WO2017080724A1 - Druckbehälter mit einer domkappe und verfahren zur herstellung eines druckbehälters - Google Patents

Druckbehälter mit einer domkappe und verfahren zur herstellung eines druckbehälters Download PDF

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WO2017080724A1
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reinforced layer
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Timo Christ
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a pressure vessel with a dome cap and a method of manufacturing a pressure vessel.
  • Pressure vessels expand depending on factors such as the internal pressure p or the temperature T of the pressure vessel. For this reason, pressure vessels are connected to the body of a motor vehicle after the fixed bearing floating bearing principle. Such a construction requires a relatively large amount of space. It is also incapable of transmitting forces and moments from one end of a pressure vessel to another end of the pressure vessel. Thus, they contribute not or only to a small extent to the rigidity of the body.
  • DE 1993551 6A1 a bottle for pressurized gases with a Garrungsringflansch at the respective ends of the bottle is known. Furthermore, DE 10 2010 053874 A1 discloses a mounting system for a pressure vessel with two safety caps.
  • a pressure vessel for storing fuel for a motor vehicle.
  • a pressure vessel may be, for example, a cryogenic pressure vessel or a high-pressure gas vessel.
  • High-pressure gas containers are formed, essentially at
  • Ambient temperatures fuel e.g., hydrogen
  • Operating pressure also called maximum operating pressure or MOP
  • MOP maximum operating pressure
  • High-pressure gas containers are defined, for example, in the EN 13445 standard.
  • Type-III and Type-IV pressure vessels have, for example, an inner liner of aluminum or of plastic and a fiber-reinforced layer. Also, linerless pressure vessel may be provided.
  • a cryogenic pressure vessel may be fuel in the liquid or
  • Aggregate state is a thermodynamic state of a substance that has a higher temperature and a higher pressure than the critical point.
  • a cryogenic pressure vessel is particularly suitable to store the fuel at temperatures well below the operating temperature (meaning the temperature range of the
  • Vehicle environment in which the vehicle is to be operated) of the motor vehicle are, for example at least 50 Kelvin, preferably at least 100 Kelvin or at least 150 Kelvin below the
  • the fuel may be, for example, hydrogen, which is stored at temperatures of about 34 K to 360 K in the cryogenic pressure vessel.
  • Such a pressure vessel may for example be integrated centrally in the vehicle tunnel.
  • the pressure vessel for storing fuel in a motor vehicle comprises a liner and a fiber-reinforced layer which at least partially surrounds the liner.
  • Fiber-reinforced plastics for example carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) and glass-fiber reinforced plastics (GRP)
  • CFRP carbon fiber-reinforced plastics
  • GRP glass-fiber reinforced plastics
  • Pressure vessel acts reinforcing by fibers embedded in a plastic matrix.
  • An FRP comprises fibers and matrix material that
  • the fiber reinforced layer is i.d.R. a layer having cross and circumferential layers. You manage i.d.R. the entire resulting from the internal pressure
  • the technology disclosed herein also relates to a liner for a pressure vessel for storing fuel.
  • the liner may be made of a metal, a metal alloy or a plastic.
  • a liner made of aluminum or of an aluminum alloy is expedient.
  • the fuel is stored in the liner and the liner is usually responsible for the tightness of the pressure vessel. For example, if hydrogen is stored, the liner is usually formed, a
  • the liner also serves as a wrap and / or braid core.
  • a metallic design can be designed both load-bearing, and, as a polymer-üner, not load-bearing.
  • the liner contour is chosen to be as thin as possible, since the strength of the fiber composite is much higher and thus a thinner overall wall thickness can be achieved.
  • the max. Wall thickness of the liner less than 20 mm, preferably less than 10 mm or 5 mm.
  • the liner i.d.R. an elongated shape with domed polar caps on.
  • the pole caps and the cylindrical jacket region M arranged therebetween are in particular advantageously integrally formed. In at least one of the pole caps of the liner, an opening is provided.
  • a nozzle also called port, provided.
  • the port is i.d.R. made of a steel or aluminum alloy.
  • the port is advantageously at least partially covered by the fiber reinforced layer.
  • the port may serve to connect any fuel lines to the pressure vessel.
  • the port can, for example, a
  • Port collar or neck (hereinafter simplifies the term "neck" used), to which a fuel line can be flanged.
  • neck serves as a convenient point for a fuel line.
  • other components for example by a fuel line
  • Female thread to be inserted in the port.
  • a widening ausgestalteter connection portion which advantageously at least partially the same contour as the polar cap of the liner.
  • this connection portion rests on the liner.
  • the technology disclosed herein further includes at least one dome cap at least partially covering one end of the liner.
  • a domed dome cap at least partially covers a dome of the liner.
  • the dome cap can be made of a metal, of a (fiber-reinforced) plastic or of a metal alloy.
  • the dome cap expediently has a cap opening, through which a port or a blind boss of the pressure vessel can be brought out.
  • the dome cap can extend from the neck to the transition region Ü from the dome to the cylindrical region of the pressure vessel.
  • Transition region Ü can be the region in which the liner already has at least 80%, preferably at least 90%, of the mean diameter which the liner has in the (essentially) cylindrical jacket region M.
  • the dome cap may be formed, for example, as a solid material, e.g. a curved plate or a curved plate.
  • the dome cap may have recesses.
  • the recesses provided in the dome cap can be designed so that a truss structure is formed.
  • a wire structure e.g., wire mesh
  • a grid structure forms the domed surface of the dome cap from which the connecting pins extend.
  • the framework could be realized differently than by punching.
  • the truss and / or the wire or grid structure for example, on metallic material and / or on
  • the wires, grids and / or fibers are advantageously oriented in such a way that they transmit forces and / or moments between the connecting pins and the bolt (see below) act on the principle of tensile or compressive rods.
  • the dome cap itself comprises at least one laminate layer of a fiber-reinforced plastic.
  • the fibers of at least one (in particular unidirectional) layer of the laminate layer are arranged in the circumferential direction (hoop layers). Other layers of the laminate layer may be oriented differently. Such oriented in the circumferential direction U layers can be difficult to realize when wrapping or braiding the pressure vessel to the pole caps.
  • a laminate layer designed in this way can be produced relatively inexpensively beforehand separately from the pressure vessel.
  • the laminate layer can transmit the forces and / or moments between the connecting pins and bolts and, on the other hand, also support the fiber-reinforced layer in the pole regions with respect to the forces resulting from the internal pressure of the container.
  • connecting pins stand or protrude from the dome cap
  • a dome cap can have at least 2, preferably at least 4 connecting pins.
  • the connecting pins can be designed and arranged such that reinforcing fibers of the fiber-reinforced layer can run between two adjacent connecting pins.
  • the dome cap can easily wrap or braid.
  • the forces and moments transmitted by the vehicle body can be better introduced into the fiber-reinforced layer. Voltage peaks are reduced.
  • the connecting pins can be firmly attached to the dome cap, for example by welding, gluing soldering and / or overmoulding. Further preferably, the connecting pins and the dome cap can be produced simultaneously by a primary manufacturing process. At the foot of at least one connecting pin (preferably from each load-bearing connecting pin) can a
  • Pad reinforcement may be provided, which may be cohesively connected to the dome cap.
  • it is a material thickening in the region of the connecting pins, which form the transition to the dome cap.
  • the support reinforcements are shaped such that forces acting on the connecting pins can be introduced well into the liner and / or into the fiber-reinforced layer.
  • the support reinforcement widens towards the surface of the dome cap.
  • the connecting pin thus has a smaller thickness at its free end than at its foot, which is connected to the dome cap.
  • At least one connecting pin is designed to transmit external loads from a vehicle body of the motor vehicle into the liner and / or into the fiber-reinforced layer of the pressure vessel.
  • at least a portion of at least one connecting pin is coupled directly or indirectly to the body, so that forces can be transmitted.
  • the connecting pin for this purpose an indoor and / or
  • a locking mechanism may be provided for coupling the at least one connecting pin, as in the German going back to the Applicant
  • Patent application with the application number DE 10 2015 206825.0 is disclosed.
  • the technology disclosed here further relates to a motor vehicle
  • the connecting pins of the pressure vessel may advantageously be provided with body attachment elements (e.g., the aforementioned
  • the pressure vessel (in particular the at least one dome cap, the liner and the fiber-reinforced layer) may be configured to transmit forces and / or moments that are greater in magnitude, e.g. at least by a factor of 2.5, 4, 8, 10, 20, or 100, as the forces and / or moments resulting from the mass of the pressure vessel and the fuel contained therein during operation (e.g., gravity,
  • a dome cap is provided at each of the two ends of the at least one pressure vessel.
  • the pressure vessel may thus be designed as a load-bearing pressure vessel or as a stiffening element of the body.
  • the dome cap may further comprise bolts which are also of the
  • the bolts do not protrude from the fiber reinforced layer.
  • the bolts can in particular serve to introduce the forces into the fiber-reinforced layer, which were introduced via the connecting pins in the dome cap.
  • the bolts are preferably shorter and / or thinner than the bolts
  • the connecting pins and / or the bolts are preferably arranged such that more reinforcing fibers of the fiber-reinforced layer can be deposited at the end (s) in the circumferential direction U than in one
  • the connecting pins and / or bolts can be designed and arranged such that they function as winding and / or braiding aids by laterally supporting rovings and thus preventing them from slipping off even when, for example, is not geodetic. Preferred are the
  • the bolts and / or the connecting pins are arranged at a distance from the opening of the pressure vessel.
  • Connecting pins at least 30 mm, preferably at least 50 mm or at least 100 mm in the radial direction from the outer circumference of the neck of the pressure vessel to be spaced.
  • bolts can be distributed over the entire surface of the dome.
  • the Connecting pins at least half the outer radius, preferably at least two-thirds of the outer radius of the central longitudinal axis AA be arranged spaced in the radial direction.
  • the outer radius is the average radius that the liner has in the (substantially) cylindrical jacket region M. If the bolts and / or connecting pins are arranged at such a distance, forces and / or moments can be introduced into the pressure vessel particularly well.
  • the connecting pins and / or bolts may also have other cross-sectional geometries (e.g., oval or oblong cross-sectional geometries) in addition to a circular cross-sectional geometry.
  • they are designed and arranged such that fibers of the fiber-reinforced layer can run between adjacent bolts and connecting pins.
  • the dome cap can in particular be integral with a port of the
  • the dome cap itself can serve to connect any fuel lines to the pressure vessel.
  • the dome cap can therefore have, for example, a neck to which a fuel line can be flanged.
  • the dome cap is made of a material
  • the dome cap can at least partially on the liner and / or possibly on the boss directly or indirectly on or rest. Indirect means in this context that at least one intermediate layer between the dome cap and the liner and / or port can be arranged. This can serve, for example, contact corrosion between two
  • an intermediate layer can serve to the dome cap during the braiding and / or winding process fix.
  • a fiber-reinforced layer could also be used.
  • the technology disclosed herein further relates to a method of manufacturing a pressure vessel.
  • the method comprises the steps:
  • dome cap and the liner are implemented as disclosed herein;
  • Layer covers the dome cap at least partially, and wherein the connecting pins of the dome cap project from the fiber reinforced layer.
  • the fiber-reinforced layer or sheathing is usually produced in a winding process and / or in a braiding process. At least in some areas, the thickness of the fiber-reinforced layer is preferably less than the length of at least two connecting pins, so that the
  • Connecting pins in the installation position of the pressure tank to the body can be coupled directly or indirectly.
  • the technology disclosed herein shows a component for introducing mechanical loads into the fiber composite reinforcement of a pressure vessel within the dome areas. It is about a stiff dome-shaped cup or cap with a variety of normal on the convex
  • the connecting pins are made of solid material, which can protrude in their length over the surface of the laminate with an internal and / or external thread.
  • the additional bolts can introduce the load evenly over the entire area of the dome cap into the CFRP reinforcement and can thus reduce the stress peaks at the load introduction points. Too high voltage peaks and thus the risk of material damage can be reduced or avoided.
  • the shell can constructively, for example, as a framework of metallic or
  • the dome cap itself may be formed of a fiber reinforced layer.
  • at least one layer of the reinforcing fibers in the dome cap is oriented in the circumferential direction U.
  • other variants are conceivable, which favor the load transfer via the connecting pins in the laminate.
  • the dome cap can be designed with a fiber orientation between the two extreme cases “circumferential direction” and “ ⁇ 45 °", or also with a multi-layered multiaxial structure.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a pressure vessel
  • Fig. 2 is another cross-sectional view of a pressure vessel
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a dome cap 30.
  • FIG. 4 is a perspective view of a dome cap 130th
  • Fig. 1 shows a partial cross section of a pressure vessel with a liner 1 10 and a fiber reinforced layer 120.
  • the liner 1 10 forms a storage volume I for the fuel.
  • an outlet or opening O is provided for the stored fuel.
  • This opening O and the port 140 are not to be regarded as a connecting pin 132.
  • From the surface 138 (see Fig. 4) of the dome cap 30 are the connecting pins 132 from.
  • the connecting pins 132 may have a support reinforcement at the foot of the connecting pins 132 (not shown).
  • the connecting pins 32 are here formed integrally with the dome cap 130, which partially rests here on the connecting portion 144 from the port 140 and partially rests against the liner 1 10.
  • the dome cap 130 protrudes here into the jacket area M of the pressure vessel or of the liner 10.
  • the dome cap 130 is here entirely covered by the fiber reinforced layer 120. Only the connecting pins 132 protrude from the fiber-reinforced layer 20. The protruding part of the connecting pins 32 is advantageously used for coupling the pressure vessel to the vehicle body.
  • the port 140 has a neck 142, in which here another
  • Connection element 70 is inserted. Adjacent to the connection pins 132, bolts 134 may also be disposed radially spaced from the port. If forces and moments are transmitted to the connecting pins 132 from the body (not shown), these are partially directly into the fiber-reinforced layer initiated. At least in part, the
  • the transmitted from the body forces and moments are thus partially by the connecting pins 132 and bolts 34 each form-fitting and through the surface of the
  • the forces and moments are thus introduced comparatively flat in the fiber-reinforced layer 20. Point-shaped loads are reduced.
  • overall comparatively high forces and moments can be transmitted with a low pressure vessel weight.
  • the structure disclosed here is comparatively simple and thus
  • the dome cap 130 itself also reinforces the pole cap with respect to forces resulting from the container internal pressure. If, for example, a dome cap 130 made of a fiber-reinforced plastic is used, then the fibers in the laminate can advantageously be arranged in the circumferential direction (compare FIG. 4). At the second end P2, a blind boss is provided. The dome cap 130 'lies here predominantly on the liner 110. Otherwise, the dome cap 130 'substantially corresponds to the dome cap 130.
  • Fig. 2. shows a further embodiment of the pressure vessel.
  • the pressure vessel shown here has a dome cap 130, in which the boss or Porti 40 is integrated.
  • the dome cap 30 So also includes the collar portion or neck portion 142 into which the connection element 170 may be inserted.
  • Transition area Ü At the edge provided there, a chamfer is provided, so that the transition to the fiber-reinforced layer is as harmonious as possible (as in Fig. 1).
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a dome cap 30, as may be used in the pressure vessel of FIG. 1, for example.
  • the connecting pins 132 are perpendicular to the outside of the surface 138 of the dome cap 30 from.
  • the dome cap 30 is here from a
  • the dome cap here has a circular base. In the middle of the opening 138 is provided.
  • Fig. 4 shows a perspective view of the dome cap 130, in addition to the circumferential direction is entered.
  • an elongated pressure vessel which has a cylindrical portion M and correspondingly curved ends Pi, P2.
  • the pressure vessel may have an elliptical basic shape.
  • the cylindrical portion M may be bulged. Then the diameter could vary in the cylindrical region M.
  • the pressure vessel could not have a elliptical basic shape.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff. Der Druckbehälter umfasst einen Liner (110) zur Speicherung von Brennstoff; eine faserverstärkte Schicht (120), die den Liner (110) zumindest bereichsweise umgibt; und mindestens eine Domkappe (130, 130'), die ein Ende (P1, P2) des Liners (110) zumindest teilweise abdeckt. Von der Oberfläche (138) der Domkappe (130, 130') stehen Verbindungsstifte (132, 132') ab, wobei die Verbindungsstifte (132, 132') aus der faserverstärkten Schicht (120) vorstehen. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie ein Kraftfahrzeug und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Druckbehälter.

Description

Druckbehälter mit einer Domkappe und Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters
Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Druckbehälter mit einer Domkappe sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters.
Druckbehälter dehnen sich abhängig von Faktoren wie dem Innendruck p oder der Temperatur T des Druckbehälters aus. Aus diesem Grund werden Druckbehälter nach dem Festlager-Loslager-Prinzip an die Karosserie eines Kraftfahrzeuges angebunden. Eine solche Konstruktion benötigt relativ viel Bauraum. Sie ist überdies nicht in der Lage, Kräfte und Momente von einem Ende eines Druckbehälters auf ein anderes Ende des Druckbehälters zu übertragen. Somit tragen sie nicht bzw. nur zu einem geringen Teil zur Steifigkeit der Karosserie bei.
Aus der DE 1993551 6A1 ist eine Flasche für druckbeaufschlagte Gase mit einem Halterungsringflansch an den jeweiligen Enden der Flasche bekannt. Ferner offenbart die DE 10 2010 053874 A1 ein Halterungssystem für einen Druckbehälter mit zwei Sicherungskappen.
Es ist eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, leichtere und kompaktere Wege zur Fahrzeugintegration von einem Druckbehälter bereitzustellen, wobei es sich insbesondere um einen lasttragenden Druckbehälter handeln kann. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff für ein Kraftfahrzeug. Ein solcher Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein.
Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei
Umgebungstemperaturen Brennstoff (z.B. Wasserstoff) dauerhaft bei einem max. Betriebsdruck (auch maximum operating pressure oder MOP genannt) von über ca. 350 barü, ferner bevorzugt von über ca. 500 barü und besonders bevorzugt von über ca. 700 barü zu speichern.
Hochdruckgasbehälter sind beispielsweise in der Richtlinie EN 13445 definiert. Typ-Ill bzw. Typ-IV Druckbehälter haben beispielsweise einen Innenliner aus Aluminium bzw. aus Kunststoff und eine faserverstärkte Schicht. Auch können linerlose Druckbehälter vorgesehen sein.
Ein kryogener Druckbehälter kann Brennstoff im flüssigen oder
überkritischen Aggregatszustand speichern. Als überkritischer
Aggregatszustand wird ein thermodynamischer Zustand eines Stoffes bezeichnet, der eine höhere Temperatur und einen höheren Druck als der kritische Punkt aufweist. Ein kryogener Druckbehälter ist insbesondere geeignet, den Brennstoff bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur (gemeint ist der Temperaturbereich der
Fahrzeugumgebung, in dem das Fahrzeug betrieben werden soll) des Kraftfahrzeuges liegen, beispielsweise mind. 50 Kelvin, bevorzugt mindestens 100 Kelvin bzw. mindestens 150 Kelvin unterhalb der
Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges (i.d.R. ca. -40°C bis ca. +85°C). Der Brennstoff kann beispielsweise Wasserstoff sein, der bei Temperaturen von ca. 34 K bis 360 K im kryogenen Druckbehälter gespeichert wird. Um einen Druckbehälter mit möglichst günstiger Spannungsverteilung zu erhalten und hinsichtlich der Fahrzeugintegration günstig ist ein länglicher Druckbehälter mit gewölbten (bevorzugt halbelliptischförmigen) Polkappen an beiden seitlichen Enden, auch Dome genannt. Ein solcher Druckbehälter kann beispielsweise mittig im Fahrzeugtunnel integriert sein.
Der hier offenbarte Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug umfasst einen Liner und eine faserverstärkte Schicht, die zumindest bereichsweise den Liner umgibt. Als faserverstärkte Schicht bzw. Ummantelung oder Armierung (nachstehend wird meistens der Begriff „faserverstärkte Schicht" verwendet) kommen faserverstärkte Kunststoffe (FVK) zum Einsatz, bspw. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Die FVK-Struktur eines
Druckbehälters wirkt verstärkend durch Fasern, die in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind. Ein FVK umfasst Fasern und Matrixmaterial, die
belastungsorientiert kombiniert sein sollte, damit sich die gewünschten mechanischen und chemischen Eigenschaften ergeben. Die faserverstärkte Schicht ist i.d.R. eine Schicht, die Kreuz- und Umfangslagen aufweist. Sie bewältigen i.d.R. die gesamten aus dem Innendruck resultierenden
Spannungen. Um axiale Spannungen zu kompensieren, werden über die gesamte Lineroberfläche Kreuzlagen gewickelt bzw. geflochten. In dem zylindrischen Mantelbereich M befinden sich die sogenannten
Umfangslagen, die für eine Verstärkung in tangentialer Richtung sorgen. Die Umfangslagen verlaufen in Umfangsrichtung U des Druckbehälters. Die Umfangslagen sind in einem 90° Winkel zur Druckbehälterlängsachse A-A orientiert. Die hier offenbarte Technologie betrifft ebenfalls einen Liner für einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff. Der Liner kann aus einem Metall, aus einer Metalllegierung oder aus einem Kunststoff hergestellt sein. Zweckmäßig ist beispielsweise ein Liner aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Im Liner wird der Brennstoff gespeichert und der Liner ist i.d.R. für die Dichtheit des Druckbehälters zuständig. Falls beispielsweise Wasserstoff gespeichert wird, ist der Liner i.d.R. ausgebildet, eine
Wasserstoffpermeation zu vermeiden. I.d.R. dient der Liner zudem als Wickel- und/oder Flechtkern. Eine metallische Ausführung kann sowohl lasttragend, als auch, wie ein Polymer-üner, nicht lasttragend ausgelegt sein. Üblicherweise wird die Linerkontur so dünn wie möglich gewählt, da die Festigkeit des Faserverbunds wesentlich höher ist und somit eine dünnere Gesamtwandstärke erreicht werden kann. Beispielsweise kann die max. Wandstärke des Liners weniger als 20 mm, bevorzugt weniger als 10 mm oder 5 mm betragen. Wie der Druckbehälter weist auch der Liner i.d.R. eine längliche Form mit gewölbten Polkappen auf. Die Polkappen und der dazwischen angeordnete zylindrische Mantelbereich M sind insbesondere vorteilhaft einstückig geformt. In mindestens einer der Polkappen des Liners ist eine Öffnung vorgesehen.
An der Öffnung des Liners ist ein Stutzen, auch Port genannt, vorgesehen. Der Port ist i.d.R. aus einer Stahl- oder Aluminiumlegierung hergestellt. Der Port wird vorteilhaft zumindest teilweise von der faserverstärkten Schicht abgedeckt. Der Port kann dazu dienen, etwaige Brennstoffleitungen an den Druckbehälter anzuschließen. Der Port kann beispielsweise einen
Portkragen oder Neck (nachstehend wird vereinfachend der Begriff„Neck" verwendet) aufweisen, an den eine Brennstoffleitung angeflanscht werden kann. Hierzu können weitere Bauteile, beispielsweise durch ein
Innengewinde, in den Port eingesetzt werden. An dem dem Neck gegenüberliegenden Ende kann ein sich verbreiternd ausgestalteter Verbindungsabschnitt vorgesehen sein, der vorteilhaft zumindest bereichsweise dieselbe Kontur aufweist wie die Polkappe des Liners.
Bevorzugt liegt dieser Verbindungsabschnitt auf dem Liner auf.
Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner mindestens eine Domkappe, die ein Ende des Liners zumindest teilweise abdeckt. Mit anderen Worten bedeckt eine gewölbte Domkappe zumindest teilweise einen Dom des Liners. Die Domkappe kann aus einem Metall, aus einem (faserverstärkten) Kunststoff oder aus einer Metalllegierung hergestellt sein. Die Domkappe weist zweckmäßig eine Kappenöffnung auf, durch die ein Port oder ein Blindboss des Druckbehälters herausgeführt sein kann. Insbesondere kann sich die Domkappe vom Neck bis zu dem Übergangsbereich Ü vom Dom zum zylindrischen Bereich des Druckbehälters erstrecken. Der
Übergangsbereich Ü kann dabei der Bereich sein, in dem der Liner bereits mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90%, des mittleren Durchmessers aufweist, den der Liner im (im Wesentlichen) zylindrischen Mantelbereich M aufweist. Die Domkappe kann beispielsweise als Vollmaterial ausgebildet sein, z.B. ein gewölbtes Blech bzw. eine gewölbte Platte. Beispielsweise kann die Domkappe Aussparungen aufweisen. Vorteilhaft können die in der Domkappe vorgesehenen Aussparungen so gestaltet sein, dass eine Fachwerkstruktur entsteht. Ferner ist vorstellbar, dass eine Drahtstruktur (z.B. Drahtgeflecht) bzw. eine Gitterstruktur die gewölbte (Ober)fläche der Domkappe ausbildet, von der sich die Verbindungsstifte bzw. Bolzen weg erstrecken. Auch könnte das Fachwerk anders realisiert sein als durch Ausstanzungen. Das Fachwerk und/oder die Draht- bzw. Gitterstruktur können beispielsweise auf metallischem Werkstoff und/oder auf
Faserverbundwerkstoff basieren. Vorteilhaft sind dabei die Drähte, Gitter und/oder Fasern derart orientiert, dass sie bei der Übertragung von Kräften und/oder Momenten zwischen den Verbindungsstiften und den Bolzen (siehe unten) nach dem Prinzip von Zug- oder Druckstäben wirken. Bevorzugt umfasst die Domkappe selbst mindestens eine Laminatschicht aus einem faserverstärkten Kunststoff. Bevorzugt sind die Fasern von zumindest einer (insbesondere unidirektionalen) Lage der Laminatschicht in Umfangsrichtung angeordnet (Hoop-Lagen). Weitere Lagen der Laminatschicht können anders orientiert sein. Solche in Umfangsrichtung U orientierte Lagen lassen sich beim Umwickeln bzw. Umflechten des Druckbehälters an den Polkappen nur schwer realisieren. Eine so gestaltete Laminatschicht kann separat vom Druckbehälter vorher vergleichsweise preiswert hergestellt werden. Die Laminatschicht kann einerseits die Kräfte und/oder Momente zwischen den Verbindungsstiften und Bolzen übertragen und andererseits auch bezüglich den aus den Behälterinnendruck resultierenden Kräften die faserverstärkte Schicht in den Polbereichen unterstützen.
Von der Oberfläche der Domkappe stehen Verbindungsstifte nach außen gerichtet ab. Die Verbindungsstifte stehen bzw. ragen aus der
faserverstärkten Schicht zum Druckbehälteräußeren hin hervor. Eine Domkappe kann mindestens 2, bevorzugt mindestens 4 Verbindungsstifte aufweisen. Insbesondere können die Verbindungsstifte derart ausgebildet und angeordnet sein, dass zwischen zwei benachbarten Verbindungsstiften noch Verstärkungsfasern der faserverstärkten Schicht verlaufen können. Somit lässt sich die Domkappe einfach umwickeln bzw. umflechten. Ferner können die von der Fahrzeugkarosserie übertragenen Kräfte und Momente besser in die faserverstärkte Schicht eingeleitet werden. Spannungsspitzen werden dabei reduziert. Die Verbindungsstifte können stoffschlüssig an der Domkappe befestigt sein, beispielsweise durch Schweißen, Kleben Löten und/oder umspritzen. Ferner bevorzugt können die Verbindungsstifte und die Domkappe durch ein urformendes Herstellungsverfahren gleichzeitig produziert werden. Am Fuß von mindestens einem Verbindungsstift (bevorzugt von jedem lasttragenden Verbindungsstift) kann eine
Auflageverstärkung vorgesehen sein, die mit der Domkappe stoffschlüssig verbunden sein kann. Bevorzugt handelt es sich um eine Materialverdickung in dem Bereich der Verbindungsstifte, die den Übergang zur Domkappe ausbilden. Bevorzugt sind die Auflageverstärkungen derart geformt, dass auf die Verbindungsstifte einwirkende Kräfte gut in den Liner und/oder in die faserverstärkte Schicht eingeleitet werden können. Vorteilhaft verbreitert sich die Auflageverstärkung zur Oberfläche der Domkappe hin. Mithin weist der Verbindungsstift also an seinem freien Ende eine geringere Dicke auf als an seinem Fuß, der mit der Domkappe verbunden ist. Somit lassen sich
Kerbwirkungen im Übergang von den Verbindungsstiften zur Domkappe reduzieren.
Besonders bevorzugt ist zumindest ein Verbindungsstift ausgebildet, externe Lasten von einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges in den Liner und/oder in die faserverstärkte Schicht des Druckbehälters zu übertragen. Bevorzugt ist dazu in der Einbaulage des Druckbehälters zumindest ein Teilbereich von zumindest einem Verbindungsstift mit der Karosserie direkt oder indirekt gekoppelt, so dass Kräfte übertragen werden können.
Beispielsweise kann der Verbindungsstift hierzu ein Innen- und/oder
Außengewinde aufweisen. Ferner bevorzugt kann zur Kopplung des mindestens einen Verbindungsstiftes ein Feststellmechanismus vorgesehen sein, wie er in der auf die Anmelderin zurückgehenden deutschen
Patentanmeldung mit der Anmeldenummer DE 10 2015 206825.0 offenbart ist. Der Feststellmechanismus der DE 10 2015 206825.0 (dort
Bezugszeichen 143, 144; 143', 144') sowie dessen funktionale Anordnung und die Interaktion mit dem Verbindungsstift sowie der Verbindungsstift selbst wird hiermit mittels Verweis mit in diese Patentanmeldung mit aufgenommen. Ebenso wird hiermit die Befestigungsvorrichtung der auf die Anmelderin zurückgehenden deutschen Patentanmeldung DE 102015206826.9 (dort Bezugszeichen 140, 140') mittels Verweis mit in diese Patentanmeldung mit aufgenommen. Mit der hier offenbarten Technologie ist es vorteilhaft möglich, Kräfte und Momente von der Karosserie in den Druckbehälter zu übertragen. Die Gesamtsteifigkeit des Kraftfahrzeuges kann somit kostengünstig, annähernd gewichtsneutral und mit wenig
Bauraumbedarf signifikant gesteigert werden.
Die hier offenbarte Technologie betrifft femer ein Kraftfahrzeug,
insbesondere ein zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem Druckbehälter wie er hier offenbart ist. Die Verbindungsstifte des Druckbehälters können vorteilhaft mit Karosserieanbindungselemente (z.B. der vorgenannte
Feststellmechanismus) des Kraftfahrzeuges derart gekoppelt sein, dass Kräfte und/oder Momente von der Karosserie in den Druckbehälter übertragbar sind. Der Druckbehälter (insbesondere die mindestens eine Domkappe, der Liner und die faserverstärkte Schicht) kann ausgebildet sein, Kräfte und/oder Momente zu übertragen, die vom Betrag her größer sind, z.B. mindestens um den Faktor 2,5, 4, 8, 10, 20 oder 100, als die Kräfte und/oder Momente, die aus der Masse des Druckbehälters und des darin enthaltenen Brennstoffs im Betrieb resultieren (z.B. Gewichtskraft,
Querbeschleunigung, etc.). Bevorzugt ist an den beiden den Enden des mindestens einen Druckbehälters jeweils eine Domkappe vorgesehen. Somit lassen sich vorteilhaft Kräfte an einem ersten Ende Pi des Druckbehälters von der Karosserie in den Druckbehälter einleiten und am zweiten Ende P2 des Druckbehälters wieder in die Karosserie ausleiten. Der Druckbehälter kann also als lasttragender Druckbehälter bzw. als Versteifungselement der Karosserie ausgebildet sein. Die Domkappe kann ferner Bolzen umfassen, die ebenfalls von der
Oberfläche der Domkappe nach außen abstehen. Bevorzugt ragen die Bolzen nicht aus der faserverstärkten Schicht hervor. Die Bolzen können insbesondere dazu dienen, die Kräfte in die faserverstärkte Schicht einzuleiten, die über die Verbindungsstifte in die Domkappe eingeleitet wurden. Die Bolzen sind bevorzugt kürzer und/oder dünner als die
Verbindungsstifte. Somit lassen sich vorteilhaft Gewicht und Materialkosten der Domkappe verringern.
Bevorzugt sind die Verbindungsstifte und/oder die Bolzen derart angeordnet, dass mehr Verstärkungsfasem der faserverstärkten Schicht an dem/den Ende(n) in Umfangsrichtung U abgelegt werden können als bei einer
Ausgestaltung ohne Verbindungsstiften und/oder Bolzen. Mit anderen Worten können die Verbindungsstifte und/oder Bolzen derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sie als Wickel- und/oder Flechthilfen fungieren, indem Rovings lateral gestützt und somit auch bei beispielsweise nicht geodätischer Ablage vor dem Abrutschen bewahrt werden. Bevorzugt sind die
Verbindungsstifte und/oder die Bolzen konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch um die Öffnung des Liners angeordnet.
Besonders bevorzugt sind die Bolzen und/oder die Verbindungsstifte beabstandet von der Öffnung des Druckbehälters angeordnet.
Beispielsweise können die Bolzen und/oder die Verbindungsstifte
mindestens 100 mm, bevorzugt mindestens 150 mm oder mindestens 200 mm von der Mittellängsachse A-A in radialer Richtung beabstandet angeordnet sein. Ferner bevorzugt können die Bolzen und/oder die
Verbindungsstifte mindestens 30 mm, bevorzugt mindestens 50 mm oder mindestens 100 mm in radialer Richtung vom Außenumfang des Neck des Druckbehälters beabstandet angeordnet sein. Beispielsweise können Bolzen über die ganze Fläche des Doms verteilt sein. Bevorzugt können die Verbindungsstifte mindestens um den halben Außenradius, bevorzugt mindestens um zwei Drittel des Außenradius von der Mittellängsachse A-A in radialer Richtung beabstandet angeordnet sein. Der Außenradius ist dabei der mittlere Radius, den der Liner im (im Wesentlichen) zylindrischen Mantelbereich M aufweist. Sind die Bolzen und/oder Verbindungsstifte derart beabstandet angeordnet, so lassen sich besonders gut Kräfte und/oder Momente in den Druckbehälter einleiten.
Die Verbindungsstifte und/oder Bolzen können neben einer kreisrunden Querschnittsgeometrie auch andere Querschnittsgeometrien (z.B. ovale oder längliche Querschnittsgeometrien) aufweisen. Sie sind insbesondere derart ausgebildet und angeordnet, dass zwischen benachbarten Bolzen und Verbindungsstiften Fasern der faserverstärkten Schicht verlaufen können.
Die Domkappe kann insbesondere einstückig mit einem Port des
Druckbehälters ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Domkappe selbst dazu dienen, etwaige Brennstoffleitungen an den Druckbehälter anzuschließen. Die Domkappe kann also beispielsweise einen Neck aufweisen, an den eine Brennstoffleitung angeflanscht werden kann.
Einstückig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Domkappe aus einem Material hergestellt ist
Die Domkappe kann zumindest bereichsweise an dem Liner und/oder ggf. an dem Boss direkt oder indirekt an- bzw. aufliegen. Indirekt meint in diesem Zusammenhang, dass mindestens eine Zwischenschicht zwischen der Domkappe und dem Liner und/oder Port angeordnet sein kann. Diese kann beispielsweise dazu dienen, Kontaktkorrosion zwischen zwei
Metallmaterialien zu verhindern. Auch kann eine Zwischenschicht dazu dienen, die Domkappe während des Flecht- und/oder Wickelprozesses zu fixieren. Als Zwischenschicht könnte ebenfalls eine faserverstärkte Schicht eingesetzte werden.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Bereitstellen eines Liners zur Speicherung von Brennstoff;
- Bereitstellen mindestens einer Domkappe,
wobei die Domkappe und der Liner so ausgeführt sind, wie sie hier offenbart sind; und
- Aufbringen einer faserverstärkten Schicht wobei die faserverstärkte
Schicht die Domkappe zumindest teilweise bedeckt, und wobei die Verbindungsstifte der Domkappe aus der faserverstärkten Schicht vorstehen.
Die faserverstärkte Schicht bzw. Ummantelung wird in der Regel in einem Wickelprozess und/oder in einem Flechtprozess hergestellt. Zumindest bereichsweise ist die Dicke der faserverstärkten Schicht bevorzugt geringer ist als die Länge von mindestens zwei Verbindungsstifte, so dass die
Verbindungsstifte in der Einbaulage des Drucktanks an die Karosserie direkt oder indirekt koppelbar sind.
Die hier offenbarte Technologie zeigt ein Bauteil zur Einleitung mechanischer Lasten in die Faserverbundwerkstoff-Armierung eines Druckbehälters innerhalb der Dombereiche. Sie handelt von einer steifen domförmigen Schale bzw. Domkappe mit einer Vielzahl normal auf der konvexen
Oberfläche angeordneten Bolzen, die das Laminat (= faserverstärkte
Schicht) über seine gesamte Dicke von innen nach außen durchdringen. Einige dieser Bolzen sind als stärkere, konzentrisch zur Polöffnung angeordnete Verbindungsstifte ausgeführt, anhand derer von außen mechanische Last in den Druckbehälter einleitbar sind. Zweckmäßig sind die Verbindungsstifte aus Vollmaterial, die in ihrer Länge über die Oberfläche des Laminats mit einem Innen- und/oder Außengewinde hinausragen können. Somit kann beispielsweise über einen formschlüssigen und verschraubten Aufsatz die Einleitung von Zug-, Druck- und Torsionslasten erfolgen. Die weiteren Bolzen können die Last gleichmäßig über die gesamte Fläche der Domkappe verteilt in die CFK-Armierung einleiten und können somit die Spannungsspitzen an den Lasteinleitungspunkten reduzieren. Zu hohe Spannungsspitzen und damit die Gefahr einer Werkstoffschädigung kann verringert bzw. vermieden werden.
In der Ausführung als reine Domkappe zur Lasteinleitung kann die Schale konstruktiv beispielsweise als Fachwerk aus metallischem oder
Faserverbundwerkstoff entworfen werden. Insbesondere kann die Domkappe selbst aus einer faserverstärkten Schicht gebildet sein. Bevorzugt ist mindestens eine Schicht der Verstärkungsfasern in der Domkappe in Umfangsrichtung U orientiert. Für den vorliegen Fall sind auch weitere Varianten vorstellbar, die die Lasteinleitung über die Verbindungstifte in das Laminat begünstigen. Zur Übertragung der bei Einleitung von Torsionslast auftretenden Schubspannungen, ist ein drapiertes ± 45° -Gelege als
Werkstoff für zumindest einer Lage der Domkappe vorteilhaft. Je nach Anforderung, kann die Domkappe mit einer Faserorientierung zwischen den beiden Extremfällen„Umfangsrichtung" und„±45°" ausgelegt werden, bzw. auch mit einem mehrlagigen multiaxialen Aufbau.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der schematischen Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Druckbehälters;
Fig. 2 eine weitere Querschnittsansicht eines Druckbehälters;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Domkappe 30; und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Domkappe 130.
Die Fig. 1 zeigt einen teilweisen Querschnitt von einem Druckbehälter mit einem Liner 1 10 und einer faserverstärkten Schicht 120. Der Liner 1 10 bildet ein Speichervolumen I für den Brennstoff aus. Am vorderen Ende Pi ist ein Auslass bzw. eine Öffnung O für den gespeicherten Brennstoff vorgesehen. Diese Öffnung O sowie der Port 140 sind nicht als Verbindungsstift 132 anzusehen. Von der Oberfläche 138 (vgl. Fig. 4) der Domkappe 30 stehen die Verbindungsstifte 132 ab. Die Verbindungsstifte 132 können am Fuß der Verbindungsstifte 132 eine Auflageverstärkung aufweisen (nicht dargestellt). Die Verbindungsstifte 32 sind hier einstückig mit der Domkappe 130 ausgebildet, die hier teilweise an dem Verbindungsabschnitt 144 vom Port 140 anliegt und teilweise an dem Liner 1 10 anliegt. Die Domkappe 130 ragt hier in den Mantelbereich M des Druckbehälters bzw. des Liners 1 0 hinein. Die Domkappe 130 ist hier gänzlich von der faserverstärkten Schicht 120 bedeckt. Lediglich die Verbindungsstifte 132 ragen aus der faserverstärkten Schicht 20 hervor. Der herausragende Teil der Verbindungsstifte 32 dient vorteilhaft zur Kopplung des Druckbehälters an die Fahrzeugkarosserie. Der Port 140 weist einen Neck 142 auf, in dem hier ein weiteres
Anschlusselement 70 eingesetzt ist. Benachbart zu den Verbindungsstiften 132 können Bolzen 134 ebenfalls radial beabstandet zum Port angeordnet sein. Werden nun von der Karosserie (nicht gezeigt) Kräfte und Momente auf die Verbindungsstifte 132 übertragen, so werden diese teilweise direkt in die faserverstärkte Schicht eingeleitet. Zumindest teilweise kann der
Domkappenabschnitt zwischen den jeweiligen Verbindungsstiften 132 und Bolzen 134 diese Kräfte und Momente auch auf die Bolzen 134 übertragen. Die Bolzen 134 leiten die Kräfte und/oder Momente dann in die
faserverstärkte Schicht 120 kraftschlüssig ein. Ferner leitet der
Domkappenabschnitt stoffschlüssig einen Teil der Kräfte und Momente in die faserverstärkte Schicht 120 ein. Die von der Karosserie übertragenen Kräfte und Momente werden also teilweise durch die Verbindungsstifte 132 und Bolzen 34 jeweils formschlüssig und durch die Oberfläche des
Domkappenabschnittes stoffschlüssig in die faserverstärkte Schicht 120 eingebracht. Die Kräfte und Momente werden somit vergleichsweise flächig in die faserverstärkte Schicht 20 eingebracht. Punktförmige Lasten werden reduziert. Somit lassen sich insgesamt vergleichsweise hohe Kräfte und Momente bei gleichzeitig geringem Druckbehältergewicht übertragen. Ferner ist der hier offenbarte Aufbau vergleichsweise einfach und somit
kostengünstig herstellbar. Die Domkappe 130 selbst verstärkt die Polkappe zudem bzgl. Kräfte, die aus dem Behälterinnendruck resultieren. Wird beispielsweise eine Domkappe 130 aus einem faserverstärkten Kunststoff eingesetzt, so können die Fasern im Laminat vorteilhaft in Umfangsrichtung angeordnet sein (vgl. Fig. 4). Am zweiten Ende P2 ist ein Blindboss vorgesehen. Die Domkappe 130' liegt hier überwiegend am Liner 110 an. Ansonsten entspricht die Domkappe 130' im Wesentlichen der Domkappe 130.
Die Fig. 2. zeigt eine weitere Ausgestaltung des Druckbehälters.
Nachstehend werden nur die Unterschiede im Vergleich zur
Ausführungsform gemäß der Fig. 1 erläutert. Alle anderen Merkmale sind im Wesentlichen gleich. Der hier gezeigte Druckbehälter weist eine Domkappe 130 auf, in die der Boss bzw. Porti 40 mit integriert ist. Die Domkappe 30 umfasst also auch den Kragenabschnitt bzw. Neck-Abschnitt 142, in den das Anschlusselement 170 eingeführt sein kann. Zum zylindrischen
Manteibereich hin endet hier die Domkappe 30 bereits im
Übergangsbereich Ü. An der dort vorgesehenen Kante ist eine Abschrägung vorgesehen, so dass der Übergang zur faserverstärkten Schicht möglichst harmonisch ist (wie auch in Fig. 1).
In der Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Domkappe 30 gezeigt, wie sie beispielsweise in dem Druckbehälter der Fig. 1 eingesetzt sein kann. Die Verbindungsstifte 132 stehen senkrecht nach außen von der Oberfläche 138 der Domkappe 30 ab. Die Domkappe 30 ist hier aus einem
Aluminiumblech geformt. Es können aber ebenso andere Materialien eingesetzt werden. Die Domkappe weist hier eine kreisrunde Grundfläche auf. In der Mitte ist die Öffnung 138 vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Domkappe 130, in der zusätzlich die Umfangsrichtung eingetragen ist.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein länglicher Druckbehälter gezeigt, der einen zylindrischen Bereich M und entsprechend gewölbten Enden Pi, P2 aufweist. Es sind aber auch andere Druckbehälterformen denkbar und von der hier offenbarten Technologie mit umfasst. Beispielsweise kann der Druckbehälter eine elliptische Grundform aufweisen. Auch kann der zylindrische Bereich M bauchiger ausgestaltet sein. Dann könnte der Durchmesser im zylindrischen Bereich M variieren. Auch könnte der Druckbehäfter nicht
rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste
Liner 110
faserverstärkte Schicht 120
Domkappe 130
Verbindungsstifte 132
Bolzen 134
Kappenöffnung 136
Oberfläche 138
Boss/Port 140
Neck 142
Verbindungsabschnitt 144
Anschlusselement 170
Öffnung 0
Druckbehälterlängsachse A-A
Umfangsrichtung U
Mantelbereich M
Ende, Polkappenbereich Pi, P2
Übergangsbereich Ü

Claims

Patentansprüche
1. Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff, umfassend:
- einen Liner (110) zur Speicherung von Brennstoff;
- eine faserverstärkte Schicht (120), die den Liner (110) zumindest bereichsweise umgibt; und
- mindestens eine Domkappe (130, 130'), die ein Ende (Ρι, P2) des Liners (1 10) zumindest teilweise abdeckt;
wobei von der Oberfläche ( 38) der Domkappe ( 30, 30')
Verbindungsstifte (132, 132') abstehen, wobei die Verbindungsstifte (132, 132') aus der faserverstärkten Schicht (120) vorstehen.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1 , wobei die Domkappe (130, 130') ferner Bolzen (134, 134') umfasst, die ebenfalls von der Oberfläche ( 38) der Domkappe (130, 30') abstehen.
3. Druckbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Domkappe (130, 130') einstückig mit einem Port (140) des
Druckbehälters ausgebildet ist.
4. Druckbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Domkappe (130, 130') mindestens eine Laminatschicht aufweist, wobei Fasern von zumindest einer Lage der Laminatschicht in Umfangsrichtung (U) ausgerichtet sind.
5. Druckbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Domkappe (130, 130') zumindest bereichsweise an dem Liner (110) und/oder an einem Port (140) direkt oder indirekt anliegt.
6. Druckbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindungsstifte (132, 132') und/oder die Bolzen (134, 134') konzentrisch zur Mittellängsachse (A-A) des Druckbehälters angeordnet sind.
7. Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Druckbehälter nach
einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindungsstifte (132, 132') des Druckbehälters mit Karosserieanbindungselementen des Kraftfahrzeuges derart gekoppelt sind, dass Kräfte und/oder Momente von der Karosserie in den Druckbehälter übertragbar sind.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, wobei an den Enden (P-i , P2) des mindestens einen Druckbehälters jeweils eine Domkappe (130, 130') vorgesehen ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters, umfassend die
Schritte:
- Bereitstellen eines Liners ( 0) zur Speicherung von Brennstoff und mindestens einer Domkappe (130, 130'), wobei die
Domkappe (130, 130') ein Ende (Pi. P2) des Liners (110) zumindest teilweise abdeckt; und
- Aufbringen einer faserverstärkten Schicht (120) wobei die
faserverstärkte Schicht (120) die Domkappe (130, 130') zumindest teilweise bedeckt, und wobei Verbindungsstifte (132, 132') der Domkappe (130, 130') aus der faserverstärkten Schicht (120) vorstehen.
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