DE102014009343A1 - Druckbehälter - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Druckbehälter (1), umfassend ein Anschlusselement (10), einen Innenbehälter (30) und eine den Innenbehälter (30) umschließende und mit dem Innenbehälter (30) verbundene Stützhülle (40), wobei der Druckbehälter (1) folgende Merkmale aufweist: – das Anschlusselement (10) umfasst einen hülsenförmigen Halsabschnitt (11) und einen Schulterabschnitt (13); – das Anschlusselement (10) weist einen zu dessen Längsachse (L) zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Durchgangskanal (3) auf, der von einer Eintrittsöffnung (2) des Halsabschnitts (11) begrenzt ist; – das Anschlusselement (10) ist über eine Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) mit einer Innenfläche (31) des Innenbehälters (30) verbunden; und – der Innenbehälter (30) ist zwischen dem Schulterabschnitt (13) des Anschlusselements (10) und der Stützhülle (40) angeordnet wobei der Druckbehälter (1) durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: – der Druckbehälter (1) umfasst ferner eine Klemmmanschette (50), die mit dem Anschlusselement (10) formschlüssig verbunden ist; und – die Klemmmanschette (50) ist zwischen dem Innenbehälter (30) und der Stützhülle (40) angeordnet, so dass eine auf das Anschlusselement (10) ausgeübte, parallel zur Längsachse (L) und in Richtung der Eintrittsöffnung (2) gerichtete Axialkraft zumindest mittelbar über die Klemmmanschette (50) auf die Stützhülle (40) übertragbar ist, und so dass eine Verdrängung des Innenbehälters (30) in Richtung der Eintrittsöffnung (2) mittels der Klemmmanschette (50) entgegengewirkt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge zur Aufnahme von unter Druck stehenden Gasen und/oder Flüssigkeiten, insbesondere von unter Druck stehendem Wasserstoff und/oder Erdgas.
  • Druckbehälter werden zur Speicherung von unter Druck stehenden Gasen und/oder unter Druck stehenden Flüssigkeiten verwendet. So finden Druckbehälter bereits in mit Erdgas betriebenen Kraftfahrzeugen Anwendung. Ferner sind Druckbehälter für Kraftfahrzeuge bekannt, die mit unter Druck stehendem Wasserstoff befüllbar sind. Der Wasserstoff kann in einem Verbrennungsmotor mit Sauerstoff verbrannt werden oder in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff zu Wasser reagieren, wobei die gewonnene elektrische Energie einem Akkumulator oder einem Elektromotor zugeführt wird.
  • Entsprechende Druckbehälter müssen großen Belastungen standhalten. Druckbehälter für Erdgas werden beispielsweise mit einem Druck bis hin zu 250 bar befüllt. Druckbehälter für Wasserstoff werden mit bis zu 700 bar befüllt.
  • Aus der EP 0 810 081 A1 ist ein Druckbehälter bekannt, der ein Anschlusselement, einen Innenbehälter und eine den Innenbehälter umschließende Stützhülle umfasst. Das Anschlusselement umfasst einen hülsenförmigen Halsabschnitt und einen Schulterabschnitt und weist einen um dessen Längsachse rotationssymmetrischen Durchgangskanal auf, der von einer Eintrittsöffnung des Halbabschnitts begrenzt ist. Das Anschlusselement ist mit dem Innenbehälter verbunden und steht über den Schulterabschnitt und über einen Teil des Halsabschnitts direkt mit dem Innenbehälter in Kontakt. Die Stützhülle umschließt den Innenbehälter und liegt oberhalb des Innenbehälterendes direkt an einer parallel zur Längsachse orientierten Außenfläche des Halsabschnitts an. Der Halsabschnitt des Anschlusselements weist ferner ein Innengewinde auf, in das eine Ventileinrichtung eingeschraubt ist, die mit einer Versorgungsleitung verbindbar ist.
  • Aufgrund der wechselnden Druckbeaufschlagung der Druckbehälter sind diese insbesondere im Bereich der Verbindung des Anschlusselements mit dem Innenbehälter besonders stark belastet. Ferner müssen die Druckbehälter insbesondere im Falle eines Unfalls sehr hohen Belastungen standhalten. Bei einem Falltest, bei dem der Druckbehälter auf das Anschlusselement fallengelassen wird, treten große Belastungen der Verbindungsfläche zwischen dem Anschlusselement und dem Innenbehälter auf.
  • Bei dem aus der EP 0 810 081 A1 bekannten Druckbehälter führt die wechselnde Druckbelastung dazu, dass der Innenbehälter zwischen dem Schulterabschnitt des Anschlusselements und der Stützhülle ausgedünnt wird, da axiale Schubkräfte von dem Anschlusselement an die Stützhülle lediglich über den Schulterabschnitt abgeführt werden können. Selbiges gilt für einen Falltest, bei dem der Druckbehälter auf das Anschlusselement fallengelassen wird. Die Materialausdünnung des Innenbehälters führt zu Undichtigkeiten des Druckbehälters und im schlimmsten Falle zu einer Zerstörung des Druckbehälters bei entsprechender Druck- bzw. Schlagbeaufschlagung.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Bereitstellung eines stabileren Druckbehälters, der eine größere Langzeitstabilität aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Druckbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Druckbehälters sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Im Genaueren umfasst der erfindungsgemäße Druckbehälter ein Anschlusselement, einen Innenbehälter und eine den Innenbehälter umschließende und mit dem Innenbehälter verbundene Stützhülle. Das Anschlusselement umfasst einen hülsenförmigen Halsabschnitt und einen Schulterabschnitt. Ferner weist das Anschlusselement einen zu dessen Längsachse zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Durchgangskanal auf, der von einer Eintrittsöffnung des Halsabschnitts begrenzt ist. Das Anschlusselement ist über eine Außenfläche des Schulterabschnitts mit einer Innenfläche des Innenbehälters verbunden, so dass der Innenbehälter zwischen dem Schulterabschnitt des Anschlusselements und der Stützhülle angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Druckbehälter ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter ferner eine Klemmmanschette umfasst, die mit dem Anschlusselement formschlüssig verbunden ist. Ferner ist der erfindungsgemäße Druckbehälter dadurch gekennzeichnet dass die Klemmmanschette zwischen dem Innenbehälter und der Stützhülle angeordnet ist, so dass eine auf das Anschlusselement ausgeübte, parallel zur Längsachse und in Richtung der Eintrittsöffnung gerichtete Axialkraft zumindest mittelbar über die Klemmmanschette auf die Stützhülle übertragbar ist, und so dass einer Verdrängung des Innenbehälters in Richtung der Eintrittsöffnung mittels der Klemmmanschette entgegengewirkt wird.
  • Da die Klemmmanschette zwischen dem Innenbehälter und der Stützhülle angeordnet ist, können axiale Schubkräfte, die bei Druckbeaufschlagung des Druckbehälters auf das Anschlusselement ausgeübt werden, über die Klemmmanschette auf die Stützhülle übertragen werden. Somit wird weniger der Axialkraft mittelbar über den Innenbehälter an die Stützhülle übertragen, wodurch der zwischen dem Schulterbereich des Anschlusselements und der Stützhülle befindliche Innenbehälter entlastet wird, so dass das Innenbehältermaterial zwischen dem Schulterabschnitt und der Stützhülle nicht bzw. weniger ausgedünnt wird. Ferner dient die Klemmmanschette als Fließstopp für das Innenbehältermaterial, so dass es bei wechselnder und wiederkehrender axialer Kraftbeaufschlagung des Anschlusselements nicht oder vermindert zu einer Ausdünnung des Innenbehältermaterials im Bereich des Schulterabschnitts kommt. Folglich ist der erfindungsgemäße Druckbehälter stabiler und kann eine größere Anzahl von Betankungszyklen unbeschadet überstehen.
  • Vorzugsweise ist die Klemmmanschette mit dem Halsabschnitt des Anschlusselements formschlüssig verbunden.
  • Das Anschlusselement kann aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium gefertigt sein. Im hülsenförmigen Halsabschnitt des Anschlusselements kann ein Innengewinde zum Einschrauben von beispielsweise einer Ventileinrichtung angeordnet sein.
  • Bei dem Innenbehälter handelt es sich vorzugsweise um einen blasgeformten Innenbehälter. Der Innenbehälter ist dabei vorzugsweise als ein mehrschichtiger Innenbehälter ausgebildet und kann beispielsweise eine Außenschicht aus HDPE (high density polyethylene, Polyethylen hoher Dichte) einen Haftvermittler beispielsweise aus LDPE (low density polyethylene, Polyethylen niedriger Dichte), eine Barriereschicht aus beispielsweise EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer), einen weiteren Haftvermittler beispielsweise aus LDPE und einer Innenschicht aus HDPE umfassen. Auch andere Schichtsysteme für den Innenbehälter sind möglich, Beschränkungen hinsichtlich des Schichtaufbaus des Innenbehälters bestehen insoweit nicht.
  • Die Stützhülle kann insbesondere aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gebildet sein. Vorzugsweise besteht die Stützhülle aus einem kohlenstofffaserverstärktem Thermoplast.
  • Der Innenbehälter kann auch als Auskleidung und/oder als Innenschale und/oder als Liner und/oder als Inliner bezeichnet werden. Die Stützhülle kann auch als Außenschale bezeichnet werden. Das Anschlusselement kann auch als Anschlussflansch und/oder als Einsatz und/oder als Ansatzstück und/oder als Polstück bezeichnet werden.
  • Vorzugsweise ist die Klemmmanschette mit dem Innenbehälter ohne Zwischenlage der Stützhülle verbunden.
  • Dies gewährleistet einen effektiven Fließstopp des Innenbehältermaterials bei Druckbeaufschlagung des Druckbehälters. Ferner wird der Innenbehälter sehr gut vor Ausdünnung bei Druckbeaufschlagung geschützt, denn der zwischen dem Schulterabschnitt und der Klemmmanschette angeordnete Innenbehälter erfährt eine verminderte Druckbelastung, da sowohl der Schulterabschnitt als auch die Klemmmanschette aufgrund der formschlüssigen Verbindung der Klemmmanschette mit dem Anschlusselement in etwa gleich weit aus dem Druckbehälter bei Druckbeaufschlagung gedrückt werden, so dass der Zwischenraum zwischen dem Schulterabschnitt annähernd unverändert bleibt.
  • Bevorzugterweise ist die Klemmmanschette teilweise in der Stützhülle eingebettet, so dass abschnittsweise zwischen dem Innenbehälter und der Klemmmanschette ein Teil der Stützhülle angeordnet ist.
  • Vorzugsweise weist der Halsabschnitt des Anschlusselements ein Außengewinde auf, und die Klemmmanschette weist ein dem Außengewinde des Halsabschnitts entsprechendes Innengewinde auf, so dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Klemmmanschette und dem Anschlusselement durch Aufschrauben der Klemmmanschette auf den Halsabschnitt des Anschlusselements realisiert ist.
  • Ein entsprechend ausgebildeter Druckbehälter weist den Vorteil auf, dass die Montage des Druckbehälters erheblich vereinfacht ist.
  • Vorzugsweise weist der Halsabschnitt des Anschlusselements ein Tannenbaumprofil mit einer Vielzahl von um den Halsabschnitt zumindest abschnittweise umlaufenden Rastrippen auf, wobei jede Rastrippe eine Gleitfläche und eine Hemmfläche aufweist. Die Klemmmanschette weist eine Vielzahl von Rastrillen auf, wobei jede Rastrille eine Gleitfläche und eine Hemmfläche aufweist. Die jeweiligen Gleitflächen der Rastrippen und Rastrillen sind derart orientiert, dass die Klemmmanschette unter Kraftaufwand und elastischer Verformung der Klemmmanschette und/oder des Halsabschnitts auf den Halsabschnitt aufschiebbar ist. Die jeweiligen Hemmflächen der Rastrippen und Rastrillen sind derart orientiert, dass ein Verschieben der auf den Halsabschnitt befestigten Klemmmanschette in Richtung der Eintrittsöffnung verhindert wird.
  • Ein entsprechend ausgebildeter Druckbehälter bietet den Vorteil, dass bei einem Falltest, bei dem der Druckbehälter auf das Anschlusselement fallengelassen wird, die Klemmmanschette mittels der Hemmflächen des Halsabschnitts und der Klemmmanschette von dem Anschlusselement mitgenommen wird, so dass der Zwischenraum zwischen dem Schulterabschnitt des Anschlusselements und der Klemmmanschette unverändert bleibt, so dass der zwischen dem Schulterabschnitt und der Klemmmanschette angeordnete Innenbehälter weder von dem Schulterabschnitt noch von der Klemmmanschette abreißt, wodurch eine erhöhte Stabilität des Druckbehälters erreicht wird. Ferner wird der zwischen den Schulterabschnitt und der Klemmmanschette angeordnete Innenbehälter beim Falltest nicht ausgedünnt. Auch ist die Montage eines entsprechend ausgebildeten Druckbehälters sehr einfach, da die Klemmmanschette einfach auf den Halsabschnitt des Anschlusselements unter Kraftaufwendung aufgeschoben werden kann. Durch die Ausrichtung der Gleitflächen der Klemmmanschette und des Halsabschnitts wird ferner erreicht, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Anschlusselements, wie diese beispielsweise bei einem Befüllvorgang des Druckbehälters erfolgt, der Innenbehälter zwischen der Klemmmanschette und dem Schulterabschnitt des Anschlusselements verpresst wird, so dass die Dichtigkeit des Druckbehälters bei einer Druckbeaufschlagung des Druckbehälterinnenraums erhöht ist.
  • Vorzugsweise weist eine Außenfläche und/oder eine Innenfläche der Klemmmanschette zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm auf.
  • Die mittlere Rauheit gibt den mittleren Abstand eines Messpunktes auf einer Oberfläche zu einer Mittellinie an. Die Mittellinie schneidet innerhalb der Bezugsstrecke das wirkliche Profil der Klemmmanschette so, dass die Summe der Profilabweichungen bezogen auf die Mittellinie minimal wird. Die mittlere Rauheit entspricht also dem arithmetischen Mittel der Abweichungen von der Mittellinie.
  • Die mittlere Rauheit der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette beträgt vorzugsweise zwischen 50 μm und 1.000 μm, weiter vorzugsweise zwischen 50 μm und 500 μm, weiter vorzugsweise zwischen 80 μm und 250 μm und höchst vorzugsweise mehr als 120 μm.
  • Aufgrund der mittleren Rauheit der Außenfläche und/oder der Innenfläche von mehr als 50 μm ist die Oberfläche der Klemmmanschette, die mit dem Innenbehälter und/oder mit der Stützhülle in Kontakt steht, vergrößert, so dass das Klemmmanschette stabiler mit dem Innenbehälter und mit der Stützhülle verbunden ist. Sowohl eine axiale Belastbarkeit als auch eine radiale Belastung der Klemmmanschette ist vergrößert, da die Haltekraft der Klemmmanschette an dem Innenbehälter und/oder an der Stützhülle vergrößert ist.
  • Vorzugsweise ist eine Außenfläche und/oder Innenfläche der Klemmmanschette zumindest teilweise mit einer Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen. Dabei ist vorteilhafterweise der Gewindeabschnitt bzw. der Rastrillenabschnitt nicht mit der Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen.
  • Bei dem thermoplastischen Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polyethylen, insbesondere um Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) handeln. Durch Beschichten der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette mit einem thermoplastischen Kunststoff ist eine Verbindung der mit einer Beschichtung versehenen Klemmmanschette mit dem Innenbehälter und/oder mit der Stützhülle stabiler ausgestaltet. Insbesondere in dem Fall, in dem Teilbereiche der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweisen, können durch Beschichten der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette mit einem thermoplastischen Kunststoff die Vertiefungen der Oberfläche der Klemmmanschette besonders effektiv mit dem thermoplastischem Material ausgefüllt werden, so dass die zur Verfügung stehende Verbindungsfläche der Klemmmanschette besonders effektiv genutzt werden kann.
  • Bei Auftrag einer aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Beschichtung auf die Außenfläche und/oder die Innenfläche der Klemmmanschette, wobei die Außenfläche und/oder die Innenfläche der Klemmmanschette eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweist, und wobei die Dicke der Beschichtung dünner als die mittlere Rauheit der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette ist, ragen Teile der Außenfläche und/oder der Innenfläche aus der aufgetragenen Beschichtung hervor, so dass diese Außenflächenteile und/oder Innenflächenteile bei Verbinden der Klemmmanschette mit dem Innenbehälter und/oder der Stützhülle zusätzlich zur stoffschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung mit dem Innenbehälter und/oder der Stützhülle bilden.
  • Vorzugsweise erfolgt das Aufrauen der Oberfläche der Klemmmanschette durch Aufstrahlen eines abrasiven Strahlmittels auf die Oberfläche der Klemmmanschette. Bei dem Strahlmittel kann es sich um ein beliebiges abrasives Strahlmittel handeln, beispielsweise um Sand (Sandstrahlen). Als abrasive Strahlmittel können aber auch Keramikpartikel, Stahlpartikel, Stahlkies, Korund und Edelkorund verwendet werden. Ein entsprechendes Aufrauen der Oberfläche mittels Aufstrahlen eines abrasiven Strahlmittels ist besonders einfach möglich und benötigt ferner beispielsweise im Vergleich zu einem Ätzen der Oberfläche kein potentiell gefährliches Ätzmittel. Ferner kann durch Aufstrahlen eines abrasiven Strahlmittels eine erhöhte Rauheit erreicht werden, wodurch die Verbindungsstärke der Klemmmanschette mit dem Innenbehälter und/oder mit der Stützhülle vergrößert werden kann. Ferner ist zur Aufrauung der Oberfläche der Klemmmanschette kein chemisches Ätzmittel notwendig, das gesundheits- und umweltschädlich ist. Die Oberfläche der Klemmmanschette und die Innenfläche des Innenbehälters und gegebenenfalls die Innenfläche der Stützhülle gehen eine innige formschlüssige Verbindung miteinander ein.
  • Vorzugsweise wird die Beschichtung auf der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette dadurch aufgebracht, dass ein auf die Außenfläche und/oder der Innenfläche der Klemmmanschette gerichteter Plasmastrahl erzeugt wird, in den der die Beschichtung bildende thermoplastische Kunststoff in Pulverform in den Plasmastrahl zugeführt wird, wobei der Plasmastrahl und/oder die Klemmmanschette relativ zueinander derart verfahren werden, dass der Plasmastrahl die gewünschte Außenfläche und/oder Innenfläche der Klemmmanschette, vorzugsweise die gesamte Fläche der Klemmmanschette abfährt. Durch dieses Beschichtungsverfahren ist es möglich, variabel Beschichtungsdicken zu realisieren. Auch ist es möglich, verschiedene Oberflächenbereiche der Klemmmanschette mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken zu versehen.
  • Durch das Zuführen des in Pulverform vorliegenden thermoplastischen Kunststoffs in den Plasmastrahl wird der thermoplastische Kunststoff zumindest an der Oberfläche aufgeschmolzen, so dass beim Auftreffen des zumindest teilweise aufgeschmolzenen thermoplastischen Kunststoffs sich dieser besonders gut der Oberfläche der Klemmmanschette anschmiegt, so dass eine besonders effektive Verzahnung der Beschichtung mit der Oberfläche der Klemmmanschette erzielt wird. Für den Plasmastrahl wird vorzugsweise ein Gas aus beispielsweise 98,5% Stickstoff und 1,5% Wasserstoff verwendet.
  • Vorzugsweise ist auf einer Außenfläche und/oder einer Innenfläche der Klemmmanschette zumindest eine in Umfangsrichtung der Klemmmanschette verlaufende Umfangsnut vorgesehen.
  • Durch Bereitstellen der Umfangsnut/Umfangsnuten wird die Verbindung der Klemmmanschette zum Innenbehälter und/oder zur Stützhülle derart verstärkt, dass die Klemmmanschette axial stärker belastbar ist, ohne dass die Verbindung zum Innenbehälter und/oder zur Stützhülle zerstört wird.
  • Vorzugsweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Außenfläche und/oder Innenfläche der Klemmmanschette durchgehend und füllt die zumindest eine Umfangsnut aus.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass die Beschichtung mit der Umfangsnut besonders effektiv verzahnt ist, so dass nach einem Verbindungsprozess der Beschichtung mit der Außenfläche des Innenbehälters bzw. mit einer Verbindungsfläche der Stützhülle besonders große Kräfte auf die Klemmmanschette übertragbar sind, ohne dass die Verbindung zwischen der Klemmmanschette und dem Innenbehälter bzw. der Stützhülle zerstört wird. Die Beschichtung bildet eine geschlossene Oberfläche der Klemmmanschette aus.
  • Vorzugsweise weist eine Außenfläche und/oder eine Innenfläche der Klemmmanschette zumindest eine Radialnut auf, die eine Erstreckungskomponente in radialer Richtung der Klemmmanschette aufweist.
  • Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Klemmmanschette weist der Druckbehälter eine höhere Stabilität bei einer Drehbelastung des Anschlusselements bzw. der Klemmmanschette auf, wodurch höhere Drehmomente auf das Anschlusselement bzw. auf die Drehmanschette ausgeübt werden können, ohne dass sich die Klemmmanschette von dem Innenbehälter bzw. von der Stützhülle löst.
  • Vorzugsweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Außenfläche und/oder Innenfläche der Klemmmanschette durchgehen und führt die zumindest eine Radialnut aus.
  • Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Druckbehälters können die Radialnuten der Klemmmanschette erhöhte Kräfte bei einer Radialbelastung des Anschlusselements bzw. der Klemmmanschette aufnehmen. Ferner ist eine entsprechend ausgebildete Klemmmanschette mit einer geschlossenen Beschichtungsoberfläche verbessert mit dem Innenbehälter bzw. mit der Stützhülle verbindbar.
  • Vorzugsweise ist die Beschichtung eingefärbt. Die Einfärbung kann beispielsweise durch eine Beimengung von Ruß oder eines Farbstoffes in den thermoplastischen Kunststoff erfolgen.
  • Aufgrund der Einfärbung absorbiert die aus dem thermoplastischen Kunststoff gebildete Beschichtung Licht, insbesondere Laserlicht mit einer Wellenlänge im infraroten Bereich, insbesondere in einem Bereich von 900 μm bis 1100 μm, verbessert, so dass eine Aufheizung der Beschichtung mittels eines IR-Laserstrahls verbessert durchgeführt werden kann. Hierdurch reduziert sich die Zeit zur Herstellung eines entsprechenden Druckbehälters.
  • Vorzugsweise weist die den Innenbehälter zugewandte Außenfläche des Schulterabschnitts und/oder eine der Stützhülle zugewandte Außenfläche des Halsabschnitts zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm auf.
  • Hinsichtlich der Definition der mittleren Rauheit wird auf die Ausführungen hinsichtlich der mittleren Rauheit der Oberfläche der Klemmmanschette im oberen Abschnitt dieser Beschreibung verwiesen.
  • Die mittlere Rauheit der Außenfläche des Schulterabschnitts und/oder des Halsabschnitts beträgt vorzugsweise zwischen 50 μm und 1000 μm, weiter vorzugsweise zwischen 50 μm und 500 μm, weiter vorzugsweise zwischen 80 μm und 250 μm und höchst vorzugsweise mehr als 120 μm.
  • Aufgrund der mittleren Rauheit der Außenfläche bzw. der Außenflächen von mehr als 50 μm ist die Oberfläche des Anschlusselements, die mit dem Innenbehälter und/oder mit der Stützhülle in Kontakt steht, vergrößert, so dass das Anschlusselement stabiler mit dem Innenbehälter und mit der Stützhülle verbunden ist. Sowohl eine axiale Belastbarkeit als auch eine radiale Belastbarkeit des Anschlusselements im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Druckbehältern ist vergrößert, da die Haltekraft des Anschlusselements an dem Innenbehälter und/oder an der Stützhülle vergrößert ist.
  • Vorzugsweise ist die den Innenbehälter zugewandte Außenfläche des Schulterabschnitts und/oder eine der Stützhülle zugewandte Außenfläche des Halsabschnitts zumindest teilweise mit einer Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen. Dabei handelt es sich bei dem thermoplastischen Kunststoff um den gleichen thermoplastischen Kunststoff, mit dem die Klemmmanschette versehen werden kann. Diesbezüglich wird auf die obere Beschreibung verwiesen.
  • Durch Beschichten der Außenfläche bzw. der Außenflächen des Anschlusselements mit einem thermoplastischen Kunststoff kann sich dieser der Außenkontur des Anschlusselements besonders gut anpassen, so dass eine Verbindung des mit einer Beschichtung versehenen Anschlusselements mit dem Innenbehälter und/oder mit der Stützhülle stabiler ausgestaltet ist. Insbesondere in dem Fall, in dem Teilbereiche der Außenfläche des Anschlusselements eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweisen, können durch Beschichten der Außenfläche des Anschlusselements mit einem thermoplastischen Kunststoff die Vertiefungen der Außenfläche des Anschlusselements besonders effektiv mit dem thermoplastischen Material ausgefüllt werden, so dass die zur Verfügung stehende Verbindungsfläche des Anschlusselements bzw. der Außenfläche des Anschlusselements besonders effektiv genutzt werden kann.
  • Das Aufrauen der Außenfläche des Anschlusselements kann auf identische Art und Weise wie das Aufrauen der Oberfläche der Klemmmanschette erfolgen. Folglich wird diesbezüglich auf die oberen Ausführungen hinsichtlich der Aufrauung der Oberfläche der Klemmmanschette verwiesen. Ferner wird die Beschichtung auf der Außenfläche des Anschlusselements auf identische Art und Weise erzeugt wie die Beschichtung der Oberfläche der Klemmmanschette, so dass auch diesbezüglich auf die obigen Ausführungen hinsichtlich der Beschichtung der Oberfläche der Klemmmanschette verwiesen wird.
  • Vorzugsweise weist die dem Innenbehälter zugewandte Außenfläche des Schulterabschnitts und/oder eine der Stützhülle zugewandte Außenfläche des Halsabschnitts zumindest eine sich in Umfangsrichtung des Anschlusselements verlaufende Umfangsnut auf.
  • Durch Bereitstellen der Umfangsnut/der Umfangsnuten wird die Verbindung des Anschlusselements zu dem Innenbehälter derart verstärkt, so dass das Anschlusselement axial stärker belastbar ist, ohne dass die Verbindung zum Innenbehälter zerstört wird.
  • Vorzugsweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Außenfläche des Schulterabschnitts und/oder die gesamte Außenfläche des Halsabschnitts durchgehend und füllt die zumindest eine Umfangsnut aus.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass die Beschichtung mit der Umfangsnut besonders effektiv verzahnt ist, so dass nach einem Verbindungsprozess der Beschichtung mit der Innenfläche des Innenbehälters besonderes große Kräfte auf das Anschlusselement übertragbar sind, ohne dass die Verbindung zwischen dem Anschlusselement und dem Innenbehälter zerstört wird. Die Beschichtung bildet eine geschlossene Oberfläche des Anschlusselements aus.
  • Vorzugsweise weist die Außenfläche des Schulterabschnitts zumindest eine Radialnut auf, die eine Erstreckungskomponente in radialer Richtung des Anschlusselements aufweist.
  • Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Anschlusselements weist der Druckbehälter eine erhöhte Stabilität bei einer Druckbelastung des Anschlusselements auf, wodurch höhere Drehmomente auf das Anschlusselement ausgeübt werden können, ohne dass sich das Anschlusselement von dem Innenbehälter bzw. von der Stützhülle löst.
  • Vorzugsweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Außenfläche des Schulterabschnitts durchgehend und füllt die zumindest eine Radialnut aus.
  • Dies führt dazu, dass die Radialnuten erhöhte Kräfte bei einer Radialbelastung des Anschlusselements aufnehmen können. Ferner ist ein entsprechend beschichtetes Anschlusselement mit einer geschlossenen Beschichtungsoberfläche verbessert mit der Innenfläche des Innenbehälters verbindbar.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
  • 1: eine räumliche Darstellung eines aufgeschnittenen erfindungsgemäßen Druckbehälters;
  • 2: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters im Bereich der Polkappe, wobei eine Klemmmanschette auf einen Halsabschnitt des Anschlusselements aufgeschraubt ist;
  • 3: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters im Bereich der Polkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 4: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters im Bereich der Polkappe gemäß einer abgeänderten weiteren Ausführungsform;
  • 5: eine Schnittansicht eines Druckbehälters im Bereich der Polkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
  • 6: eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Druckbehälters im Bereich der Polkappe gemäß einer nochmals abgeänderten Ausführungsform.
  • In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile beziehungsweise gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, so dass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der erfindungsgemäße Druckbehälter 1 ein Anschlusselement 10, dass mit einem Innenbehälter 30 des Druckbehälters 1 verbunden ist. Der Druckbehälter 1 umfasst ferner eine Stützhülle 40, die den Innenbehälter 30 umschließt. Das Anschlusselement 10 umfasst einen hülsenförmigen Halsabschnitt 11 und einen Schulterabschnitt 13. Ferner weist das Anschlusselement 10 einen zu dessen Längsachse L (siehe 2) zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Durchgangskanal 3 auf, der von einer Eintrittsöffnung 2 des Halsabschnitts 11 begrenzt ist. Das Anschlusselement 10 ist über eine Außenfläche 13' des Schulterabschnitts 13 mit einer Innenfläche 31 des Innenbehälters verbunden. Ferner erstreckt sich der Innenbehälter 30 bis hin zum Halsabschnitt 11 des Anschlusselements 10 und ist mit dessen Innenfläche 31 mit der Außenfläche 11' des Halsabschnitts 11 verbunden. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Innenbehälter 30 zwischen dem Schulterabschnitt 13 des Anschlusselements 10 und der Stützhülle 40 angeordnet.
  • Der Druckbehälter 1 umfasst ferner eine Klemmmanschette 50, die mit dem Anschlusselement 10 formschlüssig verbunden ist. Aus 2 ist ersichtlich, dass die formschlüssige Verbindung der Klemmmanschette 50 mit dem Halsabschnitt 11 des Anschlusselements 10 durch eine Gewindeverbindung realisiert ist. Der Halsabschnitt 11 umfasst ein Außengewinde 16 und die Klemmmanschette 50 weist ein Innengewinde 56 auf, so dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Anschlusselement 10 durch Aufschrauben der Klemmmanschette 50 auf den Halsabschnitt 11 erfolgen kann.
  • Wie aus den 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Klemmmanschette 50 zwischen dem Innenbehälter 30 und der Stützhülle 40 angeordnet, wodurch eine auf das Anschlusselement 10 ausgeübte und parallel zur Längsachse L in Richtung der Eintrittsöffnung 2 gerichtete Axialkraft zumindest mittelbar über die Klemmmanschette 50 auf die Stützhülle 40 übertragbar ist. Denn aufgrund der formschlüssigen Verbindung der Klemmmanschette 50 mit dem Anschlusselement 10 wird bei einer Druckbeaufschlagung sowohl das Anschlusselement 10 als auch das mit diesem formschlüssig verbundene Klemmmanschette 50 in Richtung der Eintrittsöffnung 2 gedrückt, so dass der zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Schulterabschnitt 13 angeordnete Innenbehälter 30 eine verminderte Druckkraft erfährt, so dass der Innenbehälter 30 nicht oder erheblich vermindert ausgedünnt wird. Ferner verhindert die Klemmmanschette 50 eine Verdrängung des Innenbehälters 30 in Richtung der Eintrittsöffnung, so dass dadurch eine nochmals verminderte Verdünnung beziehungsweise Ausdünnung des Innenbehälters 30 realisiert wird.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Endbereich des Druckbehälters 1 mit einem Aufprallschutz 60 in Form einer Kappe 60 versehen. Die Kappe 60 verteilt axial auf den Druckbehälter 1 ausgeübte Kräfte auf eine größere Fläche. Diese Kräfte mit zumindest einer Axialrichtung können beispielsweise bei einem Unfall oder bei einem Sturz des Druckbehälters 1 auftreten.
  • Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Druckbehälters 1 ist die Klemmmanschette 50 mit dem Innenbehälter 30 ohne Zwischenlage der Stützhülle 40 verbunden. Der Innenbehälter 30 ist folglich sandwichartig zwischen dem Schulterabschnitt 13 und der Klemmmanschette 50 angeordnet.
  • Das Anschlusselement 10 kann aus einem Metall gefertigt sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Anschlusselement 10 aus Aluminium gefertigt. Der Innenbehälter 30 kann aus einem thermoplastischen Material gebildet sein. Das thermoplastische Material kann einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen, wobei beispielsweise eine mittig angeordnete EVOH-Schicht mittels zwei Haftvermittlern beispielsweise in Form von LDPE-Schichten mit zwei Außenschichten verbunden ist, die aus HDPE bestehen. Die Stützhülle 40, die auch als Außenschale 40 bezeichnet werden kann, ist aus einem faserverstärktem Kunststoff gebildet. Insbesondere kann die Stützhülle 40 aus CVK (carbonverstärkter Kunststoff) gebildet sein, wobei es sich bei dem Kunststoff vorzugsweise um einen thermoplastischen Kunststoff handelt.
  • Obschon aus den 1 bis 6 nicht ersichtlich, kann eine Außenfläche 52 und/oder eine Innenfläche 51 der Klemmmanschette 50 zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweisen. Selbiges gilt für die Oberfläche des Anschlusselements 10. So kann die dem Innenbehälter 30 zugewandte Außenfläche 13' des Schulterabschnitts 13 und/oder eine der Stützhülle 40 zugewandte Außenfläche 11' des Halsabschnitts 11 zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweisen.
  • Dadurch wird erreicht, dass die Verbindungsstärke zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Innenbehälter 30 und/oder der Stützhülle 40 erhöht wird. Gleichfalls kann dadurch erreicht werden, dass auch die Verbindungsstärke zwischen dem Anschlusselement 10 und dem Innenbehälter 30 erhöht wird.
  • Die mittlere Rauheit beträgt vorzugsweise zwischen 50 μm und 1.000 μm. Umso rauer die Oberflächen der Klemmmanschette 50 und/oder des Anschlusselements 10 ausgebildet ist/sind, desto größer ist die effektive Verbindungsfläche der Klemmmanschette 50 und/oder des Anschlusselements 10, so dass die Klemmmanschette 50 mit dem Innenbehälter 30 und/oder der Stützhülle 40 eine innigere Verbindung eingehen kann. Selbiges gilt für die Verbindung zwischen dem Anschlusselement 10 und dem Innenbehälter 30. Durch Aufrauen der Oberfläche des Anschlusselements 10 lässt sich eine innigere Verbindung zwischen dem Anschlusselement 10 und dem Innenbehälter 30 realisieren.
  • Die Oberfläche der Klemmmanschette 50 und/oder die Oberfläche des Anschlusselements 10 kann/können beispielsweise durch ein Aufstrahlen eines abrasiven Strahlmittels auf die jeweiligen Oberflächen erfolgen. Beispielsweise können die Oberfläche sandgestrahlt werden. Ferner ist es möglich, dass die Oberfläche auch mit Keramikpartikeln oder Stahlpartikeln sowie beispielsweise mit Stahlkies bestrahlt wird. Bei einem entsprechenden Aufstrahlen eines abrasiven Strahlmittels kann eine sehr raue Oberfläche der Klemmmanschette 50 und/oder des Anschlusselements 10 erzeugt werden, die eine große mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweist. Entsprechend große mittlere Rauheiten sind beispielsweise mit Ätzverfahren nicht oder nur schwer möglich. Ferner müssen bei einem Aufrauen der Oberflächen mit einem Ätzverfahren entsprechend gefährliche chemische Substanzen verwendet werden.
  • Ferner ist es auch möglich ein Aufrauen der Oberfläche der Klemmmanschette 50 und/oder des Anschlusselements 10 durch Aufbringen einer Materialschicht auf die entsprechenden Oberflächen zu realisieren. Das Aufbringen des Materials kann beispielsweise durch selektives Laserschmelzen erfolgen. So kann beispielsweise ein Aluminiumpulver auf die entsprechenden Oberflächen der Klemmmanschetten 50 und/oder des Anschlusselements 10 gestrahlt werden, wobei in dem Kontaktbereich des Aluminiumpulvers mit den entsprechenden Oberflächen ein Laserstrahl hoher Leistung aufgestrahlt wird, so dass die Aluminiumpartikel zumindest an deren Oberfläche aufschmelzen, so dass diese mit der Oberfläche beziehungsweise mit dem Oberflächen eine stoffschlüssige Verbindung eingehen können.
  • In dem Fall, dass die Oberfläche der Klemmmanschette 50 und/oder die Oberfläche des Anschlusselements 10 mittels in einen Plasmastrahl zugeführten thermoplastischen Kunststoffs beschichtet wird, ist es auch möglich vor dem Zuführen des thermoplastischen Kunststoffs ein Metallpulver, vorzugsweise aus dem gleichen Material, aus dem die Oberfläche des Anschlusselements 10 besteht, in den Plasmastrahl zu injizieren, so dass das Metallpulver in zumindest teilweise aufgeschmolzenem Zustand auf die Oberfläche des Anschlusselements 10 trifft, wodurch die mittlere Rauigkeit auf das gewünschte Maß erhöht wird.
  • Aus 3 ist ersichtlich, dass an der Außenfläche 52 der Klemmmanschette 50 zumindest eine sich in Umfangsrichtung der Klemmmanschette 50 verlaufende Umfangsnut 53 vorgesehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Umfangsnuten 53 vorgesehen, wobei hinsichtlich der Anzahl der Umfangsnuten 53 keine Beschränkungen bestehen.
  • Ferner ist bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Klemmmanschette 50 teilweise in der Stützhülle 40 eingebettet, so dass abschnittsweise zwischen dem Innenbehälter 30 und der Klemmmanschette 50 ein Teil der Stützhülle 40 angeordnet ist.
  • Durch Bereitstellen der Umfangsnuten 53 wird die Verbindung der Klemmmanschette 50 hin zur Stützhülle 40 derart verstärkt, dass die Klemmmanschette 50 axial stärker belastbar ist, ohne dass die Verbindung zur Stützhülle 40 zerstört wird.
  • Natürlich ist es auch möglich, dass die Klemmmanschette 50 die in 3 dargestellten Umfangsnuten 53 aufweist und direkt mit dem Innenbehälter 30 ohne Zwischenlage der Stützhülle 40 verbunden ist.
  • In 4 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Sowohl die Außenfläche 52 als auch die Innenfläche 51 der Klemmmanschette 50 sind mit einer Beschichtung 20 aus einem thermoplastischen Kunststoff versehen. Der Bereich der Klemmmanschette 50, an der das Innengewinde 56 vorgesehen ist, ist jedoch nicht mit einer Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen. Durch Bereitstellen der Beschichtung 20 werden Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche der Klemmmanschette 50 durch die Beschichtung 20 ausgefüllt, so dass eine größere Verbindungsfläche der Klemmmanschette 50 ausgenutzt wird, damit eine innigere Verbindung der Klemmmanschette 50 mit der Stützhülle 40 als auch mit dem Innenbehälter 30 erfolgen kann. Da sowohl der Innenbehälter 30 als auch die Stützhülle 40 ebenfalls thermoplastisches Material umfassen, erfolgt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Beschichtung 20 und der Stützhülle 40 und zwischen der Beschichtung 20 und dem Innenbehälter 30.
  • Natürlich ist es auch möglich, dass eine mit Umfangsnuten 53 versehene Klemmmanschette 50 ebenfalls mit einer Beschichtung 20 versehen wird. Dadurch werden die Umfangsnuten 53 mit der Beschichtung 20 ausgefüllt, so dass eine innige Verbindung der Beschichtung 20 mit der Klemmmanschette 50 erreicht wird, womit nochmals erhöhte Kräfte von dem Anschlusselement 10 auf die Stützhülle beziehungsweise auf den Innenbehälter 30 übertragen werden können.
  • Obschon in den Figuren nicht dargestellt, kann die Klemmmanschette 50 ferner eine oder mehrere Radialnuten aufweisen, die eine Erstreckungskomponente in radialer Richtung der Klemmmanschette 50 aufweisen. Durch Bereitstellen von Radialnuten in der Klemmmanschette 50 können größere Rotationskräfte beziehungsweise Drehkräfte auf die Klemmmanschette 50 übertragen werden, ohne dass die Verbindung zwischen der Klemmmanschette 50 und der Stützhülle beziehungsweise dem Innenbehälter 30 aufgebrochen wird.
  • In den 5 und 6 ist ein Druckbehälter 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Schnittdarstellung dargestellt. Dabei weist der Halsabschnitt 11 des Anschlusselements 10 ein Tannenbaumprofil mit einer Vielzahl von um den Halsabschnitt 11 zumindest abschnittsweise umlaufenden Rastrippen 17 auf, wobei jede Rastrippe 17 eine Gleitfläche 18 und eine Hemmfläche 19 aufweist. Die Klemmmanschette 50 wiederum weist eine Vielzahl von Rastrillen 57 auf, wobei jede Rastrille 57 eine Gleitfläche 58 und eine Hemmfläche 59 aufweist. Die jeweiligen Gleitflächen 18, 58 der Rastrippen 17 und Rastrillen 57 sind derart orientiert, dass die Klemmmanschette 50 unter Kraftaufwand und elastischer Verformung der Klemmmanschette 50 und/oder des Halsabschnitts 11 beziehungsweise der entsprechenden Rastrippen 17 auf den Halsabschnitt 11 aufschiebbar ist. Die Hemmflächen 19, 59 der Rastrippen 17 und der Rastrillen 57 sind dabei derart orientiert, dass ein Verschieben der auf dem Halsabschnitt 11 befestigten Klemmmanschette 50 in Richtung der Eintrittsöffnung 2 verhindert wird. Die Orientierung der Gleitflächen 18, 58 der Rastrippen 17 und der Rastrillen 57 sind hingegen derart orientiert, dass ein Aufschieben der Klemmmanschette 50 auf den Halsabschnitt 11 ermöglicht ist.
  • Es ist möglich, die Klemmmanschette 50 vor dem Aufbringen auf dem Halsabschnitt 11 des Anschlusselements 10 aufzuheizen, so dass nach Abkühlen der Klemmmanschette 50 eine innigere Formschlussverbindung zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Anschlusselement 10 erzielt werden kann.
  • Die Größendarstellung der Rastrippen 17 und der Rastrillen 57 der Darstellung gemäß 5 und 6 sind nicht maßstabsgerecht, sondern verdeutlichen lediglich die Funktionsweise der formschlüssigen Verbindung zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Halsabschnitt 11.
  • Bei dem in 6 dargestellten Druckbehälter 1 sind die Rastrippen 17 in einem unteren Bereich des Halsabschnitts 11 angeordnet, so dass die Stützhülle 40 die mit dem Anschlusselement 10 formschlüssig verbundene Klemmmanschette 50 gänzlich umschließt. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Druckbehälters 1 hingegen sind die Rastrippen 17 in einem oberen Bereich des Halsabschnitts 11 angeordnet, so dass die Stützhülle 40 nicht direkt mit dem Anschlusselement 10, sondern lediglich mit der Klemmmanschette 50 und mit dem Innenbehälter 30 verbunden ist.
  • Entsprechend ausgebildete Druckbehälter 1 bieten den Vorteil, dass bei einem Falltest, bei dem der Druckbehälter auf das Anschlusselement 10 fallengelassen wird, die Klemmmanschette 50 mittels der Hemmflächen 19, 59 des Halsabschnitts 11 und der Klemmmanschette 50 von dem Anschlusselement 10 mitgenommen wird, so dass der Zwischenraum zwischen dem Schulterabschnitt 13 des Anschlusselements 10 und der Klemmmanschette 50 unverändert bleibt, so dass der zwischen dem Schulterabschnitt 13 und der Klemmmanschette 50 angeordnete Innenbehälter 30 weder von dem Schulterabschnitt 13 noch von der Klemmmanschette 50 abreist, so dass eine erhöhte Stabilität des Druckbehälters 1 erreicht wird. Ferner ist die Montage des entsprechend ausgebildeten Druckbehälters 1 denkbar einfach, da die Klemmmanschette 50 einfach auf den Halsabschnitt 11 des Anschlusselements 10 unter Kraftaufwendung aufgeschoben werden muss. Durch die Ausrichtung der Gleitflächen 18, 58 des Halsabschnitts 11 und der Klemmmanschette 50 wird ferner erreicht, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Druckbehälters und bei einer entsprechenden axialen Kraftbeaufschlagung des Anschlusselements 10 der Innenbehälter 30 zwischen der Klemmmanschette 50 und dem Schulterabschnitt 13 des Anschlusselements 10 verpresst wird, so dass die Dichtigkeit des Druckbehälters 1 erhöht wird.
  • Die übrige Funktionsweise des in den 5 und 6 dargestellten Druckbehälters 1 ist identisch mit der Funktionsweise der in den 1 bis 4 dargestellten Druckbehälter 1.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckbehälter
    2
    Öffnung (des Druckbehälters)
    3
    Durchgangskanal
    10
    Anschlusselement, Anschlussflansch, Einsatz, Ansatzstück
    11
    Halsabschnitt (des Anschlusselements)
    11'
    Außenfläche des Halsabschnitts
    13
    Schulterabschnitt (des Anschlusselements)
    13'
    Außenfläche des Schulterabschnitts
    15
    Innengewinde (des Anschlusselements)
    16
    Außengewinde (des Anschlusselements)
    17
    Rastrippe (des Anschlusselements)
    18
    Gleitfläche (der Rastrippe)
    19
    Hemmfläche (der Rastrippe)
    20
    Beschichtung
    30
    Innenbehälter, Auskleidung, Innenschale, Liner, Inliner
    31
    Innenfläche (des Innenbehälters)
    32
    Außenfläche (des Innenbehälters)
    40
    Stützhülle, Außenschale (umfassend faserverstärkten Kunststoff)
    41
    Innenfläche (der Stützhülle)
    50
    Klemmmanschette
    51
    Innenfläche (der Klemmmanschette)
    52
    Außenfläche (der Klemmmanschette)
    53
    Umfangsnuten (der Klemmmanschette)
    56
    Innengewinde (der Klemmmanschette)
    57
    Rastrille (der Klemmmanschette)
    58
    Gleitfläche (der Rastrille)
    59
    Hemmfläche (der Rastrille)
    60
    Aufprallschutz
    L
    Längsachse (des Anschlusselements)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0810081 A1 [0004, 0006]

Claims (18)

  1. Druckbehälter (1), umfassend ein Anschlusselement (10), einen Innenbehälter (30) und eine den Innenbehälter (30) umschließende und mit dem Innenbehälter (30) verbundene Stützhülle (40), wobei der Druckbehälter (1) folgende Merkmale aufweist: – das Anschlusselement (10) umfasst einen hülsenförmigen Halsabschnitt (11) und einen Schulterabschnitt (13); – das Anschlusselement (10) weist einen zu dessen Längsachse (L) zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Durchgangskanal (3) auf, der von einer Eintrittsöffnung (2) des Halsabschnitts (11) begrenzt ist; – das Anschlusselement (10) ist über eine Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) mit einer Innenfläche (31) des Innenbehälters (30) verbunden; und – der Innenbehälter (30) ist zwischen dem Schulterabschnitt (13) des Anschlusselements (10) und der Stützhülle (40) angeordnet, wobei der Druckbehälter (1) durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: – der Druckbehälter (1) umfasst ferner eine Klemmmanschette (50), die mit dem Anschlusselement (10) formschlüssig verbunden ist; und – die Klemmmanschette (50) ist zwischen dem Innenbehälter (30) und der Stützhülle (40) angeordnet, so dass eine auf das Anschlusselement (10) ausgeübte, parallel zur Längsachse (L) und in Richtung der Eintrittsöffnung (2) gerichtete Axialkraft zumindest mittelbar über die Klemmmanschette (50) auf die Stützhülle (40) übertragbar ist, und so dass einer Verdrängung des Innenbehälters (30) in Richtung der Eintrittsöffnung (2) mittels der Klemmmanschette (50) entgegengewirkt wird.
  2. Druckbehälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmanschette (50) mit dem Innenbehälter (30) ohne Zwischenlage der Stützhülle (40) verbunden ist.
  3. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmanschette (50) teilweise in der Stützhülle (40) eingebettet ist, so dass abschnittsweise zwischen dem Innenbehälter (30) und der Klemmmanschette (50) ein Teil der Stützhülle (40) angeordnet ist.
  4. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Halsabschnitts (11) des Anschlusselements (10) weist ein Außengewinde auf; – die Klemmmanschette (50) weist ein dem Außengewinde des Halsabschnitts (11) entsprechendes Innengewinde auf; – die formschlüssige Verbindung zwischen der Klemmmanschette (50) und dem Anschlusselement (10) wird durch Aufschrauben der Klemmmanschette (50) auf den Halsabschnitt (11) des Anschlusselements (10) realisiert.
  5. Druckbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Halsabschnitt (11) des Anschlusselements (10) weist ein Tannenbaumprofil mit einer Vielzahl von um den Halsabschnitt (11) zumindest abschnittsweise umlaufenden Rastrippen (17) auf, wobei jede Rastrippe (17) eine Gleitfläche (18) und eine Hemmfläche (19) aufweist; – die Klemmmanschette (50) weist eine Vielzahl von Rastrillen (57) auf, wobei jede Rastrille (57) eine Gleitfläche (58) und eine Hemmfläche (59) aufweist; – die jeweiligen Gleitflächen (18, 58) der Rastrippen (17) und Rastrillen (57) sind derart orientiert, dass die Klemmmanschette (50) unter Kraftaufwand und elastischer Verformung der Klemmmanschette (50) und/oder des Halsabschnitts (11) auf den Halsabschnitt (11) aufschiebbar ist; und – die jeweiligen Hemmflächen (19, 59) der Rastrippen (17) und der Rastrillen (57) sind derart orientiert, dass ein Verschieben der auf den Halsabschnitt (11) befestigten Klemmmanschette (50) in Richtung der Eintrittsöffnung (2) verhindert wird.
  6. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (52) und/oder Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweist.
  7. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (52) und/oder Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (20) aus thermoplastischem Kunststoff versehen ist.
  8. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (52) und/oder Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) zumindest eine sich in Umfangsrichtung der Klemmmanschette (50) verlaufende Umfangsnut (53) aufweist.
  9. Druckbehälter (1) nach einem Kombination der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) die gesamte Außenfläche (52) und/oder die gesamte Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) durchgehend bedeckt und die zumindest eine Umfangsnut (53) ausfüllt.
  10. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (52) und/oder Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) zumindest eine Radialnut aufweist, die eine Erstreckungskomponente in radialer Richtung der Klemmmanschette (50) aufweist.
  11. Druckbehälter (1) nach einer Kombination der Ansprüche 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) die gesamte Außenfläche (52) und/oder Innenfläche (51) der Klemmmanschette (50) durchgehend bedeckt und die zumindest eine Radialnut ausfüllt.
  12. Druckbehälter (1) nach einer Kombination von Anspruch 7 mit einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) eingefärbt ist.
  13. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Innenbehälter (30) zugewandte Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) und/oder eine der Stützhülle (40) zugewandte Außenfläche (11') des Halsabschnitts (11) zumindest teilweise eine mittlere Rauheit von mehr als 50 μm aufweist.
  14. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Innenbehälter (30) zugewandte Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) und/oder eine der Stützhülle (40) zugewandte Außenfläche (11') des Halsabschnitts (11) zumindest teilweise mit einer Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen ist.
  15. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Innenbehälter (30) zugewandte Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) und/oder eine der Stützhülle (40) zugewandte Außenfläche ( 11 ) des Halsabschnitts (11) zumindest eine sich in Umfangsrichtung des Anschlusselements (10) verlaufende Umfangsnut aufweist.
  16. Druckbehälter (1) nach einer Kombination der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung die gesamte Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) und/oder die gesamte Außenfläche (11) des Halsabschnitts (11) durchgehend bedeckt und die zumindest eine Umfangsnut ausfüllt.
  17. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (13) des Schulterabschnitts (13) zumindest eine Radialnut aufweist, die eine Erstreckungskomponente in radialer Richtung des Anschlusselements (10) aufweist.
  18. Druckbehälter (1) nach Anspruch 17, wenn dieser von Anspruch 14 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung die gesamte Außenfläche (13') des Schulterabschnitts (13) durchgehend bedeckt und die zumindest eine Radialnut ausfüllt.
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