Faserkunststoffverstärkte Druckbehälter mit Kunststoffliner zur Sicherstellung eines ausreichenden Widerstandes gegen H2-Permeation (sog. Typ 4 Tanks) sind heutzutage Stand der Technik zur Wasserstoffspeicherung. Für die lasttragende Struktur des Behälters werden Kohlenstofffasern (C-Fasern) im Wickelverfahren auf den vorgeformten Liner aufgebracht. Gängige Wickelverfahren sind effizient und industrietauglich einsetzbar aber bezüglich geometrischer Freiheiten deutlich eingeschränkt. So ist es aufgrund des zwingend einzuhaltenden Wickelwinkels nicht ohne weiteres möglich rein axiale Faserlagen aufzubringen. Auch Behälter mit einem Durchmesser kleiner als ca. 200 mm sind in einem serienreifen Verfahren nicht herstellbar. Für die Nutzfahrzeugtechnik hat die Verwendung von rein axialer Faserverstärkung das Potenzial zur Nutzung des Druckbehälters zusätzlich als strukturelles Element (z.B. Ausleger, Holm). Genau hier setzt das vorgestellte Forschungsvorhaben an. In einem neuartigen Herstellverfahren werden zylindrische Druckbehälter mit rein axialen und in Umfangsrichtung aufgebrachten Fasern realisiert, die maximale Leichtbaugüte besitzen und ebenso sehr dünn im Durchmesser hergestellt werden können. Eine erste Designvariante konnte durch eine Undichtigkeit im Bereich der Überlappung von Liner zu Dombereich nicht den für einen Betriebsdruck von 700 bar benötigten Berstdruck von 1575 bar erreichen. Daher wurde das Design grundlegend überarbeitet, um eine höhere Vorspannung der Umfangslagen zu generieren und die Pressung zwischen Liner und Dombereich zu erhöhen. Dies wird über ein konisches Spannelement im Inneren realisiert. Zusätzlich erhöht ein O-Ring die Dichtigkeit. Erste Prototypen wurden gefertigt und einem Bersttest unterzogen. Dabei wurden Werte bis zu 1606 bar erreicht.
Lasttragende Leichtbau-Wasserstofftanks zur optimalen Bauraumausnutzung im Nutzfahrzeug
International Commercial Vehicle Technology Symposium ; 2024 ; Kaiserslautern, Deutschland March 13, 2024 - March 14, 2024
Commercial Vehicle Technology 2024 ; Kapitel : 5 ; 91-106
02.10.2024
16 pages
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Elektronische Ressource
Deutsch
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