierungsmittel in Form von Klemmkontakten 3, 4 bzw. 24, 25 mit dem Temperatursensormodul 10 und dem Steckverbinder 30 verbunden sind. Es versteht sich, dass die vorliegend geradlinig und parallel zueinander verlaufenden Leiterbahnen 7, 8 auch andersartig, bspw. gewinkelt zueinander verlaufend ausgebildet sein können.
Aus Fig. 2 ist insbesondere erkennbar, dass durch die erfindungsgemäße Kombination einer runden Aufnahmegeometrie am Steckverbinder 30, den mit Radialspiel 17 versehenen Klemmkontakten 3, 4 sowie der Leiterbrücke 20, große Abstands- und Winkeltoleranzen aufgefangen werden können.
Zudem sind gemäß Fig. 2 die diametral angeordneten Niederhaltungen in Form von Schraubverbindungen 18 zu erkennen, die in Achsrichtung des Flansches 42a bzw. des Temperatursensormoduls 10 ausgerichtet sind und eine große Dicht- und Haltekraft ermöglichen.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer vergrößerten Schnittansicht. Wie gemäß dieser Ansicht zu erkennen ist, kann eine O-Ringnut durch einen gestuften Zapfen 19 und eine Stufenbohrung 21 gebildet werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere vergrößerte schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht.
Wie gemäß dieser Ansicht zu erkennen ist, kann bei einer Einbaulage der Hauptausrichtungsachse HA entgegen der Schwerkraftrichtung, im Rahmen einer vorteilhaften Untervariante, eine Wasseransammlung vor der Rdialdichtung 22 und dadurch eine Krafteinwirkung durch gefrierendes Wasser vermieden werden. Auf diese Weise liegt eine (Umwelt-)Öffnung in Schwerkraftrichtung zum Dichtungsbereich, sodass kein Wasser vor der Dichtung 22 liegen kann.
Claims
Ansprüche Fh-Tankventil (1) zur Anordnung an einem Hj-Tank (40) eines H2- betriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend:
- zumindest einen Flansch (42a) zur Verbindung des Fh-Tankventils (1) mit dem
Innenraum des Fh-Tanks (40),
- einen zumindest teilweise innerhalb des zumindest einen Flansches
(42a angeordnetes Temperatursensormodul (10) zur Erfassung einer aktuellen Temperatur innerhalb des Fh-Tanks (40) bei einer Verbindung des Flansches (42a) mit dem Fh-Tank (40),
- einen elektrisch mit dem Temperatursensormodul (10) verbindbaren Steckverbinder (30) zur Strom- und Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (30) seitlich an der Außenseite des zumindest einen Flansches (42a) angeordnet ist
2. Fh-Tankventil (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (30) in Form einer einteiligen Steckermagnetgruppe ausgebildet ist
3. Fh-Tankventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (30) elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul (10) aufweist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel vorzugsweise in Form von Klemmkontakten (24, 25) und/oder Kontaktfahnen (26, 27) ausgebildet sind.
Fh-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (30) axial zur Hauptausrichtungsachse (HA) des Flansches (42a) ausgerichtet und außerhalb des Flansches (42a) angeordnet ist, wobei insbesondere die elektrischen Kontaktierungsmittel des Steckverbinders (30) an einem oberen Ende (OE) aus dem Steckverbinder (30) heraustreten. Hj-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensormodul (10) einen innerhalb eines Gehäuses (10a) angeordneten Temperatursensor (10b) sowie elektrische Kontaktierungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Steckverbinder (30) aufweist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel vorzugsweise in Form von Klemmkontakten (3, 4) und/oder Kontaktfahnen (5, 6) ausgebildet sind. Hj-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensormodul (10) axial zur Hauptausrichtungsachse (HA) des Flansches (42a) ausgerichtet und innerhalb des Flansches (42a) angeordnet ist, wobei das Temperatursensormodul (10) vorzugsweise an einem oberen Ende (OE) aus dem Flansch (42a) heraustritt, wobei insbesondere die elektrischen Kontaktierungsmittel des Temperatursensormoduls (10) an dem oberen Ende (OE) aus dem Flansch (42a) heraustreten. Hj-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiterbrücke (20) zur elektrischen Verbindung des Temperatursensormoduls (10) mit dem Steckverbinder (30) vorgesehen ist,
wobei die Leiterbrücke (20) vorzugsweise innerhalb eines Leitungskanals (12) angeordnet ist Fh-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbrücke (20) derart ausgebildet und zwischen dem Temperatursensormodul (10) und dem Steckverbinder (30) angeordnet ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensormodul (10) und dem Steckverbinder (30) mittels der Leiterbrücke (20) über einen axialen Fügeprozess herstellbar ist, wobei der axiale Fügeprozess vorzugsweise in Form einer Translationsbewegung entlang der Hauptausrichtungsachse (HA) des Flansches (42a) ausgebildet ist. Hj-Tankventil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbrücke (20) derart ausgebildet und zwischen dem Temperatursensormodul (10) und dem Steckverbinder (30) angeordnet ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensormodul (10) und dem Steckverbinder (30) mittels der Leiterbrücke (20) über die Ausbildung von Klemmkontakten herstellbar ist, wobei vorzugsweise zumindest zwei Klemmkontakte herstellbar sind, insbesondere zumindest zwei temperatursensormodulseitige und zwei steckverbinderseitige Klemmkontakte herstellbar sind. Hj-Tankventil (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radialdichtung (22) zur Abdichtung der Leiterbrücke (20) gegenüber dem Steckverbinder (30) und/oder eine Axialdichtung (9) zur Abdichtung der Leiterbrücke (20) gegenüber dem Temperatursensormodul (10) vorgesehen ist, wobei die Radialdichtung (22) vorzugsweise zwischen einem Zapfen (19) und einer Ringnut (23) und/oder die Axialdichtung (9) bündig vertieft in einer Körperausnehmung mit Radialspiel (17) angeordnet ist.
11 . Fh-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schraubverbindungen (18) zur Abdichtung des Temperatursensormoduls (10) an dem Fh-Tank (40) vorgesehen sind, wobei die Schraubverbindungen (18) vorzugsweise diametral in Bezug auf die elektrischen Kontaktierungsmittel des Temperatursensormoduls (10) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Leiterbrücke (20) und/oder diametral in Bezug auf Verbindungsbereiche der Leiterbrücke (20) zur elektrischen Verbindung mit dem Temperatursensormodul (10) angeordnet sind.
12. System, umfassend einen Hj-Tank (40) eines Hj-betriebenen
Kraftfahrzeugs sowie ein Hj-Tankventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022213601.2A DE102022213601A1 (de) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | H2-Tankventil zur Anordnung an einem H2-Tank eines H2-betriebenen Kraftfahrzeugs |
| PCT/EP2023/082516 WO2024125977A1 (de) | 2022-12-14 | 2023-11-21 | H2-tankventil zur anordnung an einem h2-tank eines h2-betriebenen kraftfahrzeugs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP4634564A1 true EP4634564A1 (de) | 2025-10-22 |
Family
ID=88969661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP23813305.2A Pending EP4634564A1 (de) | 2022-12-14 | 2023-11-21 | H2-tankventil zur anordnung an einem h2-tank eines h2-betriebenen kraftfahrzeugs |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4634564A1 (de) |
| JP (1) | JP2026500922A (de) |
| KR (1) | KR20250122504A (de) |
| CN (1) | CN120380284A (de) |
| DE (1) | DE102022213601A1 (de) |
| WO (1) | WO2024125977A1 (de) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452099B1 (en) * | 2001-02-08 | 2002-09-17 | Dynetek Industries Ltd. | Electric signal pass through arrangement |
| US6575194B2 (en) * | 2001-02-10 | 2003-06-10 | Dynetek Industries Ltd. | Electrical signal pass through arrangement |
| US7731051B2 (en) * | 2005-07-13 | 2010-06-08 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Hydrogen pressure tank including an inner liner with an outer annular flange |
| JP5703936B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2015-04-22 | 株式会社ジェイテクト | 弁装置 |
| DE202015008918U1 (de) | 2015-11-24 | 2016-02-19 | Daimler Ag | Elektrische Anschlusseinrichtung |
| DE102015015243A1 (de) | 2015-11-24 | 2017-05-24 | Daimler Ag | Elektrische Anschlusseinrichtung |
| DE102017011722A1 (de) * | 2017-12-18 | 2019-06-19 | Daimler Ag | Vorrichtung zur Erfassung der Gastemperatur in einem Druckgasbehälter |
| LU101271B1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-12-18 | Luxembourg Patent Co | Valve with integrated temperature sensor for compressed gas cylinder |
-
2022
- 2022-12-14 DE DE102022213601.2A patent/DE102022213601A1/de active Pending
-
2023
- 2023-11-21 WO PCT/EP2023/082516 patent/WO2024125977A1/de not_active Ceased
- 2023-11-21 EP EP23813305.2A patent/EP4634564A1/de active Pending
- 2023-11-21 CN CN202380085404.2A patent/CN120380284A/zh active Pending
- 2023-11-21 JP JP2025533699A patent/JP2026500922A/ja active Pending
- 2023-11-21 KR KR1020257023368A patent/KR20250122504A/ko active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024125977A1 (de) | 2024-06-20 |
| JP2026500922A (ja) | 2026-01-09 |
| KR20250122504A (ko) | 2025-08-13 |
| DE102022213601A1 (de) | 2024-06-20 |
| CN120380284A (zh) | 2025-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2885844B1 (de) | Elektrisches stecksystem | |
| DE102004032572A1 (de) | Verbindungsanordnung und Kontaktstift | |
| EP3804042A1 (de) | Sicherungssystem für steckverbinder | |
| DE102013213336A1 (de) | Elektrischer steckverbinder und steckverbindersystem für ein elektro- oder hybridfahrzeug | |
| DE102018113365A1 (de) | Modulares Steckverbindersystem | |
| EP1901402A1 (de) | Solarsteckverbinder mit verbesserten Rastmitteln | |
| DE102016125029B4 (de) | Kontakteinrichtung und Kontaktsystem | |
| DE102011088992A1 (de) | Verteilerblock für einen Brennstoffzellenstapel | |
| WO2017060034A1 (de) | Elektronische anordnung, kombination und verfahren zur montage einer elektronischen anordnung | |
| DE102016009910A1 (de) | Batterievorrichtung | |
| DE102007061174B4 (de) | Elektrisches Durchführungsmodul und Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Druckbehälter- oder Sicherheitsbehälterdurchführung | |
| WO2022157077A1 (de) | Pumpenanordnung für ein fahrzeug und kühlmittelsystem für ein fahrzeug mit einer pumpenanordnung | |
| DE102020131327A1 (de) | Elektromotor für eine Stellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zur Montage eines Nockenwellenverstellers | |
| WO2005078330A1 (de) | Prüfbare verbindung | |
| WO2024125977A1 (de) | H2-tankventil zur anordnung an einem h2-tank eines h2-betriebenen kraftfahrzeugs | |
| EP3446373B1 (de) | Steckkontaktset und verfahren zum prüfen einer verrastung des steckkontaktsets | |
| EP1760844B1 (de) | Stecker oder Kuppler einer Steckverbindung für die Anwendung im Fahrzeugbereich mit einer Kurzschlussbrücke | |
| EP3991252A1 (de) | Steckverbinder | |
| EP3288121A1 (de) | Komplett abgedichteter steckverbinder mit verbesserten haltekräften | |
| EP2467904B1 (de) | Kontaktelement | |
| DE102024200506B3 (de) | Steckverbinderanordnung und Steckverbindersystem | |
| EP3957885B1 (de) | Elektrisch betätigtes ventil | |
| DE102019128949A1 (de) | Steckverbindung für Medienleitungen mit passiver elektrischer Absicherung | |
| EP4017769B1 (de) | Wischervorrichtung und scheibenwischersystem mit zumindest einer wischervorrichtung | |
| DE102020124833A1 (de) | Kopplungselement für eine Hochvoltbatterie, Hochvoltbatterie und Kraftfahrzeug |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 20250714 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
| DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
| DAX | Request for extension of the european patent (deleted) |