DE102016125866A1

DE102016125866A1 - Verbesserter antistatischer Drucktank

Info

Publication number: DE102016125866A1
Application number: DE102016125866.0A
Authority: DE
Inventors: Abdul Amir Shubbar; Mahdi Shubbar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-05
Also published as: CA3048293A1; SA518400698B1; DE112017006695A5; AR110688A1; US20190346083A1; JP6987140B2; CN110312891A; AU2017389266B2; US11226069B2; WO2018121812A1; CN110312891B; KR20190099315A; PT3374685T; BR112019013630A2; PH12019550104A1; EP3374685B1; AU2017389266A1; JP2020504800A; KR102439957B1; EP3374685A1

Abstract

Drucktank zur Speicherung von Hoch- und Niederdruckfluiden, insbesondere LPG oder CNG, umfassend einen Hohlkörper (1) aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einer Öffnung (11), welche eine umlaufende Kontaktfläche (111) aufweist, jeweils ein Anschlussstück (2) pro Öffnung (11), welches wenigstens je einen Durchlass (21) zum Innenraum (12) des Hohlkörpers (1) aufweist und das mit einem komplementären Abschnitt (26) mit Kontaktfläche (111) flächig verbunden ist, wobei der Durchlass (21) an einem unteren Ende einen Diffusor (22) aufweist, der den Durchlass (21) in axialer Richtung verschließt und nur im Wesentlichen in radiale Richtung weisende Öffnungen (221) aufweist, im Inneren von Hohlkörper (1) ein den Diffusor (22) umschließender Antistatik-Kragen (27) vorhanden ist, wobei der Antistatik-Kragen (27) ein Teil des Anschlussstückes (2) ist und mehrere Turbulatoröffnungen (28) aufweist, welche relativ zu den Diffusoröffnungen (221), so positioniert sind, dass unter Druck einströmendes Fluid im Bereich unterhalb des Anschlussstückes(2) eine im Wesentlichen stationäre Strömung ausbildet.

Description

Vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Drucktank zur Speicherung von Hoch- und Niederdruckfluiden, insbesondere LPG oder CNG, umfassend einen Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens eine Öffnung, welche eine umlaufende Kontaktfläche aufweist, jeweils ein Anschlussstück pro Öffnung, welches wenigstens je einen Durchlass zum Innenraum des Hohlkörpers aufweist und das mit einem komplementären Abschnitt mit Kontaktfläche flächig verbunden ist, wobei der Durchlass an einem unteren Ende einen Diffusor aufweist, der den Durchlass in axialer Richtung verschließt und nur im Wesentlichen in radiale Richtung weisende Öffnungen aufweist, im Inneren von Hohlkörper ein den Diffusor umschließender Antistatik-Kragen vorhanden ist.
Tanks zur Aufnahme von Gasen oder Flüssigkeiten, die unter niedrigem oder hohem Druck stehen, wie z.B. liquified petroleum gas (LPG) oder compressed natural gas (CNG), sind im Stand der Technik bekannt. Diese Tanks werden unter anderem aus thermoplastischem Kunststoff im Blasformverfahren, Rotationsformverfahren oder im Spritzguss hergestellt. Um die Druckfestigkeit zu erhöhen, werden diese Tanks in einem zweiten Schritt mit einer äußeren Schicht aus belastbaren Fasern versehen, die zumeist in ein Gießharz eingebettet sind, das die Fasern miteinander verbindet und sie auf der inneren Kunststoffschicht fixiert.
Ein solcher Tank muss unabhängig von der Ausführung in jedem Fall mit wenigstens einem Anschlussstück versehen werden, in das druckdicht ein Kupplungsteil in Form eines Ventils, Schlauch- oder Rohrendes einsetzt wird, um den Tank zu befüllen bzw. zu entleeren.
Die Verbindung zwischen Anschlussstück und Kupplungsteil kann über einen rastgesicherten Steck oder auch Bajonettverschluss erfolgen, bei Hochdruckanwendungen werden jedoch zumeist Schraubverschlüsse mit niedriger Gewindesteigung eingesetzt.
Das innenliegende Hohlgefäß, auch als Liner bezeichnet, kann hierbei aus Metall, etwa Aluminium, Titan oder Stahl bestehen, oder aber, wie eingangs erwähnt, aus einem Kunststoff, etwa einem Thermoplasten gefertigt sein. Letztere haben den Vorteil, dass sie einfacher formbar sind und sich somit günstiger herstellen lassen und des Weiteren auch in ihrem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besser an die Matrix der faserverstärkten Oberschicht, welches üblicherweise ein Kunstharz ist, angepasst sind. Der Nachteil ist jedoch zum einen eine niedriger Druckfestigkeit gegenüber metallischen Linern gleicher Wandstärke, sowie eine geringere Temperaturbeständigkeit. Je nach Anwendung treten diesen Nachteile aber hinter den zuvor aufgeführten Vorzügen zurück.
Ein weiterer Nachteil von Kunststofflinern, der für vorliegende Erfindung im Vordergrund steht, ist ihre geringe elektrische Leifähigkeit und die damit einhergehende Tendenz, sich beim Befüllen mit einem unter hohem Druck einströmendem Fluid statisch aufzuladen. Dabei tritt das Fluid aus der Austrittsöffnung des zum Befüllen verwendeten, üblicherweise metallenen Ventils mit hoher Geschwindigkeit aus und reist dabei Elektronen mit, die dann beim Aufprall auf die innere Gefäßwand im Bereich der Auftreffstelle deponiert werden. Eine Ladungstrennung kann weiterhin durch den mit hoher Geschwindigkeit auf die gegenüberliegende Seite der Innenwand auftreffenden Fluidstrahl verursacht werden.
Bei Hohlkörpern bzw. Linern aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material kann ein Ladungsausgleich schnell und leicht stattfinden. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit können auch sowohl Hohlkörper/Liner als auch Ventil geerdet werden. Bei Kunststofflinern, etwa Thermoplasten, ist dies aufgrund der schlechten elektrischen Leitfähigkeit nicht oder kaum möglich bzw. effektiv. Die Folge ist die statische Aufladung des Hohlkörpers/Liners, welche sich im Wortsinne blitzartig und unvorhersehbar entladen kann. Ist im Gefäßinneren noch Restsauerstoff vorhanden, oder ist das eingefüllte Fluid(gemisch) an sich brennbar, kann es somit zu einer Explosion kommen. Dieses Problem tritt besonders beim Befüllen eines leeren, trockenen Drucktanks auf, da hierbei der Abfluss sich bildender statischer Ladungen nur schlecht stattfinden kann und auch, falls keine vorherige Inertialisierung mit Schutzgas stattgefunden hat, Sauerstoff vorhanden ist.
Im Stand der Technik sind bisher zwei Klassen von Lösungen dieses Problems vorgeschlagen worden, die sich unter den Stichworten Behebung und Vermeidung zusammenfassen lassen. Beide Lösungen sind beispielhaft in der Patentschrift US 7,656,642 B2 (Ulekleiv et al.) beschrieben.
Die Lösungen zur Behebung schlagen vor, die Leitfähigkeit der Gefäßinnenwandung zu verbessern, etwa durch eine leitende Beschichtung des ansonsten nicht oder kaum leitfähigen Kunststoffes. Dies hat den Nachteil, dass der Vorteil der einfacheren und günstigeren Herstellung thermoplastischer Liner zumindest teilweise wieder zunichte gemacht wird. Darüber hinaus nutzt sich eine solche Beschichtung an hochbelasteten Stellen der Hohlgefäßinnenwand, insbesondere an dem Punkt, der der Einlassöffnung gegenüber liegt, schnell ab. Auch die Zugabe von antistatischen Additiven ist nur bedingt anwendbar, da diese nur einen kurzfristigen Effekt haben.
Die Vermeidungsstrategie versucht hingegen bei der Ursache der statischen Aufladung ansetzen, welche in der hohen Ausströmgeschwindigkeit des Fluides aus dem Ventil zu sehen ist. Um diese zu reduzieren wird vorgeschlagen, am unteren Ende des Ventils einen Diffusor anzubringen. Dieser verschließt den Durchlass in axialer Richtung und besitzt nur radial orientierte Öffnungen, so dass das einströmende Fluid eine Richtungsumlenkung erfährt. Dadurch wird es zum einen gebremst und schlägt zum anderen auch nicht als gebündelter Strahl auf die gegenüberliegende Innenwand auf, sondern wird in mehrere Teilströme aufgespalten, die ohne weitere Maßnahmen zunächst horizontal verlaufen und dann unter dem Einfluss der Schwerkraft leicht abgelenkt nahezu tangential auf die Innenwand treffen würden. Um eine weitere Geschwindigkeitsreduktion zu erreichen, schlägt oben genannte Patentschrift jedoch vor, den Diffusor zusätzlich durch einen als Teil des Liners/Hohlkörpers ausgebildeten, zylindrischen Kragen an der Innenseite der Öffnung des Hohlkörpers zu umschließen. Das aus den radialen Öffnungen des Diffusors ausströmende Fluid prallt somit gegen den Kragen und wird dabei nochmals umgelenkt und stark abgebremst.
Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass die extreme Abbremsung des Fluids durch den umlaufenden, geschlossenen Kragen zu einem Volllaufen des zwischen Diffusor und Kragen verbleibenden Zwischenraums führt, sich also ein starker Gegendruck aufbaut und damit die Durchflussrate stark gesenkt wird. Die Strömung im Zwischenraum ist hierbei sehr turbulent, so dass es zu einer starken mechanischen Belastung der angrenzenden Bauteile, Diffusor, Kupplungsteil, Anschlussstück und Antistatik-Kragen, kommt, welche einer schnelleren Alterung Vorschub leisten.
Ein noch viel gravierenderes Problem des starken Gegendrucks im Zwischenraum zwischen Diffusor und Antistatik-Kragen ist jedoch, dass dieser dazu führt, dass das einströmende Fluid in die Nahtstelle zwischen Hohlkörper und Anschlussdstück, welche an der Oberseite des Zwischenraums zwischen Diffusor und Kragen verläuft, gepresst wird, wodurch besonders bei hohen Befülldrücken und -raten die Dichtheit des dortigen Drucktanks kompromittiert werden kann.
Da sich bei den Anschlussstücken die Wandstärken und die Anforderungen an die Maßgenauigkeit erheblich von den Wandstärken und den Toleranzen des Drucktankes unterscheiden, ist es in der Praxis weder sinnvoll noch wirtschaftlich, die Anschlussstücke und die Tanks in einem Guss herzustellen.
Vielmehr ist es üblich, einen Hohlbehälter aus Kunststoff nach seiner Fertigstellung in einem weiteren Arbeitsgang mit einem separat gefertigten und zumeist mehrteiligen Anschlussstück zu versehen. So beschreibt z.B. die Patentanmeldung US 2011/010/1002 einen Tank aus Kunststoff mit zwei Öffnungen. Auf diese Öffnungen wird von außen her und von innen her jeweils ein in etwa zylindrisches Anschlussteil aufgesetzt, das an einem Ende mit einem kragenförmigen Flansch verbreitert ist. Diese beiden Teile werden mit einem Gewinde zusammen geschraubt und dadurch aneinander gedrückt, sodass sie flächig von innen und von außen auf dem Bereich um die Öffnung des Tanks herum aufliegen. Durch entsprechenden Druck sowie durch zusätzlich in den Tank oder die Flansche eingelassene Dichtungsringe wird die erforderliche Druckfestigkeit erzielt.
Die Veröffentlichungsschrift US 2014/0299610 A1 beschreibt einen Drucktank mit einem zweiteiligen Anschlussstück, bei dem ein äußeres Teil aus weicherem, anpassungsfähigeren Material die Verbindung zum Hohlgefäß/Liner und zur darauf aufliegenden Faserverstärkten Schicht bereitstellt. In dieses äußere Anschlussstück ist konzentrisch ein zweites Teil eingebettet, welches eine Anschlussmöglichkeit an ein Ventil oder anders Kupplungsteil in Form eines innenliegenden Gewindes bereitstellt. Um den auftretenden Kräften standhalten zu können, ist dieses aus einem härteren Material gefertigt. Zwischen dem Innenteil und einem eingeschraubten Ventil befindet sich eine Dichtungslippe des Anschlussstückes, welche im Zusammenspiel mit einem oder mehreren das Ventil umschließenden Dichtringen den dichten Sitz des Ventils auch bei hohem Druck sicherstellen.
Diese Veröffentlichungsschrift lehrt, die radiale Dicke der Dichtungslippe proportional mit dem gewünschten Prüfdruck zu verringern. Dies hat allerdings den Nachteil, dass bei hohen Drücken unter Umständen die Dichtlippe nicht in der Lage ist, die druckbedingte Verformung von Ventil, Anschlussstück und Öffnung und insbesondere der Dichtringe auszugleichen, was Undichtigkeiten zur Folge haben kann.
Auf diesem Hintergrund hat sich vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, für Drucktanks aus Kunststoff ein Anschlussstück zu entwickeln, welches einer statischen Aufladung effektiv vorbeugt, trotzdem hohe Füllraten ermöglicht und auch bei hohen Drücken absolute Dichtigkeit garantiert.
Als Lösung lehrt die Erfindung, einen den Diffusor umschließenden Antistatik-Kragen vorzusehen, der als ein Teil des Anschlussstückes selbst ausgeformt ist und über seinen Umfang verteilt mehrere Turbulatoröffnungen aufweist. Durch diese kann das in den Zwischenraum zwischen dem Diffusor am unteren Ende des Durchlasses und dem Antistatik-Kragen einströmende Fluid den Zwischenraum verlassen. Dies entlastet den zwischen Diffusor und Antistatik-Kragen verbleibenden Zwischenraum und sorgt somit für eine höhere Durchflussrate. Durch entsprechende Positionierung der Turbulatoröffnungen relativ zu den radialen Öffnungen des Diffusors kann weiterhin die Turbulenz der Strömung beeinflusst werden. Es ist hierbei sinnvoll, pro Diffusoröffnung mindestens eine Turbulatoröffnung im Antistatik-Kragen vorzusehen. Diese können jeweils in etwa mit der zugeordneten Diffusoröffnung fluchtend ausgerichtet werden. In diesem Fall wird eine hohe Durchflussrate und eine minimal turbulente Strömung im Bereich des Anschlussstückes erreicht. Die Größe der Turbulatoröffnung ist hierbei idealerweise etwas kleiner als der Strahlquerschnitt des aus der Diffusoröffnung austretenden Fluides gewählt, wobei die Strahlaufweitung nach Austritt aus der Diffusoröffnung berücksichtigt ist. Dies bewirkt, dass die Strömung nicht vollständig laminar ist, wodurch die Ladungstrennung durch die Strömung vermindert wird.
Alternativ wird vorgeschlagen, die Diffusoröffnungen mit den massiven Stegen zwischen den Turbulatoröffnungen fluchtend auszurichten. Für eine möglichst gleichmäßige Belastung der Stege durch das auf sie mit Wucht auftreffende Fluid, wird eine Ausrichtung der Diffusoröffnungen auf die Mitte der Stege bevorzugt. Bei dieser relativen Anordnung wird eine starke Abbremsung ähnlich dem aus dem Stand der Technik bekannten durchgängig umlaufenden Antistatik-Kragen erreicht, jedoch mit dem entscheidenden Vorteil, dass das einströmende Fluid mit den Turbulatoröffnungen einen weiteren Abflussweg hat und sich eine weitestgehend stationäre Strömung im Zwischenraum ausbildet. Die starke Materialbelastung einer stark turbulenten Strömung wird also vermieden und der sich aufbauende statische Gegendruck ist vorteilhaft stark vermindert. Trotz Abbremsung und zweifacher Umlenkung des einströmenden Fluides ist dadurch die maximal mögliche Durchflussrate auch bei dieser Ausrichtung kaum vermindert gegenüber einem Tank ohne Diffusor (und/oder Antistatik-Kragen). Außerhalb und auch innerhalb des Zwischenraums ergibt sich bei dieser Anordnung ein sprinklerartiger Effekt, bei dem das Fluid beim Auftreffen auf die Stege des Antistatik-Kragens mit hoher Wucht in feine bis sehr feine Tröpfchen zerstäubt und dann teilweise direkt durch den Schlitz zwischen Diffusor und Stegen nach unten fallen und teilweise fein verteilt aus den Turbulatoröffnungen in das äußere Tankvolumen eintritt. Es gibt also keinen gebündelten Fluidstrahl mehr, dessen Auftreffen auf die Hohlkörperinnenfläche weitere statische Aufladung verursachen könnte.
Die Dichtheit während des Befüllens ist also zum einen durch den verringerten Gegendruck ebenfalls vorteilhaft verbessert. Weiterhin ist diese jedoch dadurch sichergestellt, dass der Antistatik-Kragen keine Verlängerung des Hohlkörpers darstellt, sondern ein integraler Teil des Anschlussstückes selbst ist. Dadurch wird die unvermeidliche Nahtstelle zwischen Anschlussstück und Hohlkörper/Liner vorteilhaft außerhalb des beim Befüllen mit einem hohen dynamischen Druck belasteten Zwischenraumes zwischen Diffusor und Antistatik-Kragen positioniert.
Wird für das Material des Anschlussstückes ein im Vergleich zum Linermaterial besser leitendes Material verwendet, oder ein nichtleitendes Material mit einer leitenden Beschichtung versehen, ergibt sich ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Lehre. Dieser hängt damit zusammen, dass die Mehrzahl der durch die Strömung im Ventil bzw. dem Kupplungsteil mitgerissenen Ladungen, d.h. Elektronen, bereits am Antistatik-Kragen deponiert wird. Dies ist auch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Drucktanks so. Jedoch ist dort durch die Ausführung des Antistatik-Kragens als Teil des nichtleitenden Hohlkörpers ein effektiver Ladungsrückfluss verhindert. Bei Fertigung des Anschlussstückes aus leitfähigem Material ist ein Ladungsrückfluss bei vorliegender Erfindung durch die Integration des Antistatik-Kragens in das Anschlussstück ohne weiteres möglich.
Die wesentliche Idee vorliegender Erfindung ist es also, den Antistatik-Kragen in das Anschlussstück des Drucktanks, welches letztendlich der (druck-)stabilen Verbindung eines eigentlichen Kupplungsteils zum Anschluss an fluidführende Schläuche oder Rohre mit dem Hohlkörper inklusive einer etwaigen faserverstärkten Deckschicht dient, zu integrieren, was die Nahtstelle zwischen Anschlussstück und Hohlkörper als Schwachstelle aus dem Zwischenraum zwischen Diffusor und Antistatik-Kragen verbannt, und durch das Einbringen von Turbulatoröffnungen einen weitgehend stationären, weniger turbulenten Strömungsverlauf im Zwischenraum zu erreichen, wodurch der sich aufbauende Gegendruck und damit die Materialbelastung der diesem Druck ausgesetzten Teile reduziert und die Durchflussrate bei gegebenen Befülldruck entsprechend erhöht wird. Das Fluid wird beim Auftreffen auf die Stege des Antistatik-Kragens oder spätestens beim Austritt aus den als Konstriktion wirkenden Turbulatoröffnungen sprinklerartig zerstäubt und verlässt den Bereich des Zwischenraums als Regen von feinen und feinsten Tröpfchen, die nicht mehr genug kinetische Energie haben, um beim eventuellen Auftreffen auf die Hohlkörperinnenwand oder durch Reibung an der Luft eine nennenswerte Ladungsabstreifung zu bewirken. Die antistatische Wirkung des Kragens mit Turbulatoröffnungen gemäß vorliegender Erfindung ist damit der eines durchgängigen Kragens mindestens ebenbürtig, vermeidet aber dessen massive Nachteile.
Vorteilhafte Weiterbildungen vorliegender Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sofern sie sich nicht gegenseitig offensichtlich ausschließen, sollen im Folgenden vorgestellt und erläutert werden.
Bevorzugt ist die Zahl der Turbulatoröffnungen ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der radialen Diffusoröffnungen, insbesondere schlägt vorliegende Erfindung vor, gleich viele Turbulator- wie Diffusoröffnungen vorzusehen. Weiterhin weist der Antistatik Kragen bevorzugt die gleichen Symmetrien wie der Diffusor auf. Besonders bevorzugt haben sowohl Diffusor als auch Antistatik-Kragen inklusive der Turbulatoröffnungen eine n-zählige Rotationssymmetrie mit n ≥ 2 und eine Spiegelsymmetrie. Dadurch ist sichergestellt, dass sich die durch die Umlenkung der Strömung auf das Anschlussstück ergebenden Kräfte und Drehmomente ausgleichen und das Anschlussstück also in Summe kräfte- und drehmomentfrei ist.
Die Turbulatoröffnungen können verschieden geformt sein, beispielsweise als runde oder ovale Öffnungen im Antistatik-Kragen. Bevorzugt sind sie aber als längliche, am unteren Rand des Kragens beginnende, sich über einen wesentlichen Teil seiner vertikalen Ausdehnung erstreckende Aussparungen oder Kerben gestaltet, welche in tangentialer Richtung eine Breite haben, die etwa dem Durchmesser der Diffusoröffnungen entspricht. Dies ist erstens einfach in der Herstellung und ergibt zweitens einen Strömungsverlauf des einströmenden Fluides im Bereich des Anschlussstücks, welcher eine sehr gute Balance zwischen Turbulenz und Laminarität und insgesamt eine quasi stationäre Strömung darstellt.
Das Anschlussstück des erfindungsgemäßen Drucktanks ist im allgemeinsten Fall einstückig, d.h. eine Kupplungs- bzw. Anschlussmöglichkeit für Ventile, Schläuche oder Rohre oder dergleichen ist in das Anschlussstück selbst integriert. Dies vermeidet vorteilhaft zusätzliche Kontakt- bzw. Nahtstellen, welche die Dichtheit des Drucktanks gefährden könnten. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die Materialeigenschaften des Anschlussstückes im Bereich des Kontaktes mit dem Hohlkörper, wo es genügend nachgiebig und elastisch sein muss, um sich der Ausdehnung des Hohlkörpers unter Druckbelastung und thermischer Beeinflussung anzupassen, und dem Bereich der Kopplung an ein fluidführendes Ventil, einen Schlauch oder ein Rohr, wo es eine ausreichende Festigkeit und Härte haben muss, um auch bei häufigem An- und Abkoppeln nicht zu schnell zu ermüden, schlägt vorliegende Erfindung jedoch eine mindestens zweiteilige Ausgestaltung des Anschlussstückes vor. Hierbei ist in ein äußeres Anschlussteil aus weicherem, zäherem Material, insbesondere ein dem thermoplastischen Material des Hohlkörpers ähnlichen und mittels aufschmelzen mit diesem verbindbaren Material, konzentrisch ein zweites Teil, der sogenannte Halsring, aus hartem Material, bevorzugt Metall, eingebettet, welches zum Anschluss an ein Ventil oder anders Kupplungsteil über ein Innengewinde oder eine andere Kupplungsmöglichkeit verfügt. Der Halsring wird hierbei in eine komplementäre Ausnehmung des eigentlichen Anschlussstücks eingepresst oder eingegossen. Alternativ wird das Anschlussstück per Guss- oder Spritzverfahren um den Halsring herum geformt.
Der Halsring, insbesondere dessen Kontaktfläche zum eigentlichen Anschlussstück, besitzt hierbei bevorzugt keine Kreissymmetrie, sondern nur eine n-zählige Rotations- und besonders bevorzugt eine Spiegelsymmetrie mit einer Spiegelebene, welche die axiale Richtung enthält. Die Kontaktfläche kann beispielsweise einen polygonalen, stern- oder wellenförmigen Umriss aufweisen. Dadurch wird die Kontaktfläche vergrößert und eine bessere Übertragung von Drehmomenten vom Halsring in das Anschlussstück ermöglicht. Zusätzlich schlägt vorliegende Erfindung vor, über den Umfang des Halsrings bzw. die umlaufenden Kragen verteilt Nuten und/oder Verbindungslöcher einzubringen, in die das flüssige Thermoplastische Material des Anschlussstücks bei der Herstellung einfließen kann. Nach dem Erkalten ist damit eine ganz besonders stabile, zur Drehmomentübertragung geeignete Verbindung erreicht. Dies ist wichtig, damit bei eventuellem häufigem Wechsel, d.h. Ein- und Ausschrauben eines Kupplungsteils, die dabei auftretenden Momente die Bindung zwischen Halsring und eigentlichem Anschlussstück verschlechtern könnten, was mit der Zeit zu Undichtheit bis zum Versagen des Anschlussstücks führen könnte.
Gleiches gilt auch für die Weiterleitung der eben angesprochenen Drehmomente vom Anschlussstück in den Hohlkörper. Darum ist die Kontaktfläche zwischen Anschlussstück und Hohlkörper ebenfalls als nicht-kreissymmetrische Momentenkupplung ausgeführt. Wie die Verbindungsfläche von Halsring zu Anschlussstück ist auch hier ein polygonaler, stern- oder wellenförmiger Umriss möglich. Ein Alternative besteht darin, einen thermoplastischen Hohlkörper um das Anschlussstück herum zu gießen, wodurch eine besonders enge Verbindung und Kraftübertragung garantiert ist, insbesondere wenn vertikale Löcher im äußeren Bereich des Anschlussstücks vorgesehen werden, in die das noch flüssige Material des Hohlkörpers fließen und sich dort verfestigen kann. Der Nachteil hierbei ist, dass das Anschlussstück schon bei der Fertigung des Hohlkörpers zugegen sein muss und auch nicht mehr gewechselt werden kann, ohne diesen zu zerstören.
Darum schlägt vorliegende Erfindung besonders bevorzugt vor, die Kontaktflächen zu dem oder den Anschlussstücke(n) im Bereich der Öffnung(en) des Hohlkörpers von außen zugänglich zu gestalten, so dass das Anschlussstück nach Fertigstellung und Aushärtung des Hohlkörpers, eingesetzt und verscheißt und/oder eingepresst werden kann. Insbesondere sollte der axiale Querschnitt der Öffnung in Richtung nach außen hin monoton zunehmen, in derart, dass die axiale Projektion weiter außen liegender Querschnitte weiter innen liegende umfassen. Ist das Anschlussteil des Anschlussstücks aus dem Hohlkörpermaterial ähnlichem thermoplastischem Material gefertigt, kann die Verbindung bevorzugt durch oberflächliches Aufschmelzen der Kontaktflächen und Zusammenpressen erfolgen.
Im Stand der Technik ist der Diffusor zum Kupplungsteil, d.h. dem Ventil zum Anschluss eines Schlauches oder Rohres, gehörig und im allgemeinsten Fall umfasst vorliegende Erfindung eine solche Ausgestaltung ebenfalls. Bevorzugt schlägt vorliegende Erfindung jedoch vor, den Diffusor, wie schon den Antistatik-Kragen, in das eigentliche Anschlussstück zu integrieren. Dies hat den Hintergrund, dass ein üblicherweise in ein Innengewinde des Anschlussstücks bzw. Halsrings eingeschraubtes Kupplungsteil nicht immer dieselbe Winkelstellung relativ zum Antistatik-Kragen einnimmt, sondern diese bei jedem Einschrauben zumindest ein wenig variiert. Dadurch ist die relative Stellung der Diffusoröffnungen zu den Turbulatoröffnungen ebenfalls nicht immer gleich, was sich negativ auf den Strömungsverlauf des einströmenden Fluids auswirken kann. Diese Variation der relativen Stellung wird durch Integration des Diffusors in das Anschlussstück vorteilhaft vermieden.
Die radial orientierten Diffusoröffnungen sind bevorzugt rund, oval oder polygonal, insbesondere Rechteckig.
Ein weiterer Vorzug dieser Lösung ergibt sich daraus, dass übliche Kupplungsteile auch standardmäßig gar nicht mit einem Diffusor ausgestattet sind, sondern am unteren Ende eine simple, axial orientierte Einlassöffnung besitzen. Somit kann vorliegende Erfindung durch Integration des Diffusors in das eigentliche Anschlussstück trotz Einsatzes von Standard-Kupplungsteilen die Vorzüge einer Abbremsung unter hohem Druck einströmenden Fluids durch Diffusor und Antistatik-Kragen nutzen.
Der in das eigentliche Anschlussteil eingebettete Halsring weist bevorzugt am oberen Ende seiner Durchlassöffnung eine Zentrierfase auf. Sie stellt während der Fertigung des Anschlussstückes eine immer gleiche Positionierung von Halsring und Anschlussteil sicher, was wegen der oben erwähnten relativen Ausrichtung von Turbulator- und Diffusoröffnung wichtig ist. Diese erleichtert zudem bei der späteren Verwendung das schnelle Einsetzen und Zentrieren von Kupplungsteilen, insbesondere wenn dies automatisiert erfolgen soll, in etwa durch einen Bestückungsroboter.
Noch mehr bevorzugt weist der Halsring einen in axialer Richtung nach unten vorstehenden Kragen auf, der auf seinen Außenseiten vom Material des Anschlussstücks umgeben ist. Dadurch wird zum einen die Kontaktfläche zum eigentlichen Anschlussstück weiter vergrößert. Zum anderen bildet das vom Kragen aus in radialer Richtung innen liegende Material des Anschlussstücks eine Dichtlippe, deren radiale Dicke entscheidenden Einfluss auf die Dichtheit des Drucktanks hat.
Durch die endliche vertikale Abmessung des Anschlussstücks, ragt die Öffnung mit eingesetztem Anschlussstück etwas in das Innere des Hohlkörpers hinein. Der Tankinnendruck wirkt nun sowohl auf die äußeren und als auch die innere Seite dieser toroidalen Hervorhebung ein, wobei die Innere Seite je nach Ausführungsform ohne oder mit integriertem Diffusor durch das Kupplungsteil oder den unteren Teil des Anschlussstücks gebildet ist. Dadurch wird das Material des Anschlussstückes und insbesondere die Dichtlippe komprimiert. Weiterhin wird durch den Druck im Tank Fluid oder Gas in den Spalt zwischen einem Dichtring eines Kupplungsteils und der Dichtlippe gepresst und dabei sowohl Dichtring als auch Dichtlippe soweit verformt, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen den Spannungen im Dichtring, der Dichtlippe und dem Tankinnendruck erreicht ist.
Ist die radiale Dicke der Dichtlippe nicht ausreichend dimensioniert gewählt, kommt es zur Undichtheit an der Verbindung zwischen eigentlichem Anschlussstück und Halsring oder Anschlussstück und Kupplungsteil. Letzteres kann durch Verwendung eines Dichtringes zwischen Kupplungsteil und Dichtlippe vermieden werden. Die Härte dieses Dichtringes sollte mit dem Prüfdruck des Tanks, und damit auch dem beabsichtigten maximalen Fülldruck steigen.
Vorliegende Erfindung schlägt daher vor, die radiale Dicke der Dichtlippe mit dem beabsichtigten Prüfdruck des erfindungsgemäßen Drucktanks größer auszuführen. Konkret wird vorgeschlagen, die Dicke der Dichtlippe proportional zum Prüfdruck zu erhöhen. In Experimenten wurde festgestellt, dass eine Änderung gemäß den Beziehungen $D m a x [m m] = 0,01 P [b a r] + 3, 0$
$D m i n [m m] = 0,019 D m a x [m m] + 2, 95$
optimale Dichtheit garantiert. Hierbei bezeichnet P den Prüfdruck, sowie Dmin die Unter- und die Dmax die Obergrenze der bevorzugten radialen Dichtlippendicken D. Hierbei wurde die Verwendung eines Dichtrings zwischen Dichtlippe und Kupplungsteil mit einer Shore-Härte von mindestens 90 vorrausgesetzt.
Um sehr hohen Prüfdrücken von mehreren hundert bis über eintausend bar standhalten zu können muss der Hohlkörper des erfindungsgemäßen Drucktanks durch eine faserverstärkte Deckschicht eingeschlossen werden. Dies ist umso mehr notwendig, als die für den Hohlkörper vorgeschlagenen thermoplastischen Materialien für sich alleine bei typischen Wandstärken im Millimeterbereich nur einigen wenigen bar bis höchstens ca. zehn bar standhalten könnten. Die in dieser Schicht verwendeten Fasern können Kunstfasern, wie Glas, Kohle-, Aramid-, Dyneema oder andere Kunstfasern sein, oder Naturfasern sein. Verschieden Faserspezies können auch kombiniert eingesetzt werden um etwa bei einer gewünschten Festigkeit die Kosten zu optimieren. Die Matrix, in welche diese Fasern eingebettet sind, besteht entweder aus thermisch oder optisch vernetzten (Kunst)Harzen wie beispielsweise Epoxidharz, oder aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, welcher in flüssiger Form auf den mit Fasern umwundenen Hohlkörper aufgebracht und dann erkalten gelassen wird. Besonders bevorzugt wird die Außenseite des Hohlkörpers vor dem Aufwinden der Fasern und dem Aufbringen der diese umschließenden Matrix einer Oberflächenbehandlung unterzogen, bei der die Rauhigkeit erhöht und somit eine bessere Verbindung zwischen Matrixschicht und Liner/Hohlkörper erreicht wird.
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand der unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern.
Es zeigt in schematischer Darstellung:

1: Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucktanks mit Antistatik-Kragen mit Turbulatoröffnungen am Anschlussstück und in ein Kupplungsteil integriertem Diffusor
1a: Vergrößerter Ausschnitt der unteren Hälfte des Anschlussstücks aus 1
2: Perspektivische Ansicht von schräg unten auf das Anschlussstück aus 1
3: Perspektivische Ansicht von schräg unten und aufgeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Anschlussstücks des erfindungsgemäßen Drucktanks mit integriertem Diffusor.
4: Zusammenhang zwischen Prüfdruck und Dichtlippendicke in radialer Richtung

In 1 ist ein Querschnitt durch eine Öffnung mit eingesetztem Anschlussteil eines erfindungsgemäßen Drucktanks dargestellt. Anschlussstück 2 ist in Öffnung 11 fest eingesetzt, wobei die zueinander komplementären Kontaktflächen 26 und 111 eine Momentenkupplung zur gleichmäßigen und effektiven Übertragung von Drehmomenten vom Anschlussstück 2 auf Hohlkörper 1. Eine weitere Momentenkupplung wird durch die Kontaktflächen zwischen Anschlussteil 20 von Anschlussstück 2 und der faserverstärkten Schicht 8, welche Hohlkörper 1 und teilweise Anschlussteil 20 bedeckt. Anschlussstück 2 ist zweiteilig und besteht aus dem äußeren Anschlussteil 20 und in dieses eingebettetem Halsring 23, welcher ein Innengewinde 25 besitzt, mittels welchem Kupplungsteil 3 in das Anschlussstück 2 eingeschraubt ist. Das Handling und das Positionieren von Kupplungsteil 3 bei der Herstellung, insbesondere, wenn es automatisiert durch einen Bestückungsroboter erfolgt, wird durch die Zentrierfase 234 am oberen Ende des Innengewindes 25 erleichtert.
Am unteren Ende der Durchlassöffnung 21 ist Diffusor 22 in Kupplungsteil 3 integriert.
Diffusor 22 dient der Verlangsamung und Umlenkung eines unter hohem Druck einströmenden Fluids, wozu er in axialer Richtung Durchlass 21 verschließt und nur über radial orientierte Austrittöffnungen 221 verfügt. Das nach Durchtritt durch Diffusoröffnungen 221 radial strömende Fluid trifft mit gegenüber einer theoretischen Strömungsgeschwindigkeit ohne Diffusor verminderten Geschwindigkeit auf den Diffusor 22 umschließenden Antistatik-Kragen 27, welcher als von Turbulatoröffnungen 28, hier als längliche Kerben ausgebildet unterbrochener Zylinderkragen ausgebildet ist. Antistatik-Kragen 27 ist eine axial gerichtete Auskragung des äußeren Anschlussstücks 20 und stellt somit einen integralen Teil von Anschlussteil 20 dar. Damit das Kupplungsteil beim Befüllen kräfte- und drehmomentfrei bleibt, sind ist Diffusor 2 spiegel- und rotationsymmetrisch gestaltet, wobei er hier eine 6-zählige Rotationssymmetrie aufweist. Gleiches gilt auch für Antistatik Kragen 27.
Dadurch ist eine wesentliche Verbesserung vorliegender Erfindung sichergestellt, nämlich dass sich die Nahtstelle 12 zwischen Hohlkörper 1 und Anschlussteil 2 außerhalb des Zwischenraums zwischen Diffusor 22 und Antistatik-Kragen 27 befindet. Dadurch wird vorteilhaft vermieden, dass das unter hohem Druck einströmendes Fluid durch den hohen, sich in besagtem Zwischenraum aufbauenden statischen Gegendruck eventuell in Verbindung mit dem dynamischen Druck des unter hohem Druck auf die Begrenzungsfläche des Zwischenraums treffenden Fluides in die Nahtstelle gepresst wird und somit die Dichtigkeit des Drucktanks beim Befüllen oder auch, bei schlimmstenfalls plastischer Verformung, dauerhaft kompromittiert.
Dies wird dadurch befördert, dass sich in besagtem Zwischenraum nur ein geringer Gegendruck aufbaut, da die Turbulatoröffnungen 28 einen zusätzlichen Abflussweg schaffen. Das Fluid wird hierbei beim Durchtritt durch die Öffnungen 28 in einen Nebel feiner Tröpfchen zerstäubt, was die Gefahr einer statischen Aufladung weiter von Öffnung 11 entfernt liegender Bereiche minimiert.
Die Dichtigkeit des hier gezeigten erfindungsgemäßen Drucktanks sowohl bei der Befüllung als auch im druckbefüllten Zustand wird weiterhin vorteilhaft durch eine Dimensionierung der radialen Dicke von Dichtlippe 24, welche sich zwischen einem sich in axiale Richtung nach unten vom Halsring 23 ausgehend erstreckenden Kragen und Dichtring 31 des Kupplungsteils 3 erstreckt, proportional ansteigend mit dem beabsichtigten Prüfdruck, d.h. Maximaldruck des Tanks gewährleistet.
1a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der unteren Hälfte von Anschlussteil 2 bzw. des unteren Endes von Durchlass 21. Die Differenz von Höhe HT des Innengewindes 25 und Abstand DO zwischen unterem Rand von Innengewinde 25 und Dichtring 31 ist gemäß der Beziehung HT-DO ≤ 0,5 TP gewählt, wobei TP für die Gewindesteigung des Innengewinde 25 steht.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf das Anschlussteil aus 1. Zu sehen sind die hexagonal geformte Kontaktfläche 26, welche mit der komplementären Kontaktfläche der Öffnung des Hohlkörpers, in welche Anschlussteil 2 eingesetzt und verschweißt oder verklebt wird, eine Momentenkupplung zur Übertragung von Drehmomenten von Anschlussteil 2 auf den Hohlkörper des Drucktanks bildet. In das Innengewinde des, nicht sichtbaren, Halsrings 23 ist Kupplungsteil 3 eingeschraubt, welches an seinem unteren Ende über den in axialer Richtung ein Durchflusshinderniss bildenden Diffusor 22 verfügt. Kupplungsteil 3 ist soweit eingedreht, dass die radial orientierten Diffusoröffnungen 221 in etwa mit Turbulatoröffnungen 28 im Antistatik-Kragen 27 fluchten. Dadurch wird eine hohe Durchflussrate beim Befüllen erreicht, aber zugleich auch, durch die entsprechende schmaler Dimensionierung der Turbulatoröffnungen 28 in der Breite, ein nach wie vor gute antistatische Wirkung erreicht. Diese ist allerdings optimiert, wenn die Diffusoröffnungen nicht mit den Turbulatoröffnungen fluchten, sondern den durchgängigen des Kragens 27 gegenüberstehen, so dass aus den Öffnungen 221 austretendes Fluid auf diese trifft und noch weiter abgebremst wird. In diesem Fall werden fast alle vom Kupplungsteil oder Diffusor mitgerissenen Ladungen im Antistatik-Kragen deponiert, von wo sie durch Tropfen zum Kupplungsteil bzw. Diffusor abgeleitet werden, da Kragen 27 Teil des, relativ leitfähiger gestaltbaren, Anschlussteils 2 und nicht des, nichtleitenden, Hohlkörpers 1 ist.
In 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Anschlussteils des erfindungsgemäßen Drucktanks dargestellt. Die obere Teilfigur zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg unten, aus der hervorgeht, das Diffusoröffnungen 221 relativ zum Antistatik-Kragen 27 mit Turbulatoröffnungen 28 so ausgerichtet sind, dass ein aus den Öffnungen 221 austretender Fluidstrahl genau mittig auf die massiven Kragenabschnitte 27 trifft. Wie auch in der in 1-2 gezeigten Ausführungsform, ist Diffusor 22 spiegel- und sechstzählig-rotationssymmetrisch.
Die untere Teilfigur zeigt eine aufgeschnittene Ansicht des Anschlussteils 2. Wie zu sehen, ist auch dieses zweiteilig aus äußerem Anschlussstück 20 und Halsring 23 aufgebaut. Halsring 25 verfügt wiederum über ein Innengewinde 25 zum Anschluss eines Schlauches, Rohrs oder eines Ventils oder anderen Kupplungsteils. Der Wesentliche Unterschied zu der vorherigen Ausführungsform besteht darin, dass Diffusor 22, wie in dieser Teilfigur klar erkennbar, ein integraler Teil von Anschlussteil 2, genauer Anschlussstück 20 ist. Dadurch wird eine bei jedem Einschraubvorgang potentiell unterschiedliche relative Ausrichtung der Diffusoröffnungen 221 zum Antistatik-Kragen 27 und den Turbulatoröffnungen 28 vermieden.
4 zeigt in einem Graph den von vorliegender Erfindung vorgeschlagenen Zusammenhang zwischen radialer Dicke D der Dichtlippe 24 und dem gewünschten Prüfdruck. Die Dichtlippendicke ist hier auf der y-Achse, der Druck auf der x-Achse abgetragen. Der Verlauf ist linear streng monoton ansteigend mit einer Proportionalitätskonstante (Steigung) von 0,01 mm/bar im Falle der maximalen empfohlenen Dicke Dmax und 0,00019 mm/bar im Falle der minimalen empfohlenen Dicke Dmin. Die jeweiligen Achsenabschnitte bei 100 bar sind 3,03 mm bzw 4,0 mm bei minimaler bzw. maximaler empfohlener Dicke. Die radiale Dicke D sollte für gegebenen Prüfdruck P also zwischen Dmin und Dmax liegen, um optimale Dichtheit zu garantieren.
Bezugszeichenliste

1: Hohlkörper
11: Öffnung im Hohlkörper 1
111: Kontaktfläche
12: Nahtstelle zwischen Hohlkörper und Anschlussstück
13: Innenraum des Hohlkörpers
2: Anschlussstück
20: Anschlussteil
21: Durchlassöffnung
22: Diffusor
221: Diffusoröffnung
23: Halsring
231: Kragen
24: Dichtlippe
25: Innengewinde
26: Kontaktfläche
27: Antistatik-Kragen Steg
28: Turbulatoröffnung
3: Kupplungsteil
31: Dichtring
P: Prüfdrück
D: Dichtlippendicke, radial
Dmin: minimale empfohlene Dichtlippendicke
Dmax: maximale empfohlene Dichtlippendicke
TP: Gewindesteigung
HT: Gewindehöhe
DO: Dichtringabstand zum Gewindeunterrand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7656642 B2 [0008]
US 2011/010/1002 [0014]
US 2014/0299610 A1 [0015]

Claims

Drucktank zur Speicherung von Hoch- und Niederdruckfluiden, insbesondere LPG oder CNG, umfassend - einen Hohlkörper (1) aus thermoplastischem Kunststoff mit - wenigstens einer Öffnung (11), welche eine umlaufende Kontaktfläche (111) aufweist, - jeweils ein Anschlussstück (2) pro Öffnung (11), welches wenigstens je einen Durchlass (21) zum Innenraum (12) des Hohlkörpers (1) aufweist und das mit einem komplementären Abschnitt (26) mit Kontaktfläche (111) flächig verbunden ist, - wobei der Durchlass (21) an einem unteren Ende einen Diffusor (22) aufweist, der den Durchlass (21) in axialer Richtung verschließt und nur im Wesentlichen in radiale Richtung weisende Öffnungen (221) aufweist, - im Inneren von Hohlkörper (1) ein den Diffusor (22) umschließender Antistatik-Kragen (27) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antistatik-Kragen (27) ein Teil des Anschlussstückes (2) ist und mehrere Turbulatoröffnungen (28) aufweist, welche relativ zu den Diffusoröffnungen (221), so positioniert sind, dass unter Druck einströmendes Fluid im Bereich unterhalb des Anschlussstückes(2) eine im Wesentlichen stationäre Strömung ausbildet.
Drucktank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulatoröffnungen (28) - längliche Aussparungen sind, welche sich am unteren Rand des Antistatik-Kragens (27) beginnend über einen wesentlichen Teil seiner Höhe erstrecken, und/oder - mit den radialen Öffnungen (221) des Diffusors (22) fluchtend angeordnet sind, oder - den durchgängigen Abschnitten des Antistatik-Kragens (27) gegenüber, insbesondere mit deren jeweiliger Mitte fluchtend angeordnet sind.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Durchlassöffnung (21) des Anschlussstücks (2) über ein Innengewinde (25) verfügt, in welches ein Ventil oder anderes Kupplungsstück (3) eingeschraubt ist.
Drucktank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Diffusor (22) - runde, ovale oder polygonale, insbesondere rechteckige Diffusoröffnungen (221) aufweist, und - Teil des Kupplungstückes (3), oder - Teil des Anschlussstückes (2) ist.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (2) einen eingepressten oder eingegossenen Halsring (23) umfasst, welcher konzentrisch in einem äußeren Anschlussteil (20) von Anschlussstück (2) gelegen ist und zumindest einen Teil der Durchlassöffnung (21) und des Innengewindes (25) bereitstellt.
Drucktank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussteil (20) - aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist, und - Kontaktfläche (26) umfasst, mit der es an der komplementären Kontaktfläche (111) von Öffnung (11) im Hohlkörper (1) flächig befestigt ist, insbesondere durch, Einpressen, Kleben oder Verschweißen durch oberflächliches Verflüssigen der thermoplastischen Materialien der Kontaktflächen (111) und (26) und anschließendes Zusammenpressen.
Drucktank nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Halsring (23) an der Unterseite einen nach unten weisenden, die Durchlassöffnung (21) umschließenden Kragen (231) aufweist, welcher auf seinen Außenseiten vom Material des Anschlussteils (20) umschlossen ist, so dass das zwischen der Innenseite des Kragens (231) und der Durchlassöffnung (21) gelegene Material von Anschlussstück (2) eine Dichtlippe (24) bildet.
Drucktank nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kupplungsstück (3) und Dichtlippe (24) ein Dichtring (31) liegt.
Drucktank nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Dicke der Dichtlippe (24) proportional zu einem Prüfdruck des Drucktanks (1) gewählt ist.
Drucktank nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Dicke der Dichtlippe (24) zwischen einer minimalen Dicke (Dmin) und maximalen Dicke (Dmax) gewählt ist, wobei diese Dicken mit dem Prüfdruck (P) über die Beziehungen $D m a x [m m] = 0,01 P [b a r] + 3, 0$
$D m i n [m m] = 0,019 D m a x [m m] + 2, 95$
zusammenhängen.
Drucktank nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsring (23) - hinsichtlich Rotation um die axiale Richtung von Durchlass (21) eine gegenüber der Kreissymmetrie reduzierte Symmetrie, insbesondere ein n-zählige Rotationssymmetrie, beispielsweise einen polygonalen Querschnitt, oder keine Symmetrie aufweist, und/oder - eine Spiegelsymmetrie mit einer Spiegelebene, welche die Axialrichtung enthält, und/oder - einen in radialer Richtung vorstehenden, umlaufenden Kragen (232) mit darin vorhandenen Öffnungen (233), und/oder - am oberen Ende der Öffnung (21) eine Zentrierfase (234) aufweist, und/oder - aus einem Metall gefertigt, und/oder - mit Verbindungslöchern und Einkerbungen versehen ist.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (26, 111) zur Übertragung von Drehmomenten vom Anschlussstück (2) auf den Hohlkörper (1) als Momentenkupplung mit hinsichtlich Rotation um die axiale Richtung des Durchlasses (21) nicht kreissymmetrisch ist und insbesondere eine n-zählige Rotationssymmetrie, beispielsweise einen polygonalen Umriss, aufweist.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hohlkörper (1) eine weitere Schicht aufliegt, die durch Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern, Dyneemafasern, andere Kunstfasern und/oder Naturfasern verstärkt ist und weiterhin eine die Fasern einschließende Matrix, insbesondere aus thermisch oder ultraviolett vernetzbaren Harzen oder anderen Harze, umfasst, wobei insbesondere vor dem Aufbringen der Verstärkungsschicht eine vorherige Oberflächenbehandlung der Außenseite des Hohlkörpers (1) erfolgt ist.
Drucktank nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Öffnung (11) in die faserverstärkte Schicht (8) eine zweite Momentenkupplung (81) angeformt ist, welche zum Zweck der Ableitung auf das Anschlussstück (2) wirkender Drehmomente in die Schicht (8) einen nicht-kreissymmetrische Form, insbesondere mit n-zähliger Rotationssymmetrie oder eine polygonale Form aufweist.
Drucktank nach einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen einer Höhe (HT) des Innengewindes (25) und dem axialen Abstand zwischen einem unteren Rand des Innengewindes (25) und der Mitte von Dichtring (31) der Relation $H T [m m] - D O [m m] \leq 0, 5 T P$
gehorcht, und weiter $H T [m m] = n_{T} T P [m m]$
gilt, wobei (TP) eine Gewindesteigung des Innengewindes (25) in Millimeter pro Windung und n_T die Zahl der Windungen des Innengewindes (25) bezeichnet.