專利名稱：用于車輛儲氣罐的固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，并涉及一種用于可用氣體燃料驅(qū)動的車輛的 儲氣罐的固定裝置。
背景技術(shù)：
在石油儲量減少和對尾氣排放的要求不斷提高的背景下，現(xiàn)代車輛越來 越多地裝備有按四沖程原理工作的內(nèi)燃機(jī)，其作為可雙燃料驅(qū)動的車輛可以 選才奪通過液態(tài)燃料(汽油)或氣體燃料驅(qū)動。
主要使用基于石油的、以液態(tài)形式儲存在儲氣罐中的液化氣，如車輛煤
氣(LPG-液化石油氣)，以及以氣體形式儲存在儲氣罐中的氣體燃料，如天然 氣(CNG二壓縮天然氣)作為氣體燃料。車輛煤氣基本上由丙烷和丁烷組成， 并且在石油精煉時的氫化工藝中作為副產(chǎn)物出現(xiàn)，與之相反，天然氣主要由 曱烷組成，并且通過開釆天然氣源獲得。因為氣體燃料不含石?；锖豌U化物， 此外也具有非常好的燃燒特性，所以有毒排放物CO， HC, NOx和C02要少于 僅用液態(tài)燃料驅(qū)動的發(fā)動機(jī)。
可以氣體燃料驅(qū)動的車輛配設(shè)有一個必要時由多個彼此流體連通的容 器構(gòu)成的儲氣罐，氣體燃料以壓縮的形式儲存在該儲氣罐中。例如CNG以 200至300 bar的壓力儲存在該儲氣罐中。
在可用氣體燃料驅(qū)動的車輛中，儲氣罐通常固定在車輛底盤，例如固定 在車架縱梁上，大多固定在橫向于車輛行駛方向的位置。通常，儲氣罐也固 定在車輛行李艙的凹部中。例如用與車輛相連接、在儲氣罐上夾緊的夾緊帶 來安裝儲氣罐。
此外，儲氣罐在設(shè)有開口的端部配設(shè)有可電磁操縱的氣體閥，通過該閥 門可以控制用于填充儲氣罐和用于向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)氣體燃料的雙向氣體燃料 流。用于控制氣流的簡易氣體閥例如模仿傳統(tǒng)的T形，該形狀例如也由潛水 瓶可知。這種氣體閥通過一配設(shè)有外螺紋的閥體擰入配設(shè)有內(nèi)螺紋的儲氣罐 的開口中，所述閥體配設(shè)有用于控制氣流的控制裝置以及用于連接燃料導(dǎo)管的接管，必要時配設(shè)有安全裝置。
現(xiàn)在，儲氣罐的這種氣體閥必須滿足一定的安全標(biāo)準(zhǔn)，以便尤其是在車輛碰撞(碰撞事故)時避免損壞氣體閥以及氣體燃料失控泄漏，這使得有必要采取特殊的安全預(yù)防措施。
例如德國公開文本DE10308676A1記載了 一種用于氣體燃料儲氣瓶的瓶閥的保險帽。該保險帽由多個部件組成，即， 一用于固定保護(hù)外套的支承環(huán)，保護(hù)外套本身和一用于封閉保險帽的蓋。保護(hù)外套配設(shè)有孔，氣體閥的接頭和安全裝置，例如一手動的截止閥可經(jīng)由這些孔自由進(jìn)入。為裝配，保險帽借助于一卡圈例如安裝在氣瓶的瓶頸上，因為氣瓶的瓶頸具有制造要求的相對大的壁厚，并且在碰撞事故中可以承受相對高的軸向壓力。
為提高氣體閥在碰撞事故中的安全性，進(jìn)一步公知的是，氣體閥安全相關(guān)的部件安裝在儲氣罐受保護(hù)的容器輪廓內(nèi)，這在這方面是尤其有利的，因為儲氣罐的容器壁由耐壓材料、例如鋼或碳纖維制成，因此在碰撞事故時提供尤其好的保護(hù)。
因此例如在德國公開文本DE19745732A1中記載了一種具有儲氣瓶和截止裝置的氣體儲存系統(tǒng)，其中，在儲氣瓶的開口中螺紋連接有一殼體，氣體儲存系統(tǒng)的安全相關(guān)部件集成在該殼體中。此外，在閥體的上側(cè)布置一碰撞防護(hù)板，因為在此也必須對位于容器輪廓外部的、碰撞時會有危險的部件進(jìn)行保護(hù)。
這種"內(nèi)部閥，，例如也記載在德國公開文本DE10361781A1中。內(nèi)部閥的一個重要的優(yōu)點尤其在于，可以通過位于儲氣罐外部的閥部分的簡單輪廓更簡單并更便宜地實施對閥的保護(hù)。
迄今為止在實際中使用的儲氣罐系統(tǒng)，如開頭示例性所示的那樣，其缺點尤其在于這樣的事實，即，為將儲氣罐固定在車輛上以及為了必須的閥保護(hù)結(jié)構(gòu)，如碰撞防護(hù)板，需要相當(dāng)多的部件，這在裝配時就引起了相對高的時間耗費，并且與高部件成本和制造成本相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種儲氣罐系統(tǒng)，其具有較少的部件并因此導(dǎo)致比傳統(tǒng)的儲氣罐系統(tǒng)更小的材料成本和制造成本。
按照本發(fā)明的建議，該技術(shù)問題通過具有獨立權(quán)利要求特征的、用于車輛儲氣罐的固定裝置解決。本發(fā)明各種有利的設(shè)計通過各從屬權(quán)利要求給出。
按照本發(fā)明給出了一種車輛儲氣罐的固定裝置，其包括一用于儲存氣體燃料的氣體燃料罐和至少一個與車輛和氣體燃料罐相連接、用于將儲氣罐固定在車輛上的支架。支架有利地固定在車輛底盤上，例如固定在車架縱梁上，并且尤其使得氣體燃料罐可以橫向于車輛的行駛方向位置布置。
用于將氣體燃料罐固定在車輛上的支架包括一用于固定在車輛上的車
輛固定部段和一用于固定在儲氣罐上的罐固定部段。
此外，氣體燃料罐為簡單起見僅稱作"儲氣罐"，在此不應(yīng)排除液態(tài)氣體的填裝。原則上，"氣體燃料，，在此和以下也表示液態(tài)氣體。
儲氣罐設(shè)計為壓力儲存器，并且例如在200至300 bar的高壓下儲存適當(dāng)壓縮的氣體燃料，如LPG或CNG，出于該目的，儲氣罐由耐壓材料，例如鋼或碳纖維構(gòu)成。此外，儲氣罐可由多個流體連通的容器構(gòu)成。儲氣罐例如可以呈圓柱瓶的形狀，并帶有至少一個布置在至少 一個部段上的開口 。
在儲氣罐的配設(shè)有開口的部段上設(shè)置有一用于裝載或排出儲氣罐中氣體燃料的氣體閥。氣體閥包括一帶有用于控制氣體閥的閥功能的控制元件的閥體，以及至少一個用于連接氣體導(dǎo)管的接管。通常設(shè)兩個接管，即一個帶有止回閥、用于向儲氣罐充填氣體燃料的接管，以及另一個不帶止回閥、在車輛運行過程中用于向內(nèi)燃機(jī)輸送燃料的接管。除用于控制閥功能的控制元件之外，閥體通常還配設(shè)有其它元件，如手
氣體燃料流。
此外可以在閥體中設(shè)置保證閥運行安全的安全元件。這種安全元件例如是過壓保護(hù)裝置，例如保險片，通過該過壓保護(hù)裝置可以在儲氣罐過熱時，例如在車輛燃燒時，有控制地使氣體燃料從儲氣罐中排出。此外，在此還可以是熱變安全裝置，其例如設(shè)計為填充有液體的玻璃體，它在儲氣罐的外表面過熱時破裂，并以這種方式形成儲氣罐壁的缺口，氣體燃料可通過該缺口排出，以避免儲氣罐爆炸。
此外設(shè)至少一個例如形式為碰撞防護(hù)板的防護(hù)元件，它設(shè)置在閥的背對儲氣罐的那一側(cè)，至少部分地覆蓋該閥，并且防止機(jī)械的力作用。防護(hù)元件優(yōu)選這樣地形成，即，使它完全覆蓋閥，尤其是閥體和用于連接氣體導(dǎo)管的接管。防護(hù)元件尤其有利地以一定的超出高度覆蓋該接管。
防護(hù)元件優(yōu)選由比岡更硬的材料形成。防護(hù)元件尤其可由與儲氣罐相同的材料形成，例如鋼或^友纖維。
按本發(fā)明用于車輛儲氣罐的固定裝置的優(yōu)點主要在于，防護(hù)元件作為儲氣罐固定部段，并因此用作將儲氣罐固定在車輛上的支架的一部分。因此，防護(hù)元件使得可以以簡單的方式將儲氣罐固定在與車輛相連接的支架上。
有利的是，按本發(fā)明的固定裝置相對傳統(tǒng)的儲氣罐系統(tǒng)節(jié)約了部件，由此可以節(jié)約材料成本和制造成本，因為防護(hù)元件具有雙重功能，即具有用于保護(hù)位于其下面的氣體閥結(jié)構(gòu)的保護(hù)功能以及同時具有作為用于將儲氣罐固定在車輛上的支架的一部分的功能。
在此，防護(hù)元件優(yōu)選與用于填充和卸載儲氣罐的氣體閥相連，尤其有利地與氣體閥的閥體相連。例如通過防護(hù)元件與閥體的形狀閉合地連接，在制造技術(shù)上使得防護(hù)元件能尤其簡單地固定在閥體上，這種連接大約可以這樣設(shè)計，即，閥體用于與防護(hù)元件連接的部段構(gòu)造為多邊形結(jié)構(gòu)，例如構(gòu)造為四邊形或六邊形，而在防護(hù)元件上則構(gòu)造一相應(yīng)的互補(bǔ)配合形狀，該形狀用于形狀配合地連接閥體。然而，同樣也可能的是，防護(hù)元件與閥體通過傳力配合連接，例如通過粘結(jié)或螺紋連接。
此外，可以在防護(hù)元件和閥體之間設(shè)置一由彈性減震材料制成的層，通過該層可以緩沖施加在該防護(hù)元件上的機(jī)械沖擊。
在按本發(fā)明的固定裝置的 一種有利的設(shè)計方案中，防護(hù)元件配設(shè)有一支撐件或支撐元件，其例如可以設(shè)計為支柱。支撐件在此用于將防護(hù)元件支撐在儲氣罐的外表面上，至少在防護(hù)元件靠近儲氣罐后，以便以這種方式將在碰撞事故中作用在防護(hù)元件上的機(jī)械壓力傳遞到儲氣罐的特別堅固的壁上。該支撐件可以貼靠在儲氣罐的外壁上，或者與外壁相間隔。
在按本發(fā)明的固定裝置的另 一種有利的設(shè)計方案中，支架設(shè)計為棱角狀，其中，棱角的一條邊作為用于將支架固定在儲氣罐或氣體閥上的罐固定部段，棱角的另一條邊作為用于將支架固定在車輛上的車輛固定部段。棱角可以設(shè)計為單件或兩件。這種形式為棱角的支架使得儲氣罐可尤其簡單并快速地裝配在車輛上，尤其是裝配在車架縱梁上。
在按本發(fā)明的固定裝置的另 一種有利的設(shè)計方案中，罐固定部段和車輛固定部段具有彼此不同的彈性(剛度)，其中，當(dāng)罐固定部段比車輛固定部段
7更硬時尤其有利，以便可以通過這種方式使支架不利的彎矩遠(yuǎn)離氣體閥，由此在碰撞事故中額外地保護(hù)氣體閥。
在按本發(fā)明的固定裝置的另 一種有利的設(shè)計方案中，閥設(shè)計為帶有一個至少部分地容納在儲氣罐內(nèi)部的閥體的內(nèi)部閥，這樣設(shè)計的優(yōu)點在于，用于保護(hù)閥體位于儲氣耀外面部段的防護(hù)元件和接管可以設(shè)計成形狀特別簡單。
在這種情況下有利的是，當(dāng)支架與從儲氣罐突出的閥體部段相連。
為將儲氣罐額外固定在車輛上，儲氣罐例如可以通過與車輛連接的夾緊帶固定。
然而，有利地在儲氣罐兩個對置的側(cè)面實現(xiàn)儲氣罐的懸掛，其中，在兩側(cè)使用相同的上述支架。這因而可以實現(xiàn)，即，在儲氣罐配設(shè)有氣體閥那一
側(cè)的相對側(cè)上設(shè)置一用于儲氣罐開口中的閥體的假體結(jié)構(gòu)(Dummystruktur)，其僅用于固定相關(guān)的支架，此外并不實施任何閥的功能。因此可以在該側(cè)例如將一帶有成型在其上的多邊形結(jié)構(gòu)的假體結(jié)構(gòu)螺紋連接在儲氣罐的孔中，假體結(jié)構(gòu)用于形狀配合地與所屬的支架連接。假體結(jié)構(gòu)同樣可以配設(shè)有安全
裝置，如熱變安全裝置。
此外，本發(fā)明還涉及一種如上所述的、按本發(fā)明的固定裝置的支架，所述固定裝置用于將儲氣罐固定在可用氣體燃料驅(qū)動的車輛上。
此外，本發(fā)明還涉及一種車輛，其帶有至少一個這種支架或至少一個上述按本發(fā)明的固定裝置。


現(xiàn)在借助一實施例并參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖中圖1是按本發(fā)明用于將儲氣罐固定在車輛上的固定裝置的一種實施形勢的示意性透^f見圖。
具體實施例方式
因此，按本發(fā)明用于可用氣體燃料驅(qū)動的車輛的儲氣罐固定裝置的一種優(yōu)選實施形式包括總體用附圖標(biāo)記1表示的、在此僅部分地示出的圓柱形儲氣罐。儲氣罐1配設(shè)有用于容納氣體閥的孔，該氣體閥用于控制儲氣罐中的氣體燃料的流進(jìn)和流出。氣體閥設(shè)計為內(nèi)部閥，其中，閥體帶有一控制氣體閥的控制裝置，以及其它元件，如一手動的截止閥和各種安全裝置，閥體絕大部分安裝在氣體容器1的內(nèi)腔中。
閥體出于該目的配設(shè)有螺紋連接在儲氣罐1配有內(nèi)螺紋的開口中的外螺 紋。在圖1中僅能看到氣體閥的閥體從儲氣罐l中突出的端部7("閥體頭部")， 在該端部成型有一多邊形結(jié)構(gòu)，在此是六邊形。同樣在圖1中不能看到兩個 徑向布置在閥體頭部上的接管，該接管用于連接氣體導(dǎo)管，儲氣罐l通過該 氣體導(dǎo)管充氣，并且在車輛運行時可以向內(nèi)燃機(jī)輸送氣體燃料。
儲氣罐1在其閥側(cè)的端部借助于一支架(總體用附圖標(biāo)記2表示)固定在 車輛的底盤上，尤其是固定在車架縱梁3上。
支架2由一用于將其固定在車輛上的車輛固定部段4和一用于將其固定 在儲氣罐1上的罐固定部段5構(gòu)成。車輛固定部段4和罐固定部段5共同形 成一體的棱角，其中，車輛固定部段4和罐固定部段5例如相互成直角布置。 車輛固定部段4借助于固定器件6，如螺紋連接、鉚接或焊接固定在車輛底 盤的車架縱梁3上。罐固定部段5借助于形狀配合的連接與閥體的多邊形結(jié) 構(gòu)7連接。出于該目的，罐固定部段5配有一與多邊形結(jié)構(gòu)7互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)在圖1中沒有詳細(xì)示出。
罐固定部段5近似T形地構(gòu)造，使其以一較小的超出高度覆蓋從儲氣罐 1突出的閥體頭部7以及兩個沿徑向安裝在閥體頭部上用于連接氣體導(dǎo)管的 接管。因此，罐固定部段5在發(fā)生碰撞事故時用作保護(hù)位于其下的氣體閥結(jié) 構(gòu)的;並撞防護(hù)斧反。
在罐固定部段5上在徑向布置在閥體的接管的區(qū)域中還成型有支柱8， 它平行于圓柱狀儲氣罐1的中心縱軸線在儲氣罐1的外表面方向上延伸，并 且與儲氣罐i的外表面有間距地布置。這用于在碰撞事故中將作用在罐固定 部段5或碰撞防護(hù)板上的機(jī)械力傳遞到儲氣罐1的外表面上，并且保護(hù)位于 碰撞防護(hù)板下面的氣體閥，尤其是保護(hù)接管。
罐固定部段5或碰撞防護(hù)板由與儲氣罐1相同的材料，例如鋼制成，并 且比通常由黃銅制成的氣體閥的閥體更硬。此外，罐固定部段5或者碰撞防 護(hù)板比車輛固定部段具有更大的剛度，這可以在用相同材料制造罐固定部段 5和車輛固定部段4時尤其通過較大的材料厚度實現(xiàn)，因此可以避免罐固定 部段5的不希望的彎矩。罐固定部段5和車輛固定部段4的剛度在此設(shè)計為， 使得所有行駛動態(tài)的水平和縱向加速度可以被可靠地吸收。
在儲氣罐1與氣體閥對置的端部(在圖1中沒有示出)，儲氣罐1通過如圖l所示的、形式為棱角的支架固定在位于該車輛側(cè)的車架縱梁上。出于此 目的，儲氣罐l在該端部配設(shè)有一開口，形式為岡體卻沒有閥功能的假體結(jié) 構(gòu)檸入該孔。在該假體結(jié)構(gòu)上成型有一多邊形結(jié)構(gòu)，支架與該多邊形結(jié)構(gòu)形 狀配合地連接。在圖l所示的實施形式中，儲氣罐l因而僅在其兩個對置的 端部借助于固定在車架縱梁或其它恰當(dāng)固定位置上的支架保持。
在儲氣罐1借助于按本發(fā)明的支架懸掛在兩個車架縱梁或車輛其它恰當(dāng) 的懸掛點上時，借助形式為碰撞防護(hù)板的防護(hù)元件實現(xiàn)了儲氣罐在車輛上簡 化而又運行可靠的固定。由此可以有利地節(jié)約部件，并從而節(jié)約材料成本和 制造成本。此外，儲氣罐的懸掛使得可以可靠地處理氣體專有的狀況，如通 過冷卻或加熱填充儲氣罐，以及儲氣罐由于在填充或排空時由于不同的內(nèi)壓 而導(dǎo)致的直徑變化。
附圖標(biāo)記列表
1. 儲氣罐
2. 支架
3. 車架縱梁
4. 車輛固定部段
5. 罐固定部段
6. 固定器件
7. 閥體多邊形結(jié)構(gòu)
8. 支柱
權(quán)利要求
1. 一種車輛儲氣罐的固定裝置，該固定裝置包括-至少一個用于儲存氣體燃料的儲氣罐，-布置在儲氣罐(1)的設(shè)有開口的部段上的閥，該閥用于為所述儲氣罐裝載和卸載氣體燃料，所述閥包括一帶有用于控制閥功能的控制元件的閥體以及至少一個用于連接氣體燃料導(dǎo)管的接管，-至少布置在所述閥體的背向所述儲氣罐一側(cè)的、至少部分地覆蓋該閥體的防護(hù)元件(5)，用于保護(hù)所述閥體不受機(jī)械力作用，-至少一個與車輛和所述儲氣罐連接并用于將所述儲氣罐固定在車輛上的支架(2)，所述支架包括一用于將所述儲氣罐固定在車輛上的車輛固定部段(4)和一用于固定在所述儲氣罐上的罐固定部段(5)，其特征在于，所述防護(hù)元件用作將所述儲氣罐固定在車輛上的罐固定部段。
2. 如權(quán)利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述防護(hù)元件與所述閥 連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的固定裝置，其特征在于，所述防護(hù)元件與所述閥 體連接。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的固定裝置，其特征在于，所述防護(hù)元件與所 述閥體形狀配合地連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的固定裝置，其特征在于，所述閥體的用于連接所 述防護(hù)元件的部段成型為多邊形結(jié)構(gòu)(7)，例如是四邊形或六邊形，并且在所 述防護(hù)元件上成型有一用于與所述多邊形結(jié)構(gòu)形狀配合地連接的相應(yīng)的互 補(bǔ)配合形狀。
6. 如權(quán)利要求2至5之一所述的固定裝置，其特征在于，所述防護(hù)元件 (5)與所述閥體形狀配合地連接。
7. 如權(quán)利要求1至6之一所述的固定裝置，其特征在于，所述防護(hù)元件 (5)配設(shè)有一用于將作用在所述防護(hù)元件上的機(jī)械力傳遞到所述儲氣罐(1)外 表面上的支撐件或支撐元件(8)，其中，所述支撐件貼靠在所述儲氣罐上或者 與該儲氣罐相間隔。
8. 如權(quán)利要求1至7之一所述的固定裝置，其特征在于，所述支架(2)設(shè)計為棱角形，其中，棱角的一條邊用作罐固定部段，棱角的另一條邊則用 作車輛固定部段。
9. 如權(quán)利要求2至9之一所述的固定裝置，其特征在于，所述罐固定部 段和所述車輛固定部段具有彼此不同的剛度。
10. 如權(quán)利要求9所述的固定裝置，其特征在于，所述罐固定部段具有 比所述車輛固定部段更大的剛度。
11. 如權(quán)利要求1至IO之一所述的固定裝置，其特征在于，所述閥是內(nèi) 部閥，其帶有一個至少分部容納在所述儲氣罐內(nèi)部的閥體。
12. 如權(quán)利要求11所述的固定裝置，其特征在于，所述支架與一從所述 儲氣罐伸出的閥體部段連接。
13. 如權(quán)利要求1至12之一所述的固定裝置，其特征在于，在所述儲氣 罐相互對置的兩側(cè)上為所述儲氣罐布置相同的支架。
14. 如權(quán)利要求13所述的固定裝置，其特征在于，在所述儲氣罐的與所 述氣體閥對置的一側(cè)布置一用于所述閥體的假體結(jié)構(gòu)，該假體結(jié)構(gòu)用于將所 屬的支架固定在所述儲氣罐上。
15. —種如權(quán)利要求1至14之一所述的固定裝置的支架。
16. —種帶有一如權(quán)利要求1至14之一所述的固定裝置的車輛，尤其是 機(jī)動車。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛儲氣罐(1)的固定裝置，其包括至少一個用于儲存氣體燃料的儲氣罐，布置在儲氣罐(1)的設(shè)有開口的部段上的閥，用于為儲氣罐裝載和卸載氣體燃料，所述閥包括帶有用于控制閥功能的控制元件的閥體(7)以及至少一個用于連接氣體燃料導(dǎo)管的接管；至少布置在所述閥體(7)的背向所述儲氣罐一側(cè)的、至少部分地覆蓋該閥體(7)的防護(hù)元件，該防護(hù)元件用于保護(hù)所述閥體(7)不受機(jī)械力作用；至少一個與車輛和所述儲氣罐連接的支架，該支架用于將所述儲氣罐固定在車輛上，所述支架包括一用于固定在車輛上的車輛固定部段和一用于固定在所述儲氣罐上的罐固定部段，其中，所述防護(hù)元件用作將所述儲氣罐固定在車輛上的罐固定部段。
文檔編號F17C13/08GK101500837SQ200780029017
公開日2009年8月5日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月3日
發(fā)明者安德烈亞斯·喬斯 申請人:Gm全球科技運作股份有限公司