專利名稱：用于復合型四箱的柔性層壓懸架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 一 種用于將中空容器連接至承載系統(tǒng)的懸掛系
統(tǒng)，更具體地涉及用于與任何形狀的容器一起使用的柔性層壓懸架。
背景技術：
曰、_ , 、 —、 ； 、 _ 、
子交換膜(PEM )型燃料電池中，將氫作為燃料供應到燃料電池的陽極， 將氧作為氧化劑供應到燃料電池的陰極。在燃料電池組中，將多個燃料 電池疊置在一起以形成燃料電池系統(tǒng)。燃料通常儲存在布置于車輛底盤 上的大的、中空的壓力容器(例如燃料箱)中。現(xiàn)有燃料箱利用纖維纏繞復合方法制成。壓力容器通常是多 層的，并至少包括內(nèi)殼和外殼。內(nèi)殼可利用多種公知方法制造，包括注 射成型、擠壓吹塑成型、吹塑成型、滾塑成型等。利用滾塑成型方法如 下形成內(nèi)殼利用聚合樹脂在模腔中設置多個凸臺；加熱模具同時使其 轉(zhuǎn)動，從而致使樹脂熔化并覆蓋模腔的壁；冷卻該模；取出成型的內(nèi)殼。 最終加工完成的內(nèi)殼兩端固定至該凸臺。為了形成外殼，可以使成型的 內(nèi)殼經(jīng)歷纖維纏繞過程。通常，所纏繞的復合容器的形狀取決于制造商和制造公差。 利用纖維纏繞復合方法制造容器將容器的形狀限制為簡單的幾何形狀， 例如筒狀。圖1示出了具有本領域公知形狀的容器，該容器具有用于將 其連接至承載系統(tǒng)的條帶和安裝架。該系統(tǒng)的缺陷在于條帶不能補償容 器膨脹，從而有可能遭受附加的拉伸，這反過來則會影響容器結(jié)構(gòu)。另 一缺陷在于，用來安裝條帶的區(qū)域有可能太小而不能適當支撐該條帶。期望提供一種用于將中空容器連接至承載系統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)， 其可通用于各種形狀的容器。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，研制出一種懸掛系統(tǒng)，其可用于與具有各種形
4狀的容器一起使用，并可以補償制造公差和容器膨脹。在一個實施方式中， 一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的懸掛 系統(tǒng)包括環(huán)形支架，該支架具有多個切口以及從該支架的外周部徑向延 伸的多個垂片(swage),以將該支架固定至容器。在另一實施方式中， 一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的懸掛 系統(tǒng)包括具有至少一個官頂形端部的容器；以及環(huán)形支架，該支架具 有外周部和內(nèi)周部，該外周部包括多個切口和從該支架的外周部徑向延
伸的多個垂片，用于將該支架不可移除地固定至該容器的官頂形端部， 該內(nèi)周部具有預張緊凸緣，用于將該支架可移除地固定至該容器。在另一實施方式中， 一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的方法 包括以下步驟設置懸掛系統(tǒng)，該懸掛系統(tǒng)包括具有外周部和內(nèi)周部的 環(huán)形支架，該外周部具有多個切口和從該支架的外周部徑向延伸的多個 垂片，該內(nèi)周部具有預張緊凸緣；設置具有至少一個宮頂形端部的容器； 將該支架的切口和垂片不可移除地固定至該容器的穹頂形端部；將該支 架的預張緊凸緣可移除地固定至該容器；以及將該容器連接至承載系 統(tǒng)。
根據(jù)以下詳細說明并結(jié)合附圖考慮，本領域技術人員將會很 容易清楚本發(fā)明的上述內(nèi)容及其它優(yōu)點，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術中公知的容器和用于連接到承載系統(tǒng)的懸掛 系統(tǒng)的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，用于與容器一起使用的 懸掛系統(tǒng)的立體圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式，用于與容器一起使用的 懸掛系統(tǒng)的立體圖。
具體實施例方式以下詳細說明及附圖描述并圖示了本發(fā)明的各種示例性實施 方式。這些描述和附圖用于使本領域技術人員能夠制造并使用本發(fā)明， 而不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。對于所公開并圖示的方法而 言，所提供的步驟在本質(zhì)上是示例性的，因而步驟的順序既非必須也非關鍵。圖1示出了本領域公知的用于容器20的懸掛系統(tǒng)10。懸桂 系統(tǒng)10包括在容器20的筒狀部16中環(huán)繞容器20的條帶12、 14,它們 優(yōu)選由不銹鋼制成并涂覆有彈性體材料。該系統(tǒng)10的缺陷在于，容器 20 (特別是纏繞復合容器)的形狀不統(tǒng)一，取決于制造商和制造公差。 可能會出現(xiàn)容器20具有較小長度直徑比的情況，致使筒狀部16的區(qū)域 太小而不能安裝條帶12、 14。該公知懸掛系統(tǒng)10的另一缺陷在于，容器20由于壓力升高 和溫度波動會膨脹，從而在條帶12、 14上施加附加壓力。由于條帶12、 14固定，該壓力會傳遞至容器體結(jié)構(gòu)。因此，該系統(tǒng)10不利地依賴了 制造公差而不會補償容器體結(jié)構(gòu)的直徑偏差。圖2和圖3示出本發(fā)明的實施方式。在圖2中，示出了用于 將容器120連接至承載系統(tǒng)(未示出)的懸掛系統(tǒng)110。懸掛系統(tǒng)110 包括環(huán)形支架112,該支架具有多個切口 114和從支架112的外周部118 大致徑向延伸的多個垂片116,從而形成大致柔性的翼片126。翼片126 的柔度補償了制造公差和容器膨脹。支架112可深拉拔而成，并通過任 合傳統(tǒng)手段(例如，通過附加的碳或玻璃纖維復合層124)徑向?qū)訅旱?容器120的官頂形部122上。層壓層124纏繞在支架112的翼片126上， 并將支架112固定至容器120。層壓層124通常位于容器120的穹頂形 部122內(nèi)，在該官頂形部122處的膨脹小于在筒狀部138中容器120的 膨脹。然而，也可按需要利用其它部位。內(nèi)凸緣128從支架112的內(nèi)周 部130徑向向內(nèi)延伸。凸緣128形成有適于方便接近布置在容器120上 的連接裝置132的孔。連接裝置132利于容器120與流體源(未示出) 之間的流體連通。在所示實施方式中，內(nèi)周部130包括緊固件連接部134 (例如，安置在支架112內(nèi)的環(huán)形金屬環(huán))，該緊固件連接部具有螺紋 開口 136,用于在其內(nèi)接納螺釘之類的緊固件。螺釘將容器120連接至 承載系統(tǒng)。利用圖2中所示的系統(tǒng)，不需要用條帶將容器120連接至承 載系統(tǒng)，基本上使懸架112與容器120的形狀解耦。懸架112與容器120 的形狀的該解耦避免了對制造公差的依賴，同時補償了由于壓力增大而 引起的容器膨脹。而且，懸架112提供了一種用于精確限定連接面以最 小化組裝復雜性的系統(tǒng)。此外，懸掛系統(tǒng)IIO可與各種形狀的容器一起
6使用。而且，支架112可用于附連，例如閥保護件、線固定件以及防石 連接件之類的附加部件。懸掛系統(tǒng)110有利地補償了不同容器在尺寸上 的制造變化，同時補償了容器膨脹。因而，將容器安裝至承載系統(tǒng)不依 賴于容器形狀。其它優(yōu)點是簡化了容器120的對準和安裝。圖3示出用于將容器220連接至承載系統(tǒng)(未示出)的懸掛 系統(tǒng)210。懸掛系統(tǒng)210包括環(huán)形支架212,該支架具有多個切口 214 和從支架212的外周部218大致徑向向外延伸的多個垂片216，從而形 成大致柔性的外翼片226。外翼片226的柔度補償了制造公差和容器膨 脹。此外，多個切口 228和垂片230從支架212的內(nèi)周部232大致徑向 向內(nèi)延伸，以形成大致柔性的內(nèi)翼片234。內(nèi)翼片234在連接裝置236 的周圍從支架212的內(nèi)周部232徑向向內(nèi)延伸，連接裝置236提供容器 220與流體源之間的流體連通。內(nèi)翼片234的柔度補償了制造公差和容 器膨脹。環(huán)形支撐面238在支架212的內(nèi)周部232和外周部218之間延 伸。所示的支架212深拉拔而成，不過也可使用其它生產(chǎn)方法。 為了連接至容器220，通過任何手段(例如，附加的碳或玻璃纖維復合 層242 )將支架212徑向?qū)訅旱饺萜?20的宮頂形部240上。層壓層242 纏繞在支架212的外翼片226上，并將支架212固定至容器220。通過 將層壓層224定位在容器220的官頂形部240內(nèi)，從而獲得有利結(jié)果， 在穹頂形部240處的膨脹小于在筒狀部244中容器220的膨脹。在所示 實施方式中，內(nèi)翼片234形成用于將支架212可移除地固定至容器220 的凸緣區(qū)，該凸緣區(qū)是預張緊的。可將條帶(例如，圖1中所示的條帶) 繞支撐面238纏繞，以將容器220連接至承載系統(tǒng)，從而有效地使懸架 212與容器220的形狀解耦。懸架212與容器220形狀的解耦避免了對 制造公差的依賴，同時補償了由于壓力增大引起的容器膨脹。而且，懸 架212提供了 一種用于精確限定連接面，以最小化組裝復雜性的系統(tǒng)。 此外，這種懸掛系統(tǒng)210可與各種形狀的容器一起使用。而且，支架212 可用于附連，例如閥保護件、線固定件以及防石連接件之類的附加部件。 懸掛系統(tǒng)210有利地補償了不同容器在尺寸上的變化，同時還補償了容 器膨脹。因而，將容器220安裝至承載系統(tǒng)不依賴于容器220的形狀。 其它優(yōu)點是簡化了容器的對準和安裝。通過增大的條帶間距離，使得在 極端條件下所受的扭矩較'J 、。
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容器120和容器220至承載件的連接基本類似。因此，為了 簡化起見，這里僅描述容器220的連接方法。 一種將容器220連接至承 載系統(tǒng)的方法包括設置懸掛系統(tǒng)210，其包括具有外周部218以及內(nèi) 周部232的環(huán)形支架212,該外周部218具有多個切口 214和從外周部 徑向向外延伸的垂片216,該內(nèi)周部232具有多個切口 228和從內(nèi)周部 徑向向內(nèi)延伸的垂片230,并且該內(nèi)周部232具有預張緊凸緣234;設 置具有至少一個宮頂形端部240的容器220;將支架212的切口 228和 垂片230不可移除地固定至容器220的穹頂形端部240;將支架212的 預張緊凸緣234可移除地固定至容器220;以及將容器220連接至承載 系統(tǒng)。將容器連接至承載系統(tǒng)的方法的優(yōu)點在于，懸架與容器形狀 的解耦避免了對制造公差的依賴，同時補償了由于壓力增大引起的容器 膨脹。而且，支架提供了一種用于精確限定連接面，從而容易組裝的系 統(tǒng)。此外，該懸掛系統(tǒng)210可與任何形狀的容器一起使用。而且，支架 212可用于附連，例如閥保護件、線固定件以及防石連接件之類的附加 部件。該懸掛系統(tǒng)210有利地補償了任何容器的制造公差，同時補償了 容器膨脹。因而，將容器安裝至承載系統(tǒng)不依賴于該容器的形狀。其它 優(yōu)點是簡化了容器的對準和安裝。通過增大的條帶間距離，使得在極端 條件下所受的扭矩較小。根據(jù)以上描述，本領域技術人員可容易地得知本發(fā)明的主要 特征，并且可在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明進行各 種變更和修改以使其適于各種應用和各種情況。
權(quán)利要求
1、一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)，包括環(huán)形支架；并且所述環(huán)形支架的外周部具有大致徑向向外延伸的翼片的環(huán)形陣列，適于將所述支架固定至所述容器。
2、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架通過在 所述翼片周圍的徑向?qū)訅憾还潭ㄖ了鋈萜鳌?br>
3、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形支架包 括形成在所述支架內(nèi)周部上的內(nèi)凸緣，所述內(nèi)凸緣被預張緊以將所述支 架可移除地固定至所述容器。
4、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在所 述支架內(nèi)周部與外周部之間延伸的支撐面，以及適于被固定至所述承載 系統(tǒng)并抵靠所述支撐面以用于將所述容器連接至所述承載系統(tǒng)的條帶。
5、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架包括用 于將所述容器固定至所述承載系統(tǒng)的緊固件連接部。
6、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架包括環(huán) 形內(nèi)部金屬環(huán)，其被安置在所述支架內(nèi)并具有至少兩個螺紋孔，所述螺 紋孔用于接納將所述容器固定至所迷承載系統(tǒng)的緊固件。
7、 如權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架的內(nèi)周 部包括大致徑向向內(nèi)延伸的翼片的環(huán)形陣列，所述翼片適于抵接所述容 器的端部。
8、 一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的懸桂系統(tǒng)，包括 具有至少一個官頂形端部的容器；以及環(huán)形支架，所述環(huán)形支架具有內(nèi)周部和外周部，所述支架的內(nèi)周部 形成有孔，所述支架的外周部具有大致徑向向外延伸的翼片的環(huán)形陣 列，以便將所述支架固定至所述容器的f頂形端部。
9、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架通過在所述翼片周圍的徑向?qū)訅憾潭ㄖ了鋈萜鳌?br>
10、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形支架包 括在所述內(nèi)周部上形成的內(nèi)凸緣，所述內(nèi)凸緣被預張緊以將所述支架可 移除地固定至所述容器。
11、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在所 述內(nèi)周部與所述外周部之間延伸的支撐面，以及被固定至所述承載系統(tǒng) 并抵靠所述支撐面以用于將所述容器連接至所述承載系統(tǒng)的條帶。
12、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架包括用 于將所述容器固定至所述承載系統(tǒng)的緊固件連接部。
13、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述支架包括環(huán) 形內(nèi)部金屬環(huán)，其被安置在所述支架內(nèi)并具有至少兩個螺紋孔，所述螺 紋孔用于接納將所述容器固定至所述承載系統(tǒng)的緊固件。
14、 如權(quán)利要求8所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)周部包括 大致徑向向內(nèi)延伸的翼片的環(huán)形陣列，所述翼片適于抵接所述容器的端 部。
15、 一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的方法，包括以下步驟設置懸掛系統(tǒng)，所述懸桂系統(tǒng)包括具有外周部和內(nèi)周部的環(huán)形支 架，所述外周部具有大致徑向向外延伸的翼片的環(huán)形陣列，所述翼片適 于將所述支架固定至所述容器，所述內(nèi)周部具有預張緊的凸緣；設置具有至少一個穿頂形端部的容器；將所述支架的翼片不可移除地固定至所述容器的,頂形端部；將所述支架的預張緊凸緣可移除地固定至所迷容器；以及將所述容器連接至承載系統(tǒng)。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述支架包括在所 述內(nèi)周部與所述外周部之間延伸的支撐面，以及#皮固定至所述承載系統(tǒng) 并抵靠所述支撐面以將所述容器連接至所述承載系統(tǒng)的條帶。
17、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述支架包括環(huán)形 內(nèi)部金屬環(huán)，其被安置在所述支架內(nèi)并具有至少兩個螺紋孔，所述螺紋 孔用于接納將所述容器固定至所述承載系統(tǒng)的緊固件。
18、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述支架包括可釋 放的緊固件連接部，用于將所述容器固定至承載系統(tǒng)。
19、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進一步包括通過在 所述翼片周圍的徑向?qū)訅?，從而將支架固定至所述容器的步驟。
20、 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進一步包括通過深 拉拔形成所述支架的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于復合型四箱的柔性層壓懸架，提供一種用于將容器連接至承載系統(tǒng)的方法和設備，包括具有至少一個穹頂形端部的容器；以及環(huán)形支架，該環(huán)形支架具有外周部和內(nèi)周部，外周部包括多個切口和從該外周部徑向向外延伸的多個垂片，用于將該支架不可移除地固定至該容器的穹頂形端部，內(nèi)周部具有預張緊的凸緣，用于將該支架可移除地固定至所述容器。
文檔編號H01M8/04GK101602324SQ200910149108
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者H·古克斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司