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Patent Searching and Data


Title:
END PIECE FOR A PRESSURE TANK SYSTEM, AND PRESSURE TANK SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/194320
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an end piece for a pressure system, wherein at least two pressure pipes can be received and/or are axially securable by means of the end piece, and to a pressure system. In the context of the invention, the at least two pressure pipes are connected by means of channels in the interior of the end piece. By using FRP pipes having the same diameter and the same length, the invention thus provides improved utilisation, compared with the prior art, of an installation-space volume of non-circular cross-section provided for pressure accumulators, and weight optimisation.

Inventors:
BREUER ULF (DE)
HAUSMANN JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100135
Publication Date:
September 22, 2022
Filing Date:
February 21, 2022
Export Citation:
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Assignee:
LEIBNIZ INST FUER VERBUNDWERKSTOFFE GMBH (DE)
International Classes:
F17C1/06
Domestic Patent References:
WO2021110707A12021-06-10
WO2021023899A12021-02-11
Foreign References:
ES1240505U2020-02-04
US20030146214A12003-08-07
FR2825974B12003-11-28
US10465848B12019-11-05
US7971740B22011-07-05
EP2650585A12013-10-16
US20180195669A12018-07-12
DE102016208376A12017-11-23
EP3346179A12018-07-11
EP2650585A12013-10-16
DE10206502C12003-08-21
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWALTSKANZLEI VIÈL & WIESKE PARTGMBB (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Endstück (1 ) für ein Drucksystem (2), wobei mindestens zwei Druckrohre (3) durch das Endstück (1) aufnehmbar und/oder axial fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Druckrohre (3) mittels Kanälen (4) im Inneren des Endstücks (1) verbunden sind.

2. Endstück (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (1) ein Anschlussventil (5) aufweist.

3. Endstück (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (4) Sicherheitsventile (11) zum Absperren einzelner oder mehrerer Druckrohre (3) aufweisen.

4. Endstück (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück aus mehreren einzelnen Modulen (12) mit polygonalem, vorzugsweise quadratischem, besonders bevorzugt mit hexagonalem Querschnitt besteht.

5. Endstück (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der einzelnen Module (12) stoffschlüssig mit einem Druckrohr (3) verbindbar ist.

6. Drucksystem (2) mit einer Anzahl von Druckrohren (3) zur Aufnahme eines Gases, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (2) mindestens ein Endstück (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.

7. Drucksystem (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (2) eine Umschäumung der Druckrohre (3) aufweist.

8. Drucksystem (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschäumung Befestigungsmittel umfasst. 9. Drucksystem (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (2) Zuganker (6) zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte aufweist.

10. Drucksystem (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (6) mit den Endstücken (1) verschweißt sind.

11. Drucksystem (2) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (6) an ihren Enden kegelförmig aufgespreizt sind.

12. Drucksystem (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrohre (3) eine Glasfaserverstärkung aufweisen.

13. Drucksystem (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrohre (3) hexagonal angeordnet in die Endstücke (1) eingebracht sind.

14. Drucksystem (2) nach einem der Ansprüche 5bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (2) eine Umfangsumwicklung (8) mit Verstärkungsfasern zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte aufweist.

Description:
BESCHREIBUNG

Endstück für ein Drucktanksystem und Drucktanksystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endstück für ein Drucksystem, wobei mindestens zwei Druckrohre durch das Endstück aufnehmbar und/oder axial fixierbar sind, sowie ein Drucksystem.

Für unterschiedliche Antriebsarten wie beispielsweise Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren oder auch pneumatische Antriebe von Transportmitteln wie beispielsweise Autos, Nutz- oder Luftfahrzeugen ist zur Energiebevorratung die Integration von Druckspeichern beispielsweise für Wasserstoff, Erdgas oder Luft erforderlich. Diese Druckbehälter müssen insbesondere kostengünstig, leicht, temperaturbeständig, langlebig und crashbeständig sein und durch einfache Montage in die Umgebungsstruktur der Transportmittel integriert werden können. Vorteilhaft ist außerdem eine möglichst einfache werkstoffliche Rezyklierfähigkeit. Für Transportmittel, die in großer Stückzahl hergestellt werden müssen, sind Fertigungsverfahren der Druckbehälter mit kurzer Taktzeit vorteilhaft. Für konstruktive Freiheitsgrade, die die ökonomische und ökologische Optimierung von Transportmittelarchitekturen im Hinblick auf das Gesamtsystem ermöglichen, besteht ein Bedarf an Speichersystemen mit unterschiedlichen geometrischen Formen, die von der strukturmechanisch optimalen kugelförmigen oder zylindrischen Behältergeometrie erheblich abweichen können. So können z.B. für Automobile flächige Druckspeicherformen nützlich sein. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die im Automobilbereich kostengünstige Plattform-Strategie vorteilhaft, da dann gleiche oder ähnliche Fahrzeugplattformen sowohl für rein elektrisch betriebene Fahrzeuge (Batteriebevorratung im Fahrzeugboden) als auch für Brennstoffzellen oder mit Wasserstoff-Verbrennungsmotoren betriebene Fahrzeuge genutzt werden können (Druckspeicher-Bevorratung im gleichen Fahrzeugboden). Derzeit kommen jedoch vornehmlich zylindrische Druckbehälter unterschiedlicher Längen und Durchmesser zum Einsatz, die in metallischer Bauweise oder auch in hybriden Bauweisen, z.B. mit einem inneren Liner aus Kunststoff und einer Verstärkung aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) ausgeführt werden. Nicht-zylindrische Druckbehälter kommen für Massenanwendungen im Transportwesen üblicherweise nicht zum Einsatz, weil ihre konstruktive Ausführung aufgrund der hohen werkstofflichen Beanspruchung unverhältnismäßig schwer und teuer wäre.

Bei dem Versuch der Ausnutzung eines für Druckspeicher verfügbaren Bauraums mit nicht kreisförmigem Querschnitt durch mehrere zylindrische Druckbehälter, deren maximaler Durchmesser je nach Anordnung durch die Ränder des verfügbaren Bauraums begrenzt wird, besteht derzeit das Problem, dass zwischen den einzelnen Druckbehältern relativ viel Bauraum ungenutzt bleibt. Zusätzlich besteht das Problem, dass unterschiedliche Druckbehältergrößen gefertigt werden müssen, was die Kosten erhöht. Außerdem müssen die einzelnen Druckbehälter mit zusätzlichen Elementen (wie z.B. Rohre, Schläuche, Ventile) aufwändig an die Druckversorgung des jeweiligen Antriebes angeschlossen werden. Werden für die Druckbehälter in FKV-Bauweise Carbonfasern verwendet, so sind zwar erhebliche Gewichtsvorteile gegenüber metallischen Bauweisen erzielbar, allerdings zu vergleichsweise hohen Kosten.

Aus der DE 102016208 376 A1 ist ein Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Rohr und zwei Böden bekannt. Das Rohr weist eine faserverstärkte Schicht mit Verstärkungsfasern, die in Umfangsrichtung des Rohres orientiert sind, auf. An den Enden des Rohres ist jeweils ein Boden angeordnet. Mindestens zwei Zugstücke erstrecken sich von einem Boden zum zweiten Boden. Die Zugstäbe sind ausgebildet, durch den Innendruck des Druckbehälters verursachte Axialkräfte in Richtung der Druckbehälterlängsachse des Druckbehälters aufzunehmen. Nachteilig müssen die Druckbehälter mit zusätzlichen Elementen, wie beispielsweise Schläuche oder Ventile, miteinander oder dem jeweiligen Antrieb verbunden werden.

Aus der EP 3346 179 A1 ist ein Hochdruckbehälter umfassend eine Vielzahl von Gehäuseteilen, die nebeneinander angeordnet sind, bekannt, wobei jedes der Gehäuseteile eine zylindrische Form und an mindestens einem seiner axial gegenüberliegenden Endabschnitte eine Öffnung aufweist. Der Hochdruckbehälter umfasst auch eine Kappe, der so konfiguriert ist, dass sie die Öffnungen der Gehäuseteile als eine Einheit verschließt, und einen Verbindungskanal, der innerhalb der Kappe vorgesehen ist, um Innenräume der Gehäuseteile miteinander zu verbinden.

Die EP 2650 585 A1 beschreibt eine Druckspeicheranordnung mit mindestens zwei Druckspeichern, wobei die mindestens zwei Druckspeicher über eine Verbindungsvorrichtung miteinander fluidleitend verbunden sind, wobei die mindestens zwei Druckspeicher jeweils an einem ersten und an einem zweiten Verbindungsabschnitt mit der Verbindungsvorrichtung fluidleitend verbunden sind.

Aus der WO 2021/023899 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die im Wesentlichen aus gepackten Bündeln paralleler Rohre besteht, die als Druckbehälter dienen. Beide Enden jedes Rohrs sind hermetisch mit Kollektoren verbunden, die sich in der Nähe der Rohrenden befinden.

Aus der DE 102 06502 C1 ist ein Druckgastanksystem mit mindestens zwei im Wesentlichen gleichartigen Gasbehältern, wobei die Gasbehälter ein Bodenteil und ein Entnahmeteil und den Entnahmeteilen zugeordnete Öffnungen aufweisen. Den Entnahmeteilen ist ein Absperrventil zugeordnet, wobei die Entnahmeteile mit ihren Öffnungen in eine die Entnahmeteile miteinander verbindende Verbindungsschiene hineinragen. Die Öffnungen stehen mit einem in der Verbindungsschiene verlaufenden Gaskanal in Verbindung, wobei der Verbindungsschiene ein Absperrventil an einem Gaskanalausgang zugeordnet ist und dieses das allen Gasbehältern gemeinsame Absperrventil bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Drucksysteme zu optimieren. Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, den für Druckspeicher in Transportmitteln verfügbaren Bauraum mit beliebigem Querschnitt mithilfe einer kostengünstigen, leichten, temperaturbeständigen, in kurzer Taktzeit fertigbaren, einfach zu montierenden, langlebigen und crashbeständigen Faser-Kunststoff-Verbund (FKV)-Bauweise möglichst gut auszunutzen.

Die Aufgabe wird bei einem Endstück für ein Drucksystem, wobei mindestens zwei Druckrohre durch das Endstück aufnehmbar und/oder axial fixierbar sind, dadurch gelöst, dass die mindestens zwei Druckrohre mittels Kanälen im Inneren des Endstücks verbunden sind.

An ihren axialen Enden werden die Rohre durch Endstücke aufgenommen und fixiert. Die Endstücke bestehen beispielsweise aus diskontinuierlich faserverstärktem Thermoplast, wahlweise aus kurzfaserverstärktem Spritzguss oder aus langfaserverstärkten Formpressteilen, wahlweise auch mithilfe tapegelegter Einleger bzw. Aufleger lokal endlosfaserverstärkt. Alternativ können die Endstücke auch aus Metall bestehen. Die Endstücke verfügen über Bohrungen, in die die dünnen Rohre passgenau eingesteckt werden können. Alternativ verfügen die Endstücke über integrierte Anschlüsse, auf die die Rohre passgenau aufgesteckt werden. In einer anderen Ausführungsform verfügen die Endstücke über integrierte Zapfen, auf die die Rohre passgenau aufgesteckt, verschweißt und/oder verklebt werden können. Vorteilhaft sind die Zapfen dergestalt, dass sie unter Innendruck ausreichend nachgeben können und sich an den Rohren anlegen, um eine zusätzliche Dichtwirkung zu erzielen. Im Inneren mindestens eines der Endstücke befinden sich Kavitäten bzw. Kanäle, beispielsweise durch einen entsprechenden Spritzguss- oder einen alternativen Fertigungsprozess oder durch nachträglich eingebrachte Bohrungen, die für einen Druckausgleich der Rohre sorgen können.

Die Endstücke können beispielsweise einzeln bzw. in größerer Stückzahl gemeinsam, jedoch vereinzelbar im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Eine vorteilhafte Ausführung der Endstücke ist auch durch additive Fertigungsverfahren möglich, sowohl mit Kunststoff als auch mit Metall, weil dadurch große geometrische Freiheitsgrade insbesondere auch bezüglich der inneren Kanäle ermöglicht werden können. Sie können aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, der vorzugsweise mit Verstärkungsfasern gefüllt ist.

Die Verbindung zwischen den Endstücken und den Druckrohren erfolgt durch Aufstecken, Kleben oder Verschweißen. Alternativ können die Endstücke auch direkt auf die Enden der Druckrohre aufgespritzt werden. Eine druckdichte Verbindung der Druckrohre mit den Endstücken kann z.B. über O-Ringe oder, insbesondere im Fall von (verstärkten) thermoplastischen Kunststoffausführungen der Endstücke, auch über stoffschlüssige Verbindungen wie Verschweißungen gewährleistet werden. Vorteilhaft können durch die Endstücke zusätzliche Schläuche zur Verbindung der Druckrohre eingespart werden.

Dabei ist zweckmäßig, dass das Endstück ein Anschlussventil aufweist.

In dem Endstück kann außerdem ein Anschlussventil für die Befüllung und Entladung des Tanks integriert werden, dies kann metallisch ausgeführt werden. Das Anschlussventil ist dabei über die Kanäle mit den Druckrohren verbunden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Kanäle Sicherheitsventile zum Absperren einzelner oder mehrerer Druckrohre aufweisen.

Ein weiterer Vorteil der Bauweise ergibt sich aus den zahlreichen diskreten Einzelvolumina der Rohre. In das Endstück können mit dem Spritzguss- oder Fließpress-Prozess während seiner Herstellung oder auch nachträglich Sicherheitsventile in die Verbindungskanäle integriert werden, die bei Überschreitung eines definierten kritischen Volumenstromes absperren. Alternativ ist die Integration solcher Ventile auch an den Enden der Druckrohre möglich. Dadurch kann erreicht werden, dass im Falle einer Undichtigkeit eines oder mehrerer Rohre die intakten Rohre abgeschottet werden das darin befindliche Medium nicht entweicht und die Funktionsfähigkeit des Drucksystems insgesamt aufrechterhalten wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Endstück aus mehreren einzelnen Modulen mit polygonalem, vorzugsweise quadratischem, besonders bevorzugt mit hexagonalem Querschnitt besteht.

Diese Ausgestaltung ermöglicht die Erzeugung eng gepackter Druckrohrpackungen durch formschlüssige Verbindung der Module zur Ausbildung von Endstücken, wobei die polygonal ausgebildeten Module die Form der Druckrohrpackung vorgeben. Beispielsweise können Module mit quadratischem oder hexagonalem Querschnitt jeweils aufeinandergeschichtet werden, um Druckrohrpackungen entsprechender Form auszubilden. Vorzugsweise weisen die Module Verbindungsstutzen und entsprechende Verbindungskanäle auf (bei einem hexagonalen Modul jeweils drei Verbindungsstutzen und drei Verbindungskanäle), so dass durch Einführen der Verbindungsstutzen eines Moduls in einen Verbindungskanal eines anderen Moduls die Module miteinander formschlüssig zur Ausbildung von Endstücken verbunden werden können. Die Verbindungsstutzen und Verbindungskanäle sind vorzugsweise mit entsprechenden Dichtflächen versehen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Module stoffschlüssig mit einem Druckrohr verbindbar sind.

Die Aufgabe wird auch durch ein Drucksystem mit einer Anzahl von Druckrohren zur Aufnahme eines Gases mit mindestens einem erfindungsgemäßen Endstück gelöst.

Dabei können eine Anzahl vergleichsweise dünner, standardisierbarer FKV-Rohre mit jeweils gleichem Durchmesser, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 mm, insbesondere von 10 bis 20 mm, und gleicher Länge so angeordnet werden, dass der verfügbare Querschnitt eines Bauraums möglichst gut ausgenutzt wird. Die Rohre können in der erforderlichen Länge beispielsweise aus einem endlosfaserverstärkten Thermoplast kostengünstig in Wickel-, Flecht- oder Extrusionsverfahren hergestellt werden. Die Rohre können dabei überwiegend in Umfangsrichtung orientierte Fasern aufweisen. Dabei können Rohre wahlweise mit einem metallischen oder einem Kunststoff-Liner oder ohne Liner hergestellt werden. Die Erfindung ermöglicht somit durch Anwendung von FKV-Rohren mit gleichem Durchmesser und gleicher Länge eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ausnutzung des in einem für Druckspeicher vorgesehenen Bauraumvolumens mit nicht kreisförmigem Querschnitt sowie eine Gewichtsoptimierung. Die Rohre können bevorzugt in einem kontinuierlichen Verfahren wirtschaftlich hergestellt und in die für die Anwendung passende Länge gebracht werden. Durch die Verwendung von Rohren mit vergleichsweise geringer Wanddicke, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 1 mm, erhöht sich gegenüber dem Stand der Technik die Werkstoffausnutzung, da bei dickwandigen FKV-Rohren regelmäßig keine gleichmäßige Spannungsverteilung über die Dicke erreicht werden kann. Gegenüber dem Stand der Technik wird außerdem der Aufwand zur Verbindung der rohrförmigen Druckbehälter mit dem Bedruckungssystem des Transportmittels minimiert, indem die Verbindung der Rohre untereinander bereits bei der Herstellung der integrierten Komponente ohne zusätzliche Rohre oder Schläuche erzeugt wird. Dies erhöht zudem die Zuverlässigkeit durch die Reduktion der Anzahl sicherheitskritischer Bauteile. Durch Anpassung von Anzahl und Anordnung der Rohre ergibt sich eine hohe geometrische Flexibilität sowie eine Skalierbarkeit von Druckbehältern basierend auf einer einheitlichen Technologie.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Drucksystem eine Umschäumung der Druckrohre aufweist.

Zur Realisierung einer exakten äußeren Kontur, einer einfachen Integration bzw. Montierbarkeit, der erforderlichen bzw. besonders vorteilhaften Crasheigenschaften und der thermischen Anforderungen sowie zur Fixation der Rohre können die mit den Endstücken versehenen Rohre in einer Presse mithilfe eines metallischen Ober- und Unterwerkzeuges in kurzen Zykluszeiten mit thermoplastischem Schaum ummantelt werden.

Dabei ist es erfindungsgemäß, dass die Umschäumung Befestigungsmittel umfasst.

Bei der Umschäumung können dabei metallische, aus FKV oder Kunststoff ausgeführte, Halterungen für die spätere Montage des Druckbehälters im Transportmittel eingebracht werden.

Dabei ist es zweckmäßig, dass das Drucksystem Zuganker zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte aufweist.

Die Rohre können dabei mithilfe zusätzlich eingebrachter, pultrudierter, unidirektional faserverstärkter Stäbe axial verstärkt werden. Bei Bedruckung der Rohre wirken die pultrudierten Stäbe dann als Zuganker, die die Axialkräfte aufnehmen, da sie mit den Endstücken fest verbunden werden.

Dabei ist zweckmäßig, dass die Zuganker mit den Endstücken verschweißt sind.

Das Material und die Prozesstemperatur können für die Umschäumung so gewählt werden, dass die pultrudierten Stäbe mit den Endstücken verschweißt werden, ohne dass es zu einer unerwünschten Erweichung der Rohre kommt. Dies kann beispielsweise durch die Kombination aus Thermoplasten mit unterschiedlichem Schmelzbereich erzielt werden. Beispielsweise können die pultrudierten Stäbe und/oder die Rohre aus faserverstärktem Polyamid 6 bestehen, in den oberflächennahen Bereichen ihrer Enden jedoch aus Polyamid 12, die Endstücke und der Schaum ebenfalls aus Polyamid 12.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Zuganker an ihren Enden kegelförmig aufgespreizt sind.

Die Zuganker können an den Enden kegelförmig aufgespreizt werden, um einen Formschluss mit den Endstücken zu erzielen. Auch ist eine gemeinsame Anwendung von Verschweißen und Aufspreizen möglich.

Die Rohre können an den Enden zylindrisch oder kegelförmig ausgeführt werden. Insbesondere die kegelförmige Ausführung kann die stoffschlüssige Verbindung durch einen Schweißprozess unterstützen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Druckrohre eine Glasfaserverstärkung aufweisen.

Zur Minimierung der Herstellkosten können die Rohre anstelle einer Carbonfaserverstärkung auch mit Glasfaserverstärkung ausgeführt werden. Die gegenüber Carbonfasern größeren Deformationen unter Druck werden durch die flexible Schaumummantelung aufgenommen. Weiterhin ermöglichen Glasfasern eine gleichmäßigere Spannungsverteilung im Werkstoff als Carbonfasern. Außerdem kann es ausreichend sein, die Rohre mit Umfangsverstärkung zu versehen, da die Axialkräfte vollständig durch die Zuganker aufgenommen werden können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Druckrohre hexagonal angeordnet in die Endstücke eingebracht sind.

Eine bevorzugte Bauweise kann derart ausgeführt werden, dass die Rohre hexagonal angeordnet in die Endstücke eingebracht werden. Dabei kann eine mechanisch erforderliche Anzahl von Rohren in regelmäßigen Abständen durch Zuganker gleichen Durchmessers ersetzt werden. Vorteilhaft kann damit eine besonders kompakte Bauweise des Drucksystems bei gleichzeitig hohem Speichervolumen umgesetzt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Drucksystem eine Umfangsumwicklung mit Verstärkungsfasern zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte aufweist.

Die Aufnahme der Axialkräfte bei Bedruckung kann anstatt durch Zuganker durch eine Umwicklung der Rohre und Endstücke in axialer Richtung mit endlosfaserverstärkten Tapes über die gesamte Breite erfolgen. Die Umwicklung kann auch zusammen mit Zugankern verwendet werden. Vorteilhaft werden mit dieser Ausführungsform die Biegekräfte in den Endstücken minimiert und das Erfordernis der Krafteinleitung in pultrudierte Stäbe umgangen. Der verfügbare Bauraum wird in dieser Ausführungsform durch den Entfall der pultrudierten Stäbe und den dadurch gewonnenen Platz für zusätzliche Druckrohre noch besser ausgenutzt. Die axiale Umwicklung kann beispielsweise vor der Umschäumung erfolgen.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten

Drucksystems,

Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drucksystems, Fig. 3 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Endstücks,

Fig. 4 einen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Endstücks,

Fig. 5 einen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Endstücks mit integrierten Zapfen,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen

Drucksystems,

Fig. 7 einen Querschnitt des Drucksystems aus Fig. 5,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen

Drucksystems,

Fig. 9a und 9b perspektivische Darstellungen eines Moduls mit hexagonalem Querschnitt,

Fig. 10 a bis 10 d eine beispielhafte Montagereihenfolge zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucktanksystems.

In Figur 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Drucksystem gezeigt. Das Drucksystem besteht aus zylindrischen Druckrohren 3 die parallel in einem Bauraum 9 angeordnet sind. In den Druckrohren 3 kann ein Gas gespeichert werden. Die Druckrohre 3 weisen dabei unterschiedliche Durchmesser auf, um in dem Bauraum 9 ein möglichst großes Speichervolumen zu schaffen. Durch die Anordnung der Druckrohre entstehen Freiräume im Bauraum 9, die nicht zur Speicherung von Gas genutzt werden können.

In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Drucksystem 2 dargestellt. Das Drucksystem 2 weist eine Anzahl von Druckrohren 3 auf. Die Druckrohre 3 sind vergleichsweise dünne, standardisierbare FKV-Rohre mit jeweils gleichem Durchmesser, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 mm, insbesondere von 10 bis 20 mm, und gleicher Länge. Sie sind derart angeordnet, dass der verfügbare Querschnitt eines Bauraums möglichst gut ausgenutzt wird. Die Druckrohre 3 weisen an ihren beiden Enden Endstücke 1 auf.

In Figur 3 ist ein Ausschnitt des Querschnitts einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endstücke 1 dargestellt. Das Endstück 1 weist Bohrungen auf, in die die Druckrohre 3 aufgenommen und axial fixiert werden. Die Druckrohre 3 werden dabei durch Dichtungen 7 innerhalb der Bohrungen abgedichtet. Die Druckrohre 3 sind durch Kanäle 4 miteinander verbunden. Durch ein Anschlussventil 5 kann das Drucksystem 2 befüllt und entleert werden. Das Anschlussventil 5 ist dabei über die Kanäle 4 mit den Druckrohren 3 verbunden.

In Figur 4 ist ein Ausschnitt des Querschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endstücke 1 dargestellt. Das Endstück 1 weist Bohrungen auf, in die die Druckrohre 3 aufgenommen und axial fixiert werden. Die Druckrohre 3 werden dabei durch Dichtungen 7 innerhalb der Bohrungen abgedichtet. Die Druckrohre 3 sind durch Kanäle 4 miteinander verbunden. Das Endstück 1 ist mit einem Zuganker 6 zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte verschweißt. Der Zuganker 6 ist an seinem Ende kegelförmig aufgespreizt, um einen Formschluss mit dem Endstück 1 zu erzielen.

In Figur 5 ist ein Ausschnitt des Querschnitts einerweiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endstücke 1 mit integrierten Zapfen 10 dargestellt. Das Endstück 1 weist zylinderförmige Zapfen 10 auf, auf die die Druckrohre 3 aufgesteckt und axial fixiert werden. Die Druckrohre 3 werden dabei durch Dichtungen, Verschweißungen oder Verklebungen zu den Außenflächen der Zapfen 10 abgedichtet. Die Druckrohre 3 sind durch Kanäle 4 miteinander verbunden. Die Zapfen 10 können zusätzlich Sicherheitsventile 11 aufweisen, die im Falle einer Undichtigkeit eines oder mehrerer Druckrohre 3 schließen, um ein weiteres Ausströmen des Behälterinhaltes zu verhindern.

In Figur 6 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksystems 2 dargestellt. Das Drucksystem 2 weist eine Anzahl paralleler Druckrohre 3 auf. Die Druckrohre 3 sind vergleichsweise dünne, standardisierbare FKV-Rohre mit jeweils gleichem Durchmesser, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 mm, insbesondere von 10 bis 20 mm, und gleicher Länge. Sie sind derart angeordnet, dass der rechteckige Querschnitt des Bauraums möglichst gut ausgenutzt wird. Die Druckrohre 3 weisen an ihren beiden Enden Endstücke 1 auf. Eines der Endstücke 1 besitzt ein Anschlussventil 5.

In Figur 7 ist ein Querschnitt des Drucksystems 2 aus Figur 5 dargestellt. Die Druckrohre 3 sind hexagonal angeordnet. Dabei ist eine den Anforderungen entsprechende Anzahl von Druckrohren 3 durch Zuganker 6 mit gleichem Durchmesser ausgetauscht.

In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksystems 2 dargestellt. Das Drucksystem 2 weist eine Anzahl paralleler Druckrohre 3 auf. Die Druckrohre 3 sind vergleichsweise dünne, standardisierbare FKV-Rohre mit jeweils gleichem Durchmesser, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 mm, insbesondere von 10 bis 20 mm, und gleicher Länge. Sie sind derart angeordnet, dass der rechteckige Querschnitt des Bauraums möglichst gut ausgenutzt wird. Die Druckrohre 3 weisen an ihren beiden Enden Endstücke 1 auf. Eines der Endstücke 1 besitzt ein Anschlussventil 5. Das Drucksystem 2 weist eine Umfangsumwicklung 8 mit Verstärkungsfasern zur Aufnahme der durch den Druckrohrinnendruck bedingten axialen Kräfte auf.

In Figur 9a und 9b ist ein Modul 12 zur Ausbildung eines Endstücks 1 mit einem Bereich 13 mit hexagonalem Querschnitt in Vorderansicht und Rückansicht dargestellt. Dieser Bereich 13 weist drei Verbindungsstutzen 14 und drei Verbindungskanäle 15 auf, wobei die Verbindungsstutzen 14 in die Verbindungskanäle 15 einsteckbar sind. An diesen Bereich 13 mit hexagonalem Querschnitt schließt sich ein zylindrischer Bereich 16 an, der zur Aufnahme eines Druckrohres und als Dichtfläche zwischen dem Modul 12 und dem Druckrohr dient.

In Figur 10 a bis 10 d ist eine beispielhafte Montagereihenfolge zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Druckrohrsystems dargestellt. Die Module 12 werden zunächst jeweils mit den Druckrohren verbunden, beispielsweise durch Stoffschluss. Anschließend erfolgt das Verbinden der Module 12 untereinander in X-Richtung durch Einstecken der Verbindungsstutzen in die Verbindungskanäle, bis die erforderliche Menge an Modulen vorliegt (Fig. 10 a und 10 b). Dann werden die Modulreihen in Y-Richtung miteinander verbunden (Fig. 10 c). Die Lücken werden durch Füllstücke gefüllt, so dass keine offenen Verbindungsstutzen oder Verbindungskanäle mehr vorliegen (Fig. 10 d). Schließlich wird das so erhaltene Gesamtpaket umwickelt und umschäumt.