Die Ziele bei der Entwicklung neuer Druckgasspeicher für Gasfahrzeuge lassen sich aus den Merkmalen Gewicht und Kosten ableiten. Die Anpassung von Erdgastanks in die vorhandenen Bauräume der Fahrzeuge sollte durch ein Flachspeicherkonzept ermöglicht werden. Dafür wurde das Prinzip der Wabenstruktur für geeignet gehalten, das nur an den Enden eine zylindrische Struktur hat. Da Waben unterschiedlich kombiniert werden können, ist es möglich, viele verschiedene Strukturen zu bilden. Es wurden verschiedene Varianten festigkeitsmäßig untersucht. Für die Berechnungen sind die Eigenschaften eines Aluminium-Werkstoffes bei allen Wabenstrukturen angewendet worden. In den Modellen wurden Symmetrieachsen benutzt, um den Rechenaufwand zu reduzieren. Klar ist, dass stärkere Wanddicken das Auffangen höherer Kräfte ermöglichen. Das führt aber auch zu höheren Gewichten. Es wurden daher zwei Lösungsansätze untersucht, die dieses Problem umgehen. Bei einem wird das Aluminium durch einen kurzfaserverstärkten Kunststoff mit einer höheren Zugfestigkeit ersetzt, beim anderen wurde eine Variante gewählt, die einfach mit Teilen aus Endlosfaser verstärkbar ist. Um die dokumentierten Eigenschaften des Werkstoffs zu verifizieren, sind Grundversuche an Flachproben durchgeführt worden, die im Spritzguss hergestellt worden sind. Eine fundierte Aussage hinsichtlich einer Restsicherheit und zu den tatsächlichen Versagenswerten kann aufgrund der Versuche aber noch nicht gemacht werden. Diese Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass nur verstärkte Varianten die aus dem Berstdruck resultierenden Kräfte ertragen können. Um eine optimale Lösung zu finden, müssen weitere Forschungsarbeiten durchgeführt werden. Es muss ein gutes Versagenskriterium entwickelt werden, um das Bauteilversagen besser beurteilen zu können. Weiterhin muss das Fertigungsverfahren verbessert werden, um optimale Werkstoffeigenschaften zu erreichen.
Neue innovative Druckgasspeicher für Gasfahrzeuge
New innovative CNG-vessels for vehicles
2004
8 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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