DE202021105982U1 - pressure vessel - Google Patents
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Abstract
Druckbehälter (1), aufweisend
- einen Behälterkörper (3), wobei an einem oberen Ende des Behälterkörpers (3) ein Endbereich (2) einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildet ist, welcher eine Öffnung (O) aufweist, und
- eine an einer die Öffnung (O) des Endbereichs (2) umgebenden Wandung (2.1) innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur (9) für ein Ventil (6), dadurch gekennzeichnet, dass in der die Öffnung (O) des Endbereichs (2) umgebenden Wandung (2.1) zumindest zwei Ausströmöffnungen (SO) ausgebildet sind, die insbesondere einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Pressure vessel (1), having
- a container body (3), wherein at an upper end of the container body (3) an end portion (2) is formed integrally with the container body (3) having an opening (O), and
- A fastening structure (9) for a valve (6) formed on the inside of a wall (2.1) surrounding the opening (O) of the end region (2), characterized in that in the wall surrounding the opening (O) of the end region (2). (2.1) at least two outflow openings (SO) are formed, which are in particular arranged opposite one another.
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a pressure vessel according to the features of the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen Druckbehälter anzugeben.The invention is based on the object of specifying a new type of pressure vessel.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a pressure vessel with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Ein Druckbehälter weist einen Behälterkörper auf. An einem oberen Ende des Behälterkörpers ist ein Endbereich einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildet. Dieser einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildete Endbereich kann auch als Endstück bezeichnet werden. Der Endbereich weist eine Öffnung auf. Der Druckbehälter weist des Weiteren eine an einer die Öffnung des Endbereichs umgebenden Wandung innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur für ein Ventil auf.A pressure vessel has a vessel body. At an upper end of the container body, an end portion is formed integrally with the container body. This end area, which is designed in one piece with the container body, can also be referred to as an end piece. The end area has an opening. The pressure vessel also has a fastening structure for a valve, which is formed on the inside of a wall surrounding the opening of the end region.
Erfindungsgemäß sind in der die Öffnung des Endbereichs umgebenden Wandung, insbesondere sich einander gegenüberliegend, zwei Ausströmöffnungen ausgebildet.According to the invention, two outflow openings are formed in the wall surrounding the opening of the end region, in particular opposite one another.
Der Druckbehälter, beispielsweise Druckgasbehälter, ermöglicht eine Integration des Ventils bzw. einer Ventilfunktion in den Endbereich und insbesondere eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters mit einem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung.The pressure vessel, for example a pressurized gas vessel, allows the valve or a valve function to be integrated into the end region and in particular enables the pressure vessel to be coupled directly, media-tight, to a further connection, for example a connection of an application.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird dadurch ein seitliches Ausströmen eines sich im Behälterkörper befindenden Mediums, beispielsweise Gases, zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, ermöglicht. Das Medium strömt dabei durch das Ventil und anschließend durch die beiden Ausströmöffnungen in der Wandung hindurch aus und in die Anwendung ein. Die erfindungsgemäße Lösung ist daher insbesondere für Anwendungen geeignet, in welchen ein solches seitliches Ausströmen erforderlich ist.In contrast to the prior art, this enables a medium located in the container body, for example gas, for example carbon dioxide, to flow out laterally. The medium flows through the valve and then out through the two outflow openings in the wall and into the application. The solution according to the invention is therefore particularly suitable for applications in which such a lateral outflow is required.
Im Gegensatz zu anderen Lösungen, in denen das Ventil aus dem Behälterkörper herausragt, um dadurch das seitliche Ausströmen aus dem Ventil zu ermöglichen, wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine kleinere Bauhöhe erreicht, da das Ventil nahezu vollständig im Behälterkörper angeordnet werden kann bzw. ist. Beispielsweise ragt nur ein kragenförmiger oberer Abschnitt eines Ventilkörpers des Ventils aus dem Behälterkörper heraus, welcher an einer Stirnseite der Wandung des Endbereichs dichtend anliegt.In contrast to other solutions in which the valve protrudes from the container body in order to allow lateral outflow from the valve, the solution according to the invention achieves a smaller overall height since the valve can be or is almost completely arranged in the container body. For example, only a collar-shaped upper section of a valve body of the valve protrudes from the container body, which is in sealing contact with an end face of the wall of the end region.
Der Druckbehälter weist insbesondere auch das Ventil auf, welches im Endbereich angeordnet ist, insbesondere in dieses eingeschraubt ist. Das Ventil ist beispielsweise als ein Rückschlagventil ausgebildet.In particular, the pressure vessel also has the valve, which is arranged in the end region, in particular is screwed into it. The valve is designed, for example, as a check valve.
Ein Ventilkörper des Ventils weist insbesondere genau eine Durchlassöffnung auf, welche radial von einer Innenseite in Richtung einer Außenseite des Ventilkörpers ausgebildet ist. Dadurch wird eine einfache Herstellung des Ventilkörpers ermöglicht. Zudem ist der Ventilkörper besonders stabil, da er nur eine einzige Durchlassöffnung aufweist und somit eine durch mehrere Durchlassöffnungen verursachte zusätzliche Schwächung vermieden wird. Der Ventilkörper kann daher beispielsweise mit einem geringeren Materialaufwand und/oder aus einem anderen, insbesondere kostengünstigeren, Material ausgebildet werden, beispielsweise aus Aluminium oder Messing.A valve body of the valve has, in particular, exactly one passage opening, which is formed radially from an inside toward an outside of the valve body. This enables the valve body to be manufactured easily. In addition, the valve body is particularly stable, since it has only a single passage opening and thus additional weakening caused by several passage openings is avoided. The valve body can therefore be formed, for example, with less material expenditure and/or from another, in particular less expensive, material, for example from aluminum or brass.
In anderen Ausführungsformen kann das Ventil mehrere solche Durchlassöffnungen aufweisen, welche jeweils radial von der Innenseite in Richtung der Außenseite des Ventilkörpers ausgebildet sind.In other embodiments, the valve can have a plurality of such passage openings, which are each formed radially from the inside toward the outside of the valve body.
Die Durchlassöffnung oder die jeweilige Durchlassöffnung im Ventilkörper ist insbesondere auf Höhe der Ausströmöffnungen im Endbereich positioniert. Dadurch werden kurze Strömungswege zwischen der Durchlassöffnung im Ventil und den beiden Ausströmöffnungen sichergestellt.The passage opening or the respective passage opening in the valve body is positioned in particular at the level of the outflow openings in the end area. This ensures short flow paths between the passage opening in the valve and the two outflow openings.
Alternativ kann die Durchlassöffnung oder die jeweilige Durchlassöffnung auch in ihrer Höhe versetzt zur Höhe der Ausströmöffnungen im Endbereich positioniert sein.Alternatively, the passage opening or the respective passage opening can also be adjusted in height offset to the height of the outflow openings in the end area.
Beispielsweise mündet die Durchlassöffnung in eine an der Außenseite des Ventilkörpers in diesem umlaufend ausgebildete Verteilernut und/oder ein innerer Öffnungsrand der jeweiligen Ausströmöffnung ist an einem Nutboden einer an der Innenseite der Wandung des Endbereichs ausgebildeten umlaufenden Verteilernut angeordnet. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des aus der einen Durchlassöffnung im Ventilkörper ausströmenden Mediums auf die beiden Ausströmöffnungen in der Wandung des Endbereichs und somit ein gleichmäßiges Ausströmen des Mediums aus beiden Ausströmöffnungen sichergestellt.For example, the passage opening opens into a distributor groove formed circumferentially on the outside of the valve body and/or an inner opening edge of the respective outflow opening is arranged on a groove bottom of a distributor groove formed circumferentially on the inside of the wall of the end region. This ensures a uniform distribution of the medium flowing out of one passage opening in the valve body to the two outflow openings in the wall of the end region and thus a uniform outflow of the medium from both outflow openings.
Ist die Durchlassöffnung oder die jeweilige Durchlassöffnung in ihrer Höhe versetzt zur Höhe der Ausströmöffnungen im Endbereich positioniert, ist beispielsweise die Verteilernut entsprechend breit ausgebildet oder es ist ein Verbindungskanal zwischen der Durchlassöffnung oder der jeweiligen Durchlassöffnung und der Verteilernut vorgesehen oder es ist eine andere fluidische Verbindung zwischen der Durchlassöffnung oder der jeweiligen Durchlassöffnung und der Verteilernut vorgesehen.If the through-opening or the respective through-opening is offset in height to the height of the outflow openings in the end region, the distributor groove, for example, is designed to be correspondingly wide, or a connecting channel is provided between the through-opening or the respective through-opening and the distributor groove, or there is another fluidic connection between the through-opening or the respective through-opening and the distributor groove are provided.
Die Befestigungsstruktur weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung angeordnetes Innengewinde auf. In einer möglichen Ausführungsform weist der Ventilkörper ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde auf. Im in das Innengewinde eingeschraubten Zustand, insbesondere vollständig, d. h. bis zu einer vorgegebenen Endposition, eingeschraubten Zustand, ist der Ventilkörper im Bereich der Öffnung des Endbereichs angeordnet, ragt ausgehend von der Öffnung in den Endbereich hinein, liegt an dem Endbereich mediendicht an und weist eine Aufnahmeöffnung auf. In der Aufnahmeöffnung ist ein Dichtstößel angeordnet, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung mediendicht verschließt, d. h. entweder unmittelbar oder mittelbar mediendicht verschließt, und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung freigibt. Das Ventil weist insbesondere ein mit dem Ventilkörper verbundenes oder an dem Ventilkörper ausgebildetes Abstützelement und ein innerhalb des Ventilkörpers angeordnetes Federelement auf, welches sich mit einem ersten Ende an dem Abstützelement und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel abstützt, wobei das Federelement bei einer Bewegung des Dichtstößels von der geschlossenen Position in die geöffnete Position gespannt wird, insbesondere komprimiert wird.In particular, the fastening structure has an internal thread arranged on the inside of the wall. In one possible embodiment, the valve body has an external thread that corresponds to the internal thread of the fastening structure. When screwed into the internal thread, in particular completely, d. H. up to a predetermined end position, screwed-in state, the valve body is arranged in the area of the opening of the end area, protrudes from the opening into the end area, lies against the end area in a media-tight manner and has a receiving opening. A sealing tappet is arranged in the receiving opening, which in a closed position closes the passage opening in a media-tight manner, i. H. either directly or indirectly closed media-tight, and releases the passage opening in an open position. The valve has in particular a support element which is connected to the valve body or is formed on the valve body and a spring element which is arranged inside the valve body and which is supported at a first end on the support element and at an opposite second end on the sealing tappet, with the spring element being displaced during a movement of the sealing tappet is stretched from the closed position into the open position, in particular is compressed.
Eine solche Ausbildung des Ventils mit dem Ventilkörper und den weiteren Ventilkomponenten, welche innerhalb oder am Ventilkörper gehalten sind, ermöglicht eine besonders einfache Montage des Ventils als Ganzes im Endbereich. Da das Ventil im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil keine Haltefunktion aufweist, kann der Ventilkörper hinsichtlich seiner Materialstärke und Materialmenge signifikant schwächer dimensioniert werden.Such an embodiment of the valve with the valve body and the other valve components, which are held inside or on the valve body, allows a particularly simple assembly of the valve as a whole in the end area. Since, in contrast to solutions with a separate valve known from the prior art, the valve does not have a holding function, the valve body can be dimensioned significantly weaker in terms of its material thickness and quantity of material.
Beispielsweise ist zwischen dem Ventilkörper und dem Endbereich mindestens eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings oder einer Wellendichtung, angeordnet. Insbesondere ist oberhalb und unterhalb der Durchlassöffnung jeweils eine solche Dichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Endbereich angeordnet. Mit der Dichtung oberhalb der Durchlassöffnung wird ein Ausströmen des Mediums aus der Öffnung im Endbereich nach oben aus dem Behälterkörper heraus verhindert. Durch die Dichtung unterhalb der Durchlassöffnung wird ein Strömen des Mediums zwischen der Wandung des Endbereichs und dem Ventilkörper hindurch und somit am Ventil vorbei in Richtung der Ausströmöffnungen in der Wandung des Endbereichs verhindert. Auch zwischen dem Ventilkörper und dem Dichtstößel sind in einer möglichen Ausgestaltung zwei Dichtungen, zum Beispiel jeweils in Form eines O-Rings oder einer Wellendichtung, angeordnet. Diese Dichtungen sind sehr zuverlässig und kostengünstig verfügbar. Dabei ist eine Dichtung oberhalb der Durchlassöffnung angeordnet, um ein Ausströmen des Mediums aus der Aufnahmeöffnung nach oben heraus zu verhindern, so dass sichergestellt ist, dass das Medium ausschließlich über die beiden seitlichen Ausströmöffnungen seitlich ausströmt. Die andere Dichtung ist unterhalb der Durchlassöffnung angeordnet. Mit ihr wird die fluidische Verbindung zwischen der Durchlassöffnung und dem mit dem Inneren des Behälterkörpers fluidisch verbundenen Bereich der Aufnahmeöffnung in der geschlossenen Position des Dichtstößels unterbunden und in der geöffneten Position des Dichtstößels freigegeben.For example, at least one seal, for example in the form of an O-ring or a shaft seal, is arranged between the valve body and the end area. In particular, such a seal is arranged between the valve body and the end area above and below the passage opening. The seal above the through-opening prevents the medium from flowing out of the opening in the end area upwards out of the container body. The seal below the passage opening prevents the medium from flowing between the wall of the end region and the valve body and thus past the valve in the direction of the outflow openings in the wall of the end region. In one possible embodiment, two seals, for example in the form of an O-ring or a shaft seal, are also arranged between the valve body and the sealing tappet. These seals are available very reliably and inexpensively. A seal is arranged above the passage opening in order to prevent the medium from flowing out of the receiving opening upwards, so that it is ensured that the medium flows out laterally exclusively via the two lateral outflow openings. The other seal is arranged below the passage opening. With it, the fluidic connection between the passage opening and the area of the receiving opening that is fluidically connected to the interior of the container body is prevented in the closed position of the sealing plunger and released in the open position of the sealing plunger.
Beispielsweise ist die Durchlassöffnung mit der Aufnahmeöffnung fluidisch verbunden und der Dichtstößel verschließt in der geschlossenen Position die Aufnahmeöffnung und dadurch auch die Durchlassöffnung mediendicht und gibt in der geöffneten Position die Aufnahmeöffnung zumindest abschnittsweise frei und gibt dadurch auch die Durchlassöffnung frei. Bei dieser Ausführungsform wird die Durchlassöffnung somit mittels des Dichtstößels in der geschlossenen Position insbesondere mittelbar mediendicht verschlossen, indem die Aufnahmeöffnung und dadurch die damit fluidisch verbundene Durchlassöffnung mediendicht verschlossen wird.For example, the passage opening is fluidically connected to the receiving opening and the sealing plunger in the closed position closes the receiving opening and thus also the passage opening in a media-tight manner and in the open position releases the receiving opening at least in sections and thereby also releases the passage opening. In this embodiment, the through-opening is thus closed media-tight in particular indirectly by means of the sealing plunger in the closed position, in that the receiving opening and thereby the through-opening fluidically connected thereto are closed in a media-tight manner.
In einer möglichen Ausführungsform weist das Abstützelement und/oder der Ventilkörper eine Einströmöffnung auf. Dadurch wird das Einströmen eines sich im Inneren des Behälterkörpers befindenden Mediums zumindest bei geöffneter Position des Dichtstößels, in die Aufnahmeöffnung im Ventilkörper und somit, zumindest bei geöffneter Position des Ventilstößels, ein Strömen des Mediums in Richtung der Durchlassöffnung ermöglicht.In a possible embodiment, the support element and/or the valve body has a inflow opening. This allows a medium located inside the container body to flow into the receiving opening in the valve body, at least when the sealing tappet is in the open position, and thus allows the medium to flow in the direction of the passage opening, at least when the valve tappet is in the open position.
In einer möglichen Ausführungsform weist der Ventilkörper eine Druckausgleichsöffnung auf. Dadurch wird, insbesondere bei einer geschlossenen Ausbildung des Abstützelementes, das Bewegen des Ventilstößels in die geöffnete Position und zurück in die geöffnete Position ermöglicht, wobei ein Druckausgleich zwischen einem Bereich der Aufnahmeöffnung unterhalb des Dichtstößels und dem Inneren des Behälterkörpers erfolgt.In one possible embodiment, the valve body has a pressure equalization opening. This enables the valve tappet to be moved into the open position and back into the open position, particularly when the support element is closed, with pressure equalization taking place between an area of the receiving opening below the sealing tappet and the interior of the container body.
Der Behälterkörper weist insbesondere einen an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildeten Behälterboden auf. Insbesondere durch die einstückige Ausbildung des gesamten Behälterkörpers inklusive Behälterboden und Endbereich wird mit geringem Aufwand, insbesondere mit geringem Materialaufwand, eine besonders große Druckstabilität erreicht, da Verbindungen, beispielsweise Schweißnähte, welche Schwachstellen darstellen, vermieden werden.In particular, the container body has a container bottom which is arranged at a lower end and is formed in one piece with the container body. In particular, due to the one-piece design of the entire container body, including the container base and end area, a particularly high level of pressure stability is achieved with little effort, in particular with little material expenditure, since connections, for example weld seams, which represent weak points, are avoided.
Der Behälterkörper weist insbesondere eine an einer die Öffnung des Endbereichs umgebenden Wandung außenseitig angeordnete Anschlussgeometrie auf, zum Beispiel ein Außengewinde, eine Rastanordnung oder ein Schnellverschluss, wobei die Wandung mit der Anschlussgeometrie einen Anschluss bildet, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Aufgrund der Ausbildung der Anschlussgeometrie, beispielsweise eines so genannten ACME-Gewindes, am Endbereich kann das Ventil als separates Bauteil entfallen. Hieraus ergibt sich gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil, dass eine Anzahl von Einzelteilen verringert werden kann, weiterhin ein beispielsweise aus Messing gebildeter Grundkörper des Ventils entfallen oder zumindest hinsichtlich seiner Materialstärke und Materialmenge signifikant schwächer dimensioniert werden kann. Somit kann ein Material- und Kostenaufwand signifikant verringert werden. Beispielsweise kann eine Einsparung an Messung von bis 200 g pro Druckbehälter mit Ventil erzielt werden.The container body has, in particular, a connection geometry arranged on the outside of a wall surrounding the opening of the end region, for example an external thread, a latching arrangement or a quick-release fastener, with the wall forming a connection with the connection geometry, which is set up to be coupled with a corresponding further connection in a media-tight manner to become or to be. Due to the design of the connection geometry, for example a so-called ACME thread, at the end area, the valve can be omitted as a separate component. Compared to solutions with a separate valve known from the prior art, this means that a number of individual parts can be reduced, and a main body of the valve made of brass, for example, can be omitted or at least be dimensioned significantly weaker in terms of its material thickness and quantity of material. Thus, a material and cost can be significantly reduced. For example, a measurement saving of up to 200 g per pressure vessel with valve can be achieved.
Des Weiteren kann aufgrund der Ausbildung der Anschlussgeometrie am Endbereich und somit am Druckbehälter eine zuverlässige und verbesserte Mediendichtheit erreicht werden, welche insbesondere aus einer Verringerung einer Anzahl von Fügestellen und deren Abdichtung gegenüber denen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil resultiert. Ferner ist ein Montageaufwand verringert.Furthermore, due to the design of the connection geometry at the end area and thus at the pressure vessel, a reliable and improved media tightness can be achieved, which results in particular from a reduction in the number of joints and their sealing compared to the solutions known from the prior art with a separate valve. Furthermore, assembly costs are reduced.
Auch kann eine im Stand der Technik zur Abdichtung des Ventils gegenüber dem Druckbehälter vorgesehene Dichtung, insbesondere ein so genannter O-Ring, entfallen, woraus ebenfalls eine Reduktion der Anzahl von Einzelteilen und eine Kostenreduktion resultieren.A seal provided in the prior art for sealing the valve from the pressure vessel, in particular a so-called O-ring, can also be omitted, which also results in a reduction in the number of individual parts and a reduction in costs.
Aufgrund der Integration des Ventils in den Druckbehälter und der Ausbildung des Außengewindes am Endbereich muss das Ventil nicht mehr aus Messing gebildet sein. Beispielsweise sind sowohl der Druckbehälter, d. h. der Behälterkörper mit Behälterboden und der Endbereich, als auch die Komponenten des Ventils aus Aluminium gebildet. Dies führt einerseits zum Vorteil, dass besonders geringe Kosten erzielt werden können und dass andererseits zumindest alle für die Mediendichtheit verantwortlichen Komponenten aus dem gleichen Material mit gleichem Wärmeausdehnungskoeffizient gebildet sind, und somit unterschiedliche Ausdehnungen und daraus folgende Undichtigkeiten bei Temperaturänderungen vermieden werden. Auch ist bei der Ausbildung der Komponenten des Ventils und des Druckbehälters ein einfaches und vollständiges Recycling möglich. Alternativ ist das Ventil beispielsweise aus Messing oder einem anderen Material ausgebildet.Due to the integration of the valve in the pressure vessel and the formation of the external thread in the end area, the valve no longer has to be made of brass. For example, both the pressure vessel, i. H. the container body with container base and the end area, as well as the components of the valve are made of aluminum. On the one hand, this leads to the advantage that particularly low costs can be achieved and, on the other hand, at least all components responsible for the media tightness are made of the same material with the same thermal expansion coefficient, and thus different expansions and resulting leaks with temperature changes are avoided. Simple and complete recycling is also possible in the design of the components of the valve and the pressure vessel. Alternatively, the valve is made of brass or another material, for example.
In dem Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Druckbehälters werden der Behälterkörper und der Endbereich gemeinsam aus einem Materialrohling in einem Rollumformverfahren hergestellt. Weiterhin werden die Befestigungsstruktur für das Ventil und insbesondere auch die Anschlussgeometrie mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren im Bereich des Endbereichs erzeugt. Des Weiteren werden die beiden Ausströmöffnungen in der Wandung des Endbereichs ausgebildet. Anschließend wird das Ventil im Bereich der Öffnung am Endbereich befestigt. Der Druckbehälter ist mittels des Rollumformverfahrens besonders einfach und mit hoher Qualität herstellbar. Auch die Erzeugung der Befestigungsstruktur und die Befestigung des Ventils sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.In the method for producing a pressure vessel described above, the vessel body and the end area are produced together from a material blank in a roll-forming process. Furthermore, the fastening structure for the valve and in particular also the connection geometry are produced by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or the application of material and/or other suitable processes in the area of the end area. Furthermore, the two outflow openings are formed in the wall of the end area. The valve is then attached to the end area in the area of the opening. The pressure vessel can be produced particularly easily and with high quality using the roll forming process. The production of the fastening structure and the fastening of the valve can also be implemented particularly easily, reliably and at low cost.
Der Druckbehälter kann beispielsweise zusätzlich eine Überdrucksicherung aufweisen. Beispielsweise ist diese Überdrucksicherung im Ventil angeordnet. Alternativ ist diese Überdrucksicherung beispielsweise in einer im Behälterboden ausgebildeten Überdrucköffnung angeordnet. Dies ermöglicht bei einer entsprechenden Ausbildung des Behälterbodens, beispielsweise mit einer entsprechenden Vertiefung, eine integrierte Anordnung der Überdrucksicherung, ohne dass diese über einen Außenrand des Druckbehälters übersteht. Somit ist ein Schutz vor mechanischer Beschädigung der Überdrucksicherung erhöht. Weiterhin kann ein erforderlicher Bauraum zur Aufnahme des Druckbehälters in einer Anwendung verringert werden und eine Montage des Druckbehälters in dem Bauraum ist vereinfacht.The pressure vessel can, for example, additionally have an overpressure safety device. For example, this overpressure protection is arranged in the valve. Alternatively, this overpressure protection is arranged, for example, in an overpressure opening formed in the bottom of the container. This allows for an appropriate design of the container bottom, for example with a corresponding end deepening, an integrated arrangement of the overpressure protection, without it protruding over an outer edge of the pressure vessel. This increases protection against mechanical damage to the overpressure protection. Furthermore, a required installation space for accommodating the pressure vessel in an application can be reduced and assembly of the pressure vessel in the installation space is simplified.
Die Überdrucksicherung umfasst zum Beispiel eine Berstscheibe, welche beispielsweise mit einer Schraube, umfassend einen Entlüftungsbolzen, gesichert ist. Eine solche Ausbildung der Überdrucksicherung ist besonders einfach, kostengünstig und zuverlässig. Beispielsweise ist die Überdrucksicherung für einen Auslösedruck von 250 bar ausgebildet. Es sind jedoch auch beliebige andere Auslösedruckwerte möglich.The overpressure protection includes, for example, a bursting disk, which is secured, for example, with a screw including a vent bolt. Such a design of the overpressure protection is particularly simple, inexpensive and reliable. For example, the overpressure protection is designed for a triggering pressure of 250 bar. However, any other triggering pressure values are also possible.
Beispielsweise ist die Berstscheibe fluidisch mit einem Inneren des Druckbehälters gekoppelt und wird beispielsweise randseitig von der Schraube gehalten, innerhalb welcher ein Entlüftungsbolzen ausgebildet oder angeordnet ist. Wird der Auslösedruck überschritten, wird die Berstscheibe mechanisch zerstört und gibt eine fluidische Verbindung zwischen dem Entlüftungsbolzen und dem Inneren des Druckbehälters frei, so dass innerhalb des Druckbehälters befindliches Fluid, beispielsweise Gas, entweichen kann.For example, the bursting disk is fluidically coupled to an interior of the pressure vessel and is held, for example, at the edge by the screw, inside which a vent bolt is formed or arranged. If the triggering pressure is exceeded, the bursting disk is mechanically destroyed and releases a fluidic connection between the vent bolt and the interior of the pressure vessel, so that fluid, for example gas, located within the pressure vessel can escape.
Beispielsweise umfasst die Überdrucköffnung ein mit einem Außengewinde der Schraube korrespondierendes Innengewinde, in welches die Schraube eingeschraubt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung der Überdrucksicherung. Beispielsweise wird das Innengewinde durch spanende Bearbeitung erzeugt. Das Innengewinde kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Behälterbodens erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Innengewindes möglich.For example, the overpressure opening includes an internal thread that corresponds to an external thread of the screw and into which the screw is screwed. This enables the overpressure protection to be attached in a particularly simple and secure manner. For example, the internal thread is produced by machining. However, the internal thread can also be produced in a forming process, for example a roll forming process, during the shaping of the container bottom. Alternatively, other methods for producing the internal thread are also possible.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung des Druckbehälters wird die Überdrucköffnung im Behälterboden mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt und anschließend die Überdrucksicherung an der Überdrucköffnung befestigt. Die Erzeugung der Überdrucköffnung und die Befestigung der Überdrucksicherung sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.In one possible embodiment of the method for manufacturing the pressure vessel, the overpressure opening in the vessel bottom is produced by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or the application of material and/or other suitable methods, and the overpressure safety device is then attached to the overpressure opening. The creation of the overpressure opening and the attachment of the overpressure protection are particularly simple, reliable and can be implemented at low cost.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen:
-
1 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters, -
2 schematisch die Ausführungsform des Druckbehälters gemäß1 in einer Draufsicht von oben, -
3 schematisch eine Detailansicht des Details III in1 , -
4 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Behälterkörpers der Ausführungsform des Druckbehälters gemäß1 , -
5 schematisch eine Detailansicht des Details V in4 , -
6 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Ventils der Ausführungsform des Druckbehälters gemäß1 , und -
7 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Ventils einer weiteren Ausführungsform des Druckbehälters.
-
1 schematically a longitudinal sectional view of an embodiment of a pressure vessel, -
2 schematically the embodiment of the pressure vessel according to1 in a top view, -
3 schematically a detailed view of detail III in1 , -
4 1 schematically shows a longitudinal sectional view of a container body according to the embodiment of thepressure container 1 , -
5 schematically a detailed view of the detail V in4 , -
6 schematically shows a longitudinal sectional view of a valve according to the embodiment of thepressure vessel 1 , and -
7 schematically shows a longitudinal sectional view of a valve of a further embodiment of the pressure vessel.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
In
Der Druckbehälter 1 ist beispielsweise ein Druckgasbehälter und zur Aufnahme eines Gases unter hohem Druck ausgebildet. Beispielsweise ist der Druckbehälter 1 eine so genannte Gaskartusche.The
Der Druckbehälter 1 weist den Behälterkörper 3 mit einem an einem unteren Ende angeordneten und insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildeten Behälterboden 4 auf.The
An einem oberen und somit dem Behälterboden 4 gegenüberliegenden Ende weist der Behälterkörper 3 ein Endbereich 2 auf, welcher insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildet ist. Der Endbereich 2 weist eine Öffnung O auf.At an upper end, and thus opposite the
Der Behälterboden 4, der Behälterkörper 3 und der Endbereich 2 sind insbesondere als homogenes, einstückiges Bauteil ohne Fügestellen ausgebildet und gemeinsam in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, aus einem Materialrohling, beispielsweise aus einem Aluminiumrohling oder einem anderen Material, hergestellt.The
Zu einer mediendichten Kopplung des Druckbehälters 1 mit einer Anwendung weist dieser beispielsweise eine an einer die Öffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 außenseitig eingebrachte Anschlussgeometrie 5 auf, welche zum Beispiel als ein Außengewinde, beispielsweise als ein so genanntes ACME-Gewinde, ausgebildet ist. Dabei bildet die Wandung 2.1, insbesondere aufweisend die Anschlussgeometrie 5, einen Anschluss, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss der entsprechenden Anwendung mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Die Anschlussgeometrie 5 wird beispielsweise während der Formung des Endbereichs 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt.For a medium-tight coupling of the
Der Druckbehälter 1 weist des Weiteren vorteilhafterweise das, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildete, Ventil 6 auf. Dieses Ventil 6 ist, zumindest im Wesentlichen, innerhalb des Endbereichs 2 angeordnet. Hierzu weist der Druckbehälter 1 eine an der die Öffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur 9 für das Ventil 6 auf. Die Befestigungsstruktur 9 weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung 2.1 angeordnetes Innengewinde auf. Ein Ventilkörper 6.7 weist ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur 9 korrespondierendes Außengewinde auf.The
Das Ventil 6 umfasst den Ventilkörper 6.7, welcher mit einem oberen kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 an der Öffnung O des Endbereichs 2 angeordnet ist. Ausgehend von der Öffnung O und von diesem kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 ragt der Ventilkörper 6.7 in den Endbereich 2 hinein.The
Der Ventilkörper 6.7 liegt an dem Endbereich 2 mediendicht an. Hierzu ist ein Durchmesser des oberen kragenförmigen Ventilkörperabschnitts 6.1 des Ventilkörpers 6.7 größer als ein Öffnungsdurchmesser der Öffnung O des Endbereichs 2, wodurch am oberen kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 eine dem Endbereich 2 zugewandte Anlagefläche ausgebildet ist, die an einer Stirnseite des Endbereichs 2 anliegt. Zudem ist zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 eine, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.2 angeordnet. Diese liegt insbesondere in einem Übergangsbereich zwischen dem oberen kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 und dem sich darunter anschließenden und in den Endbereich 2 hineinragenden Abschnitt des Ventilkörpers 6.7 am Ventilkörper 6.7 an und in einem Öffnungsrandbereich innenseitig an der die Öffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 des Endbereichs 2 an. In den dargestellten Beispielen ist sie in einer Aufnahmenut des Ventilkörpers 6.7 angeordnet. Der Ventilkörper 6.7 ist beispielsweise aus Aluminium oder Messing oder einem anderen Material gebildet.The valve body 6.7 rests against the end area 2 in a media-tight manner. For this purpose, a diameter of the upper collar-shaped valve body section 6.1 of the valve body 6.7 is larger than an opening diameter of the opening O of the end region 2, as a result of which a contact surface facing the end region 2 is formed on the upper collar-shaped valve body section 6.1, which bears against an end face of the end region 2. In addition, between the valve body 6.7 and the end area 2 there is a seal 6.2, in particular designed as an O-ring or shaft seal. This is in particular in a transition area between the upper collar-shaped valve body section 6.1 and the section of the valve body 6.7 that connects underneath and protrudes into the end area 2 on the valve body 6.7 and in an opening edge area on the inside on the wall 2.1 of the end area 2 surrounding the opening O of the end area 2 at. In the examples shown, it is arranged in a receiving groove of the valve body 6.7. The valve body 6.7 is formed, for example, from aluminum or brass or another material.
Der Ventilkörper 6.7 weist eine in Axialrichtung des Ventilkörpers 6.7 verlaufende und diesen durchdringende Aufnahmeöffnung AO auf. Diese Aufnahmeöffnung AO weist einen oberen Aufnahmeabschnitt AOO und einen sich daran anschließenden unteren Aufnahmeabschnitt AOU auf, wobei der obere Aufnahmeabschnitt AOO einen geringeren Durchmesser aufweist als der untere Aufnahmeabschnitt AOU. Das Ventil 6 weist zudem einen Dichtstößel 6.3 auf. Der Dichtstößel 6.3, welcher in den
In einer nicht näher dargestellten geöffneten Position gibt der Dichtstößel 6.3 den oberen Aufnahmeabschnitt AOO der Aufnahmeöffnung AO zumindest abschnittsweise frei. Genauer gesagt gibt der Dichtstößel 6.3 in der geöffneten Position einen unteren Durchlassabschnitt des oberen Aufnahmeabschnitts AOO der Aufnahmeöffnung AO frei. Um diese Ventilfunktion, d. h. das mediendichte Verschließen in der geschlossenen Position und das Freigeben in der geöffneten Position, zu ermöglichen, ist zwischen dem Dichtstößel 6.3 und dem Ventilkörper 6.7 eine, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.4 angeordnet.In an open position, not shown in detail, the sealing tappet 6.3 releases the upper receiving section AOO of the receiving opening AO at least in sections. More precisely, in the open position, the sealing tappet 6.3 releases a lower passage section of the upper receiving section AOO of the receiving opening AO. To this valve function, i. H. To enable media-tight sealing in the closed position and release in the open position, a seal 6.4, in particular designed as an O-ring or shaft seal, is arranged between the sealing tappet 6.3 and the valve body 6.7.
Im dargestellten Beispiel gemäß den
Der Dichtstößel 6.3 weist im dargestellten Beispiel zudem im oberen Stößelabschnitt 6.3.1 bereichsweise eine Durchmesserreduzierung 6.3.3 auf, insbesondere in Form einer umlaufenden Nut. Diese ist derart am Dichtstößel 6.3 ausgebildet, dass ein unterer Randbereich der Durchmesserreduzierung 6.3.3 in der geöffneten Position, d. h. bei in Axialrichtung nach unten bewegtem Dichtstößel 6.3, unterhalb der Oberseite des unteren Aufnahmeabschnitts AOU der Aufnahmeöffnung AO positioniert ist.In the example shown, the sealing tappet 6.3 also has a diameter reduction 6.3.3 in certain areas in the upper tappet section 6.3.1, in particular in the form of a circumferential groove. This is designed on the sealing tappet 6.3 in such a way that a lower edge area of the diameter reduction 6.3.3 in the open position, i. H. is positioned below the upper side of the lower receiving section AOU of the receiving opening AO when the sealing plunger 6.3 is moved downwards in the axial direction.
Im Ventilkörper 6.7 ist genau eine Durchlassöffnung DO ausgebildet, welche vom oberen Aufnahmeabschnitt AOO der Aufnahmeöffnung AO radial nach außen verläuft. Die Durchmesserreduzierung 6.3.3 ist am Dichtstößel 6.3 derart ausgebildet, dass ein oberer Randbereich der Durchmesserreduzierung 6.3.3 in der geöffneten Position, d. h. bei in Axialrichtung nach unten bewegtem Dichtstößel 6.3, oberhalb eines unteren Öffnungsrandes der Durchlassöffnung DO positioniert ist. Dadurch wird durch das Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffnete Position eine fluidische Verbindung zwischen dem unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO, der fluidisch mit einem Behälterinnenraum des Behälterkörpers 3 verbunden ist, über die Durchmesserreduzierung 6.3.3 im Dichtstößel 6.3 zur Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 hergestellt. Im dargestellten Beispiel mündet die Durchlassöffnung DO in einer umlaufenden Verteilernut VN an einer Außenseite des Ventilkörpers 6.7.Exactly one passage opening DO is formed in the valve body 6.7, which runs radially outwards from the upper receiving section AOO of the receiving opening AO. The reduction in diameter 6.3.3 is formed on the sealing tappet 6.3 in such a way that an upper edge area of the reduction in diameter 6.3.3 in the open position, i. H. is positioned above a lower opening edge of the through-opening DO when the sealing plunger 6.3 is moving downwards in the axial direction. As a result, moving the sealing tappet 6.3 into the open position creates a fluidic connection between the lower receiving section AOU of the receiving opening AO, which is fluidically connected to a container interior of the
Im Endbereich 2 des Behälterkörpers 3 sind, sich einander gegenüberliegend, zwei Ausströmöffnungen SO ausgebildet, welche sich jeweils von einer Außenseite zu einer Innenseite der Wandung 2.1 erstrecken. Diese Ausströmöffnungen SO sind auf Höhe der Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 positioniert. Dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In the end region 2 of the
Durch Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffneten Position wird somit eine fluidische Verbindung zwischen dem unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO, der fluidisch mit dem Behälterinnenraum des Behälterkörpers 3 verbunden ist, über die Durchmesserreduzierung 6.3.3 im Dichtstößel 6.3, die Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7, die umlaufende Verteilernut VN im Ventilkörper 6.7 und die beiden Ausströmöffnungen SO im Endbereich 2 zu einer äußeren Umgebung des Druckbehälters 1 hergestellt, insbesondere zum Ausströmen des sich im Behälterinnenraum befindenden Mediums, insbesondere des Gases, insbesondere in eine mit dem Druckbehälter 1 verbundene Anwendung. Dabei wird durch die umlaufende Verteilernut VN eine, insbesondere gleichmäßige, Verteilung des aus der einen Durchlassöffnung DO ausströmenden Mediums auf die beiden Ausströmöffnungen SO sichergestellt.By moving the sealing tappet 6.3 into the open position, a fluidic connection is established between the lower receiving section AOU of the receiving opening AO, which is fluidically connected to the container interior of the
In anderen Ausführungsbeispielen ist die umlaufende Verteilernut VN beispielsweise in der Wandung 2.1 des Endbereichs 2 ausgebildet, d. h. an einer Innenseite der Wandung 2.1. Sie ist dann um den Endbereich 2 umlaufend ausgebildet. Ein innenseitiger Eingang der jeweiligen Ausströmöffnung SO ist dann an einem Nutboden der umlaufenden Verteilernut VN positioniert und die Verteilernut VN ist auf Höhe der Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 positioniert. Auch dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In other exemplary embodiments, the circumferential distributor groove VN is formed, for example, in the wall 2.1 of the end area 2, i. H. on an inside of the wall 2.1. It is then designed to run around the end area 2 . An inside entrance of the respective outflow opening SO is then positioned on a groove bottom of the circumferential distributor groove VN and the distributor groove VN is positioned at the level of the through-opening DO in the valve body 6.7. This also relates to the
In weiteren Ausführungsbeispielen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sowohl im Ventilkörper 6.7 als auch im Endbereich 2 jeweils eine solche Verteilernut VN ausgebildet ist. Dann ist die Verteilernut VN im Endbereich 2 auf Höhe der Verteilernut VN im Ventilkörper 6.7 positioniert. Auch dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In further exemplary embodiments, it can be provided, for example, that such a distributor groove VN is formed both in the valve body 6.7 and in the end region 2. Then the distributor groove VN is positioned in the end area 2 at the level of the distributor groove VN in the valve body 6.7. This also relates to the
Um ein Ausströmen am Ventil 6 außenseitig vorbei in Richtung der beiden Ausströmöffnungen SO zu vermeiden, ist unterhalb der Durchlassöffnung DO und der beiden Ausströmöffnungen SO zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 eine, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.8 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel ist sie in einer Aufnahmenut im Ventilkörper 6.7 angeordnet und liegt somit am Ventilkörper 6.7 und des Weiteren am Endbereich 2 dichtend an.In order to prevent outflow past the
Zur Abdichtung des Ventils 6 in Axialrichtung nach außen oberhalb der Durchlassöffnung DO, um ein Ausströmen des Mediums durch die Aufnahmeöffnung AO hindurch nach oben heraus zu vermeiden, ist oberhalb der Durchlassöffnung DO eine Dichtung 6.9 angeordnet, welche beispielsweise als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildet ist. Im dargestellten Beispiel ist sie in einer Aufnahmenut im Ventilkörper 6.7 angeordnet und liegt somit am Ventilkörper 6.7 und des Weiteren am Dichtstößel 6.3 dichtend an.To seal the
Weiterhin umfasst das Ventil 6 ein Federelement 6.5, beispielsweise eine Schraubenfeder, welches den Dichtstößel 6.3 in Axialrichtung gegen den Ventilkörper 6.7 drückt, wobei das Federelement 6.5 im dargestellten Beispiel bei einer Bewegung des Dichtstößels 6.3 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Diese Bewegung des Dichtstößels 6.3 erfolgt beispielsweise bei einer Kopplung des Druckbehälters 1 mit der Anwendung, wobei am Anschluss der entsprechenden Anwendung ein Betätigungselement vorgesehen ist, welches den Dichtstößel 6.3 bei einer Befestigung an der Anschlussgeometrie 5, beispielsweise bei Einschrauben des Außengewindes in den Anschluss, gegen die Federkraft in Richtung des Behälterbodens 4 drückt und somit eine fluidische Verbindung zwischen einem Inneren des Drückbehälters 1 und der Anwendung herstellt.The
Zur Abstützung des Federelements 6.5 an einem dem Dichtstößel 6.3 abgewandten Ende weist das Ventil 6 ein Abstützelement 6.6 auf, welches mit dem Ventilkörper 6.7 verbunden ist. Beispielsweise umfasst das Abstützelement 6.6 ein Außengewinde und der Ventilkörper 6.7 umfasst ein hiermit korrespondierendes Innengewinde, in welches das Abstützelement 6.6 eingeschraubt ist.To support the spring element 6.5 at an end remote from the sealing tappet 6.3, the
Innerhalb des Ventilkörpers 6.7, genauer gesagt im unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO, ist das Federelement 6.5 angeordnet, welches sich mit seinem ersten Ende an dem Abstützelement 6.6 und mit seinem gegenüberliegenden zweiten Ende am Dichtstößel 6.3 abstützt.Inside the valve body 6.7, more precisely in the lower receiving section AOU of the receiving opening AO, the spring element 6.5 is arranged, which is supported with its first end on the support element 6.6 and with its opposite second end on the sealing plunger 6.3.
Aufgrund der Ausbildung des Ventils 6 ist dieses als Ganzes in den Endbereich 2 einschraubbar.Due to the design of the
Um das Einströmen des Mediums in das Ventil 6 zu ermöglichen, weist das Abstützelement 6.6 eine durch das Abstützelement 6.6 hindurch verlaufende Einströmöffnung EO auf, so dass das Medium durch das Abstützelement 6.6 hindurch in den unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO einströmen und von dort bei geöffneter Position des Ventils 6 auf die beschriebene Weise durch das Ventil 6 und die beiden Ausströmöffnungen SO hindurchströmen kann.In order to allow the medium to flow into the
Außenseitig am Endbereich 2 ist unterhalb der Anschlussgeometrie 5 eine Anschlagscheibe 7 angeordnet oder einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildet. Diese Anschlagscheibe 7 bildet beispielsweise einen Endanschlag für die Kopplung des Druckbehälters 1 mit der Anwendung, beispielweise durch Einschrauben des Druckbehälters 1 in die Anwendung. Um ein Ausströmen am Endbereich 2 außenseitig vorbei zu verhindern, ist eine, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 8 oberhalb der Anschlagscheibe 7 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel ist sie in einer Aufnahmenut im Endbereich 2 oberhalb der Anschlagscheibe 7 angeordnet und liegt somit am Endbereich 2 dichtend an. Im mit der Anwendung gekoppelten Zustand des Druckbehälters 1 liegt sie zudem an einem entsprechenden Anlagebereich der Anwendung dichtend an.A
Im Folgenden wird daher diese andere Ausführungsform des Ventils 6 gemäß
Das Ventil 6 umfasst den Ventilkörper 6.7, welcher mit dem oberen kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 an der Öffnung O des Endbereichs 2 angeordnet ist. Ausgehend von der Öffnung O und von diesem kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 ragt der Ventilkörper 6.7 in den Endbereich 2 hinein.The
Der Ventilkörper 6.7 liegt an dem Endbereich 2 mediendicht an. Hierzu ist der Durchmesser des kragenförmigen Ventilkörperabschnitts 6.1 des Ventilkörpers 6.7 größer als der Öffnungsdurchmesser der Öffnung O des Endbereichs 2, wodurch am kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 die dem Endbereich 2 zugewandte Anlagefläche ausgebildet ist, die an der Stirnseite des Endbereichs 2 anliegt. Zudem ist zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 die, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.2 angeordnet. Diese liegt insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem kragenförmigen Ventilkörperabschnitt 6.1 und dem sich darunter anschließenden und in den Endbereich 2 hineinragenden Abschnitt des Ventilkörpers 6.7 am Ventilkörper 6.7 an und in einem Öffnungsrandbereich innenseitig an der die Öffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 des Endbereichs 2 an. Der Ventilkörper 6.7 ist beispielsweise aus Aluminium oder Messing oder einem anderen Material gebildet.The valve body 6.7 rests against the end area 2 in a media-tight manner. For this purpose, the diameter of the collar-shaped valve body section 6.1 of the valve body 6.7 is larger than the opening diameter of the opening O of the end region 2, as a result of which the contact surface facing the end region 2 is formed on the collar-shaped valve body section 6.1, which bears against the end face of the end region 2. In addition, between the valve body 6.7 and the end region 2 is arranged the seal 6.2, which is designed in particular as an O-ring or shaft seal. This is particularly in the transition area between the collar-shaped valve body section 6.1 and the adjoining section of the valve body 6.7 projecting into the end area 2 and on the valve body 6.7 and in an opening edge area on the inside of the Opening O of the end portion 2 surrounding wall 2.1 of the end portion 2 at. The valve body 6.7 is formed, for example, from aluminum or brass or another material.
Der Ventilkörper 6.7 weist die in Axialrichtung des Ventilkörpers 6.7 verlaufende und diesen durchdringende Aufnahmeöffnung AO auf. Das Ventil 6 weist zudem den Dichtstößel 6.3 auf, welcher die Aufnahmeöffnung AO im Ventilkörper 6.7 mediendicht verschließt. Diese Aufnahmeöffnung AO weist den oberen Aufnahmeabschnitt AOO und den unteren Aufnahmeabschnitt AOU auf, wobei der obere Aufnahmeabschnitt AOO einen geringeren Durchmesser aufweist als der untere Aufnahmeabschnitt AOU. Der Dichtstößel 6.3, welcher in
Weiterhin umfasst das Ventil 6 das Federelement 6.5, beispielsweise eine Schraubenfeder, welches den Dichtstößel 6.3 in Axialrichtung gegen den Ventilkörper 6.7 drückt, wobei das Federelement 6.5 im dargestellten Beispiel bei einer Bewegung des Dichtstößels 6.3 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Diese Bewegung des Dichtstößels 6.3 erfolgt beispielsweise bei der Kopplung des Druckbehälters 1 mit der Anwendung, wobei am Anschluss der entsprechenden Anwendung das Betätigungselement vorgesehen ist, welches den Dichtstößel 6.3 bei einer Befestigung an der Anschlussgeometrie 5, beispielsweise bei Einschrauben des Außengewindes in den Anschluss, gegen die Federkraft in Richtung des Behälterbodens 4 drückt und somit eine fluidische Verbindung zwischen dem Inneren des Druckbehälters 1 und der Anwendung herstellt.The
Zur Abstützung des Federelements 6.5 am dem Dichtstößel 6.3 abgewandten Ende weist das Ventil 6 das Abstützelement 6.6 auf, welches mit dem Ventilkörper 6.7 verbunden ist. Beispielsweise umfasst das Abstützelement 6.6 das Außengewinde und der Ventilkörper 6.7 umfasst das hiermit korrespondierende Innengewinde, in welches das Abstützelement 6.6 eingeschraubt ist.To support the spring element 6.5 at the end facing away from the sealing tappet 6.3, the
Innerhalb des Ventilkörpers 6.7, genauer gesagt im unteren Abschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO, ist das Federelement 6.5 angeordnet, welches sich mit seinem ersten Ende an dem Abstützelement 6.6 und mit seinem gegenüberliegenden zweiten Ende am Dichtstößel 6.3 abstützt.Inside the valve body 6.7, more precisely in the lower section AOU of the receiving opening AO, the spring element 6.5 is arranged, which is supported with its first end on the support element 6.6 and with its opposite second end on the sealing plunger 6.3.
Aufgrund der Ausbildung des Ventils 6 ist dieses als Ganzes in den Endbereich 2 einschraubbar.Due to the design of the
In dieser Ausführungsform des Ventils 6 ist das Abstützelement 6.6 geschlossen ausgebildet. Daher ist, um das Einströmen des Mediums in das Ventil 6 zu ermöglichen, die Einströmöffnung EO im unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO des Ventilkörpers 6.7 ausgebildet. Sie verläuft radial durch eine Wandung des Ventilkörpers 6.7 hindurch. Dadurch kann auch hier das Medium in den unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO einströmen und von dort bei geöffneter Position des Ventils 6 durch das Ventil 6 und die beiden Ausströmöffnungen SO im Endbereich 2 des Behälterkörpers 3 hindurchströmen.In this embodiment of the
Hierzu gibt der Dichtstößel 6.3 in einer nicht näher dargestellten geöffneten Position die Aufnahmeöffnung AO zumindest abschnittsweise frei. Der Durchlassabschnitt, welchen der Dichtstößel 6.3 in der geöffneten Position freigibt, ist hier ein Bestandteil des unteren Aufnahmeabschnitts AOU der Aufnahmeöffnung AO. Um diese Ventilfunktion, d. h. das mediendichte Verschließen in der geschlossenen Position und das Freigeben in der geöffneten Position, zu ermöglichen, ist zwischen dem Dichtstößel 6.3 und dem Ventilkörper 6.7 die, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.4 angeordnet.For this purpose, the sealing tappet 6.3 releases the receiving opening AO at least in sections in an open position (not shown in more detail). The passage section, which the sealing tappet 6.3 releases in the open position, is here a component of the lower receiving section AOU of the receiving opening AO. To this valve function, i. H. To enable media-tight sealing in the closed position and release in the open position, the seal 6.4, which is designed in particular as an O-ring or shaft seal, is arranged between the sealing tappet 6.3 and the valve body 6.7.
Auch in diesem Beispiel gemäß
Dadurch liegt der Dichtstößel 6.3 in der geschlossenen Position mit der Oberseite des den oberen Stößelabschnitt 6.3.1 radial überragenden unteren Stößelabschnitts 6.3.2 an der Oberseite des den oberen Aufnahmeabschnitt AOO der Aufnahmeöffnung AO radial überragenden unteren Aufnahmeabschnitts AOU der Aufnahmeöffnung AO an. Dies dient hier jedoch nur zum Halten des Dichtstößels 6.3 in Axialrichtung nach oben im Ventilkörper 6.7, d. h. dem Verhindern eines Herausgleitens des Dichtstößels 6.3 nach oben aus dem Ventilkörper 6.7.As a result, the sealing tappet 6.3 rests in the closed position with the upper side of the lower tappet section 6.3.2 radially projecting beyond the upper tappet section 6.3.1 on the upper side of the lower receiving section AOU of the receiving opening AO radially projecting beyond the upper receiving section AOO of the receiving opening AO. However, this only serves to hold the sealing tappet 6.3 in the axial direction upwards in the valve body 6.7, d. H. preventing the sealing tappet 6.3 from sliding upwards out of the valve body 6.7.
Die Dichtung 6.4 ist hier umfangsseitig am unteren Stößelabschnitt 6.3.2 angeordnet, insbesondere in einer Aufnahmenut. Dabei ist sie derart am Dichtstößel 6.3 positioniert, dass sie in der geschlossenen Position des Dichtstößels 6.3 oberhalb der Einströmöffnung EO im Ventilköper 6.7 positioniert ist und in der geöffneten Position unterhalb der Einströmöffnung EO positioniert ist. D. h. diese Dichtung 6.4 wird durch das Bewegen des Dichtstößels 6.3 an der Einströmöffnung EO vorbeibewegt. Dadurch wird in der geöffneten Position des Dichtstößels 6.3 das Einströmen des Mediums in den unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO und dann durch das Ventil 6 und die beiden Ausströmöffnungen SO hindurch ermöglicht, und in der geschlossenen Position wird dies verhindert. Der Dichtstößel 6.3 ist beispielsweise aus Aluminium oder Messing oder einem anderen Material gebildet.The seal 6.4 is arranged circumferentially here on the lower ram section 6.3.2, in particular in a receiving groove. It is positioned on the sealing tappet 6.3 such that it is positioned above the inflow opening EO in the valve body 6.7 in the closed position of the sealing tappet 6.3 and is positioned below the inflow opening EO in the open position. i.e. this seal 6.4 is moved past the inflow opening EO by moving the sealing tappet 6.3. This will in the open position of the sealing tappet 6.3, the medium can flow into the lower receiving section AOU of the receiving opening AO and then through the
Unterhalb der Einströmöffnung EO ist im Ventilkörper 6.7 eine Druckausgleichsöffnung DAO im Ventilkörper 6.7 ausgebildet, welche ebenfalls radial durch die Wandung des Ventilkörpers 6.7 hindurch verläuft. Dadurch wird ein Abdichten des unteren Bereichs des unteren Aufnahmeabschnitts AOU der Aufnahmeöffnung AO durch die Dichtung 6.4 beim Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffnete Position verhindert, wodurch sich ein Überdruck in diesem unteren Bereich aufbauen würde und dadurch würde ein vollständiges Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffnete Position verhindert oder erschwert werden.A pressure compensation opening DAO is formed in the valve body 6.7 below the inflow opening EO, which also runs radially through the wall of the valve body 6.7. This prevents the lower area of the lower receiving section AOU of the receiving opening AO from being sealed off by the seal 6.4 when the sealing plunger 6.3 moves into the open position, which would cause overpressure to build up in this lower area and thus prevent the sealing plunger 6.3 from moving completely into the open position can be prevented or made more difficult.
Der Dichtstößel 6.3 weist im dargestellten Beispiel im unteren Stößelabschnitt 6.3.2 bereichsweise die Durchmesserreduzierung 6.3.3 auf, insbesondere in Form einer umlaufenden Nut, welche hier breiter ist, insbesondere erheblich breiter, als bei der oben beschriebenen Ausführungsform. Diese ist derart am Dichtstößel 6.3 ausgebildet, dass ein unterer Randbereich der Durchmesserreduzierung 6.3.3 in der geöffneten Position, d. h. bei in Axialrichtung nach unten bewegtem Dichtstößel 6.3, unterhalb eines oberen Randbereichs der Einlassöffnung EO positioniert ist.In the example shown, the sealing tappet 6.3 has the diameter reduction 6.3.3 in some areas in the lower tappet section 6.3.2, in particular in the form of a circumferential groove which is wider here, in particular considerably wider than in the embodiment described above. This is designed on the sealing tappet 6.3 in such a way that a lower edge area of the diameter reduction 6.3.3 in the open position, i. H. is positioned below an upper edge region of the inlet opening EO when the sealing plunger 6.3 is moved downwards in the axial direction.
Im Ventilkörper 6.7 ist auch hier die genau eine Durchlassöffnung DO ausgebildet, welche hier vom unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO radial nach außen verläuft. Die Durchmesserreduzierung 6.3.3 in Form der Nut ist am Dichtstößel 6.3 derart ausgebildet, dass sie sowohl in der geöffneten Position als auch in der geschlossenen Position im Bereich der Durchlassöffnung DO positioniert ist. Dadurch wird durch das Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffnete Position eine fluidische Verbindung zwischen der Einströmöffnung EO, die fluidisch mit dem Behälterinnenraum des Behälterkörpers 3 verbunden ist, über den unteren Abschnitt der Aufnahmeöffnung AO und die Durchmesserreduzierung 6.3.3 im Dichtstößel 6.3 zur Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 hergestellt. Im dargestellten Beispiel mündet die Durchlassöffnung DO in der umlaufenden Verteilernut VN an der Außenseite des Ventilkörpers 6.7.Exactly one through-opening DO is also formed here in the valve body 6.7, which here runs radially outwards from the lower receiving section AOU of the receiving opening AO. The reduction in diameter 6.3.3 in the form of the groove is formed on the sealing tappet 6.3 in such a way that it is positioned in the area of the passage opening DO both in the open position and in the closed position. As a result, moving the sealing tappet 6.3 into the open position creates a fluidic connection between the inflow opening EO, which is fluidically connected to the container interior of the
Auch bei dieser Ausführungsform des Druckbehälters 1 sind die beiden Ausströmöffnungen SO im Endbereich 2 des Behälterkörpers 3 auf Höhe der Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 positioniert. Dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In this embodiment of the
Durch Bewegen des Dichtstößels 6.3 in die geöffneten Position wird somit eine fluidische Verbindung zwischen der Einlassöffnung EO, die fluidisch mit dem Behälterinnenraum des Behälterkörpers 3 verbunden ist, über den unteren Aufnahmeabschnitt AOU der Aufnahmeöffnung AO, die Durchmesserreduzierung 6.3.3 im Dichtstößel 6.3, die Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7, die umlaufende Verteilernut VN im Ventilkörper 6.7 und die beiden Ausströmöffnungen SO im Endbereich 2 zur äußeren Umgebung des Druckbehälters 1 hergestellt, insbesondere zum Ausströmen des sich im Behälterinnenraum befindenden Mediums, insbesondere des Gases, insbesondere in die Anwendung. Dabei wird durch die umlaufende Verteilernut VN die, insbesondere gleichmäßige, Verteilung des aus der einen Durchlassöffnung DO ausströmenden Mediums auf die beiden Ausströmöffnungen SO sichergestellt. By moving the sealing tappet 6.3 into the open position, a fluid connection between the inlet opening EO, which is fluidly connected to the container interior of the
In anderen Ausführungsbeispielen ist die umlaufende Verteilernut VN beispielsweise in der Wandung 2.1 des Endbereichs 2 ausgebildet, d. h. an der Innenseite der Wandung 2.1. Sie ist dann um den Endbereich 2 umlaufend ausgebildet. Der innenseitige Eingang der jeweiligen Ausströmöffnung SO ist dann am Nutboden der umlaufenden Verteilernut VN positioniert und die Verteilernut VN ist auf Höhe der Durchlassöffnung DO im Ventilkörper 6.7 positioniert. Auch dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In other exemplary embodiments, the circumferential distributor groove VN is formed, for example, in the wall 2.1 of the end area 2, i. H. on the inside of the wall 2.1. It is then designed to run around the end area 2 . The inside entrance of the respective outflow opening SO is then positioned at the bottom of the circumferential distributor groove VN and the distributor groove VN is positioned at the level of the through-opening DO in the valve body 6.7. This also relates to the
In weiteren Ausführungsbeispielen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sowohl im Ventilkörper 6.7 als auch im Endbereich 2 jeweils eine solche Verteilernut VN ausgebildet ist. Dann ist die Verteilernut VN im Endbereich 2 auf Höhe der Verteilernut VN im Ventilkörper 6.7 positioniert. Auch dies bezieht sich auf das im Endbereich 2 in einer vorgegebenen Endposition angeordnete Ventil 6, d. h. auf das ordnungsgemäß mit dem Behälterkörper 3 verbundene Ventil 6.In further exemplary embodiments, it can be provided, for example, that such a distributor groove VN is formed both in the valve body 6.7 and in the end region 2. Then the distributor groove VN is positioned in the end area 2 at the level of the distributor groove VN in the valve body 6.7. This also relates to the
Um das Ausströmen am Ventil 6 außenseitig vorbei in Richtung der beiden Ausströmöffnungen SO zu vermeiden, ist auch bei dieser Ausführungsform des Ventils 6 unterhalb der Durchlassöffnung DO und der beiden Ausströmöffnungen SO zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 die, insbesondere als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildete, Dichtung 6.8 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel ist sie in der Aufnahmenut im Ventilkörper 6.7 angeordnet und liegt somit am Ventilkörper 6.7 und des Weiteren am Endbereich 2 dichtend an.In order to prevent the outflow past the
Zur Abdichtung des Ventils 6 in Axialrichtung nach außen oberhalb der Durchlassöffnung DO, um ein Ausströmen des Mediums durch die Aufnahmeöffnung AO hindurch nach oben heraus zu vermeiden, ist oberhalb der Durchlassöffnung DO die Dichtung 6.9 angeordnet, welche beispielsweise als O-Ring oder Wellendichtung ausgebildet ist. Im dargestellten Beispiel ist sie in einer Aufnahmenut im Dichtstößel 6.3 angeordnet und liegt somit am Dichtstößel 6.3 und des Weiteren am Ventilkörper 6.7 dichtend an.To seal the
Zusammengefasst ist in beiden Ausführungsformen des Druckbehälters 1 zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 oberhalb und unterhalb der Durchlassöffnung DO jeweils eine Dichtung 6.2, 6.8 zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Endbereich 2 angeordnet. Mit der Dichtung 6.2 oberhalb der Durchlassöffnung DO wird ein Ausströmen des Mediums aus der Öffnung O im Endbereich 2 nach oben aus dem Behälterkörper 3 heraus verhindert. Durch die Dichtung 6.8 unterhalb der Durchlassöffnung DO wird ein Strömen des Mediums zwischen der Wandung 2.1 des Endbereichs 2 und dem Ventilkörper 6.7 hindurch und somit am Ventil 6 vorbei in Richtung der Ausströmöffnungen SO in der Wandung 2.1 des Endbereichs 2 verhindert.In summary, a seal 6.2, 6.8 is arranged between the valve body 6.7 and the end area 2 in both embodiments of the
Auch zwischen dem Ventilkörper 6.7 und dem Dichtstößel 6.3 sind in den beiden Ausführungsformen des Druckbehälters 1 zwei Dichtungen 6.4, 6.9 angeordnet. Dabei ist eine Dichtung 6.9 oberhalb der Durchlassöffnung DO angeordnet, um ein Ausströmen des Mediums aus der Aufnahmeöffnung AO nach oben heraus zu verhindern, so dass sichergestellt ist, dass das Medium ausschließlich über die beiden seitlichen Ausströmöffnungen SO seitlich ausströmt. Die andere Dichtung 6.4 ist unterhalb der Durchlassöffnung DO angeordnet. Mit ihr wird die fluidische Verbindung zwischen der Durchlassöffnung DO und dem mit dem Inneren des Behälterkörpers 3 fluidisch verbundenen Bereich der Aufnahmeöffnung AO in der geschlossenen Position des Dichtstößels 6.3 unterbunden und in der geöffneten Position des Dichtstößels 6.3 freigegeben.In the two embodiments of the
In beiden Ausführungsformen des Druckbehälters 1 ist die Durchlassöffnung DO mit der Aufnahmeöffnung AO fluidisch verbunden und der Dichtstößel 6.3 verschließt in der geschlossenen Position die Aufnahmeöffnung AO und dadurch auch die Durchlassöffnung DO mediendicht und gibt in der geöffneten Position die Aufnahmeöffnung AO zumindest abschnittsweise frei und gibt dadurch auch die Durchlassöffnung DO frei. Die Durchlassöffnung DO wird somit mittels des Dichtstößels 6.3 in der geschlossenen Position insbesondere mittelbar mediendicht verschlossen, indem die Aufnahmeöffnung AO und dadurch die damit fluidisch verbundene Durchlassöffnung DO mediendicht verschlossen wird.In both embodiments of the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Druckbehälterpressure vessel
- 22
- Endbereichend area
- 2.12.1
- Wandungwall
- 33
- Behälterkörpercontainer body
- 44
- Behälterbodencontainer bottom
- 55
- Anschlussgeometrieconnection geometry
- 66
- VentilValve
- 6.16.1
- kragenförmiger Ventilkörperabschnittcollar-shaped valve body section
- 6.26.2
- Dichtungpoetry
- 6.36.3
- Dichtstößelsealing tappet
- 6.3.16.3.1
- oberer Stößelabschnittupper plunger section
- 6.3.26.3.2
- unterer Stößelabschnittlower plunger section
- 6.3.36.3.3
- Durchmesserreduzierungdiameter reduction
- 6.46.4
- Dichtungpoetry
- 6.56.5
- Federelementspring element
- 6.66.6
- Abstützelementsupport element
- 6.76.7
- Ventilkörpervalve body
- 6.86.8
- Dichtungpoetry
- 6.96.9
- Dichtungpoetry
- 77
- Anschlagscheibestop washer
- 88th
- Dichtungpoetry
- 99
- Befestigungsstruktur mounting structure
- AOoh
- Aufnahmeöffnungintake opening
- AOOAOO
- oberer Aufnahmeabschnittupper recording section
- AOUAOU
- unterer Aufnahmeabschnittlower pickup section
- DAODAO
- Druckausgleichsöffnungpressure equalization opening
- DODO
- Durchlassöffnungpassage opening
- EOEO
- Einströmöffnunginflow opening
- 00
- Öffnungopening
- SOSO
- Ausströmöffnungoutflow opening
- VNVN
- Verteilernutmanifold groove
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |