DE102018217252B4

DE102018217252B4 - Pressure tank and method of manufacturing a pressure tank for storing fuel in a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018217252B4
Application number: DE102018217252.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Eidmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: DE102018217252A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Drucktanks (200) zur Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug, mit den Schritten:- Bereitstellen eines vorgefertigten Liners (210), der einen zylindrischen Abschnitt (212) und zwei Kuppelabschnitte (214), die mit jeweiligen Enden des zylindrischen Abschnitts (212) verbunden sind, aufweist;- Umwickeln des Liners (210) mit wenigstens einem endlosen Faserstrang (310), wobei die Kuppelabschnitte (214) durch schraubenförmiges Umwickeln des Faserstrangs (310) bedeckt werden; dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang (310) in vorbestimmten Längenabschnitten (315), die beim schraubenförmigen Umwickeln an den Kuppelabschnitten (214) abgelegt werden, lokal mit Zusatzfasern verstärkt ist.A method of manufacturing a pressure tank (200) for storing fuel in a motor vehicle, comprising the steps of: - providing a prefabricated liner (210) which has a cylindrical section (212) and two coupling sections (214), which have respective ends of the cylindrical section (212) - wrapping the liner (210) with at least one endless fiber strand (310), the dome sections (214) being covered by helically wrapping the fiber strand (310); characterized in that the fiber strand (310) is locally reinforced with additional fibers in predetermined length sections (315) which are deposited on the coupling sections (214) during the helical wrapping.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Drucktanks zur Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner einen erfindungsgemäß hergestellten Drucktank.The invention relates to a method for producing a pressure tank for storing fuel in a motor vehicle. The invention also relates to a pressure tank produced according to the invention.

Drucktanks der hier betreffenden Art werden in Kraftfahrzeugen zur Speicherung von Brennstoff, insbesondere zur Speicherung von Wasserstoff für einen Brennstoffzellenantrieb oder zur Speicherung von Gas für einen Gasantrieb, verwendet. Solche Drucktanks sollen einerseits stabil sein, um den hohen Innendrücken (bis zu 750 bar und mehr) standzuhalten und gegebenenfalls auch Kräfte und Momente im Kraftfahrzeug zu übertragen, und sollen andererseits leicht sein. Um diesen widersprüchlichen Anforderungen gerecht zu werden, können diese Drucktanks eine Faserumwicklung aufweisen.Pressure tanks of the type in question are used in motor vehicles for storing fuel, in particular for storing hydrogen for a fuel cell drive or for storing gas for a gas drive. Such pressure tanks should on the one hand be stable in order to withstand the high internal pressures (up to 750 bar and more) and, if necessary, also transmit forces and moments in the motor vehicle, and on the other hand should be light. In order to meet these contradicting requirements, these pressure tanks can have a fiber wrap.

Die nächstliegende DE 10 2017 107 110 A1 beschreibt ein Herstellungsverfahren für einen Tank zum Speichern eines Hochdruckfluids. Der Tank (10) beinhaltet einen Liner (11), der einen zylindrischen Abschnitt (11a) und zwei Kuppelabschnitte (11b) aufweist, sowie eine Verstärkungsschicht (12), die eine äußere Umfangsfläche des Liners (11) bedeckt. Die Verstärkungsschicht (12) ist durch Wickeln einer mit einem härtbaren Harz imprägnierten Faser (die Faser wird durch Bündeln einer großen Anzahl von Filamenten gebildet) erzeugt und beinhaltet eine Umfangs- bzw. Umreifungsschicht (17) und eine schraubenförmige Schicht (19). Die Umreifungsschicht (17) ist vorgesehen, um die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (11 a) zu bedecken. Die Umreifungsschicht (17) wird durch Wickeln der Faser in mehreren Lagen durch Umreifungs- bzw. Umfangswickeln (dies wird im Stand der Technik auch als „Hoop Winding“ bezeichnet) gebildet. Die schraubenförmige Schicht (19) ist vorgesehen, um zusätzlich zu der Umreifungsschicht (17), die wie oben beschrieben auf dem zylindrischen Abschnitt (11a) gebildet ist, die äußeren Umfangsflächen der Kuppelabschnitte (11b) zu bedecken. Die schraubenförmige Schicht wird durch schraubenförmiges bzw. spiraliges Wickeln (dies wird im Stand der Technik auch als „Helically Winding“ bezeichnet) der Faser in mehreren Lagen gebildet und zwar auf dem gesamten Liner (11), d. h. auch auf dem zylindrischen Abschnitt (11a). Das Wickeln geschieht mithilfe einer ausführlich beschriebenen Faserwickelvorrichtung (100), wobei zunächst ein Umreifungswickeln und anschließend ein schraubenförmiges Wickeln vorgesehen ist. Nach dem Wickeln wird ein Aushärteprozess durchgeführt.The closest DE 10 2017 107 110 A1 describes a manufacturing method for a tank for storing a high pressure fluid. The tank (10) includes a liner (11) having a cylindrical portion (11a) and two dome portions (11b), and a reinforcing layer (12) covering an outer peripheral surface of the liner (11). The reinforcing layer (12) is formed by winding a curable resin impregnated fiber (the fiber is formed by bundling a large number of filaments) and includes a hooping layer (17) and a helical layer (19). The strapping layer (17) is provided to cover the outer peripheral surface of the cylindrical portion (11 a). The strapping layer (17) is formed by winding the fiber in several layers by strapping or circumferential winding (this is also referred to as “hoop winding” in the prior art). The helical layer (19) is provided to cover the outer peripheral surfaces of the dome portions (11b) in addition to the strapping layer (17) formed on the cylindrical portion (11a) as described above. The helical layer is formed by helical or spiral winding (this is also referred to as "helically winding" in the prior art) of the fiber in several layers, namely on the entire liner (11), ie also on the cylindrical section (11a) . The winding takes place with the aid of a filament winding device (100) described in detail, wherein first a strapping winding and then a helical winding is provided. After winding, a curing process is carried out.

Zum Stand der Technik wird ferner noch auf die DE 10 2017 108 043 A1 sowie auch auf die EP 2 418 413 B1 hingewiesen.The prior art is also referred to DE 10 2017 108 043 A1 as well as the EP 2 418 413 B1 pointed out.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines stabilen und besonders leichten Drucktanks für die Speicherung von Brennstoff sowie einen entsprechenden Drucktank anzugeben.The object of the invention is to provide an improved method for producing a stable and particularly light pressure tank for storing fuel and a corresponding pressure tank.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 und des Nebenanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8.The object is achieved with the features of main claim 1 and secondary claim 9. Advantageous refinements of the invention are the subject matter of subclaims 2 to 8.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren des Patentanspruchs 1 steht nun ein weiteres und besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Drucktanks für die Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Drucktank für die Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren.With the method according to the invention of claim 1, a further and particularly advantageous method for producing a pressure tank for storing fuel in a motor vehicle is available. With the independent patent claim, the invention also extends to a pressure tank produced by the method according to the invention for the storage of fuel in a motor vehicle. Further developments and refinements of the invention result analogously for both subjects of the invention from the dependent patent claims, the following description of the invention and the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Drucktanks zur Speicherung von Brennstoff in einem Kraftfahrzeug weist die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen eines vorgefertigten Liners, der einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt und zwei Kuppelabschnitte, die mit jeweiligen Enden des zylindrischen Abschnitts verbunden sind bzw. sich daran anschließen, aufweist;
- Umwickeln des Liners mit wenigstens einem endlosen Faserstrang, wobei die Kuppelabschnitte durch schraubenförmiges Umwickeln (Helically Winding) des Faserstrangs bedeckt werden und der Faserstrang in vorbestimmten Längenabschnitten, die beim schraubenförmigen Umwickeln an bzw. auf den Kuppelabschnitten abgelegt werden, lokal (d. h. nur in diesen Längenabschnitten) mit Zusatzfasern verstärkt ist.

The method according to the invention for producing a pressure tank for storing fuel in a motor vehicle has the following steps:

Providing a prefabricated liner having a substantially cylindrical section and two dome sections connected to or adjoining respective ends of the cylindrical section;
- Wrapping of the liner with at least one endless fiber strand, the dome sections being covered by helically winding the fiber strand and the fiber strand locally (i.e. only in these) in predetermined length sections which are deposited on the dome sections during the helical winding Length sections) is reinforced with additional fibers.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass beim Umwickeln des Liners zunächst der zylindrische Abschnitt durch Umfangswickeln mit einem unverstärkten Faserstrang (d. h. mit einem Faserstrang, der keine mit Zusatzfasern verstärkten Längenabschnitte aufweist) umwickelt wird. Ein solches Umfangswickeln im zylindrischen Abschnitt kann auch erst nach dem schraubenförmigen Umwickeln erfolgen. Bevorzugt werden sowohl beim Umfangswickeln als auch beim schraubenförmigen Umwickeln mehrere Lagen (Wickellagen) erzeugt. Wenigstens wird eine Lage erzeugt. Bevorzugt wird der gesamte Wickelvorgang durch ein zuvor erstelltes Wickelprogramm gesteuert.It is preferably provided that when the liner is wrapped, the cylindrical section is first wrapped around the circumference with an unreinforced fiber strand (i.e. with a fiber strand which has no length sections reinforced with additional fibers). Such a circumferential winding in the cylindrical section can also only take place after the helical winding. A plurality of layers (winding layers) are preferably produced both in circumferential winding and in helical winding. At least one layer is created. The entire winding process is preferably controlled by a previously created winding program.

Der Liner ist ein vorzugsweise einstückig gefertigter Hohlkörper, der als Basiselement dient und später die Innenhülle des Drucktanks bildet. Der Liner ist insbesondere aus Kunststoff (z. B. PA oder PE) oder Metall (z. B. Aluminium) gefertigt und weist einen mittleren zylindrischen bzw. hohlzylindrischen Abschnitt (erste Zone) und zwei endseitige Kuppelabschnitte (zweite Zonen), die auch als Dome bezeichnet werden, auf.The liner is a hollow body which is preferably made in one piece and which serves as a base element and later forms the inner shell of the pressure tank. The liner is in particular made of plastic (z. B. PA or PE) or metal (z. B. aluminum) and has a central cylindrical or hollow cylindrical section (first zone) and two end coupling sections (second zones), which are also called Dome are called on.

Die Kuppelabschnitte können nicht durch Umfangswickeln umwickelt werden, da der Faserstrang abrutschen würde, weswegen diese schraubenförmig bzw. spiralförmig umwickelt werden. Die schraubenförmige Umwicklung ist, im Gegensatz zu einer Umfangswicklung, hinsichtlich der später im Faserstrang wirkenden Zugspannungen nicht optimal, was bislang durch eine erhöhte Wicklungs- bzw. Lagenanzahl kompensiert wird. Da der Faserstrang beim schraubenförmigen Umwickeln aber auch im zylindrischen Abschnitt abgelegt wird, führt dies im zylindrischen Abschnitt (der zumeist noch mit einer Umfangswicklung versehen wird) zu einer Überkompensation mit unnötigem Mehrgewicht. Die Erfindung sieht vor, dass der für das schraubenförmige Umwickeln verwendete Faserstrang in den Längenabschnitten, die auf den Kuppelabschnitten abgelegt werden, mit Zusatzfasern verstärkt ist, sodass die Umwicklung im Bereich der Kuppelabschnitte lokal verstärkt ist. Dadurch kann die Wicklungs- bzw. Lagenanzahl reduziert, Fertigungszeit eingespart und Gewicht reduziert werden. Mit der Erfindung kann also ein stabiler und besonders leichter Drucktank hergestellt werden. Ferner ergeben sich Materialeinsparungen, Taktzeitverkürzungen und verringerte Herstellkosten.The coupling sections cannot be wrapped around by circumferential wrapping, since the fiber strand would slip off, which is why they are wrapped in a helical or spiral shape. In contrast to a circumferential winding, the helical wrapping is not optimal with regard to the tensile stresses acting later in the fiber strand, which has so far been compensated for by an increased number of wraps or layers. However, since the fiber strand is also deposited in the cylindrical section during helical wrapping, this leads to an overcompensation with unnecessary additional weight in the cylindrical section (which is usually also provided with a circumferential winding). The invention provides that the fiber strand used for the helical wrapping is reinforced with additional fibers in the length sections that are deposited on the dome sections, so that the wrapping is locally reinforced in the area of the dome sections. As a result, the number of windings or layers can be reduced, production time saved and weight reduced. With the invention, therefore, a stable and particularly light pressure tank can be produced. In addition, there are material savings, cycle times shortened and manufacturing costs are reduced.

Ein endloser Faserstrang ist ein Bündel (Faserbündel) aus mehreren, z. B. 10.000 bis 30.000, Einzelfasern (Filamenten), wobei es sich insbesondere um Kohlenstoff- oder Glasfasern handelt. Ein solcher Faserstrang kann auch als Roving bezeichnet werden. Der Faserstrang bzw. Roving kann mit nahezu beliebigem Querschnitt, d. h. auch band- bzw. tapeartig, ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist der für das schraubenförmige Umwickeln verwendete endlose Faserstrang entsprechend dem herzustellenden Drucktank abschnittsweise bzw. lokal mit Zusatzfasern bzw. Zusatzfilamenten verstärkt. D. h., der endlose Faserstrang weist in den Längenabschnitten, die an den Kuppenabschnitten abgelegt werden, weitere Fasern bzw. Filamente gleichen Typs oder auch eines anderen Typs auf. In den betreffenden Längenabschnitten kann der endlose Faserstrang (bezogen auf die unverstärkten Längenabschnitte) z. B. wenigstens doppelt so viele Fasern (Einzelfasern) bzw. Filamente aufweisen (d. h. ≥ 2-fache Faser- bzw. Filamentanzahl), wobei auch andere Zahlenverhältnisse möglich sind (z.B. ≥ 1,2-fach, ≥ 1,5-fach, ≥ 2,5-fach, etc.). Dies kann z. B. dadurch bewerkstelligt werden, dass in den betreffenden „verstärkten“ Längenabschnitten ein mit entsprechender Länge zugeschnittenes Faserstrangstück mit dem endlosen Faserstrang verbunden ist, bspw. durch Verkämmen, Verkleben, Vernähen, Umschlingen oder dergleichen. Bevorzugt sind die Übergänge zwischen den nichtverstärkten bzw. unverstärkten Längenabschnitten und den mittels Zusatzfasern verstärkten Längenabschnitten des endlosen Faserstrangs so ausgebildet, dass die Faseranzahl sukzessive ansteigt bzw. abfällt, sodass z. B. abrupte Querschnittsveränderungen vermieden werden können.An endless fiber strand is a bundle (fiber bundle) of several, e.g. B. 10,000 to 30,000, individual fibers (filaments), in particular carbon or glass fibers. Such a fiber strand can also be referred to as a roving. The fiber strand or roving can have almost any cross-section, i. H. also be designed in the manner of a tape or tape. According to the invention, the endless fiber strand used for the helical wrapping is reinforced in sections or locally with additional fibers or additional filaments in accordance with the pressure tank to be produced. That is to say, the endless fiber strand has further fibers or filaments of the same type or also of a different type in the length sections which are deposited at the tip sections. In the length sections concerned, the endless fiber strand (based on the unreinforced length sections) z. B. have at least twice as many fibers (individual fibers) or filaments (ie ≥ 2 times the number of fibers or filaments), other numerical ratios are also possible (eg ≥ 1.2 times, ≥ 1.5 times, ≥ 2.5 times, etc.). This can e.g. B. can be achieved in that in the relevant "reinforced" length sections, a piece of fiber strand cut to the appropriate length is connected to the endless fiber strand, for example by combing, gluing, sewing, looping or the like. The transitions between the unreinforced or unreinforced length sections and the length sections of the endless fiber strand reinforced by means of additional fibers are preferably designed so that the number of fibers gradually increases or decreases, so that, for example, B. abrupt changes in cross-section can be avoided.

Der endlose und lokal verstärkte Faserstrang kann auf einer Spule oder dergleichen bereitgestellt werden. Die zu verstärkenden Längenabschnitte können bspw. durch Betrachtung einer Abwicklung oder durch Rückrechnen aus einem Wickelprogramm bestimmt werden. Der Faserstrang kann dann dementsprechend hergestellt und auf eine Spule aufgewickelt werden. Dies kann auch bei einem Zulieferer erfolgen. Eine Spule mit einem darauf aufgewickelten endlichen Faserstrang (die Länge beträgt z. B. 30 bis 50 Meter oder auch mehr) kann als Gebinde bezeichnet werden. In einer einfachen Ausführungsform weist der Faserstrang wiederholend alle X Meter (z. B. alle drei Meter) einen mit Zusatzfasern verstärkten Längenabschnitt mit vorgegebener Länge (z. B. 0,5 Meter) auf.The endless and locally reinforced fiber strand can be provided on a spool or the like. The length sections to be reinforced can be determined, for example, by considering a development or by back-calculating from a winding program. The fiber strand can then be produced accordingly and wound onto a spool. This can also be done with a supplier. A spool with a finite fiber strand wound on it (the length is, for example, 30 to 50 meters or more) can be referred to as a bundle. In a simple embodiment, the fiber strand repeatedly has a length section reinforced with additional fibers with a predetermined length (for example 0.5 meters) every X meters (for example every three meters).

Bevorzugt wird der Wickelvorgang auf einer Faserwickelvorrichtung bzw. -maschine ausgeführt, wobei der endlose und lokal mittels Zusatzfasern verstärkte Faserstrang von der Spule abgezogen und durch ein Wickelprogramm gesteuert so (auf dem Liner) abgelegt wird, dass die (mittels Zusatzfasern) verstärkten Längenabschnitte auf den Kuppelabschnitten abgelegt werden. Die Faserwickelvorrichtung kann ähnlich aufgebaut sein wie die in der DE 10 2017 107 110A1 gezeigte und beschriebene Faserwickelvorrichtung (siehe dort 3).The winding process is preferably carried out on a fiber winding device or machine, with the endless fiber strand reinforced locally by means of additional fibers being drawn off the spool and, controlled by a winding program, deposited (on the liner) so that the length sections reinforced (by means of additional fibers) are placed on the Dome sections are deposited. The filament winding device can be constructed similarly to that in FIG DE 10 2017 107 110A1 shown and described fiber winding device (see there 3 ).

Der endlose Faserstrang kann auch erst während des Wickelvorgangs (auf einer Faserwickelvorrichtung) in den betreffenden Längenabschnitten, die an bzw. auf den Kuppelabschnitten abgelegt werden, mit Zusatzfasern verstärkt werden. Der endlose Faserstrang wird dann sozusagen on-the-fly lokal verstärkt, bevor dieser auf den Kuppelabschnitten abgelegt wird. Die verstärkten Längenabschnitte können mithilfe einer geeigneten Steuerung bedarfsweise angefordert, erstellt und dann abgelegt werden. Damit ergibt sich eine erhebliche Unanfälligkeit gegen Fertigungstoleranzen. Die Verstärkung kann bei sich fortbewegendem Faserstrang mittels einer geeigneten Einrichtung (der Faserwickelvorrichtung) z. B. in diesen eingekämmt oder auf diesen aufgeklebt werden.The endless fiber strand can also only be reinforced with additional fibers during the winding process (on a fiber winding device) in the relevant length sections which are deposited on or on the coupling sections. The endless fiber strand is then locally reinforced on-the-fly, so to speak, before it is deposited on the dome sections. The reinforced length sections can be requested, created and then stored with the help of a suitable controller. This results in a considerable lack of susceptibility to manufacturing tolerances. The reinforcement can be carried out with the advancing fiber strand by means of a suitable device (the fiber winding device) e.g. B. combed into this or glued to it.

Beim Wickelvorgang kann der endlose Faserstrang vor dem Ablegen auf dem Liner mit einer Kunststoffmatrix, insbesondere ein warmhärtendes oder UV-härtendes Harz(material), getränkt und dann nass abgelegt werden. Dies kann auch als Nasswickeln bezeichnet werden. Der endlose Faserstrang kann hierzu bspw. durch ein Harzbad geführt werden. Nach dem Wickelvorgang kann dann ein Aushärtungsprozess erfolgen, wodurch auf der Außenfläche des Liners eine aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Verstärkungsschicht (FKV-Verstärkungsschicht) gebildet wird.During the winding process, the endless fiber strand can be impregnated with a plastic matrix, in particular a thermosetting or UV-curing resin (material), and then placed wet, before being deposited on the liner. This can also be called wet wrapping. For this purpose, the endless fiber strand can, for example, be passed through a resin bath. After the winding process, a curing process can then take place, as a result of which a reinforcement layer (FRP reinforcement layer) consisting of fiber-reinforced plastic is formed on the outer surface of the liner.

Ein erfindungsgemäß hergestellter Drucktank weist einen mit (wenigstens) einem endlosen Faserstrang umwickelten Liner auf, wobei der dafür verwendete endlose Faserstrang mit Zusatzfasern verstärkte Längenabschnitte aufweist, die an den Kuppelabschnitten abgelegt sind. Die auf die Außenfläche des Liners aufgebrachte Verstärkungsschicht ist somit an den Kuppelabschnitten lokal verstärkt und kann dort im Vergleich zum zylindrischen Abschnitt z. B. die doppelte Dicke aufweisen.A pressure tank produced according to the invention has a liner wrapped with (at least) one endless fiber strand, the endless fiber strand used for this having length sections reinforced with additional fibers, which are deposited on the coupling sections. The reinforcement layer applied to the outer surface of the liner is thus locally reinforced at the dome sections and can there, compared to the cylindrical section, for. B. have twice the thickness.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die in den schematischen Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.

1 veranschaulicht die erfindungsgemäße Herstellung eines Drucktanks.
2 zeigt in einer Schnittdarstellung den hergestellten Drucktank.
3 zeigt einen Abschnitt des für die Herstellung des Drucktanks verwendeten Faserstrangs.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures. The features shown in the schematic figures and / or explained below can be general features of the invention, also independently of specific combinations of features, and further develop the invention accordingly.

1 illustrates the manufacture of a pressure tank according to the invention.
2 shows the pressure tank produced in a sectional view.
3 Figure 10 shows a portion of the fiber strand used to make the pressure tank.

1 zeigt eine Faserwickelvorrichtung 100, die eine Lagereinrichtung 110 für einen zu bewickelnden Liner 210 und eine Faserliefereinrichtung 120 mit einem verfahrbaren Ablegekopf 125 oder dergleichen umfasst. Der Ablegekopf 125 wird gemäß einem zuvor erstellten Wickelprogramm bewegt und legt dabei einen endlosen Faserstrang 310 auf der Außenfläche des rotierenden Liners 210 ab, derart, dass der als Basiselement dienende Liner 210 spiralförmig bzw. schraubenförmig umwickelt wird (Helical Winding). Dabei wird der Faserstrang 310 von einer bereitgestellten Spule 300 abgezogen und über mehrere zur Faserwickelvorrichtung 100 gehörende Zugrollen 130, Umlenkrollen 140 und dergleichen dem Ablegekopf 125 zugeführt. 1 shows a filament winding device 100 who have favourited a storage facility 110 for a liner to be wrapped 210 and a fiber delivery device 120 with a movable placement head 125 or the like. The filing head 125 is moved according to a previously created winding program and lays an endless fiber strand 310 on the outer surface of the rotating liner 210 from, in such a way that the liner serving as the base element 210 is wrapped in a spiral or helical manner (helical winding). This is where the fiber strand 310 from a provided coil 300 withdrawn and over several to the fiber winding device 100 belonging pull rollers 130 , Pulleys 140 and the like to the dropping head 125 fed.

Der zu umwickelnde Liner 210 weist einen zylindrischen Abschnitt (erste Zone) 212 sowie zwei Kuppelabschnitte bzw. Dome (zweite Zonen) 214 auf. Durch ein schraubenförmiges Umwickeln des vorgefertigten Liners 210 mit dem Faserstrang 310 werden sukzessive die Kuppelabschnitte 214 abgedeckt. Hierzu wird der Faserstrang 310 alternierend um die Kuppelabschnitte 214 herumgelegt und zum jeweils anderen Kuppelabschnitt 214 zurückgeführt, wobei wenigstens eine und bevorzugt mehrere Wickellagen (Helical Layers) erzeugt werden. Durch das wiederholende Wechseln der Wickelrichtung an den Kuppelabschnitten 214 können Kreuzlagen gebildet werden, wie bspw. in der EP 2 418 413 B1 gezeigt (siehe dort 9 und 10). In den Kuppelabschnitten 214 können Mundstücke (sogenannte Bosse) angeordnet sein, die bei diesem schraubenförmigen Umwickeln des Liners 210 mit eingewickelt werden.The liner to be wrapped 210 has a cylindrical section (first zone) 212 as well as two dome sections or domes (second zones) 214 on. By wrapping the prefabricated liner in a helical shape 210 with the fiber strand 310 gradually become the dome sections 214 covered. The fiber strand is used for this 310 alternating around the dome sections 214 laid around and to the other dome section 214 returned, at least one and preferably several helical layers are generated. By repeatedly changing the winding direction on the coupling sections 214 cross layers can be formed, for example in the EP 2 418 413 B1 shown (see there 9 and 10 ). In the dome sections 214 mouthpieces (so-called bosses) can be arranged, which in this helical wrapping of the liner 210 to be wrapped with.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Faserstrang 310 in vorausbestimmten Längenabschnitten 315 mit Zusatzfasern verstärkt ist. Beim Umwickeln des Liners 210 werden diese mit Zusatzfasern verstärkten Längenabschnitte 315 an bzw. auf den Kuppelabschnitten 214 abgelegt. Dadurch ist am fertig hergestellten Drucktank 200 (siehe 2) die durch das Umwickeln gebildete Verstärkungsschicht 220 an den Kuppelabschnitten 214 deutlich dicker (bspw. doppelt so dick) als im zylindrischen Abschnitt 212, wie in 2 gezeigt. D. h., die Verstärkungsschicht 220 ist an den Kuppelabschnitten 214 mit einer lokalen Aufdickung ausgebildet. Die Übergänge sind durch eine entsprechende Wickelprogrammierung und/oder durch entsprechende Anordnung der verstärkten Längenabschnitte 315 im Faserstrang 310 fließend bzw. harmonisch (d. h. ohne Dickensprünge) ausgebildet.According to the invention it is provided that the fiber strand 310 in predetermined lengths 315 is reinforced with additional fibers. When wrapping the liner 210 these are length sections reinforced with additional fibers 315 on or on the dome sections 214 filed. This is on the finished pressure tank 200 (please refer 2 ) the reinforcement layer formed by the wrapping 220 at the dome sections 214 significantly thicker (e.g. twice as thick) than in the cylindrical section 212 , as in 2 shown. That is, the reinforcement layer 220 is on the dome sections 214 formed with a local thickening. The transitions are made by appropriate winding programming and / or by appropriate arrangement of the reinforced length sections 315 in the fiber strand 310 fluent or harmonious (ie without thickness jumps).

3 zeigt einen mit Zusatzfasern verstärkten Längenabschnitt 315 des Faserstrangs 310. In dem verstärkten Längenabschnitt 315 befinden sich zusätzlich zu den Endlosfasern des Faserstrangs 310 eingekämmte (oder in sonstiger Weise eingebrachte) weitere Fasern mit einer endlichen Länge, die eine lokale bzw. partielle Verstärkung bewirken. D. h., der Faserstrang bzw. Roving 310 weist in den verstärkten Längenabschnitten 315 eine lokal erhöhte Faser- bzw. Filamentanzahl auf. 3 shows a length section reinforced with additional fibers 315 of the fiber strand 310 . In the reinforced length 315 are in addition to the continuous fibers of the fiber strand 310 combed-in (or otherwise introduced) further fibers with a finite length, which cause a local or partial reinforcement. That is, the fiber strand or roving 310 points in the reinforced length sections 315 a locally increased number of fibers or filaments.

Im zylindrischen Abschnitt 212 des Liners 210 kann ferner ein Umfangswickeln erfolgen, wobei wenigstens eine und bevorzugt mehrere Wickellagen (Hoop Layers) erzeugt werden. Hierfür kann derselbe endlose Faserstrang 310, jedoch ohne verstärkte Längenabschnitte 315, oder auch ein anderer endloser Faserstrang verwendet werden.In the cylindrical section 212 of the liner 210 In addition, circumferential winding can take place, with at least one and preferably several winding layers (hoop layers) being produced. The same endless fiber strand can be used for this 310 , but without reinforced lengths 315 , or another endless fiber strand can be used.

Claims

A method for producing a pressure tank (200) for storing fuel in a motor vehicle, comprising the steps of: - providing a prefabricated liner (210), one cylindrical section (212) and two Having coupling portions (214) connected to respective ends of the cylindrical portion (212); - Wrapping of the liner (210) with at least one endless fiber strand (310), wherein the coupling sections (214) are covered by helically wrapping the fiber strand (310); characterized in that the fiber strand (310) is locally reinforced with additional fibers in predetermined length sections (315) which are deposited on the coupling sections (214) during the helical wrapping.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that when the liner (210) is wrapped, first of all the cylindrical section (212) is wrapped around the circumference with an unreinforced fiber strand.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the fiber strand (310) has at least twice as many fibers in the reinforced length sections (315).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transitions between the unreinforced length sections and the reinforced length sections (315) of the endless fiber strand (310) are designed in such a way that the number of fibers successively increases or decreases.

Method according to one of the preceding Claims 1 to 4th , characterized in that the fiber strand (310) reinforced in sections with additional fibers is provided on a spool (300).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the liner (210) is wrapped on a fiber winding device (100), the endless fiber strand (310) being withdrawn from the bobbin (300) and deposited, controlled by a winding program, in such a way that the reinforced length sections (315) be deposited on the dome sections (214).

Method according to one of the preceding Claims 1 to 4th , characterized in that the endless fiber strand (310) is reinforced with additional fibers during the winding process in the relevant length sections.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the endless fiber strand (310) is impregnated with a liquid resin before being deposited on the liner (210).

Pressure tank (200) for storing fuel in a motor vehicle, characterized in that this is carried out using a method of Claims 1 to 8th is made.