DE102010002881A1 - Container for use as liquid gas tank of motor car, has outer wall region partly or completely surrounding inner wall region, where outer wall region is attached to outer side of liner and formed from carbon fiber reinforced material - Google Patents

Container for use as liquid gas tank of motor car, has outer wall region partly or completely surrounding inner wall region, where outer wall region is attached to outer side of liner and formed from carbon fiber reinforced material Download PDF

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Dr. Verdenhalven Jan
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Abstract

The container (1) has a liner (10) formed as a container inner wall region (10') from metal material (11). A container outer wall region (20) partly or completely surrounds the inner wall region. The outer wall region is attached to an outer side of the liner and formed from carbon fiber reinforced material (21). Adhesive agent e.g. phenol resin, is provided between the wall regions. The reinforced material is selected from a group consisting of carbon multifilament yarns, carbon multifilament roving, carbon multifilament bands, carbon multifilament tissues and carbon multifilament cores. An independent claim is also included for a method for wrapping a body with carbon fiber material.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter und dessen Verwendung sowie ein Verfahren zum Entwickeln eines Körpers mit einem Kohlenstofffasermaterial, insbesondere zum Herstellen des Behälters. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Gasdruckbehälter und dessen Herstellung sowie einen Wickelprozess für Kohlenstofffasermaterialien mit einer Filamentanzahl von über 48 K.The present invention relates to a container and its use, and to a method of developing a body with a carbon fiber material, in particular for manufacturing the container. In particular, the present invention also relates to a gas pressure vessel and its manufacture and a winding process for carbon fiber materials having a filament count of over 48 K.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Hintergrund eines Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass im Bereich der Weiterentwicklung moderner Technologien und insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik wegen des Strebens nach Energieeinsparmöglichkeiten Weiterentwicklungen bevorzugt werden, bei welchen bei gleich bleibenden oder gar verbesserten statischen oder dynamischen Eigenschaften eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses und/oder eine Gewichtseinsparung möglich sind, und das bei gleich bleibender oder gar verbesserter Qualität des Endprodukts. Dementsprechend wird auch nach Möglichkeiten gesucht, bei Fahrzeugen vorzusehende Behälter, z. B. in Form von Tanks, Gewichtseinsparungen zu erreichen.Background of one aspect of the present invention is that in the field of further development of modern technologies and in particular in the field of automotive engineering because of the pursuit of energy savings opportunities further developments are preferred in which with constant or even improved static or dynamic properties simplification of the manufacturing process and / or a Weight savings are possible, and with the same or even improved quality of the final product. Accordingly, it is also looking for ways to be provided for vehicles container, z. B. in the form of tanks to achieve weight savings.

Die Reduktion der Wandstärke eines normalen Behälters, insbesondere eines Tanks, ist bestimmten Grenzen unterworfen, da in technischer Hinsicht und aufgrund von gesetzlichen anderen Vorschriften gleichzeitig für die Dichtheit und Berstsicherheit der Behälter gesorgt werden muss, insbesondere dann, wenn es sich um Behälter für flüssige, verflüssigte oder gasförmige Treibstoffe handelt.The reduction of the wall thickness of a normal container, in particular of a tank, is subject to certain limits, since at the same time for the tightness and bursting safety of the container must be provided from a technical point of view and other regulations, especially when it comes to containers for liquid, liquefied or gaseous fuels.

Hintergrund eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Verfahren bekannt sind, bei welchen Körper mit einem Kohlenstofffasermaterial umwickelt werden, dabei häufig die Kohlenstofffasermaterialien vor dem eigentlichen Umwickeln am Körper zur Aufnahme eines Imprägniermittels, z. B. von Harz einer Vorbehandlung, z. B. einer Harzbehandlung unterworfen werden oder einer anderen Behandlung, die der Aufnahme des Imprägniermittels dient, wobei es sich nicht um ein Harz handeln muss.Background of another aspect of the present invention is that methods are known in which bodies are wrapped with a carbon fiber material, often the carbon fiber materials before the actual wrapping on the body for receiving an impregnating agent, for. B. of resin pretreatment, z. B. be subjected to a resin treatment or other treatment which serves to receive the impregnating agent, which need not be a resin.

Die lokal auf dem oder vom Kohlenstofffasermaterial aufgenommene Menge an Imprägniermittel oder Harz ist einerseits abhängig von den Eigenschaften, insbesondere den Oberflächeneigenschaften des zugrunde liegenden Einzelfadens oder der zugrunde liegenden Einzelfaser, andererseits aber auch abhängig von der Geometrie der Gesamtheit der Einzelfasern oder Einzelfäden in Bezug aufeinander. Daher können aufgrund unterschiedlicher und variierender lokaler Eigenschaften eines Kohlenstofffasermaterials bei dessen Bereitstellung zur Harzbehandlung oder zum Umwickeln eines zu umwickelnden Körpers gleichmäßige Materialeigenschaften herkömmlicherweise nicht gewährleistet werden.The locally absorbed on or from the carbon fiber material amount of impregnating agent or resin is on the one hand depending on the properties, in particular the surface properties of the underlying monofilament or the underlying single fiber, on the other hand also dependent on the geometry of the entirety of the individual fibers or monofilaments in relation to each other. Therefore, due to different and varying local characteristics of a carbon fiber material in providing it for resin treatment or wrapping a body to be wrapped, uniform material properties can not conventionally be ensured.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Behälter anzugeben, der bei besonders geringem Gewicht einfach herzustellen ist und besonders vielseitig und zuverlässig eingesetzt werden kann. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umwickeln eines Körpers, insbesondere eines Behälters, mit einem Kohlenstofffasermaterial anzugeben, bei welchem die Umwicklung in vordefinierter Art und Weise und mit gleich bleibenden Eigenschaften ausgebildet werden kann.The invention is based on the object to provide a container that is easy to manufacture with very low weight and can be used very versatile and reliable. It is a further object of the present invention to provide a method of wrapping a body, particularly a container, with a carbon fiber material in which the wrapping can be formed in a predefined manner and with consistent properties.

Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden bei einem Behälter erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, bei dessen Verwendung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 sowie bei einem Verfahren zum Umwickeln eines Körpers mit einem Kohlenstofffasermaterial erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The objects of the invention are based on a container according to the invention with the features of independent claim 1, when used according to the invention with the features of independent claim 10 and in a method for wrapping a body with a carbon fiber material according to the invention with the features of independent claim 11 solved. Advantageous developments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung schafft einerseits einen Behälter mit einem Liner als einen Behälterinnenwandbereich mit oder aus mindestens einem Metallmaterial, welcher einen oder den Behälterinnenraum definiert, bildet und umgibt, und mit einem Behälteraußenwandbereich, welcher den Behälterinnenwandbereich teilweise oder ganz umgibt, direkt oder indirekt an dessen Außenseite angebracht ist und mit oder aus mindestens einem Kohlenstofffasermaterial ausgebildet ist.The present invention provides on the one hand a container with a liner as a container inner wall region with or at least one metal material which defines, forms and surrounds one or the container interior, and with a container outer wall region which partially or completely surrounds the container inner wall region, directly or indirectly on the outside thereof is attached and formed with or from at least one carbon fiber material.

Eine Kernidee bei dem erfindungsgemäßen Behälter besteht dabei also darin, das üblicherweise vorgesehene Behälterelement aus einem Metallmaterial zu ersetzen durch einen entsprechenden Liner als Behälterinnenwandbereich aus oder mit einem Metallmaterial und diesen dann durch einen Behälteraußenwandbereich mit oder aus mindestens einem Kohlenstofffasermaterial zu verstärken. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Liner als solchen in seiner Schichtstärke stark zu reduzieren, um so Gewicht einzusparen, ohne dass die Eigenschaften des Behälters insgesamt, insbesondere im Hinblick auf die Berstsicherheit, verschlechtert werden. Der innen liegende Liner übernimmt somit die Funktion der Materialdichtheit und der grundsätzlichen Formgebung, wogegen der Behälteraußenwandbereich mit oder aus dem mindestens einen Kohlenstofffasermaterial den maximal aufnehmbaren Berstdruck definiert.A core idea in the case of the container according to the invention is thus to replace the usually provided container element made of a metal material by a corresponding liner as a container inner wall area or with a metal material and then reinforce it by a container outer wall area with or from at least one carbon fiber material. In this way, it is possible to greatly reduce the liner as such in its layer thickness so as to save weight without degrading the overall properties of the container, particularly with regard to bursting safety. The inner liner thus assumes the function of material tightness and the basic shape, whereas the container outer wall area with or out the at least one carbon fiber material defines the maximum absorbable bursting pressure.

Das Kohlenstofffasermaterial kann insbesondere ein CFK-Material sein.The carbon fiber material may in particular be a CFRP material.

Der Behälteraußenwandbereich kann mit ein oder mehrere Wicklungen des Kohlenstofffasermaterials, insbesondere des CFK-Materials, oder mit ein oder mehrere Lagen oder Schichten mit jeweils ein oder mehreren Wicklungen des Kohlenstofffasermaterials, insbesondere des CFK-Materials, ausgebildet sein. Das Kohlenstofffasermaterial oder CFK-Material kann somit hinsichtlich der Lagen oder Schichten und der Wicklungen und deren jeweiliger Anzahl entsprechend den Erfordernissen an Form und/oder Druckanforderungen ausgebildet werden.The container outer wall region may be formed with one or more windings of the carbon fiber material, in particular of the CFRP material, or with one or more layers or layers each having one or more windings of the carbon fiber material, in particular of the CFRP material. The carbon fiber material or CFRP material may thus be formed in terms of the layers or layers and the windings and their respective numbers according to the requirements of shape and / or pressure requirements.

Das Kohlenstofffasermaterial aufweisen oder gebildet werden von einer oder von mehreren Multifilamentkomponenten. Dabei bieten sich Multifilamentkomponenten aus der Gruppe von Strukturen an, die aufweist Kohlenstoffmultifilamentgarne, Kohlenstoffmultifilamentrovings, Kohlenstoffmultifilamentbänder, Kohlenstoffmultifilamentgewebe, Kohlenstoffmultifilamentgelege und deren Kombinationen. Vorzugsweise wird eine Filamentanzahl von 48.000 oder mehr vorgesehen. Grundsätzlich sind sämtliche Multifilamentstrukturen mit quasi unendlicher linearer Ausdehnung anwendbar. Denkbar sind aber auch teilweise zweidimensional ausgedehnte Multifilamentstrukturen, z. B. in Form von Bändern oder Roving, ggf. aufgespreizt, mit einer gewissen Breite. Multifilamentstrukturen mit oder oberhalb einer Einzelfilamentanzahl von 48.000 oder mehr lassen sich besonders ökonomisch einsetzen.The carbon fiber material comprises or is formed from one or more multifilament components. In this case, multifilament components from the group of structures offering carbon multifilament yarns, carbon multifilament rovings, carbon multifilament ribbons, carbon multifilament fabrics, carbon multifilament scrims, and combinations thereof. Preferably, a filament count of 48,000 or more is provided. In principle, all multifilament structures with virtually infinite linear expansion are applicable. Also conceivable are partly two-dimensionally extended multifilament structures, eg. B. in the form of ribbons or roving, possibly spread, with a certain width. Multifilament structures with or above a single filament count of 48,000 or more can be used particularly economically.

Zwischen dem Behälterinnenwandbereich und dem Behälteraußenwandbereich kann ein Haftmittel vorgesehen sein, wobei das Haftmittel insbesondere mit oder aus einem Harz oder Phenolharz gebildet sein kann. Eine derartig vorgesehene Haftschicht kann auch gleichzeitig als Korrosionsschutz dienen und verhindert ein Verrutschen und/oder Anheben auf bzw. von der Außenseite oder der Außenwand des Behälterinnenwandbereichs.An adhesive may be provided between the container inner wall region and the container outer wall region, wherein the adhesive may in particular be formed with or from a resin or phenolic resin. An adhesive layer provided in this way can also simultaneously serve as corrosion protection and prevents slippage and / or lifting on or from the outside or the outer wall of the container inner wall region.

Das Kohlenstofffasermaterial kann mit einer Matrixkomponente ausgebildet und/oder getränkt sein. Die Matrixkomponente kann mit oder aus einem Harz oder Phenolharz gebildet sein. Durch das Einbetten des Kohlenstofffasermaterials mit einer Matrixkomponente, insbesondere in ausgehärteter Form, ergibt sich eine erhöhte Stabilität in Bezug auf die Formbeständigkeit und den Berstdruck.The carbon fiber material may be formed and / or impregnated with a matrix component. The matrix component may be formed with or from a resin or phenolic resin. Embedding the carbon fiber material with a matrix component, especially in cured form, results in increased stability in terms of dimensional stability and bursting pressure.

Der Behälteraußenwandbereich kann zuunterst angeordnet ein oder mehrere Lagen eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, in Kreuzwicklung und darüber angeordnet ein oder mehrere Lagen eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, in Radial- oder Umfangswicklung aufweisen. Die Kombination aus mehreren unterschiedlichen Wicklungen, insbesondere im Hinblick auf eine zuletzt vorzusehende radiale Wicklung oder Umfangswicklung, erhöhen weiterhin die Formstabilität und Berstsicherheit.The container outer wall region may comprise at least one or more layers of a carbon fiber material, in particular a CFRP material, in cross-winding and arranged thereon one or more layers of a carbon fiber material, in particular a CFRP material, in radial or circumferential winding. The combination of several different windings, in particular with regard to a last-provided radial winding or circumferential winding, further increase the dimensional stability and bursting safety.

Es können am Liner an dessen Außenseite ein oder mehrere Verankerungspunkte, insbesondere in Form von Dwells, zur Richtungsänderung oder -umkehr einer Wicklung eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, vorgesehen sein. Durch die Verwendung von Dwells zur Richtungsumkehr lassen sich auf besonders günstige Art und Weise Kreuzwicklungen erzielen, die mit einer weiter erhöhten Formstabilität und Berstsicherheit einhergehen.One or more anchoring points, in particular in the form of dwells, for changing the direction or reversal of a winding of a carbon fiber material, in particular a CFRP material, may be provided on the liner on the outside thereof. By using Dwells for direction reversal can be achieved in a particularly favorable manner cross windings, which are associated with a further increased dimensional stability and bursting safety.

Am Liner vorgesehene Bereiche für einen Einlass und/oder einen Auslass können als Dwell fungieren. Alternativ oder zusätzlichen können auch ein oder mehrere zusätzliche Umkehrelemente an der Außenseite des Liners als Dwell vorgesehen sein.Liner-provided areas for an inlet and / or outlet may function as a dwell. Alternatively or additionally, one or more additional reversing elements may also be provided on the outside of the liner as a dwell.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der erfindungsgemäße Behälters als Behälter für einen Treibstoff, insbesondere für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere als Flüssiggastank oder CNG-Tank, also als Tank für Compressed Natural Gas, verwendet werden.According to a further aspect of the present invention, the container according to the invention can be used as a container for a fuel, in particular for a vehicle, preferably for a motor vehicle, in particular as a liquefied gas tank or CNG tank, ie as a tank for compressed natural gas.

Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Umwickeln eines Körpers mit einem Kohlenstofffasermaterial. Dabei wird das Kohlenstofffasermaterial in seiner Bandbreite mit einer Genauigkeit von ±10% bis ±5% definiert eingestellt, zur Aufnahme eines Vorbehandlungs- oder Imprägniermittels mit dem Imprägniermittel in dieser definiert eingestellten Bandbreite behandelt und dann auf der Außenseite des zu umwickelnden Körpers abgewickelt. Kernidee des erfindungsgemäßen Verfahrens ist also das Reduzieren der Variation der Bandbreite des für das Umwickeln des Körpers zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials, und zwar in einem Genauigkeitsbereich von ±10%, vorzugsweise in einem Genauigkeitsbereich von ±5%, weil sich dadurch die Wickeleigenschaften, gerade im Hinblick auf die vorher stattfindende Harzaufnahme oder die im Allgemeinen stattfindende Aufnahme an Imprägniermittel besonders gleichmäßig gestalten.The present invention also provides a method of wrapping a body with a carbon fiber material. In this case, the carbon fiber material is set in its defined bandwidth with an accuracy of ± 10% to ± 5%, treated for receiving a pretreatment or impregnating agent with the impregnating agent in this defined set bandwidth and then unwound on the outside of the body to be wrapped. The core idea of the method according to the invention is thus to reduce the variation in the bandwidth of the carbon fiber material underlying the wrapping of the body, in an accuracy range of ± 10%, preferably in an accuracy range of ± 5%, because this causes the winding properties, especially with regard to make it particularly uniform on the previously occurring resin receptacle or the generally occurring intake of impregnating agent.

Das Kohlenstofffasermaterial kann aufweisen oder gebildet werden von einer oder von mehreren Multifilamentkomponenten. Diese können aus der Gruppe stammen, die aufweist Kohlenstoffmultifilamentgarne, Kohlenstoffmultifilamentrovings, Kohlenstoffmultifilamentbänder, Kohlenstoffmultifilamentgewebe, Kohlenstoffmultifilamentgelege und deren Kombinationen, vorzugsweise mit einer Filamentanzahl von 48.000 oder mehr. Auch hier gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Behälter vorgestellten Möglichkeiten der Ausgestaltung des zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials als unendliche lineare Strukturen oder gegebenenfalls als Strukturen mit einer gewissen Bandbreite, vorzugsweise mit einer Vielfachheit der Filamente im Bereich von 48.000 oder darüber hinaus.The carbon fiber material may include or be formed from one or more multifilament components. These may be from the group comprising carbon multifilament yarns, carbon multifilament rovings, carbon multifilament ribbons, carbon multifilament fabrics, carbon multifilament scrims, and their combinations, preferably with a filament count of 48,000 or more. Again, the presented in connection with the container according to the invention options of the embodiment of the underlying carbon fiber material apply as infinite linear structures or optionally as structures with a certain bandwidth, preferably with a multiplicity of filaments in the range of 48,000 or more.

Das Einstellen der Bandbreite des Kohlenstofffasermaterials kann über ein Onlinemesssystem und/oder über eine Regelungstechnik durch Variation von Prozessparametern erfolgen und/oder überwacht werden, insbesondere unter Regelung der Spannung des Kohlenstofffasermaterials vor, bei und/oder nach der Behandlung mit dem Imprägniermittel und/oder vor/beim Aufwickeln auf der Außenseite des zu umwickelnden Körpers. Besonders einfach lassen sich die Kerngedanken des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich das Reduzieren der Variation der Bandbreite im Bereich von ±10% und vorzugsweise im Bereich von ±5% durch Verwendung eines Onlinemesssystems und/oder einer Regeltechnik in Bezug auf eine Anpassung von Prozessparametern realisieren, wobei der Spannung des Fadens und des zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials im Allgemeinen eine besondere Bedeutung zukommt, und zwar sowohl vor der Beaufschlagung mit dem Imprägniermittel oder Harzmaterial als auch direkt vor dem Abwickeln auf den zu umwickelnden Körper.The setting of the bandwidth of the carbon fiber material can be carried out and / or monitored via an on-line measuring system and / or a control technique by varying process parameters, in particular by controlling the tension of the carbon fiber material before, during and / or after the treatment with the impregnating agent and / or before when winding on the outside of the body to be wrapped. The core ideas of the method according to the invention, namely the reduction of the variation of the bandwidth in the range of ± 10% and preferably in the range of ± 5% can be realized particularly simply by using an online measuring system and / or a control technology with regard to an adaptation of process parameters tension of the thread and the underlying carbon fiber material is generally of particular importance, both prior to exposure to the saturant or resin material and directly prior to unwinding onto the body to be wrapped.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Wickeleinrichtung mit einem Fadenarm oder Zuführarm und mit einem Wickeldorn verwendet werden.For carrying out the method according to the invention, a winding device with a thread arm or feed arm and with a winding mandrel can be used.

Dabei kann der zu umwickelnde Körper auf dem Wickeldorn aufgenommen wird oder selbst als Wickeldorn fungieren.In this case, the body to be wrapped on the winding mandrel is received or act as a mandrel itself.

Beim Abwickeln des Kohlenstofffasermaterials auf der Außenseite des zu umwickelnden Körpers kann der Fadenarm oder Zuführarm der Wickeleinrichtung an Enden des Wickeldorns jeweils kurz verweilen und sich der Wickeldorn dabei um einen vordefinierten und insbesondere festen Winkel weiter drehen.When unwinding the carbon fiber material on the outside of the body to be wrapped, the thread arm or feed arm of the winding device at the ends of the winding mandrel each stay short and turn the mandrel thereby to a predefined and in particular fixed angle on.

Vor dem Umwickeln des zu umwickelnden Körpers kann die Außenseite des zu umwickelnden Körpers teilweise oder vollständig mit einem Haftmittel versehen werden.Before wrapping the body to be wrapped, the outside of the body to be wrapped may be partially or completely provided with an adhesive.

Dies geschieht vorzugsweise mit einem Harz oder Phenolharz und insbesondere mit einem Material, welches mit dem des Imprägniermittels zur Vorbehandlung des Kohlenstofffasermaterials identisch ist.This is preferably done with a resin or phenolic resin and in particular with a material which is identical to that of the impregnating agent for the pretreatment of the carbon fiber material.

Nach dem Umwickeln des Körpers kann in einem Nachbehandlungsschritt unter Anwendung von Wärme und/oder Druck die erhaltene Struktur ausgehärtet werden.After wrapping the body, the resulting structure can be cured in an aftertreatment step using heat and / or pressure.

Der zu umwickelnde Körper kann auf seiner Außenseite zuunterst mit ein oder mehreren Lagen einer Kreuzwicklung und darüber mit ein oder mehreren Lagen einer Umfangswicklung versehen werden.The body to be wrapped can be provided on its outside with at least one or more layers of a cross-winding and above it with one or more layers of a peripheral winding.

Als zu umwickelnder Körper kann ein Liner mit oder aus mindestens einem Metallmaterial als Behälterinnenwandbereich umwickelt werden, welcher einen Behälterinnenraum bildet und umgibt.As a body to be wrapped, a liner may be wrapped with or made of at least one metal material as a container inner wall portion, which forms and surrounds a container interior.

Durch das erfindungsgemäße Verfahre kann insbesondere ein erfindungsgemäßer Behälter hergestellt werden.By the method according to the invention, in particular, a container according to the invention can be produced.

Diese und weitere Aspekte werden auf der Grundlage der beigefügten Zeichnungen erläutert.These and other aspects will be explained on the basis of the attached drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1A, B zeigen verschiedene schematische und geschnittene Seitenansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters. 1A , B show various schematic and sectional side views of an embodiment of a container according to the invention.

2A–C zeigen schematische und geschnittene Seitenansichten einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters in verschiedenen Herstellungsstadien bei Verwendung einer Kreuzwicklung und einer Umfangswicklung. 2A -C show schematic and sectional side views of another embodiment of the container according to the invention in various stages of manufacture using a cross winding and a peripheral winding.

3A, B zeigen seitliche Draufsichten auf eine Stirnseite eines erfindungsgemäß zu be- oder umwickelnden Behälters beim Ausführen einer Kreuzwicklung oder Polarwicklung ohne und mit Verwendung eines Dwells zur Richtungsumkehr der Wicklung. 3A B show side elevational views of an end face of a container to be wound or wrapped according to the invention when a cross-winding or polar winding is carried out without and with the use of a dewell for reversing the direction of the winding.

4 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umwickeln eines Körpers mit einem Kohlenstofffasermaterial. 4 shows a block diagram of an embodiment of the inventive method for wrapping a body with a carbon fiber material.

5 zeigt eine Wickelmaschine oder Wickelvorrichtung, wie sie zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters verwendet werden kann. 5 shows a winding machine or winding device, as it can be used to carry out the method according to the invention and for the production of the container according to the invention.

6A, B zeigen schematische und geschnittene Seitenansichten eines herkömmlichen Behälters. 6A , B show schematic and sectional side views of a conventional container.

7A–C zeigen schematische Seitenansichten eines erfindungsgemäß zu be- oder umwickelnden Behälter beim Ausführen einer Kreuz-, einer Polar- bzw. einer Radial- oder Umfangswicklung. 7A -C show schematic side views of a container according to the invention to be wound or wrapped when performing a cross, a polar or a radial or circumferential winding.

DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben. Sämtliche Ausführungsformen der Erfindung und auch ihre technischen Merkmale und Eigenschaften können einzeln isoliert oder wahlfrei zusammengestellt miteinander beliebig und ohne Einschränkung kombiniert werden.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. All embodiments of the invention and also their technical features and properties can be isolated individually or combined randomly combined with each other arbitrarily and without restriction.

Strukturell und/oder funktionell gleiche, ähnliche oder gleich wirkende Merkmale oder Elemente werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall wird eine detaillierte Beschreibung dieser Merkmale oder Elemente wiederholt.Structurally and / or functionally identical, similar or identically acting features or elements are referred to below in connection with the figures with the same reference numerals. Not always will a detailed description of these features or elements be repeated.

Zunächst wird auf die Zeichnungen im allgemeinen Bezug genommen.At first reference is made to the drawings in general.

Die Erfindung schafft einerseits einen Behälter 1 und ein Herstellungsverfahren für einen Behälter 1, wobei ein Liner 10 als Behälterinnenwandbereich 10' mit einem Behälteraußenwandbereich 20 aus oder mit einem Kohlenstofffasermaterial 21 – vorzugsweise durch Umwickeln – umgeben wird.The invention provides on the one hand a container 1 and a method of manufacturing a container 1 , being a liner 10 as a container inner wall area 10 ' with a container outer wall area 20 made of or with a carbon fiber material 21 - Preferably by wrapping - is surrounded.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Umwickeln eines Körpers 10 mit einem Kohlenstofffasermaterial 21, bei welchem das Kohlenstofffasermaterial 21 in seiner Bandbreite b mit einer Genauigkeit von ±10% bis ±5% definiert eingestellt wird.Further, the present invention provides a method of wrapping a body 10 with a carbon fiber material 21 in which the carbon fiber material 21 is set in its bandwidth b with an accuracy of ± 10% to ± 5%.

Die vorliegende Erfindung betrifft zum also einen ein Wickelverfahren für ein Kohlenstofffasermaterial 21, vorzugsweise mit einer Filamentzahl von 48.000 oder darüber.The present invention therefore relates to a winding method for a carbon fiber material 21 , preferably with a filament count of 48,000 or above.

Im Zusammenhang mit der Anwendung derartiger Wickelverfahren ist unter anderem auch der Aspekt der Reduzierung des CO2-Ausstoßes wesentlich, insbesondere im Hinblick auf Lösungen in der Automobilindustrie, wo vermehrt Leichtbauansätze für bestimmte Fahrzeugkomponenten gefordert werden. Diese müssen kostengünstig und großserientechnisch gefertigt werden können. Der Einsatz von Kohlenstofffasern vergleichsweise niedriger Filamentanzahl – z. B. im Bereich von 3 K oder 6 K – ist zwar möglich, aber aus wirtschaftlicher Hinsicht aufgrund der Kosten meist nicht tragbar, wogegen C-Fasern mit vergleichsweise hoher Filamentanzahl, z. B. im Bereich von 48 K oder darüber hinaus, z. B. auch im Bereich von 50 K oder mehr, bisher schwierig zu verarbeiten sind.In connection with the use of such winding methods, among other things, the aspect of the reduction of CO 2 emissions is essential, in particular with regard to solutions in the automotive industry, where increasingly lightweight approaches for certain vehicle components are required. These must be able to be manufactured inexpensively and mass production technology. The use of carbon fibers comparatively low filament number -. B. in the range of 3 K or 6 K - is possible, but from an economic point of view because of the cost usually not sustainable, whereas C-fibers with relatively high filament number, z. B. in the range of 48 K or beyond, z. B. also in the range of 50 K or more, are difficult to handle so far.

Das vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Qualitätssicherung beim Wickeln, und zwar insbesondere auch dann, wenn Multifilamentmaterialien mit 48.000 Einzelfilamenten oder darüber hinaus bei einem Faserwickelprozess oder Wickelprozess im Allgemeinen in großserientechnischen Wickelbauteilen zu verarbeiten sind.The proposed method according to the invention enables quality assurance during winding, in particular also when multifilament materials with 48,000 individual filaments or moreover in a filament winding or winding process are generally to be processed in large-scale winding components.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft also insbesondere das Herstellen eines umwickelten Körpers 10, wobei als Umwicklung eine Multifilamentverstärkungsfaser 21 im Sinne eines Rovings 21 verwendet wird. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Verstärkungsfaser 21 auf der Grundlage von Kohlenstoff, also um Kohlenstofffasern mit z. B. 48.000 Einzelfilamenten oder darüber hinaus.One aspect of the present invention thus relates in particular to the production of a wrapped body 10 , wherein as wrapping a multifilament reinforcing fiber 21 in the sense of a roving 21 is used. This is in particular a reinforcing fiber 21 based on carbon, ie carbon fibers with z. B. 48,000 individual filaments or beyond.

Aufgrund der Schwankung in der Bandbreite b derartiger Multifilamentstrukturen 21 ist es erforderlich, die Verteilung oder Aufspreizung der Multifilamentstrukturen 21 in definierter Art und Weise auszuführen. Die Faser 21 oder der Roving 21 müssen aufgrund der Schwankungen der Bandbreite b vor der Behandlung mit einem Imprägniermittel, z. B. vor einem Harzbad, auf eine definierte Bandbreite b eingestellt, z. B. gespreizt werden, um eine definierte und gleiche Aufnahme an Imprägniermittel oder Harz über die gesamte Länge des Rovings 21 oder der Faser 21 bei definierter Harzeinstellung sicherzustellen. Die Schwankungen in der Bandbreite b dürfen dabei den Bereich von ±10%, vorzugsweise im Bereich von ±5% nicht überschreiten.Due to the variation in the bandwidth b of such multifilament structures 21 it is necessary to distribute or spread the multifilament structures 21 to execute in a defined manner. The fiber 21 or the roving 21 due to the variations in the band width b before treatment with an impregnating agent, eg. B. before a resin bath, adjusted to a defined bandwidth b, z. B. spread to a defined and the same intake of impregnating agent or resin over the entire length of the roving 21 or the fiber 21 to ensure at a defined resin setting. The variations in the bandwidth b may not exceed the range of ± 10%, preferably in the range of ± 5%.

Ferner ist es aufgrund der Schwankungen aufgrund der unterschiedlichen Spannungsverhältnisse im Roving 21 beim Lauf durch eine entsprechende Wickelmaschine 50, 100 vorzugsweise auch eine definierte Spreizung kurz vor dem Aufwickeln auf den zu umwickelnden Körper 10 oder den Wickeldorn 70 sinnvoll.Furthermore, it is due to the fluctuations due to the different voltage conditions in the roving 21 when running through a corresponding winding machine 50 . 100 preferably also a defined spread just before winding on the body to be wrapped 10 or the mandrel 70 meaningful.

Ein Verfahren zum Einstellen der Bandbreite oder der Spreizung, das besonders viel versprechend ist, besteht in der Anwendung eines Onlinemesssystems zur Erfassung der Bandbreite b, vorzugsweise unter Einsatz einer Regelungstechnik durch Variation bestimmter Prozessparameter, z. B. der Fadenspannung, wodurch die Einstellung eines definierten Werts erfolgt und möglichst gleich bleibend beibehalten werden kann.A method for adjusting the bandwidth or spread, which is particularly promising, is the use of an online measuring system for detecting the bandwidth b, preferably using a control technique by varying certain process parameters, eg. B. the thread tension, whereby the setting of a defined value is carried out and can be maintained as constant as possible.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren beim Einsatz einer entsprechenden Wickelvorrichtung 50, 100 oder einer entsprechenden Wickelmaschine 50, 100 der vorgesehene Zuführarm oder Fadenarm in der Anfangsposition und/oder Endposition in Bezug auf den zu umwickelnden Körper 10 oder Wickeldorn 70 kurz verweilt und nur der Wickeldorn 70 selbst oder der zu umwickelnde Körper 10 um einen definierten. Winkel oder eine definierte Gradzahl weitergedreht werden.It is particularly advantageous if in the production method according to the invention when using a corresponding winding device 50 . 100 or a corresponding winding machine 50 . 100 the intended feed arm or thread arm in the initial position and / or end position with respect to the body to be wrapped 10 or mandrel 70 briefly lingers and only the winding mandrel 70 itself or the body to be wrapped 10 around a defined. Angle or a defined number of degrees are further rotated.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Gasdruckbehälter 1 oder ein Behälter 1 im Allgemeinen vorgestellt, welcher aus Stahl besteht sowie aus einem C-Fasermultifilamentgarn 21 oder – roving 21 oder dergleichen. Ferner betrifft dieser Aspekt auch ein entsprechendes Herstellungsverfahren. In particular, according to another aspect of the present invention, a gas pressure vessel 1 or a container 1 generally made of steel and of a C-fiber multifilament yarn 21 or - roving 21 or similar. Furthermore, this aspect also relates to a corresponding production method.

Hintergrund dieser Entwicklung ist, dass zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes, insbesondere im Bereich der Kfz-Technik vermehrt auf z. B. Erdgas als Treibstoff gesetzt wird. Dementsprechend kann auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Aspekt auch ein Flüssiggastank, CNG-Tank oder Compressed-Natural-Gas-Tank hergestellt werden, der z. B. aus einem inneren Stahlliner 10 und einer äußeren CFK-Wicklung 20 besteht. Gemäß diesem Aspekt wird zum einen das Problem gelöst, dass die Festigkeit des Stahls innerhalb der Hybridanordnung besser ausgenutzt werden kann. Zum anderen wird gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung der ausgebildete Behälter 1 oder Tank 1 mit einer Multifilamentstruktur 21, z. B. einem Multifilamentroving 21 oder Multifilamentgarn 21 als äußerer Hülle 20 umgeben, wobei vorzugsweise 48 K Einzelfilamente oder mehr verwendet werden.Background of this development is that to reduce CO 2 emissions, especially in the field of automotive technology increasingly on z. B. natural gas is used as fuel. Accordingly, on the basis of the present invention according to this aspect, a liquefied gas tank, CNG tank or compressed natural gas tank can be produced, the z. B. from an inner steel liner 10 and an outer CFRP winding 20 consists. According to this aspect, on the one hand, the problem is solved that the strength of the steel within the hybrid assembly can be better utilized. On the other hand, according to this aspect of the present invention, the formed container 1 or tank 1 with a multifilament structure 21 , z. B. a Multifilamentroving 21 or multifilament yarn 21 as an outer shell 20 surrounded, preferably 48 K single filaments or more are used.

Gemäß diesem Aspekt werden insbesondere Druckgasbehälter 1 vorgestellt, insbesondere für Erdgas (CNG: Compressed Natural Gas), die aus einem Stahlliner 10 als Innenbereich und einer Umwicklung, bestehend aus einer duroplastischen Matrix und Verstärkungsmultifilamentgarnen, ausgebildet werden, wobei insbesondere eine Berstdruckfestigkeit von 450 bar und darüber hinaus erreicht wird.According to this aspect, in particular pressurized gas containers 1 especially for natural gas (CNG: Compressed Natural Gas) made of a steel liner 10 be formed as an inner region and a wrap, consisting of a thermosetting matrix and reinforcing multifilament yarns, in particular a bursting strength of 450 bar and beyond is achieved.

Der Stahlliner 10 kann z. B. aus einem Stahlblech hergestellt werden mit einer Schichtstärke t = 2 mm und einem Berstdruck von Pberst > 60 MPa.The steel liner 10 can z. B. made of a steel sheet with a layer thickness t = 2 mm and a bursting pressure of P burst > 60 MPa.

Die Umwicklung des Stahlliners 10 kann unterteilt sein in so genannte Radialwicklungen 26 oder Umfangswicklungen 26 und in so genannte Kreuzwicklungen 25, und zwar insbesondere beginnend und endend mit einer Umfangswicklung 26. Der Anfang der Lagen kann sich nach der gewünschten Festigkeit richtigen.The wrapping of the steel liner 10 can be divided into so-called radial windings 26 or circumferential windings 26 and in so-called cross windings 25 , in particular beginning and ending with a peripheral winding 26 , The beginning of the layers can be right according to the desired strength.

Als duroplastische Matrix bietet sich insbesondere eine Epoxydharzmatrix an, vorzugsweise mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von TG ≥ 102°C.An epoxy resin matrix, in particular with a glass transition temperature in the range of T G ≥ 102 ° C., is particularly suitable as the thermosetting matrix.

Vorzugsweise werden Multifilamentrovings 21 oder Multifilamentgarne 21 verwendet mit einer Filamentanzahl im Bereich von 48 K oder darüber hinaus. Diese Einzelfilamente in ihrer Vielzahl führen zu einer Strangfestigkeit im Bereich von 4500 MPa oder darüber hinaus. Durch eine geeignete Mess- und Regelungstechnik können die Schwankungen in der Bandbreite b der Rovings 21 oder Garne 21 auf unter ±10%, vorzugsweise auf unter ±5% eingestellt werden.Preferably, multifilament rovings 21 or multifilament yarns 21 used with a filament count in the range of 48 K or more. These single filaments in their variety result in a strand strength in the range of 4500 MPa or beyond. By a suitable measuring and control technology, the fluctuations in the bandwidth b of the rovings 21 or yarns 21 be set below ± 10%, preferably below ± 5%.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters 1 oder Tanks 1 kann es erforderlich sein, dass ein so genannter Dwell oder Umkehrpunkt 15', 15 eingefügt oder im Bereich der Eingangs- oder Ausgangsstützen 16e, 16a für den Einlass E bzw. Auslass A des Behälters 1 ausgenutzt wird.In certain embodiments of the container according to the invention 1 or tanks 1 It may be necessary for a so-called dwell or reversal point 15 ' . 15 inserted or in the area of the entrance or exit supports 16e . 16a for the inlet E or outlet A of the container 1 is exploited.

Der Einsatz einer elastischen Zwischenschicht zwischen dem Liner 10 und den CFK-Wicklungen kann sinnvoll sein, zum einen zur optimierten Verbindung zwischen den CFK-Materialien und dem Stahl des Liners 10, zum weiteren zur Verbesserung des Traganteils des Stahlliners 10, darüber hinaus aber auch zum Oxidationsschutz der Außenseite 10a des Liners 10.The use of an elastic intermediate layer between the liner 10 and the CFRP windings can make sense, on the one hand for the optimized connection between the CFRP materials and the steel of the liner 10 , to further improve the bearing ratio of the steel liner 10 , but also for the oxidation protection of the outside 10a of the liner 10 ,

Nun wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen.Now, reference will be made in detail to the drawings.

Bevor auf die Erfindung im Einzelnen eingegangen wird, wird zunächst ein herkömmlicher Behälter 1' gemäß den 6A und 6B beschrieben.Before going into the invention in detail, first a conventional container 1' according to the 6A and 6B described.

Dieser besteht üblicherweise aus einem einstückigen oder mehrteilig zusammengesetzten und im Wesentlichen geschlossenen Behälterelement 2, z. B. aus Stahl oder Edelstahl oder dergleichen. Dieses Behälterelement 2 definiert und umgibt den Behälterinnenraum I und besitzt somit eine Innenseite 2b und eine Außenseite 2a. Üblicherweise sind ein oder zwei Öffnungen oder Stutzen 16, 16a, 16e vorgesehen, um einen Einlass E bzw. einen Auslass A zu definieren. Es kann auch eine einzelne Öffnung 16 vorgesehen sein, die Einlass E und Auslass A simultan definiert.This usually consists of a one-piece or multi-part composite and substantially closed container element 2 , z. As steel or stainless steel or the like. This container element 2 defines and surrounds the container interior I and thus has an inner side 2 B and an outside 2a , Usually one or two openings or nozzles 16 . 16a . 16e provided to define an inlet E and an outlet A, respectively. It can also be a single opening 16 be provided, the inlet E and outlet A defined simultaneously.

Die Anordnung gemäß 7A und 7B zeigt insbesondere eine vergleichsweise hohe Schichtstärke D des Behälterelements 2. Das Behälterelement 2 kann aufgrund der vergleichsweise hohen Schichtstärke D nicht nur die Dichtheit, z. B. beim Einsatz im Zusammenhang mit Flüssigkeiten oder Gasen unter hohem Druck, gewährleisten, sondern auch einen entsprechenden Berstschutz realisieren.The arrangement according to 7A and 7B in particular shows a comparatively high layer thickness D of the container element 2 , The container element 2 can due to the relatively high layer thickness D not only the tightness, z. As when used in connection with liquids or gases under high pressure, ensure, but also realize a corresponding burst protection.

Wie oben bereits erwähnt wurde, sind derartige Behälter zwar sicher in der Anwendung, jedoch in ihrer Handhabung schwerfällig und führen aufgrund ihres vergleichsweise hohen Eigengewichts beim Einbau in Fahrzeugen zu einem erhöhten Energieeinsatz beim Betrieb.As mentioned above, although such containers are safe to use, but in their handling cumbersome and lead due to their relatively high weight when installed in vehicles to increased energy use during operation.

Durch das Vorstellen des entsprechenden erfindungsgemäßen Behälters 1 soll unter anderem dieses Problem vermieden werden.By presenting the corresponding container according to the invention 1 Among other things, this problem should be avoided.

Analog zu den 7A und 7B zeigen die 1A und 1B in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 1, bei welchem als Behälterinnenwandbereich 10' ein Liner 10 aus oder mit mindestens einem Metallmaterial 11, z. B. aus Stahl oder Edelstahl, und einer vergleichsweise geringeren Schichtstärke d < D vorgesehen ist, der seinerseits wiederum das Behälterinnere I definiert, bildet und umgibt. Analogous to the 7A and 7B show the 1A and 1B in a schematic and sectional side view of an embodiment of a container according to the invention 1 , in which as a container inner wall area 10 ' a liner 10 made of or with at least one metal material 11 , z. B. steel or stainless steel, and a relatively lower layer thickness d <D is provided, which in turn defines the container interior I, forms and surrounds.

Hauptfunktion ist somit die Definition des Behälterinneren I sowie das Gewährleisten des Abdichtens gegenüber im Inneren I, gegebenenfalls unter Druck vorliegenden Gases oder Flüssigkeit und einer gewissen Primärstabilität gegenüber den dabei auftretenden Drucken.The main function is thus the definition of the container interior I as well as ensuring the sealing against internal gas I, possibly under pressure gas or liquid and a certain primary stability against the pressures occurring.

Der darüber hinaus notwendige Berstschutz wird gewährleistet durch das zusätzliche Vorsehen eines Behälteraußenwandbereichs 20, welcher bei der Ausführungsform der 1A und 1B den Behälterinnenwandbereich 10' vollständig angibt, an dessen Außenseite oder Außenfläche 10a vorgesehen oder angebracht ist und mit oder aus einem Kohlenstofffasermaterial 21 ausgebildet ist.The additionally necessary burst protection is ensured by the additional provision of a container outer wall area 20 , which in the embodiment of the 1A and 1B the container inner wall area 10 ' indicates completely, on the outside or outside surface 10a is provided or attached and with or made of a carbon fiber material 21 is trained.

Aufgrund der vergleichsweise geringeren Schichtstärke d < D für den Liner 10 als Behälterinnenwandbereich 10' im Vergleich zur Schichtstärke D des entsprechenden Behälterelements 2 beim herkömmlichen Behälter 1' aus den 7A und 7B besitzt der erfindungsgemäße Behälter 1 aus den 1A und 1B ein vergleichsweise geringeres Grundgewicht, welches durch das Vorhandensein des Behälteraußenwandbereichs 20 in Form des Kohlenstofffasermaterials 21 nur leicht erhöht wird, so dass das Gesamtgewicht oder die Gesamtmasse des erfindungsgemäßen Behälters 1 gegenüber dem Gesamtgewicht oder der Gesamtmasse des herkömmlichen Behälters 1' aus den 7A und 7B deutlich reduziert ist und somit beim Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen eine Energieeinsparung beim Betrieb möglich werden lässt.Due to the comparatively lower layer thickness d <D for the liner 10 as a container inner wall area 10 ' in comparison to the layer thickness D of the corresponding container element 2 in the conventional container 1' from the 7A and 7B owns the container according to the invention 1 from the 1A and 1B a comparatively lower basis weight, which is due to the presence of the container outer wall area 20 in the form of the carbon fiber material 21 is only slightly increased, so that the total weight or the total mass of the container according to the invention 1 versus the total weight or mass of the conventional container 1' from the 7A and 7B is significantly reduced and thus when used in vehicles or the like can be an energy saving during operation possible.

Dabei übernimmt, wie oben bereits erwähnt wurde, der Behälteraußenwandbereich 20 im Wesentlichen die Berstschutzfunktion und das mit besonders hoher Zuverlässigkeit aufgrund der Eigenschaften des Kohlenstofffasermaterials 21.As already mentioned above, the container outer wall area takes over 20 essentially the burst protection function and with particularly high reliability due to the properties of the carbon fiber material 21 ,

Die 1B zeigt einen entsprechenden Schnitt im Bereich der Behälteröffnungen 16, 16a, 16e zur Definition des Einlasses E bzw. des Auslasses A.The 1B shows a corresponding section in the area of the container openings 16 . 16a . 16e for the definition of the inlet E or the outlet A.

Bei der Ausführungsform der 2A bis 2C für den erfindungsgemäßen Behälter 1 sind verschiedene Stadien im Rahmen eines erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses erläutert.In the embodiment of the 2A to 2C for the container according to the invention 1 various stages are explained in the context of a manufacturing process according to the invention.

Die 2A zeigt den Liner 10 als Behälterinnenwandbereich 10 mit seiner Außenseite 10a und seiner Innenseite 10b zur Definition des Behälterinnenraums I.The 2A shows the liner 10 as a container inner wall area 10 with its outside 10a and its inside 10b for the definition of the container interior I.

Im Übergang zum Zustand der 2B wurde nun eine die gesamte Außenseite 10a des Liners 10 abdeckende erste Schicht eines Kohlenstofffasermaterials 21 aufgebracht, hier z. B. in Form einer so genannten Kreuzwicklung 25 oder Polarwicklung 25, wobei ein oder mehrere Lagen mit ein oder mehreren Wicklungen des Kohlenstofffasermaterials 21 aufgebracht sein können.In the transition to the state of 2 B now became the whole outside 10a of the liner 10 covering first layer of a carbon fiber material 21 applied, here z. B. in the form of a so-called cross winding 25 or polar winding 25 wherein one or more layers are provided with one or more windings of the carbon fiber material 21 can be applied.

Im Übergang zum Zustand der 2C wird nun in dem Bereich des Liners 10, der einen konstanten Querschnitt aufweist, also jenseits der Enden, ein zweiter Bereich oder eine zweite Schicht eines Kohlenstofffasermaterials 21 aufgebracht, hier in Form einer so genannten Radial- oder Umfangswicklung 26, die aus ein oder mehreren Lagen mit jeweils ein oder mehreren Einzelwicklungen des Kohlenstofffasermaterials 21 bestehen kann. Die Umfangswicklung 26 liefert eine zusätzliche Berststabilität gegenüber dem sich im Inneren I des Liners 10 aufbauenden Druck, z. B. bei Verwendung von Flüssigkeiten oder verflüssigten Gasen oder dergleichen.In the transition to the state of 2C will now be in the area of the liner 10 which has a constant cross-section, that is beyond the ends, a second region or a second layer of a carbon fiber material 21 applied, here in the form of a so-called radial or circumferential winding 26 consisting of one or more layers each having one or more individual windings of the carbon fiber material 21 can exist. The circumferential winding 26 provides additional bursting stability over that in the interior I of the liner 10 constructive pressure, z. B. when using liquids or liquefied gases or the like.

Die in den 1A bis 2C dargestellten Behälterformen sind im Wesentlichen, nämlich bis auf die Endbereiche, zylindrischer Natur. Es können auch im Querschnitt von der Kreisform abweichende Grundformen vorgesehen sein, z. B. elliptische Grundformen oder dergleichen. Es sind auch abschnittsweise planare Bereiche denkbar, wobei deren Grenzen abgerundete Kanten bilden dürfen. Wichtig, gerade im Hinblick auf die beschriebenen Wickelprozesse, ist jedoch, dass keine konkaven Flächen oder Hinterschneidungen entstehen, dass also das Kohlenstofffasermaterial 21 beim Aufbringen durch Wickeln der Kontur der Außenfläche oder Außenseite 10a des Liners 10 überall folgen kann und immer anliegt.The in the 1A to 2C shown container shapes are essentially, except for the end portions, cylindrical nature. It may also be provided in cross section of the circular shape deviating basic shapes, for. B. elliptical basic shapes or the like. Planar regions are also conceivable in sections, the boundaries of which may form rounded edges. It is important, especially with regard to the described winding processes, however, that no concave surfaces or undercuts arise, that is, the carbon fiber material 21 during application by winding the contour of the outer surface or outside 10a of the liner 10 can follow everywhere and always rests.

Die verschiedenen Wicklungsformen können wie folgt gekennzeichnet werden. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit der Verwendung von drei unterschiedlichen Wickelmustern, die als Kreuzwickelverfahren, Polarwickelverfahren und Radial- oder Umfangswickelverfahren bezeichnet werden und in den 8A bis 8C schematisch dargestellt sind.The different winding forms can be characterized as follows. In principle, there is the possibility of using three different winding patterns, which are referred to as cross-winding method, polar winding method and radial or circumferential winding method and in the 8A to 8C are shown schematically.

Beim Kreuzwickeln gemäß 8A wird das Kohlenstofffasermaterial 21 oder Fasermaterial 21 allgemein, z. B. ein Faserband, in mehreren Durchläufen bzw. Doppelhüben auf einer Art Schraubenlinie um den zu umwickelnden Körper 10, z. B. den Liner 10, der auf den Wickeldorn 70 aufgezogen ist oder diesen bildet, abgelegt. Nach einem ersten Hub wird im Rücklauf bzw. im zweiten Hub die nachfolgende Spur oder Bandspur nicht neben der ersten Spur abgelegt, sondern überkreuzt diese. Erst nach einer bestimmten Anzahl von Doppelhüben legen sich die entlang des Wickeldorns 70 oder des zu umwickelnden Körpers 10 gleichmäßig verteilten Kreuzungspunkte des zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials 21 oder Faserbandes. Eine jeweilige Ablage besteht dabei schlussendlich z. B. aus einem zweilagigen Laminat.When cross-winding according to 8A becomes the carbon fiber material 21 or fiber material 21 in general, z. As a sliver, in several passes or double strokes on a kind of helix around the body to be wrapped 10 , z. As the liner 10 on the winding mandrel 70 is raised or forms this filed. After a first stroke in the return or in the second stroke the subsequent track or tape track not filed next to the first track, but crosses these. Only after a certain number of double strokes lie down along the winding mandrel 70 or the body to be wrapped 10 uniformly distributed crossing points of the underlying carbon fiber material 21 or sliver. A respective filing consists ultimately z. B. from a two-ply laminate.

Der Vorteil des Kreuzwickelns besteht in seiner großen Vielseitigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Polgebiete des zu umwickelnden Körpers 10, gegebenenfalls unter Verwendung so genannter Dwells als Umkehrpunkte für die Wicklung. Für fast jedes Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge kann ein entsprechender Wickelwinkel α, die Musterkennzahl, nämlich die Anzahl von Doppelhüben, bis sich entlang des Wickeldorns 70 eine gleichmäßige Ablage von Kreuzungspunkten ergibt, und die Anzahl von Durchläufen zur Erzielung einer flächendeckenden Bewicklung gefunden werden.The advantage of cross-winding is its great versatility, especially with regard to the pole regions of the body to be wrapped 10 optionally using so-called dwells as reversal points for the winding. For almost any ratio between diameter and length, a corresponding winding angle α, the pattern index, namely the number of double strokes, can occur along the winding mandrel 70 gives a uniform deposit of crossing points, and the number of passes to achieve a full-coverage winding can be found.

Beim so genannten Polarwickeln wird das zugrunde liegende Kohlenstofffasermaterial 21 oder Faserband 21 tangential zur Polöffnung 16, 16a, 16e an den Stirnseiten des zugrunde liegenden zu umwickelnden Körpers 10 oder Liners 10 an jedem Pol des Wickeldorns 70 abgelegt, so dass nach einem jeweiligen Durchlauf die Ablagespur in etwa eine Ebene beschreibt. Pro Durchlauf wird die Ablagespur durch die Drehung des Liners 10 oder Wickeldorns 70 um die jeweilige Bandbreite b des zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials 21 versetzt, so dass die nachfolgende Spur neben der vorangehenden Spur zur Anlage kommt und sich das Wickelmuster ohne Kreuzungspunkte unmittelbar flächendeckend auf der Außenseite 10a des zugrunde liegenden und zu umwickelnden Körpers 10 oder Liners 10 aufbaut.The so-called polar winding becomes the underlying carbon fiber material 21 or sliver 21 tangential to the pole opening 16 . 16a . 16e at the ends of the underlying body to be wrapped 10 or liners 10 at each pole of the winding mandrel 70 filed, so that after a respective pass describes the storage track in about a plane. Per run, the storage track becomes the rotation of the liner 10 or winding mandrel 70 around the respective bandwidth b of the underlying carbon fiber material 21 offset, so that the following track next to the previous track comes to rest and the winding pattern without crossing points immediately across the surface on the outside 10a of the underlying and to be wrapped body 10 or liners 10 builds.

Der Vorteil des Polarwickelverfahrens liegt in seiner Einfachheit.The advantage of the polar winding process is its simplicity.

Beim Radialwickelverfahren oder Umfangswickelverfahren wird schließlich das zugrunde liegende Kohlenstofffasermaterial 21 oder Faserband 21 in etwa 90° zur Rotationsachse 71, R auf dem zugrunde liegenden zu umwickelnden Körper 10, Liner 10 oder Wickeldorn 70 abgelegt. Für jede Umdrehung des Liners 10 oder Wickeldorns 70 wird die Ablagespur durch den Schlittenvorschub des Zuführarms oder Faserarms 60 um die jeweilige Bandbreite b des zugrunde liegenden Kohlenstofffasermaterials 21 versetzt, so dass der Liner 10 oder Wickeldorn 70 mit einer einzigen und flächendeckenden Ablagespur pro Durchlauf gewickelt wird, jedoch ausschließlich im Bereich des konstanten Durchmessers des zugrunde liegenden Liners 10, da hier die Polgebiete nicht bewickelt werden.The radial winding process or peripheral winding process eventually becomes the underlying carbon fiber material 21 or sliver 21 at about 90 ° to the axis of rotation 71 , R on the underlying body to be wrapped 10 , Liner 10 or mandrel 70 stored. For every revolution of the liner 10 or winding mandrel 70 becomes the storage track by the carriage feed of the feed arm or fiber arm 60 around the respective bandwidth b of the underlying carbon fiber material 21 offset so that the liner 10 or mandrel 70 is wound with a single and nationwide storage track per run, but only in the area of the constant diameter of the underlying liner 10 because here the pole areas are not wound.

Diese Aspekte werden in den 3A und 3B in Bezug auf das Polarwickelverfahren und Kreuzwickelverfahren mit und ohne Dwell 15 nochmals beschrieben.These aspects are in the 3A and 3B in relation to the polar winding method and cross winding method with and without dwell 15 described again.

Gemäß 3A werd dort der Stutzen 16 oder die Öffnung 16 im Polgebiet des Liners 10 nicht als Dwell 15 genutzt, so dass das Kohlenstofffasermaterial 21 über das Polgebiet hinweg läuft, ohne seine Richtung zu ändern.According to 3A is there the neck 16 or the opening 16 in the pole area of the liner 10 not as a dwell 15 used, so that the carbon fiber material 21 runs over the pole area without changing its direction.

Bei der Wickeltechnik gemäß 3B dagegen schließen die durch die Pfeile angedeuteten Zuführrichtungen nach Richtungsumkehr um den Stutzen 16 oder die Öffnung 16 als Dwell 15 einen stumpfen Winkel α ein.In the winding technique according to 3B On the other hand, the supply directions indicated by the arrows close after the direction has been reversed around the nozzle 16 or the opening 16 as a dwell 15 an obtuse angle α.

4 zeigt ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umwickeln eines Körpers 10 mit einem Kohlenstofffasermaterial 21. 4 shows a flow chart for an embodiment of the method according to the invention for wrapping a body 10 with a carbon fiber material 21 ,

Nach dem Beginnen des Verfahrens wird im Schritt S1 der Liner 10 als zu umwickelnder Körper 10 bereitgestellt. Im Schritt S2 wird der Liner 10 als zu umwickelnder Körper 10 vorbereitet, z. B. durch Aufbringen eines Haftmittels, z. B. eines Harzes oder Phenolharzes, auf der Außenseite 10a gemäß dem Schritt S2a, welcher optional ist.After starting the process, in step S1, the liner 10 as a body to be wrapped 10 provided. In step S2, the liner 10 as a body to be wrapped 10 prepared, z. B. by applying an adhesive, for. As a resin or phenolic resin, on the outside 10a according to step S2a, which is optional.

Im Schritt S3 findet das eigentliche Umwickeln des Körpers 10 statt.In step S3, the actual wrapping of the body takes place 10 instead of.

Bei der Ausführungsform gemäß 4 erfolgt zunächst eine erste oder innere Wicklung im Schritt S3a, z. B. in Form einer Kreuzwicklung 25, wie dies auch im Zusammenhang mit der 2B angedeutet ist, wobei in einem vorangestellten Schritt S3b das zum Umwickeln zugeführte Kohlenstofffasermaterial 21 optional einer Harzbehandlung unterworfen wird.In the embodiment according to 4 First, a first or inner winding in step S3a, z. B. in the form of a cross winding 25 as well as in connection with the 2 B is indicated, wherein in a preceding step S3b supplied to the wrapping carbon fiber material 21 optionally subjected to a resin treatment.

Im nachfolgenden Schritt S3c findet dann eine zweite oder äußere Bewicklung des zu umwickelnden Körpers 10, der zuvor mit einer ersten oder inneren Wicklung versehen wurde, statt, wobei es sich dabei z. B. um eine Radial- oder Umfangswicklung 26 handeln kann und wobei darüber hinaus in einem vorgeschalteten Schritt 3d das zugeführte Kohlenstofffasermaterial 21 wieder einer optionalen Harzbehandlung unterworfen wird.In the subsequent step S3c then finds a second or outer winding of the body to be wrapped 10 , which has been previously provided with a first or inner winding, instead, wherein it is z. B. to a radial or circumferential winding 26 and wherein, in addition, in an upstream step 3d, the supplied carbon fiber material 21 is again subjected to an optional resin treatment.

Der vollständig umwickelte Körper 10 wird dann im folgenden Schritt S4 einer Weiterbehandlung unterworfen, z. B. einem Temperaturschritt zum Aushärten.The completely wrapped body 10 is then subjected to further processing in the following step S4, z. B. a temperature step for curing.

Die 5 zeigt in schematischer Ansicht eine Wickelvorrichtung 100 oder Wickelmaschine 100 wie sie zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umwickeln eines Körpers 10 mit einem Kohlenstofffasermaterial 21 und einem anderen Fasermaterial 21 und insbesondere zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Behälters 1 verwendet werden kann.The 5 shows a schematic view of a winding device 100 or winding machine 100 as for the execution of the invention Method for wrapping a body 10 with a carbon fiber material 21 and another fiber material 21 and in particular for producing a container according to the invention 1 can be used.

Kernelement der Vorrichtung 100 ist der so genannte Wickeldorn 70, welcher z. B. gebildet wird von einer Drehachse oder -welle 71, die zur Rotation um die Achse R über einen entsprechenden Antriebsmechanismus 170 gesteuert angetrieben werden kann.Core element of the device 100 is the so-called winding mandrel 70 which z. B. is formed by a rotation axis or shaft 71 for rotation about the axis R via a corresponding drive mechanism 170 can be driven controlled.

Auf dem Wickeldorn 70 ist bei der Ansicht der 5 der Liner 10 als Behälterinnenwandbereich 10' aufgenommen, der auch als zu umwickelnder Körper 10 aufgefasst werden kann. Auf dessen Außenseite 10a wird über einen Fadenarm 60 oder Zuführarm 60 während der Rotation um die Achse R des Wickeldorns 70 und mit dem während der Rotation R des zu umwickelnden Körpers 10 dieser mit dem Kohlenstofffasermaterial 21 umwickelt. Dies geschieht, indem während der Rotation R der Zuführarm 60 oder Fadenarm 60 in einer Richtung Z, z. B. parallel zur Rotationsachse R des Wickeldorns 70 gesteuert entlang eines Schienensystems 161 über einen Schienenantrieb 160 gesteuert hin und herfährt und dabei über einen Umlenkmechanismus 162, 163 das zugeführte Kohlenstofffasermaterial 21 abgibt. Dabei kann der Zuführarm 60 oder Fadenarm 60 auch noch in die zur Schienenrichtung Z und Rotationsachse R senkrechten Richtungen Y und X gesteuert eingestellt werden, um die Lage des Kohlenstofffasermaterials 21 auf der Oberseite 10a des zu umwickelnden Körpers 10 zu optimieren.On the mandrel 70 is at the view of 5 the liner 10 as a container inner wall area 10 ' Also included as a body to be wrapped 10 can be understood. On the outside 10a is over a thread arm 60 or feeding arm 60 during the rotation about the axis R of the winding mandrel 70 and with the during the rotation R of the body to be wrapped 10 this with the carbon fiber material 21 wrapped. This is done by during the rotation R of the feed arm 60 or thread arm 60 in a direction Z, z. B. parallel to the axis of rotation R of the winding mandrel 70 controlled along a rail system 161 via a rail drive 160 controlled back and forth and thereby a deflection mechanism 162 . 163 the supplied carbon fiber material 21 emits. In this case, the feed arm 60 or thread arm 60 also in the direction perpendicular to the rail Z and rotation axis R directions Y and X are controlled to the position of the carbon fiber material 21 on the top 10a of the body to be wrapped 10 to optimize.

Dem Zuführarm 60 oder Fadenarm 60 vorgeschaltet sind verschiedene Mechanismen, die die Parameter beim Zuführen des Kohlenstofffasermaterials 21 steuern.The feeding arm 60 or thread arm 60 upstream are various mechanisms that determine the parameters when feeding the carbon fiber material 21 Taxes.

Zunächst wird aus einem entsprechenden Vorrat 120, z. B, einer Vorratsspule, 120 oder dergleichen, das Kohlenstofffasermaterial 21 über erste und zweite Einrichtungen oder Mechanismen 140a und 140b zur Führung und/oder Einstellung der Fadenspannung bereitgestellt, wobei zwischen diesen Mechanismen 140a und 140b ein Imprägnierbereich 130 vorgesehen ist, über welchen dem Kohlenstofffasermaterial 21 in definierter und gesteuerter Art und Weise ein Imprägniermaterial, insbesondere ein Harzmaterial, z. B. ein Harz oder Phenolharz, zugeführt wird, welches als Haftmaterial und/oder als Matrix dient, wobei insbesondere später ein entsprechender Aushärtvorgang nach Aufbringen auf der Oberseite 10a des zu umwickelnden Körpers 10 erfolgen kann.First, from a corresponding supply 120 , z. B, a supply reel, 120 or the like, the carbon fiber material 21 via first and second devices or mechanisms 140a and 140b provided for guiding and / or adjusting the thread tension, wherein between these mechanisms 140a and 140b an impregnation area 130 is provided, over which the carbon fiber material 21 in a defined and controlled manner an impregnating material, in particular a resin material, for. As a resin or phenolic resin is supplied, which serves as a bonding material and / or as a matrix, in particular later, a corresponding curing after application to the top 10a of the body to be wrapped 10 can be done.

Über die ersten und zweiten Mechanismen 140a und 140b kann die Konfiguration des Kohlenstofffasermaterials 21 eingestellt werden, es ist z. B. an die Einstellung der Bandbreite b des als Roving 21 aufgefassten Kohlenstofffasermaterials 21 über die Fadenspannung, vermittelt durch die Mechanismen 140a und 140b, zu denken.About the first and second mechanisms 140a and 140b can the configuration of the carbon fiber material 21 be set, it is z. B. to the setting of the bandwidth b of the roving 21 understood carbon fiber material 21 about the thread tension, mediated by the mechanisms 140a and 140b , to think.

Über die optischen Erfassungssysteme oder -elemente 150a, 150b, 150c und 150d und die Steuereinrichtung 110 kann somit eine Regelung nach Art eines Onlinemesssystems erfolgen, wobei im Rahmen dieser Verarbeitung die Eigenschaften des Rovings als solchen vor und nach der Aufnahme am Imprägniermittel und zur Abwicklung auf den zu umwickelnden Körper 10 optimiert werden können. Bei einem derartigen Onlinemesssystem können entsprechende optische Sensoren bei den Erfassungselementen 150a–d und entsprechende optische Auswertemechanismen verwendet werden, wobei natürlich eine entsprechende Kalibrierung zugrunde gelegt werden kann.About the optical detection systems or elements 150a . 150b . 150c and 150d and the controller 110 Thus, a control can be done in the manner of an online measuring system, wherein in the context of this processing, the properties of the roving as such before and after recording on the impregnating agent and for settlement on the body to be wrapped 10 can be optimized. In such an online measuring system, corresponding optical sensors can be used in the detection elements 150a -D and corresponding optical evaluation mechanisms are used, of course, a corresponding calibration can be based.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erfindungsgemäßer Behälter, TankInventive container, tank
1'1'
bekannter Behälter, Tankknown container, tank
22
Behälterelementcontainer element
2a2a
Außenseiteoutside
2b2 B
Innenseiteinside
1010
Liner, zu umwickelnder KörperLiner, body to be wrapped
10a10a
Außenseite, AußenflächeOutside, outer surface
10b10b
Innenseite, InnenflächeInside, inside surface
10'10 '
Behälterinnenwandbereich, InnenwandbereichContainer interior wall area, interior wall area
1111
Metallmaterial, Stahl, EdelstahlMetal material, steel, stainless steel
1515
Verankerungspunkt, UmkehrpunktAnchoring point, reversal point
15'15 '
Dwelldwell
1616
Einlassbereich, Auslassbereich, Öffnung, StutzenInlet area, outlet area, opening, nozzle
16a16a
Auslassbereich, Öffnung, StutzenOutlet area, opening, nozzle
16b16b
Einlassbereich, Öffnung, StutzenInlet area, opening, nozzle
2020
Behälteraußenwandbereich, Behälteraußenwand, Außenwand, AußenwandbereichContainer outer wall area, container outer wall, outer wall, outer wall area
2121
KohlenstofffasermaterialCarbon fiber material
2525
KreuzwicklungCrossWinding
2626
Umfangswicklung oder RadialwicklungCircumferential winding or radial winding
5050
Wickeleinrichtung, WickelmaschineWinding device, winding machine
6060
FadenarmFadenarm
7070
Wickeldornmandrel
7171
Drehachse, DrehwelleRotary axis, rotary shaft
100100
Wickelvorrichtungwinder
110110
Steuereinrichtungcontrol device
120120
Zuführeinrichtung, Vorrat, Vorratsspule für Kohlenstofffasermaterial 21 Feeding device, supply, supply reel for carbon fiber material 21
130130
Einrichtung zum Imprägnieren, Harzbad, ImprägnierbereichDevice for impregnation, resin bath, impregnation area
140a140a
Einrichtung/Mechanismus zur Führung/Spannung des Kohlenstofffasermaterials 21 Device / mechanism for guiding / tensioning the carbon fiber material 21
140b140b
Einrichtung/Mechanismus zur Führung/Spannung des Kohlenstofffasermaterials 21 Device / mechanism for guiding / tensioning the carbon fiber material 21
150a–d150a-d
Erfassungseinrichtung, -system oder -element, Sensor, AufnahmeeinrichtungDetecting device, system or element, sensor, receiving device
160160
Antriebseinrichtung, Zuführarm/Fadenarm 60 Drive device, feed arm / thread arm 60
161161
Schienensystem, Schiene, Bewegungseinrichtung für Zuführarm/Fadenarm 60 Rail system, rail, moving device for feeding arm / thread arm 60
162162
Umlenkeinrichtungdeflecting
163163
Umlenkeinrichtungdeflecting
170170
Antriebseinrichtung für den Wickeldorn 70 Drive device for the winding mandrel 70
AA
Auslassoutlet
bb
Bandbreite Kohlenstofffasermaterial 21 Bandwidth carbon fiber material 21
Ee
Einlassinlet
dd
Schichtstärke Liner 10 Layer thickness liner 10
DD
Schichtstärke herkömmliches Behälterelement 2 Layer thickness conventional container element 2
II
Innenraum oder das Innere der Behälter 1, 1' Interior or the interior of the tanks 1 . 1'
RR
Rotationsachse des Wickeldorns 70 Rotation axis of the winding mandrel 70

Claims (19)

Behälter (1), – mit einem Liner (10) als einen Behälterinnenwandbereich (10') mit oder aus mindestens einem Metallmaterial (11), welcher den Behälterinnenraum (I) bildet und umgibt, und – mit einem Behälteraußenwandbereich (20), welcher den Behälterinnenwandbereich (10') teilweise oder ganz umgibt, an dessen Außenseite (10a) angebracht ist und mit oder aus mindestens einem Kohlenstofffasermaterial (21) ausgebildet ist.Container ( 1 ), - with a liner ( 10 ) as a container inner wall area ( 10 ' ) with or from at least one metal material ( 11 ), which forms and surrounds the container interior (I), and - with a container outer wall region ( 20 ), which the container inner wall area ( 10 ' ) partially or completely, on the outside ( 10a ) and with or from at least one carbon fiber material ( 21 ) is trained. Behälter (1) nach Anspruch 1, wobei das Kohlenstofffasermaterial (21) ein CFK-Material ist.Container ( 1 ) according to claim 1, wherein the carbon fiber material ( 21 ) is a CFRP material. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälteraußenwandbereich (20) mit ein oder mehrere Wicklungen des Kohlenstofffasermaterials (21), insbesondere des CFK-Materials, oder mit ein oder mehrere Lagen oder Schichten mit jeweils ein oder mehreren Wicklungen des Kohlenstofffasermaterials (21), insbesondere des CFK-Materials, ausgebildet ist.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the container outer wall region ( 20 ) with one or more windings of the carbon fiber material ( 21 ), in particular of the CFRP material, or with one or more layers or layers each having one or more windings of the carbon fiber material ( 21 ), in particular of the CFRP material is formed. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kohlenstofffasermaterial (21) aufweist oder gebildet wird von einer oder von mehreren Multifilamentkomponenten, insbesondere aus der Gruppe von Strukturen, die aufweist Kohlenstoffmultifilamentgarne, Kohlenstoffmultifilamentrovings, Kohlenstoffmultifilamentbänder, Kohlenstoffmultifilamentgewebe, Kohlenstoffmultifilamentgelege und deren Kombinationen, vorzugsweise mit einer Filamentanzahl von 48.000 oder mehr.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the carbon fiber material ( 21 ) or formed by one or more multifilament components, in particular from the group of structures comprising carbon multifilament yarns, carbon multifilament rovings, carbon multifilament ribbons, carbon multifilament fabrics, carbon multifilament fabrics and combinations thereof, preferably having a filament count of 48,000 or more. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, – wobei zwischen dem Behälterinnenwandbereich (10') und dem Behälteraußenwandbereich (20) ein Haftmittel vorgesehen ist, – wobei das Haftmittel insbesondere mit oder aus einem Harz oder Phenolharz gebildet ist.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, - between the container inner wall region ( 10 ' ) and the container outer wall area ( 20 ) An adhesive is provided, - wherein the adhesive is formed in particular with or from a resin or phenolic resin. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, – wobei das Kohlenstofffasermaterial (21) mit einer Matrixkomponente (22) ausgebildet oder getränkt ist und – wobei die Matrixkomponente (22) mit oder aus einem Harz oder Phenolharz gebildet ist.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, - wherein the carbon fiber material ( 21 ) with a matrix component ( 22 ) is formed or impregnated, and - wherein the matrix component ( 22 ) is formed with or from a resin or phenolic resin. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälteraußenwandbereich (20) zuunterst angeordnet ein oder mehrere Lagen eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, in Kreuzwicklung (25) und darüber angeordnet ein oder mehrere Lagen, eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, in Radial- oder Umfangswicklung (26) aufweist.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the container outer wall region ( 20 ) arranged at the bottom one or more layers of a carbon fiber material, in particular a CFRP material, in cross winding ( 25 ) and arranged thereon one or more layers of a carbon fiber material, in particular a CFRP material, in radial or circumferential winding ( 26 ) having. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Liner (10) an dessen Außenseite (10a) ein oder mehrere Verankerungspunkte (15), insbesondere in Form von Dwells (15') zur Richtungsänderung oder -umkehr einer Wicklung eines Kohlenstofffasermaterials, insbesondere eines CFK-Materials, vorgesehen sind.Container ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein at the liner ( 10 ) on the outside ( 10a ) one or more anchoring points ( 15 ), in particular in the form of Dwells ( 15 ' ) are provided for changing direction or reversal of a winding of a carbon fiber material, in particular a CFRP material. Behälter (1) nach Anspruch 8, – wobei am Liner (10) vorgesehene Bereiche (16, 16a, 16e) für einen Einlass (E) und/oder einen Auslass (A) als Dwell (15) fungieren und/oder – wobei ein oder mehrere zusätzliche Umkehrelemente an der Außenseite (10a) des Liners (10) als Dwell (15) vorgesehen sind.Container ( 1 ) according to claim 8, - wherein at the liner ( 10 ) areas ( 16 . 16a . 16e ) for an inlet (E) and / or an outlet (A) as a dwell ( 15 ) and / or - one or more additional reversal elements on the outside ( 10a ) of the liner ( 10 ) as dwell ( 15 ) are provided. Verwendung eines Behälters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Behälter für einen Treibstoff, insbesondere für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere als Flüssiggastank.Use of a container ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 as a container for a fuel, in particular for a vehicle, preferably for a motor vehicle, in particular as a liquefied gas tank. Verfahren zum Umwickeln eines Körpers (10) mit einem Kohlenstofffasermaterial (21), bei welchem das Kohlenstofffasermaterial (21) mit einer Bandbreite (b) mit einer Genauigkeit von ±10% bis ±5% definiert eingestellt, zur Aufnahme eines Vorbehandlungs- oder Imprägniermittels mit dem Imprägniermittel behandelt und dann auf der Außenseite (10a) des zu umwickelnden Körpers (10) abgewickelt wird.Method for wrapping a body ( 10 ) with a carbon fiber material ( 21 ) in which the carbon fiber material ( 21 ) with a range (b) defined with an accuracy of ± 10% to ± 5%, treated with the impregnating agent to take up a pretreatment or impregnating agent, and then treated on the outside ( 10a ) of the body to be wrapped ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Kohlenstofffasermaterial (21), aufweist oder gebildet wird von einer oder von mehreren Multifilamentkomponenten, insbesondere aus der Gruppe, die aufweist Kohlenstoffmultifilamentgarne, Kohlenstoffmultifilamentrovings, Kohlenstoffmultifilamentbänder, Kohlenstoffmultifilamentgewebe, Kohlenstoffmultifilamentgelege und deren Kombinationen, vorzugsweise mit einer Filamentanzahl von 48.000 oder mehr. The method of claim 11, wherein the carbon fiber material ( 21 ), or is formed of one or more multifilament components, in particular from the group comprising carbon multifilament yarns, carbon multifilament rovings, carbon multifilament ribbons, carbon multifilament fabrics, carbon multifilament fabrics and combinations thereof, preferably having a filament count of 48,000 or more. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Einstellen der Bandbreite (b) des Kohlenstofffasermaterials (21) über ein Onlinemesssystem und/oder über eine Regelungstechnik durch Variation von Prozessparametern erfolgt und/oder überwacht wird, insbesondere unter Regelung der Spannung des Kohlenstofffasermaterials (21) vor, bei und/oder nach der Behandlung mit dem Imprägniermittel und/oder vor/beim Aufwickeln auf der Außenseite (10a) des zu umwickelnden Körpers (10).Method according to one of claims 11 or 12, wherein adjusting the bandwidth (b) of the carbon fiber material ( 21 ) is carried out and / or monitored via an online measuring system and / or via a control technology by varying process parameters, in particular by controlling the tension of the carbon fiber material ( 21 ) before, during and / or after treatment with the impregnating agent and / or before / during winding on the outside ( 10a ) of the body to be wrapped ( 10 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, – wobei eine Wickeleinrichtung (50) mit einem Fadenarm (60) oder Zuführarm (60) und mit einem Wickeldorn (70) verwendet wird und – wobei der zu umwickelnde Körper (10) auf dem Wickeldorn (70) aufgenommen wird oder als Wickeldorn (70) fungiert.Method according to one of claims 11 to 13, - wherein a winding device ( 50 ) with a thread arm ( 60 ) or feed arm ( 60 ) and with a mandrel ( 70 ) is used and - wherein the body to be wrapped ( 10 ) on the mandrel ( 70 ) or as winding mandrel ( 70 ) acts. Verfahren nach Anspruch 14, wobei beim Abwickeln des Kohlenstofffasermaterials (21) auf der Außenseite (10a) des zu umwickelnden Körpers (10) der Fadenarm (60) oder Zuführarm (60) der Wickeleinrichtung (50) an Enden des Wickeldorns (70) jeweils kurz verweilt und sich der Wickeldorn (70) dabei um einen vordefinierten und insbesondere festen Winkel weiter dreht.The method of claim 14, wherein when unwinding the carbon fiber material ( 21 ) on the outside ( 10a ) of the body to be wrapped ( 10 ) the thread arm ( 60 ) or feed arm ( 60 ) of the winding device ( 50 ) at ends of the winding mandrel ( 70 ) lingers briefly and the mandrel ( 70 ) continues to rotate by a predefined and especially fixed angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welchem vor dem Umwickeln des zu umwickelnden Körpers (10) die Außenseite (10a) des zu umwickelnden Körpers (10a) teilweise oder vollständig mit einem Haftmittel versehen wird, vorzugsweise mit einem Harz oder Phenolharz, insbesondere mit einem Material, welches mit dem Imprägniermittel zur Vorbehandlung des Kohlenstofffasermaterials (21) identisch ist.Method according to one of claims 11 to 15, wherein prior to wrapping the body to be wrapped ( 10 ) the outside ( 10a ) of the body to be wrapped ( 10a ) is provided partially or completely with an adhesive, preferably with a resin or phenolic resin, in particular with a material which is impregnated with the impregnating agent for the pretreatment of the carbon fiber material ( 21 ) is identical. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 16, bei welchem nach dem Umwickeln des Körpers (10) in einem Nachbehandlungsschritt unter Anwendung von Wärme und/oder Druck die erhaltene Struktur ausgehärtet wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 16, wherein after wrapping the body ( 10 ) is cured in a post-treatment step using heat and / or pressure, the resulting structure. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der zu umwickelnde Körper (10) auf seiner Außenseite (10a) zuunterst mit ein oder mehreren Lagen einer Kreuzwicklung (25) und darüber mit ein oder mehreren Lagen einer Umfangswicklung (26) versehen wird.Method according to one of claims 11 to 17, wherein the body to be wrapped ( 10 ) on its outside ( 10a ) at the bottom with one or more layers of a cross winding ( 25 ) and above with one or more layers of a peripheral winding ( 26 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, – wobei als zu umwickelnder Körper (10) ein Liner (10) mit oder aus mindestens einem Metallmaterial (11) als Behälterinnenwandbereich (10') umwickelt wird, welcher einen Behälterinnenraum (I) bildet und umgibt, und – bei welchem insbesondere ein Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird.A method according to any one of claims 11 to 18, wherein as body to be wrapped ( 10 ) a liner ( 10 ) with or from at least one metal material ( 11 ) as a container inner wall area ( 10 ' ) is wrapped, which forms a container interior (I) and surrounds, and - in which in particular a container ( 1 ) is produced according to one of claims 1 to 9.
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