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Freiformbarer DLR-Wabentank - Aufbau, Eigenschaften und Charakteristika des CNG-Tanks

Konzelmann, Matthias and Schierle, Diego and Friedrich, Horst E. (2014) Freiformbarer DLR-Wabentank - Aufbau, Eigenschaften und Charakteristika des CNG-Tanks. VDI-Wissensforum Tank- und Kraftstoffführende Systeme 2014, 02.-03. Juli 2014, Filderstadt.

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Abstract

Erdgas wird aktuell als CNG (Compressed Natural Gas) in zylindrischen Hochdrucktanks gespeichert. Zur effizienteren Nutzung des vorhandenen Bauraums und der damit eingehenden Reichweitenerhöhung bietet die zylindrische Bauweise nur noch eingeschränkt Verbesserungspotenzial. Um dieses Potenzial zu erweitern wird im Forschungsfeld Leichtbau und Hybridbauweisen am Institut für Fahrzeugkonzepte des DLR e.V., durch systematische Anwendung von Leichtbaumethoden eine innovative Bauweise eines Hochdrucktanks entwickelt. Das patentierte Wabentankkonzept, der „DLR-Wabentank“, erzeugt dank der zu erzielenden Freiformbarkeit und der intensiven Nutzung von faserverstärkten Kunststoffen die Möglichkeit neuartiger Bauraumnutzung bei minimaler Gewichtszunahme. Das Konzept besteht darin, dass dünne Aluminiumliner einzeln umwickelt, mit einem innovativen Fügekonzept miteinander verbunden und abschließend mittels eines neuartigen, roboterunterstützten 3D-Wickelverfahrens zum DLR-Wabentank kombiniert werden. Innerhalb des Entwicklungsprozesses wurden systematisch vereinfachte Teilsysteme betrachtet. An einer runden Einzelzelle (Monozeller) wurden die Dehnbarkeit der Schweißnähte und die Tragfähigkeit des Laminats nachgewiesen. Das Verbindungskonzept wurde exemplarisch an einer einzelnen Teilverbindung druckbeaufschlagt und somit verifiziert. Zuletzt erfolgten Versuche des roboterunterstützten 3D-Wickelverfahrens, die anhand eines Kunststoffmodells erfolgreich das Verfahren zeigten. In Ergänzung zur realen Entwicklung wurden FE-Simulationen durchgeführt, um bereits während des Entwicklungsprozesses Erfahrungen bezüglich des Einflusses der Fertigungsschritte auf die Belastbarkeit zu erhalten. Der letzte Schritt der Simulationskette ist eine Berechnung des gesamten Wabentanks zur Verifikation der Gesamtstruktur auf Berstdruck. Der Vortrag bietet einen Einblick in den automatisierten Fertigungsprozess, die nachgewiesenen Eigenschaften und die Herausforderungen und Ergebnisse der Strukturberechnung, mit der das DLR an einem bauraumadaptiven und modularen Hochdrucktank entwickelt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/89689/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Freiformbarer DLR-Wabentank - Aufbau, Eigenschaften und Charakteristika des CNG-Tanks
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Konzelmann, Matthiasmatthias.konzelmann (at) dlr.deUNSPECIFIED
Schierle, Diegodiego.schierle (at) dlr.deUNSPECIFIED
Friedrich, Horst E.horst.friedrich (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:3 July 2014
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:DLR Wabentank; CNG; Drucktank; bauraumadaptiv, modular, freiformbar
Event Title:VDI-Wissensforum Tank- und Kraftstoffführende Systeme 2014
Event Location:Filderstadt
Event Type:national Conference
Event Dates:02.-03. Juli 2014
Organizer:VDI
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Terrestrial Vehicles (old)
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Research theme (Project):V - Neuartige Fahrzeugkonzepte und -strukturen (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Vehicle Concepts > Lightweight and Hybrid Design Methods
Deposited By: Konzelmann, Matthias
Deposited On:23 Jul 2014 11:06
Last Modified:31 Jul 2019 19:46

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