EP1818596A1 - Pressure vessel made of plastic and method for its manufacture - Google Patents

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EP1818596A1
EP1818596A1 EP07090008A EP07090008A EP1818596A1 EP 1818596 A1 EP1818596 A1 EP 1818596A1 EP 07090008 A EP07090008 A EP 07090008A EP 07090008 A EP07090008 A EP 07090008A EP 1818596 A1 EP1818596 A1 EP 1818596A1
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EP
European Patent Office
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liner body
pressure vessel
liner
plastic
winding
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EP07090008A
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German (de)
French (fr)
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Uwe Gunzenheimer
Oskar Stürmer
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Grafenthaler Kunststofftechnik GmbH
Original Assignee
Grafenthaler Kunststofftechnik GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel made of plastic, in particular compressed air tank for brake power and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles or fire extinguishing systems, with a container shell of an injection molded, composed of liner parts liner body made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide, in the pole caps Connection sleeves are formed captive, a arranged on the liner body reinforcing layer of fiberglass tape and an arranged on the latter injection-molded captive enclosure made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide.
  • the invention further relates to a method for producing a pressure vessel made of plastic, in particular compressed air tank for brake power systems and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, Rail vehicles or fire extinguishing systems, in which first liner parts with pole caps made of glass fiber reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide granules are injection molded by injection molding in an injection mold, embedded in the center of the pole caps connection sleeves are embedded by the plastic, the liner parts by joining in a joining machine to a liner body are joined together, the added liner body is wound with a reinforcing layer of glass fibers in a winding machine and the armored liner body is overmolded with a cladding of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide.
  • a pressure vessel in particular accumulator tank for brake power systems and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles, etc. or for fire-extinguishing systems, which consists of a liquid-tight injection-molded liner or thermoplastic body such as polypropylene, polyethylene, polyamide and the like. consists, are provided in the openings for connection sleeves and arranged on the liner armor layer.
  • the liner consists of a lost shape body made of short glass fiber reinforced thermoplastic and is versatile surrounded by a one-piece captive shell.
  • the sheath consists of short fibers, preferably glass fibers, reinforced and filled polypropylene or polyamide or modified polypropylene ethers or polyphenylsulfide or polyetherimide.
  • the reinforcing layer is composed of cross-laminated with about 55 ° to each other wound glass fibers or metal wires or wire mesh together.
  • the pressure vessel consists, at least in part, of a tube, which in turn is made of fiber-reinforced thermoplastic, the material of the tube being more than 10% by volume of fibers having an average fiber length of more than 50 mm.
  • the floor is formed as a separate part and also consists of a fiber-plastic composite material with short, long or continuous fibers. The floor is curved inwardly formed in the container space. At the bottom of a circumferential collar is arranged, which abuts against the inner wall of the central part and is connected thereto.
  • the DE 100 00 705 A1 describes a plastic core container reinforced with a fiber-plastic composite for storing liquid and / or gaseous media under pressure which has one or more connecting pieces in the neck and / or bottom and / or cylindrical container part, of which at least one connecting piece for receiving a screw-in cylindrical or conical thread having pressure line feed such as a valve or pipe connection is formed.
  • a cylindrical insert is mounted with a sleeve end enveloping or circumferential collar end, wherein at least two seals are arranged in such a manner that at least one seal between the insert and the inner surface of the plastic connecting pin of the plastic core container and at least one further seal between insert and pressure line feed is arranged.
  • a container for storing and transporting fluids under pressure comprising a thermoplastic inner blown liner of polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyvinylchloride or polyvinyldiene chloride provided with an outer layer of carbon fibers, polyamide fibers, glass fibers, glass fiber reinforced Polyester fibers or glass fiber reinforced phenolic epoxy resin is wrapped.
  • a container intended to receive a pressurized fluid having a shell of substantially cylindrical shape and two substantially spherical bottoms closing the shell at its ends.
  • the container comprises an outer shell of composite material, an inner shell rigidly connected to the outer shell, a first opening piercing the inner and outer sheath, and a reinforcing element of the outer sheath around the first opening located inside the outer shell located and also includes an opening, which cooperates with the second opening.
  • the first opening is located in the jacket area and is provided with means for attaching the container.
  • the reinforcing element is interposed between the inner and outer sheaths.
  • the reinforcing element occupies at least the entire length of the shell.
  • the inner shell is cast, the shape chosen so that the insertion of the reinforcing element does not interfere with the profile intended for the container.
  • the outer shell is made of a fibrous material which is wound up on the inner shell provided with the reinforcing element. Subsequently, a heat treatment of the container is made.
  • the Indian EP 0 666 450 A1 described pressure vessel comprises a plastic liner with a cylindrical middle part, two dome-shaped end parts and a liner overfilling the outer jacket with a plurality of radially superimposed tangential windings and axial windings of a fiber-reinforced plastic, wherein the lowermost winding is formed as a tangential winding and in the axial direction substantially over the cylindrical middle part of Liners extends.
  • the lowermost winding in the middle region has a first thickness and merges at both ends into a winding edge, which has a second thickness which is greater than the first thickness.
  • a pressure vessel in particular compressed gas tank known, consisting of a dimensionally stable, rotationally symmetrical, gas-tight and cylindrical in its central region inner container, two coaxial from the outside to the bottom of the inner container mounted pole pieces and wound on the inner container with detection of the pole pieces, of continuous filaments and cured Plastic laminated outer sheath is made, wherein a bottom of the inner container and the patch thereon pole piece with an opening for tight connection of a valve o. The like. Are provided.
  • DE 2 423 497 A1 is a process for producing a claimed fiber-reinforced resin impregnated hollow body in the winding process with a mandrel remaining in the finished part, being formed as a mandrel a structure of the structure of the hollow body mitbeffleder fiber reinforced support body and cured.
  • the support body has two end caps and is provided with at least one of the support body and the end caps engaging winding layer.
  • the winding layers are applied in the form of longitudinal windings with a sharp winding angle and in the form of circumferential windings of approximately 90 °.
  • the DE 2 516 395 A1 discloses a pressure vessel formed as an aluminum vessel having a cylindrical portion and a hood-shaped end portion at each end of the cylindrical portion, the cylindrical and hood-shaped portions being substantially equal in thickness.
  • a winding arrangement of alternately polar oriented and circumferentially oriented glass fiber fabric is provided around the aluminum vessel.
  • At least one circumferentially oriented winding assembly is wound over the junctions between the cylindrical and hood-shaped end portions. The wrapping is in a preloaded condition so that compressive forces are applied to the outer surface of the vessel.
  • a gas cylinder for high gas pressure which consists of an aluminum liner and a circumferential layer of glass fiber reinforced plastic, wherein the liner has a cylindrical portion and spherically shaped pole caps with connecting pieces.
  • the liner including its polar caps is with a first layer of glass fibers in cross-winding provided.
  • a second layer is provided mainly in the cylindrical part of the liner, the glass fibers being in a circumferential winding.
  • the WO 01/57429 A1 describes a fiber-reinforced pressure vessel whose gaseous or liquid-tight body is completely wrapped with sliver, wherein the slivers are not embedded in a matrix and at least a number of slivers are freely movable relative to each other. The slivers are wound so that as soon as the pressure vessel is under internal pressure, the slivers are loaded exactly in their longitudinal direction.
  • a plastic tank which is reinforced with glass fibers or corresponding reinforcing filaments and is composed of preferably cylindrical tank halves, each having a bottom and one of the two floors having a connection opening.
  • the open ends of the tank halves are tapered and inserted into each other as an insert in a receiving part and held together by an adhesive.
  • the tank halves include outer and inner layers that are substantially transverse reinforcing strands, wherein the inner layer of the insert and the outer layer of the receptacle each contain a layer of densely-spaced reinforcing strands in a number of layers of flat-lying rovings.
  • This prior art also discloses a method for producing a reinforcing body of fiber strands for insertion into a casting mold for casting a fiber-reinforced cylinder having a closed end on which longitudinal and transverse reinforcing strands are wound, which are joined together by heating fusible resin powder.
  • a pressure vessel consisting of a dimensionally stable, gas-tight and in its central region cylindrical inner container, two coaxial from the outside to the bottom of the inner container mounted pole pieces and a wound under detection of the pole pieces on the inner container outer shell of glass fiber reinforced plastic, wherein a bottom of the inner container and the are provided with a flange-shaped part patch pole piece with an opening for tight connection of a connector and the inner container at its opening edge has an integrally formed axially outwardly directed and cylindrical neck whose contour matches that of the pole piece and the connector and by the with the Pole piece through Screw connection contiguous connector is pressed radially against the pole piece.
  • the inner container neck, the inner contour of the pole piece and the outer contour of the connector are conically tapered outward.
  • the liner is made of plastic and has two openings located in the neck region, in each of which an opening closing and / or sealing neck piece is arranged, of which at least one is designed to receive a screw-valve.
  • Both neck pieces are provided with an end region facing the pressure vessel with a flat running, frustoconical collar which is surrounded by the elements of the liner and / or the reinforcing winding and with a central axis of the axis of symmetry enclosing and extending from the inside recess, the in the case of the valve neck piece, it merges into the bore of the valve stem area.
  • All of these known plastic pressure vessels have a, taken from the metal container construction cylindrical middle or shell part, which is closed by corresponding bottoms on both sides.
  • dome-shaped or inwardly curved floors arise in the transition from Mantel- in the bottom area voltage spikes, which often lead to breakage at these transitions or to release the bottom part of the shell part.
  • the basic rule is that the smaller the transition radius, the greater the risk of a voltage breakage despite amplification measures of the most varied types. Even the transition from a cylindrical jacket region into a spherical pole region with a slightly larger radius can not sufficiently reduce the risk of breakage, especially with continuous and decaying permanent stress, as occurs in particular in brake power plants ( DE 38 21 852 A1 ).
  • the present invention seeks to improve a composite pressure vessel of the type mentioned so that the complex property guarantee of brake air tanks such as high toughness even at low temperatures, high impact and breaking strength under dynamic stress in the pressure range of 8 , 5 to 20 bar, a long service life of at least 15 years despite constant load cycling and corrosion resistance is achieved.
  • the solution according to the invention is characterized in that the shell and bottom region of the pressure vessel is brought into a construction form suitable for a more even and thus more safe distribution of the axial and radial stresses, which no longer consists of a cylindrical shell part and a spherical bottom part, but the Has a form of an ellipsoid of revolution, whereby a substantial approximation to the spherical shape is made possible.
  • the liner body therefore has an approximately ellipsoidal body shape, so that no sharp transitions between the bottom and shell area arise. Due to the largely uniform curvature in the longitudinal direction of the container wall in the originally cylindrical shell region, the tensile and radial stresses are very evenly distributed over all wall areas and a concentration of stress in the wall transition from the shell to the ground is significantly reduced.
  • a body shape which is particularly suitable for equalizing the tensile and compressive stresses is achieved when the ratio of the radius of the pole caps to the radius of the liner parts is 1: 2.5 to 1: 5.
  • the wall of the pole caps and the wall in the central region of the pressure vessel are evenly curved and merge seamlessly into one another.
  • the body shape of the ellipsoid of revolution is also maintained during application of the plastic-coated reinforcing layer of fiberglass tape and the plastic coating on the liner, so that a pressure vessel is created, which breaks for the first time with the adopted from the steel container construction cylindrical body shape and is no longer comparable with the latter.
  • the plastic coating of the glass fiber tape makes it possible to connect the glass fiber tapes with the liner and the juxtaposed or superimposed glass fiber bands during winding cohesively together. It has been shown that especially with laser welding the required high speeds of joining can be achieved.
  • the reinforcement is welded onto the liner, the body shape formed from spherical sections or the body shape of the ellipsoid of revolution can also be easily adhered to when reinforcing the liner.
  • the liner is expediently filled with water, with which the resulting heat is dissipated.
  • the pressure vessel according to the invention achieves an extremely high fatigue strength of well over 25,000 load changes, has a relation to the pressure vessels made of steel or containers with wound metal liners much lower weight, is shock resistant, shatterproof and not subject to any external corrosion by its designed as an insulating layer envelope. Due to the special shape of the wrapper, the pressure vessel according to the invention receives a specific outer attachment structure, which makes it possible to continue to use existing on trucks, trucks buses or rail vehicles fasteners for attachment.
  • the method according to the invention also makes it possible to considerably increase the degree of automation in the manufacture of the pressure vessels through the use of modular tools and the integration of the testing technology in the production process.
  • the pressure vessel produced by the method according to the invention have a repeatability of 100%, whereby no volume fluctuations in the air volume occur.
  • FIG. 1 shows a pressure vessel according to the invention in a sectional view
  • FIG. 4 is an illustration of the second reinforcing winding in the circumferential direction of the liner applied to the first reinforcing winding of FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a liner with a third reinforcing winding made of plastic-coated fiberglass tape on the second layer in the jacket middle region of the liner body in the circumferential direction in a schematic representation
  • FIG. 6 shows a reinforcing layer-reinforced liner which is inserted into an injection-molding tool for encapsulation with a cladding layer
  • 7a is a representation of the enclosure with a mounting variant as a partial view
  • FIG. 7b is a front view of the mounting variant of FIG. 7a
  • FIG. 8a shows a further fastening variant formed in the envelope as a partial view
  • Fig. 8b is a front view of Fig. 8a and
  • Fig. 9 is a view of the connection sleeve in the pressure vessel.
  • the pressure vessel 1 of the invention shown in FIG. 1 for a not shown brake air system of a truck is to have a capacity of 10 l, and thus correspond to the nominal capacity of a pressure vessel fabricated conventionally made of steel with the cylindrical central portion and dished ends.
  • the pressure vessel 1 has an inner liner body 2 (see Fig. 2), which is composed of two liner parts 3 and 4 , a multi-layer, cohesively connected to the liner body 2 by welding reinforcing layer 5 and a sheath 6.
  • the two liner parts 3 and 4 are made made of polyethylene reinforced with short length glass fibers and are produced on a conventional injection molding machine in an injection mold. Each at their open end faces 7 , the liner parts 3 and 4 by Mirror welding bonded cohesively and gas-tight.
  • the connecting sleeve 8 of the pressure vessel 1 are made of corrosion-resistant metal, such as brass, and are encapsulated on all sides by the polyethylene during injection molding on the polar caps 9 to the inner axial passage, so that the sleeves 8 are captive and gas-tight in the center of the caps 9 .
  • the injection molding tools for producing the liner parts 3 and 4 are modular tools in which the volume can be correspondingly increased or reduced by core and jacket inserts (FIG. 6).
  • the liner parts 3 and 4 according to the invention in the usual diameter ranges for pressure vessels are variable in length and thus variable in volume.
  • the forces occurring at internal pressure on the pressure vessel 1 are expressed in axial and tangential stresses, which overlap each other at each point of the container wall and occur as a resultant stress.
  • Optimum container dimensions are achieved when each point of the container wall receives the same resulting stresses.
  • Containers made of metallic materials or containers with sharp transitions (strong bends) from the jacket do not meet these requirements, so that especially in these areas high resulting stresses occur, which regularly lead to leakage of the pressure vessel at high alternating loads.
  • the pole caps 9 and the middle jacket region 10 of the liner body 2 of the pressure vessel 1 have the shape of a body formed from ball sections or an ellipsoid of revolution 11 (see Fig. 2), wherein the pole caps 7 are formed approximately hemispherical and transition seamlessly into the cladding region 10 .
  • the pressure vessel 1 receives a bulbous design (see Fig. 1).
  • the radius RP of the pole cap 7 in the presented example is 103.3 mm, the radius RM of the jacket region 302.3 mm, so that a ratio of the two radii to each other of 1: 2.92 results. With this ratio, the pressure vessel 1 according to the invention achieves an optimum between the force relationships underlying the dimensioning and the stress conditions.
  • the multi-layer reinforcing layer 5 consists of an endless glass fiber tape 12 with a sheath 13 made of polyethylene.
  • the plastic sheath 13 made of polyethylene by means of laser, electric arc or similar. heated, locally melted and welded to the surface of the liner body 2 , so that the liner body 2 and the first winding layer A form a cohesive unit.
  • the subsequent second and third winding layers B and C of the continuous glass fiber tape 12 are also applied, so that the juxtaposed and superimposed edges of the tape 12 are welded together.
  • the applied reinforcing layer 5 thereby also obtains the body shape of the previously described spherical sections or of the ellipsoid of revolution 11 (see FIGS. 4 and 5).
  • the multi-layer reinforcing layer 5 is followed by the applied by injection coating 6, which consists of a short glass fibers contained polyethylene.
  • the polyethylene can also be mixed with propellants.
  • the sheath 6 secures the reinforcing layer 5 in its function and is at the same time designed as a protective layer, wherein in the case of an additive with propellants and an insulation is achieved.
  • fasteners are integrated or the enclosure 6 is itself formed into a specific fastener 14 (see Fig. 7a and 7b and 8a and 8b). Accordingly, this fastening element 14 can be designed so that the hitherto conventional fastening by means of tension bands (FIGS. 7a and 7b) can be maintained or by a direct screw connection (FIGS. 8a and 8b).
  • Appropriate signs, nameplates, company logos or other names or labels can be prefabricated and introduced captive into the enclosure 6 . This also provides the opportunity to provide the signs or nameplates or other names with digital information carriers whose information can be read and retrieved by a corresponding RFID configuration.
  • Fig. 9 shows the fixed by encapsulation with plastic in the polar cap 7 of the liner body 2 connecting sleeve 8 made of metal, such as brass.
  • connection sleeve 8 act as a result of the internal pressure in the pressure vessel 1 and 2 LinerSystem shear forces that try to push out the connection sleeve 8 from the plastic composite.
  • screwing or unscrewing plugs or screw in the connection sleeve 8 arise circumferential forces that try to unscrew the connection sleeve 8 from the plastic composite.
  • a constantly increasing and decreasing force acts on the connection sleeve 8 .
  • connection sleeve 8 has a flange 15 and a sufficiently long cylindrical portion 16 in which grooves, punctures and shoulders 17 are introduced to increase the shear surface. This allows a positive connection between the connection sleeve 8 and the plastic composite with a sufficiently high shear resistance.
  • a fine-toothed knurling 18 is present, which is able to absorb both circumferential forces and shear forces in a sufficient size.
  • connection sleeve 8 acts under internal pressure load a contact force of the plastic composite on the cylindrical portion 16 of the connecting sleeve 8 due to the leverage on the recess 17 of the sleeve 8.
  • the connecting sleeve 8 is provided on the inside with a recess 19 , into which an injected plastic lip 20 of the liner wall 21 of the respective liner part 3, 4 protrudes.
  • the liner parts 3 and 4 are sprayed on a conventional injection molding machine, so that a more detailed description is dispensable.
  • the starting material for the injection of the liner body is a plastic granulate made of polyethylene, to which a short fiber content is compounded or added as a pure admixture with a proportion of up to 30% by weight.
  • the injection molding tools used are modular tools, which are constructed so that always two congruent liner parts 3 and 4 can be produced.
  • the core and dome of the tools are equipped with disc-shaped, coolable segments, which allow the active elements to be lengthened or shortened in the respective diameter range. For each container diameter, only one tool is required.
  • the coolable segments are replaced accordingly in pairs in the injection mold.
  • the installation parts and connection sleeves are with known handling devices inserted and molded in the injection mold.
  • the injection of the plastic melt via a hot runner nozzle always on the front side of the liner parts.
  • the hot runner nozzle has 12 star-shaped distribution channels, which distribute the plastic melt evenly in linear and radial direction with the effect of a partial fiber orientation in the flow direction. By this measure, the compressive strength of the liner body increases significantly.
  • the attached liner body 2 is tested for gas tightness, in which the liner body 2 is spent in water, submerged and exposed to air at a test pressure of 2.5 bar. Existing leaks are indicated by rising from the liner body 2 air bubbles.
  • the gas-tightness test is preceded by a safety test in which the liner body is pressed under air with a hermetic shielding at a test pressure of 3.5. This pressure is then reduced to 2.5 bar on the leakage tester mentioned at the beginning.
  • the safety and tightness tester is a complex assembly, which in addition with a Drying device is equipped for drying the liner body.
  • the operation of this complex test bench is only reserved for authorized personnel who have the appropriate approvals for pressure vessels or similar. features.
  • the previously tested for safety and tightness liner body 2 is bubble-free filled with an incompressible medium such as water and the connection sleeves 8 sealed liquid-tight with plugs.
  • This medium stabilizes the liner body, safely absorbs the heat introduced in the process steps described in more detail below and thus at the same time serves as a coolant.
  • connection sleeves are used in the connection sleeves, which ensure that the incompressible medium kept under pressure can be driven in the circuit through the liner body 2 .
  • the plugs are provided with a conical pin, which serve for clamping and for securing the position of the liner body 2 in the centered position of the winding machine.
  • the wrapping material used is polyethylene-sheathed continuous glass fibers which are sintered into a strip of rectangular cross-section.
  • polyethylene but also polypropylene or other suitable thermoplastic can be used.
  • Other thermoplastics are also suitable.
  • the reinforcement of the liner body 2 is with the application of a first winding layer A of plastic-coated continuous glass fiber strips 12 for receiving the axial stresses started while receiving the radial stresses.
  • the winding layer A is wound at an angle of 55 ° to the longitudinal axis and also serves to reinforce the pole caps of the pressure vessel.
  • the winding layer A is heated during winding by laser, the plastic coating is melted and the edges of the individual layers welded together and on the liner body.
  • a second winding layer C is first applied as a peripheral winding on the first layer.
  • the winding width B1 of the winding layer C is dependent on the container length L and the container diameter D.
  • a third winding layer E is wound onto the second winding layer C.
  • the winding layer E serves in conjunction with the winding layer C a more uniform radial stress distribution and forms a belt layer in the middle layer region.
  • the media filling remains in the finished armored liner body 2 as well as the plugs in the connecting sleeves 8. This state is maintained in the following encapsulation of the armored liner body 2 .
  • the encapsulation of the armored liner body 2 takes place in a separate, suitably prepared injection mold in the interaction of an adapted Spritzg screenformsley and a suitable plastic and the pressure build-up of the spray medium.
  • the injection mold is equipped with several sprue distribution channels, which allow a simultaneous filling of the cavities between the form and inserted armored liner body.
  • the sprues are distributed in Polkappen and coat area. The gating takes place on the machine side at the same time at the poles through a round film gate, which is balanced in the hot runner.
  • the armored, filled with the incompressible medium liner body 2 is inserted into the opened injection mold and centered on the conical lugs of the stopper and firmly clamped when closing the mold, after the internal pressure of the filling medium in the liner body 2 to about 8 to 10 bar at a temperature from 10 to 15 ° C was set.
  • the armored liner body 2 forms the core, which is overmolded.
  • Starting material for the production of the envelope is a plastic granules of polyethylene, to which a short fiber content to increase the strength and a blowing agent for foaming, for example, in each case compounded or added as a pure admixture.
  • a plastic granules of polyethylene to which a short fiber content to increase the strength
  • a blowing agent for foaming for example, in each case compounded or added as a pure admixture.
  • the polyethylene can also be further dyed by the addition of colorants, so that a corresponding color of the pressure vessel can be omitted and in addition a color coding according to the technical field of application of the pressure vessel is easily possible.
  • Interchangeable dies are incorporated in the injection mold for the application of inscriptions, which then appear raised or recessed on the container surface.
  • This allows according to the customer's request company names, nameplate labels, information signs, approval marks, logos and the like. applied.
  • Inscriptions, images or signs, permits can also be inserted in the form of films in the injection mold, fix by means of vacuum in a suitable position and merge inextricably during injection with the enclosure. This also makes it possible to provide these slides with digital data carriers that contain the corresponding technical data, registration information, etc. stored and can be retrieved using RFED technology. The time-consuming gluing or welding on the company signs can be omitted.
  • the injection mold is run at a temperature of 80 ° C.
  • the injection rate was 15 mm / s
  • the injection pressure was ⁇ 40 bar
  • the back pressure at 15 bar the intrusion at 4-6 s
  • the cooling time 120 s.

Landscapes

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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

A hydraulic or pneumatic pressure reservoir for commercial vehicles, trains or firefighting systems is assembly from components made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide. The reservoir outer shell is multi-layered elongated ellipse. The ratio of the poles to the center section is in the range 1:2.5 to 1:5, with a smooth rounded transition between the two. Further claimed is a manufacturing process for the reservoir.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter aus Kunststoff, insbesondere Druckluftbehälter für Bremskraftanlagen und pneumatische Hilfseinrichtungen an Lastkraftwagen, Trucks, Omnibussen, Schienenfahrzeugen oder an Feuerlöschanlagen, mit einem Behältermantel aus einem spritzgußgeformten, aus Linerteilen zusammengesetzten Linerkörper aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen, oder Polyamid, in dessen Polkappen Anschlussmuffen unverlierbar eingeformt sind, einer auf dem Linerkörper angeordneten Armierungsschicht aus Glasfaserband und einer auf letzterer angeordneten spritzgußgeformten unverlierbaren Umhüllung aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen, oder Polyamid.The invention relates to a pressure vessel made of plastic, in particular compressed air tank for brake power and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles or fire extinguishing systems, with a container shell of an injection molded, composed of liner parts liner body made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide, in the pole caps Connection sleeves are formed captive, a arranged on the liner body reinforcing layer of fiberglass tape and an arranged on the latter injection-molded captive enclosure made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters aus Kunststoff, insbesondere Druckluftbehälter für Bremskraftanlagen und pneumatische Hilfseinrichtungen an Lastkraftwagen, Trucks, Omnibussen, Schienenfahrzeugen oder an Feuerlöschanlagen, bei dem zunächst Linerteile mit Polkappen aus glasfaserverstärktem Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyamidgranulat mittels Spritzgießen in einem Spritzgießwerkzeug gespritzt werden, wobei im Zentrum der Polkappen eingebrachte Anschlussmuffen vom Kunststoff eingebettet werden, die Linerteile durch Fügen in einer Fügemaschine zu einem Linerkörper miteinander verbunden werden, der gefügte Linerkörper mit einer Armierungsschicht aus Glasfasern in einer Wickelmaschine bewickelt wird und der so armierte Linerkörper mit einer Umhüllung aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen, oder Polyamid umspritzt wird.The invention further relates to a method for producing a pressure vessel made of plastic, in particular compressed air tank for brake power systems and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, Rail vehicles or fire extinguishing systems, in which first liner parts with pole caps made of glass fiber reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide granules are injection molded by injection molding in an injection mold, embedded in the center of the pole caps connection sleeves are embedded by the plastic, the liner parts by joining in a joining machine to a liner body are joined together, the added liner body is wound with a reinforcing layer of glass fibers in a winding machine and the armored liner body is overmolded with a cladding of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene, or polyamide.

Stand der TechnikState of the art

Die Verwendung von Linern aus thermoplastischem Kunststoff bei der Herstellung von Druckbehältern ist hinreichend bekannt (siehe u.a. EP 0 635 672 A1 , DE 197 51 411 C1 , DE 198 32 145 A1 , DE 100 00 705 A1 , EP 0 147 042 , EP 0 666 450 A1 , WO 84/03065 A1 , WO 95/22030 A1 ).The use of liners made of thermoplastic material in the manufacture of pressure vessels is well known (see, inter alia EP 0 635 672 A1 . DE 197 51 411 C1 . DE 198 32 145 A1 . DE 100 00 705 A1 . EP 0 147 042 . EP 0 666 450 A1 . WO 84/03065 A1 . WO 95/22030 A1 ).

So ist aus EP 0 635 672 A1 ein Druckbehälter, insbesondere Druckspeicherbehälter für Bremskraftanlagen und pneumatische Hilfseinrichtungen an Lastkraftwagen, Trucks, Omnibussen, Schienenfahrzeugen u.ä. oder für Feuerlöschanlagen bekannt, der aus einem flüssigkeitsdichten spritzgußgeformten Liner bzw. Grundkörper aus Thermoplast wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamid u.ä. besteht, in dem Öffnungen für Anschlußmuffen vorgesehen sind und einer auf dem Liner angeordneten Armierungsschicht. Der Liner besteht aus einem als verlorene Form ausgebildeten Körper aus mit kurzen Glasfasern verstärktem Thermoplast und ist allseitig von einer einstückigen unverlierbaren Hülle umgeben. Die Hülle besteht aus mit kurzen Fasern, vorzugsweise Glasfasern, verstärkten und mit Füllstoffen versetzten Polypropylen oder Polyamid oder modifizierten Polypropylenether oder Polyphenylsulfid oder Polyetherimid. Die Armierungsschicht setzt sich aus im Kreuzverbund unter etwa 55° zueinander gewickelten Glasfasern oder Metalldrähten oder Drahtgeflechten zusammen.That's how it is EP 0 635 672 A1 a pressure vessel, in particular accumulator tank for brake power systems and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles, etc. or for fire-extinguishing systems, which consists of a liquid-tight injection-molded liner or thermoplastic body such as polypropylene, polyethylene, polyamide and the like. consists, are provided in the openings for connection sleeves and arranged on the liner armor layer. The liner consists of a lost shape body made of short glass fiber reinforced thermoplastic and is versatile surrounded by a one-piece captive shell. The sheath consists of short fibers, preferably glass fibers, reinforced and filled polypropylene or polyamide or modified polypropylene ethers or polyphenylsulfide or polyetherimide. The reinforcing layer is composed of cross-laminated with about 55 ° to each other wound glass fibers or metal wires or wire mesh together.

In der DE 198 32 145 A1 und der DE 199 37 470 A1 sind Behälter zur Speicherung fester, flüssiger und/oder gasförmiger Medien unter einem Betriebsdruck oberhalb des Atmosphärendrucks offenbart, wobei der Behälter einen zur Speicherung des Mediums vorgesehenen Hohlraum umschließt und wobei mindestens ein Anschluß zum Be- und/oder Entladen vorgesehen ist. Der Druckbehälter besteht wenigstens teilweise aus einem Rohr, welches wiederum aus faserverstärktem, thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist, wobei das Material des Rohrs zu mehr als 10 Vol.-% aus Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von mehr als 50 mm besteht. Der Boden ist als separates Teil ausgebildet und besteht ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-VerbundMaterial mit Kurz-, Lang- oder Endlosfasern. Der Boden ist dabei nach innen gewölbt in den Behälterraum ausgebildet. Am Boden ist ein umlaufender Kragen angeordnet, der an der Innenwandung des Mittelteils anliegt und mit diesem verbunden ist.In the DE 198 32 145 A1 and the DE 199 37 470 A1 containers are disclosed for storing solid, liquid and / or gaseous media under an operating pressure above atmospheric pressure, wherein the container encloses a cavity provided for storing the medium and wherein at least one connection for loading and / or unloading is provided. The pressure vessel consists, at least in part, of a tube, which in turn is made of fiber-reinforced thermoplastic, the material of the tube being more than 10% by volume of fibers having an average fiber length of more than 50 mm. The floor is formed as a separate part and also consists of a fiber-plastic composite material with short, long or continuous fibers. The floor is curved inwardly formed in the container space. At the bottom of a circumferential collar is arranged, which abuts against the inner wall of the central part and is connected thereto.

Bei dem Stand der Technik nach DE 198 32 145 A1 handelt es sich um einen Composit-Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck mit einem Liner aus Kunststoff und zwei im Halsbereich angeordneten Halsstücken sowie mit einer den Liner verstärkenden Wicklung eines Faserverbundwerkstoffes, von denen mindestens eines zur Aufnahme eines einschraubbaren, ein Gewinde aufweisenden Ventils ausgebildet ist und beide Halsstücke in dem dem Druckbehälter zugewandten Eckbereich mit einem flach verlaufenden kegelstumpfartigen Kragen versehen sind, der innenseitig vom Liner und außenseitig von der verstärkenden Wicklung umgeben ist. Die Polkappen des Druckbehälters sind mit einer schlagabsorbierenden Schicht versehen.According to the prior art DE 198 32 145 A1 it is a composite pressure vessel for storage of gaseous media under pressure with a plastic liner and two arranged in the neck throat areas and with a liner reinforcing winding of a fiber composite material, of which at least one of the Receiving a screw-threaded having a valve is formed and both neck portions are provided in the pressure vessel facing the corner region with a flat truncated cone-like collar which is surrounded on the inside by the liner and the outside of the reinforcing winding. The pole caps of the pressure vessel are provided with a shock absorbing layer.

Die DE 100 00 705 A1 beschreibt einen mit einem Faserkunststoffverbund verstärkten Kunststoffkernbehälter zur Speicherung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien unter Druck, der ein oder mehrere Anschlußstücke im Hals und/oder Boden und/oder zylindrischen Behälterteil aufweist, von denen mindestens ein Anschlußstück zur Aufnahme einer einschraubbaren zylindrischen oder konischen Gewinde aufweisenden Druckleitungszuführung wie z.B. ein Ventil oder Rohrleitungsanschluß ausgebildet ist. Im Anschlußzapfen des Kunststoff-Kernbehälters ist ein zylindrisches Insert mit einem am Anschlußzapfenende einhüllendes bzw. umlaufendes Kragenende montiert, wobei mindestens zwei Dichtungen in der Weise angeordnet sind, dass mindestens eine Dichtung zwischen Insert und Innenoberfläche des Kunststoffanschlußzapfens des Kunststoffkernbehälters sowie mindestens eine weitere Dichtung zwischen Insert und Druckleitungszuführung angeordnet ist.The DE 100 00 705 A1 describes a plastic core container reinforced with a fiber-plastic composite for storing liquid and / or gaseous media under pressure which has one or more connecting pieces in the neck and / or bottom and / or cylindrical container part, of which at least one connecting piece for receiving a screw-in cylindrical or conical thread having pressure line feed such as a valve or pipe connection is formed. In the connecting pin of the plastic core container, a cylindrical insert is mounted with a sleeve end enveloping or circumferential collar end, wherein at least two seals are arranged in such a manner that at least one seal between the insert and the inner surface of the plastic connecting pin of the plastic core container and at least one further seal between insert and pressure line feed is arranged.

Nach der EP 0 147 042 A1 ist ein Behälter zur Lagerung und zum Transport von Fluiden unter Druck bekannt, der einen thermoplastischen inneren blasgeformten bzw. Liner aus Polyetyhlen, Polyethylentertaphlat, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Polyvinyldienchlorid besitzt, welcher mit einer äußeren Schicht aus Kohlenstoff-Fasern, Polyamidfasern, Glasfasern, glasfaserverstärkten Polyesterfasern oder glasfaserverstärkten phenolischen Epoxidharz umwickelt wird.After EP 0 147 042 A1 For example, there is known a container for storing and transporting fluids under pressure comprising a thermoplastic inner blown liner of polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyvinylchloride or polyvinyldiene chloride provided with an outer layer of carbon fibers, polyamide fibers, glass fibers, glass fiber reinforced Polyester fibers or glass fiber reinforced phenolic epoxy resin is wrapped.

Des weiteren ist aus der EP 0 518 272 A1 ein Behälter bekannt, der ein unter Druck stehendes Fluid aufnehmen soll, mit einem Mantel von in wesentlichen zylindrischer Form und zwei im wesentlichen sphärischen Böden, die den Mantel an seinen Enden verschließen. Der Behälter weist eine äußere Hülle aus Verbundmaterial, eine mit der äußeren Hülle fest verbundene innere Hülle, eine erste Öffnung, die die innere und äußere Hülle durchstößt und ein Verstärkungselement der äußeren Hülle um die erste Öffnung herum auf, das sich im Inneren der äußeren Hülle befindet und ebenfalls eine Öffnung enthält, die mit der zweiten Öffnung zusammenwirkt. Die erste Öffnung befindet sich im Mantelbereich und ist mit Mitteln zur Befestigung des Behälters versehen. Das Verstärkungselement ist zwischen der inneren und äußeren Hülle eingefügt. Es weist eine zur Innenseite des Behälters ausgerichtete ebene Seite und einen derart angepassten Umriss auf, dass die Außenoberfläche des Behälters beibehalten wird. Das Verstärkungselement nimmt mindestens die gesamte Länge des Mantels ein.
Die innere Hülle wird gegossen, wobei die Form so gewählt wird, dass das Einfügen des Verstärkungselements nicht das für den Behälter vorgesehene Profil stört. Die äußere Hülle besteht aus einem Fasermaterial, das auf die mit dem Verstärkungselement versehenen inneren Hülle aufgewickelt wird. Anschließend wird eine Wärmebehandlung des Behälters vorgenommen.
Furthermore, from the EP 0 518 272 A1 a container intended to receive a pressurized fluid having a shell of substantially cylindrical shape and two substantially spherical bottoms closing the shell at its ends. The container comprises an outer shell of composite material, an inner shell rigidly connected to the outer shell, a first opening piercing the inner and outer sheath, and a reinforcing element of the outer sheath around the first opening located inside the outer shell located and also includes an opening, which cooperates with the second opening. The first opening is located in the jacket area and is provided with means for attaching the container. The reinforcing element is interposed between the inner and outer sheaths. It has a flat side aligned with the inside of the container and a contour adapted to maintain the outer surface of the container. The reinforcing element occupies at least the entire length of the shell.
The inner shell is cast, the shape chosen so that the insertion of the reinforcing element does not interfere with the profile intended for the container. The outer shell is made of a fibrous material which is wound up on the inner shell provided with the reinforcing element. Subsequently, a heat treatment of the container is made.

Der in der EP 0 666 450 A1 beschriebene Druckbehälter umfasst einen aus Kunststoff bestehenden Liner mit einem zylindrischen Mittelteil, zwei kalottenförmigen Endteilen und einen den Liner umfüllenden Außenmantel mit einer Mehrzahl in radialer Richtung übereinander angeordneten Tangentialwicklungen und Axialwicklungen aus einem faserverstärktem Kunststoff, wobei die unterste Wicklung als Tangentialwicklung ausgebildet ist und sich in axialer Richtung im wesentlichen über den zylindrischen Mittelteil des Liners erstreckt. Die unterste Wicklung im Mittelbereich weist eine erste Dicke auf und geht an beiden Enden in einen Wicklungsrand über, welcher eine zweite Dicke aufweist, die größer ist als die erste Dicke.The Indian EP 0 666 450 A1 described pressure vessel comprises a plastic liner with a cylindrical middle part, two dome-shaped end parts and a liner overfilling the outer jacket with a plurality of radially superimposed tangential windings and axial windings of a fiber-reinforced plastic, wherein the lowermost winding is formed as a tangential winding and in the axial direction substantially over the cylindrical middle part of Liners extends. The lowermost winding in the middle region has a first thickness and merges at both ends into a winding edge, which has a second thickness which is greater than the first thickness.

Ebenso ist es bekannt, den Liner mit glasfaserverstärkten Bändern sowohl in Längs- als auch in Querrichtung zur Linerachse zu bewickeln (siehe DE 2 152 123 A1 , DE 2 423 497 A1 , DE 2 516 395 C2 , DE 38 21 852 A1 , EP 0 147 042 A1 , EP 0 588 836 A1 , EP 0 635 672 B1 , EP 0 666 450 A1 , WO 90/01649 A1 , US 3 112 234 A , US 4 905 856 A ).It is also known to wind the liner with glass-fiber reinforced tapes both longitudinally and transversely to the liner axis (see DE 2 152 123 A1 . DE 2 423 497 A1 . DE 2 516 395 C2 . DE 38 21 852 A1 . EP 0 147 042 A1 . EP 0 588 836 A1 . EP 0 635 672 B1 . EP 0 666 450 A1 . WO 90/01649 A1 . US 3,112,234 A. . US 4 905 856 A ).

Aus der DE 2 152 123 A ist ein Druckbehälter, insbesondere Druckgasbehälter bekannt, der aus einem formstabilen, rotationssymmetrischen, gasdichten und in seinem mittleren Bereich zylindrischen Innenbehälter, zwei von außen auf die Böden des Innenbehälters koaxial aufgesetzten Polstücken und einem auf den Innenbehälter unter Erfassung der Polstücke gewickelten, aus Endlosfäden und ausgehärtetem Kunststoff laminierten Außenmantel besteht, wobei ein Boden des Innenbehälters und das darauf aufgesetzte Polstück mit einer Öffnung zum dichten Anschluss eines Ventils o. dgl. vorgesehen sind.From the DE 2 152 123 A is a pressure vessel, in particular compressed gas tank known, consisting of a dimensionally stable, rotationally symmetrical, gas-tight and cylindrical in its central region inner container, two coaxial from the outside to the bottom of the inner container mounted pole pieces and wound on the inner container with detection of the pole pieces, of continuous filaments and cured Plastic laminated outer sheath is made, wherein a bottom of the inner container and the patch thereon pole piece with an opening for tight connection of a valve o. The like. Are provided.

In dem bekannten Stand der Technik nach DE 2 423 497 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten kunstharzgetränkten Hohlkörpers im Wickelverfahren mit einem im Fertigteil verbleibenden Dorn beansprucht, wobei als Dorn ein den Aufbau der Struktur des Hohlkörpers mitbewirkender faserverstärkter Stützkörper geformt und ausgehärtet wird. Der Stützkörper hat zwei Endkappen und ist mit mindestens einer den Stützkörper und die Endkappen erfassenden Wickelschicht versehen. Die Wickelschichten werden in Form von Längswicklungen mit spitzem Wickelwinkel und in Form von Umfangswicklungen von annähernd 90° aufgebracht.In the known prior art DE 2 423 497 A1 is a process for producing a claimed fiber-reinforced resin impregnated hollow body in the winding process with a mandrel remaining in the finished part, being formed as a mandrel a structure of the structure of the hollow body mitbewirkender fiber reinforced support body and cured. The support body has two end caps and is provided with at least one of the support body and the end caps engaging winding layer. The winding layers are applied in the form of longitudinal windings with a sharp winding angle and in the form of circumferential windings of approximately 90 °.

Die DE 2 516 395 A1 offenbart einen Druckbehälter, der als ein Aluminiumgefäß ausgebildet ist, das einen zylinderförmigen Teil und an jedem Ende des zylinderförmigen Teils ein haubenförmiges Endteil besitzt, wobei das zylinderförmige und die haubenförmige Teile im wesentlichen eine gleiche Dicke haben. Um das Aluminiumgefäß ist eine Wicklungsanordnung aus abwechselnd in polar orientierten und in Umfangsrichtung orientierten Glasfasergewebe vorgesehen. Mindestens eine in Umfangsrichtung orientierte Wicklungsanordnung ist über die Verbindungsstellen zwischen dem zylinderförmigen und den haubenförmigen Endteilen gewickelt. Die Umwicklung befindet sich in einem vorbelasteten Zustand, so dass Druckkräfte auf die äußere Oberfläche des Gefäßes ausgeübt werden.The DE 2 516 395 A1 discloses a pressure vessel formed as an aluminum vessel having a cylindrical portion and a hood-shaped end portion at each end of the cylindrical portion, the cylindrical and hood-shaped portions being substantially equal in thickness. Around the aluminum vessel, a winding arrangement of alternately polar oriented and circumferentially oriented glass fiber fabric is provided. At least one circumferentially oriented winding assembly is wound over the junctions between the cylindrical and hood-shaped end portions. The wrapping is in a preloaded condition so that compressive forces are applied to the outer surface of the vessel.

Nach der DE 38 21 852 A1 ist eine Druckgasflasche für hohen Gasdruck bekannt, die aus einem Aluminiumliner und aus einer umfangsseitigen Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht, wobei der Liner einen zylindrischen Bereich und sphärisch geformte Polkappen mit Anschlußstutzen aufweist. Der Liner einschließlich seiner Polkappen ist mit einer ersten Schicht von Glasfasern in Kreuzwicklung versehen. Eine zweite Schicht ist hauptsächlich im zylindrischen Teil des Liners vorgesehen, wobei die Glasfasern in einer Umfangswicklung vorliegen.After DE 38 21 852 A1 a gas cylinder for high gas pressure is known, which consists of an aluminum liner and a circumferential layer of glass fiber reinforced plastic, wherein the liner has a cylindrical portion and spherically shaped pole caps with connecting pieces. The liner including its polar caps is with a first layer of glass fibers in cross-winding provided. A second layer is provided mainly in the cylindrical part of the liner, the glass fibers being in a circumferential winding.

Die WO 01/57429 A1 beschreibt einen faserverstärkten Druckbehälter, dessen gas- oder flüssigkeitsdichter Körper mit Faserband vollständig umwickelt ist, wobei die Faserbänder nicht in einer Matrix eingebettet und zumindest eine Zahl von Faserbändern zueinander frei beweglich sind. Die Faserbänder sind so gewickelt, dass sobald der Druckbehälter unter inneren Druck steht, die Faserbänder exakt in ihrer Längsrichtung belastet werden.The WO 01/57429 A1 describes a fiber-reinforced pressure vessel whose gaseous or liquid-tight body is completely wrapped with sliver, wherein the slivers are not embedded in a matrix and at least a number of slivers are freely movable relative to each other. The slivers are wound so that as soon as the pressure vessel is under internal pressure, the slivers are loaded exactly in their longitudinal direction.

Aus der EP 0 588 836 A1 ist ein Kunststofftank bzw. Behälter bekannt, der mit Glasfasern oder entsprechenden Verstärkungsfilamenten verstärkt ist und aus bevorzugterweise zylindrischen Tankhälften zusammengesetzt ist, wobei jede einen Boden und einer der beiden Böden eine Verbindungsöffnung hat. Die offenen Enden der Tankhälften sind konisch angeschrägt und ineinander als ein Einfügeteil in ein Aufnahmeteil eingesetzt und durch einen Kleber zusammengehalten. Die Tankhälften enthalten äußere und innere Schichten, die im wesentlichen quer verlaufende Verstärkungsstränge sind, wobei die innere Schicht des Einfügeteils und die äußere Schicht des Aufnahmeteils jeweils eine Schicht aus dicht angeordneten Verstärkungssträngen in einer Anzahl von Lagen aus flach liegenden Rovings enthält. Dieser bekannte Stand der Technik offenbart auch ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungskörpers aus Fasersträngen zum Einsetzen in eine Gießform zum Gießen eines faserverstärkten Zylinders mit einem geschlossenen Ende, auf dem längs- und querverlaufende Verstärkungsstränge aufgewickelt sind, die durch Erhitzen schmelzbaren Harzpulvers miteinander verbunden werden.From the EP 0 588 836 A1 There is known a plastic tank which is reinforced with glass fibers or corresponding reinforcing filaments and is composed of preferably cylindrical tank halves, each having a bottom and one of the two floors having a connection opening. The open ends of the tank halves are tapered and inserted into each other as an insert in a receiving part and held together by an adhesive. The tank halves include outer and inner layers that are substantially transverse reinforcing strands, wherein the inner layer of the insert and the outer layer of the receptacle each contain a layer of densely-spaced reinforcing strands in a number of layers of flat-lying rovings. This prior art also discloses a method for producing a reinforcing body of fiber strands for insertion into a casting mold for casting a fiber-reinforced cylinder having a closed end on which longitudinal and transverse reinforcing strands are wound, which are joined together by heating fusible resin powder.

Des weiteren ist aus der US 3 112 234 A ein Verfahren zur Herstellung eines faserbewickelten Druckbehälters aus Stahl bekannt, bei dem zunächst der zylindrische Behälter annähernd in seiner Längsrichtung und anschließend in Querrichtung mit Fasersträngen bewickelt wird.Furthermore, from the US 3,112,234 A. a method for producing a fiber-wound steel pressure vessel known in which first the cylindrical container is wound approximately in its longitudinal direction and then in the transverse direction with fiber strands.

Auch für die Integration von Anschlußmuffen oder sonstigen Bauteilen in Composite-Behälter ist eine Vielzahl von Lösungen bekannt ( DE 25 38 433 A1 , DE 195 26 154 A1 , DE 196 31 546 C1 , DE 197 51 411 C1 , DE 100 00 705 A1 , EP 0 550 951 B1 , EP 0 553 728 A1 , WO 94/23240 A1 , US 4 685 589 , US 4 905 856 , US 5 287 988 A ).Also for the integration of connecting sleeves or other components in composite containers a variety of solutions is known ( DE 25 38 433 A1 . DE 195 26 154 A1 . DE 196 31 546 C1 . DE 197 51 411 C1 . DE 100 00 705 A1 . EP 0 550 951 B1 . EP 0 553 728 A1 . WO 94/23240 A1 . US 4 685 589 . US 4,905,856 . US 5 287 988 A ).

So offenbart die DE 25 38 433 A1 einen Druckbehälter, der aus einem formstabilen, gasdichten und in seinem mittleren Bereich zylindrischen Innenbehälter, zwei von außen auf die Böden des Innenbehälters koaxial aufgesetzten Polstücken und einem unter Erfassung der Polstücke auf den Innenbehälter gewickelten Außenmantel aus glasfaserverstärktem Kunststoff, wobei ein Boden des Innenbehälters und das mit einem flanschförmigen Teil darauf aufgesetzte Polstück mit einer Öffnung zum dichten Anschluß eines Anschlussstückes versehen sind und der Innenbehälter an seinem Öffnungsrand einen angeformten axial nach außen gerichteten und zylindrischen Hals aufweist, dessen Kontur mit der des Polstücks und des Anschlussstücks übereinstimmt und der durch das mit dem Polstück durch Schraubverbindungen zusammenhängenden Anschlussstück radial gegen das Polstück gepresst wird.
Der Innenbehälterhals, die Innenkontur des Polstücks und die Außenkontur des Anschlussstücks sind konisch nach außen verengend ausgebildet.
So revealed the DE 25 38 433 A1 a pressure vessel consisting of a dimensionally stable, gas-tight and in its central region cylindrical inner container, two coaxial from the outside to the bottom of the inner container mounted pole pieces and a wound under detection of the pole pieces on the inner container outer shell of glass fiber reinforced plastic, wherein a bottom of the inner container and the are provided with a flange-shaped part patch pole piece with an opening for tight connection of a connector and the inner container at its opening edge has an integrally formed axially outwardly directed and cylindrical neck whose contour matches that of the pole piece and the connector and by the with the Pole piece through Screw connection contiguous connector is pressed radially against the pole piece.
The inner container neck, the inner contour of the pole piece and the outer contour of the connector are conically tapered outward.

Beim bekannten Composite-Behälter nach DE 195 26 154 A1 zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck besteht der Liner aus Kunststoff und hat zwei im Halsbereich liegende Öffnungen, in denen je ein die Öffnung verschließendes und/oder abdichtendes Halsstück angeordnet ist, von denen mindestens eines zur Aufnahme eines einschraubbaren Ventils ausgebildet ist. Beide Halsstücke sind mit einem in dem Druckbehälter zugewandten Endbereich mit einem flachverlaufenden, kegelstumpfartigen Kragen versehen, der von den Elementen des Liners und/oder der verstärkenden Wicklung umgeben ist sowie mit einer die Mittelachse als Symmetrieachse einschließenden und von der Innenseite her sich erstreckenden Ausnehmung, die im Fall des Ventilhalsstücks in die Bohrung des Ventilschraubbereichs übergeht.In the known composite container after DE 195 26 154 A1 for storage of gaseous media under pressure, the liner is made of plastic and has two openings located in the neck region, in each of which an opening closing and / or sealing neck piece is arranged, of which at least one is designed to receive a screw-valve. Both neck pieces are provided with an end region facing the pressure vessel with a flat running, frustoconical collar which is surrounded by the elements of the liner and / or the reinforcing winding and with a central axis of the axis of symmetry enclosing and extending from the inside recess, the in the case of the valve neck piece, it merges into the bore of the valve stem area.

Bei einem weiteren bekannten Composite-Druckbehälter ( DE 196 31 546 C1 ) zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck mit einem Liner aus Kunststoff und zwei im Halsbereich angeordneten Halsstücken sowie mit einer den Liner verstärkenden Wicklung eines Faserverbundwerkstoffs, von denen mindestens eines zur Aufnahme eines einschraubbaren, ein zylindrisches Gewinde aufweisenden Ventils ausgebildet ist und beide Halsstücke in dem dem Druckbehälterzugewandten Endbereich mit einem flachverlaufenden kegelstumpfartigen Kragen versehen ist, dessen Rand stark abgerundet und dessen Neigung dem Konturverlauf des Liners im Übergangsbereich vom zylindrischen Mantelbereich zum Halsbereich angepasst ist, kommt die verstärkende Wicklung im am Halsstück angrenzenden Bereich der Oberseite des Kragens und im Randbereich der Oberseite sowie der Unterseite des Kragens der Liner zur Anlage.In another known composite pressure vessel ( DE 196 31 546 C1 ) for storing gaseous media under pressure with a plastic liner and two throat pieces arranged in the neck region and with a liner reinforcing winding of a fiber composite material, of which at least one is designed to receive a screwable, a cylindrical thread having valve and both neck pieces in the The pressure vessel facing end portion is provided with a flat-running frustoconical collar, the edge of which strongly rounded and its inclination Contour contour of the liner is adapted in the transition region from the cylindrical shell region to the neck region, the reinforcing winding comes in the adjacent neck area of the top of the collar and in the edge region of the top and the bottom of the collar of the liner to the plant.

Alle diese bekannten Druckbehälter aus Kunststoff weisen einen, aus dem Metallbehälterbau übernommenen zylindrischen Mittel- oder Mantelteil auf, der durch entsprechende Böden beiderseits verschlossen wird. Vor allem bei kalottenförmigen oder auch nach innen gewölbten Böden entstehen im Übergang vom Mantel- in den Bodenbereich Spannungsspitzen, die häufig zum Bruch an diesen Übergängen oder zum Lösen des Bodenteils vom Mantelteils führen. Es gilt die Grundregel, je kleiner der Übergangsradius um so größer ist die Gefahr eines Spannungsbruchs trotz Verstärkungsmaßnahmen unterschiedlichster Art.
Selbst der Übergang von einem zylindrischen Mantelbereich in einen sphärischen Polbereich mit einem etwas größeren Radius vermag die Bruchgefahr, insbesondere bei an- und abschwellender Dauerbeanspruchung wie sie insbesondere in Bremskraftanlagen auftritt, nicht genügend zu reduzieren ( DE 38 21 852 A1 ). Die im Behältermantel verlaufenden Spannungslinien der Spannungsresultanten werden im Biegebereich (Übergang) vom zylindrischen Mantel in den Bodenbereich durch die sehr hohen Lastwechsel so verstärkt, dass zwangläufig ein Überschreiten der Bruchspannung eintritt. Deshalb haben sich die bekannten Druckbehälter vor allem für Bremsluftanlagen im LKW- und Schienenfahrzeugbau bisher nicht durchsetzen können. Es kommen deshalb nach wie vor metallische, insbesondere Druckbehälter aus Stahl mit all ihren Nachteilen wie hohes Gewicht, erhebliche Fertigungsaufwendungen und Korrosionsanfälligkeit zum Einsatz.
All of these known plastic pressure vessels have a, taken from the metal container construction cylindrical middle or shell part, which is closed by corresponding bottoms on both sides. Especially in dome-shaped or inwardly curved floors arise in the transition from Mantel- in the bottom area voltage spikes, which often lead to breakage at these transitions or to release the bottom part of the shell part. The basic rule is that the smaller the transition radius, the greater the risk of a voltage breakage despite amplification measures of the most varied types.
Even the transition from a cylindrical jacket region into a spherical pole region with a slightly larger radius can not sufficiently reduce the risk of breakage, especially with continuous and decaying permanent stress, as occurs in particular in brake power plants ( DE 38 21 852 A1 ). In the bending area (transition), the voltage lines of the voltage transformers extending in the container jacket are reinforced from the cylindrical jacket into the bottom area by the very high load changes, so that the breaking voltage is necessarily exceeded. Therefore, the known pressure vessels, especially for brake air systems in truck and rail vehicle have not been able to prevail. There are therefore still metallic, especially steel pressure vessels with all their disadvantages such as heavy weight, considerable Production costs and susceptibility to corrosion are used.

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Composit-Druckbehälter der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die komplexe Eigenschaftsgewährleistung von Bremsluftbehältern wie hohe Zähigkeiten auch bei niedrigen Temperaturen, hohe Schlag- und Bruchfestigkeit bei dynamischer Beanspruchung im Überdruckbereich von 8,5 bis 20 bar, eine hohe Lebensdauer von mindestens 15 Jahren trotz ständiger Lastwechselbeanspruchung und Korrosionsfestigkeit erreicht wird.In this prior art, the present invention seeks to improve a composite pressure vessel of the type mentioned so that the complex property guarantee of brake air tanks such as high toughness even at low temperatures, high impact and breaking strength under dynamic stress in the pressure range of 8 , 5 to 20 bar, a long service life of at least 15 years despite constant load cycling and corrosion resistance is achieved.

Aufgabenstellungtask

Diese Aufgabe wird durch einen Druckbehälter der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.This object is achieved by a pressure vessel of the aforementioned type with the characterizing features of claim 1 and by a method having the characterizing features of claim 18.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Druckbehälters und des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.Advantageous embodiments of the pressure vessel and the method are the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der Mantel- und Bodenbereich des Druckbehälters in eine für eine gleichmäßigere und damit gefahrlosere Verteilung der Axial- und Radialspannungen geeignete Konstruktionsform gebracht wird, die nicht mehr aus einem zylindrischen Mantelteil und einem sphärischen Bodenteil besteht, sondern die Form eines Rotationsellipsoids aufweist, wodurch eine weitgehende Annäherung an die Kugelform ermöglicht wird. Der Linerkörper besitzt demzufolge eine annähernd ellipsoide Körperform, so dass keine scharfen Übergänge zwischen Boden- und Mantelbereich entstehen. Durch die weitgehend gleichmäßige Krümmung in Längsrichtung der Behälterwandung auch im ursprünglich zylindrischen Mantelbereich verteilen sich die Zug- und Radialbeanspruchungen sehr gleichmäßig auf alle Wandbereiche und eine Spannungskonzentration im Wandübergang vom Mantel zum Boden wird merklich vermindert.The solution according to the invention is characterized in that the shell and bottom region of the pressure vessel is brought into a construction form suitable for a more even and thus more safe distribution of the axial and radial stresses, which no longer consists of a cylindrical shell part and a spherical bottom part, but the Has a form of an ellipsoid of revolution, whereby a substantial approximation to the spherical shape is made possible. The liner body therefore has an approximately ellipsoidal body shape, so that no sharp transitions between the bottom and shell area arise. Due to the largely uniform curvature in the longitudinal direction of the container wall in the originally cylindrical shell region, the tensile and radial stresses are very evenly distributed over all wall areas and a concentration of stress in the wall transition from the shell to the ground is significantly reduced.

Eine besonders für die Vergleichmäßigung der Zug- und Druckspannungen geeignete Körperform wird erreicht, wenn das Verhältnis aus dem Radius der Polkappen zum Radius der Linerteile 1:2,5 bis 1:5 beträgt. Die Wand der Polkappen und die Wand im Mittelbereich des Druckbehälters sind gleichmäßig gekrümmt und gehen ansatzlos ineinander über.A body shape which is particularly suitable for equalizing the tensile and compressive stresses is achieved when the ratio of the radius of the pole caps to the radius of the liner parts is 1: 2.5 to 1: 5. The wall of the pole caps and the wall in the central region of the pressure vessel are evenly curved and merge seamlessly into one another.

Die Körperform des Rotationsellipsoids wird auch beim Aufbringen der kunststoffummantelten Armierungsschicht aus Glasfaserband und der Kunststoffummantelung auf dem Liner beibehalten, so dass ein Druckbehälter entsteht, der erstmals mit der aus dem Stahlbehälterbau übernommenen zylindrischen Körperform bricht und nicht mehr mit letzterer vergleichbar ist.
Die Kunststoffummantelung des Glasfaserbands ermöglicht es, die Glasfaserbänder mit dem Liner und die nebeneinander- bzw. übereinander liegenden Glasfaserbänder während des Wickeln stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Es hat sich gezeigt, dass besonders mit dem Laserschweißen die erforderlich hohen Geschwindigkeiten beim Fügen erreicht werden können. Da gewissermaßen die Verstärkung auf dem Liner aufgeschweißt wird, kann die aus Kugelabschnitten gebildete Körperform bzw. die Körperform des Rotationsellipsoids auch beim Armieren des Liners problemlos eingehalten werden. Der Liner ist zweckmäßigerweise mit Wasser gefüllt, mit dem die entstehende Wärme abgeführt wird.
The body shape of the ellipsoid of revolution is also maintained during application of the plastic-coated reinforcing layer of fiberglass tape and the plastic coating on the liner, so that a pressure vessel is created, which breaks for the first time with the adopted from the steel container construction cylindrical body shape and is no longer comparable with the latter.
The plastic coating of the glass fiber tape makes it possible to connect the glass fiber tapes with the liner and the juxtaposed or superimposed glass fiber bands during winding cohesively together. It has been shown that especially with laser welding the required high speeds of joining can be achieved. Since, in a sense, the reinforcement is welded onto the liner, the body shape formed from spherical sections or the body shape of the ellipsoid of revolution can also be easily adhered to when reinforcing the liner. The liner is expediently filled with water, with which the resulting heat is dissipated.

Der erfindungsgemäße Druckbehälter erreicht eine äußerst hohe Lastwechselfestigkeit von weit mehr als 25000 Lastwechseln, hat ein gegenüber den Druckbehältern aus Stahl oder Behältern mit bewickelten Metall-Linern wesentlich geringeres Gewicht, ist durch seine als Dämmschicht ausgeführte Umhüllung schlagzäh, bruchsicher und unterliegt keiner äußeren Korrosion. Durch die besondere Formgebung der Umhüllung erhält der erfindungsgemäßen Druckbehälter eine spezifische äußere Befestigungsstruktur, die es ermöglicht, die an Lastkraftwagen, Trucks Omnibussen oder Schienenfahrzeugen vorhandenen Befestigungselemente zur Befestigung weiterhin zu nutzen.The pressure vessel according to the invention achieves an extremely high fatigue strength of well over 25,000 load changes, has a relation to the pressure vessels made of steel or containers with wound metal liners much lower weight, is shock resistant, shatterproof and not subject to any external corrosion by its designed as an insulating layer envelope. Due to the special shape of the wrapper, the pressure vessel according to the invention receives a specific outer attachment structure, which makes it possible to continue to use existing on trucks, trucks buses or rail vehicles fasteners for attachment.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es ferner, den Automatisierungsgrad bei der Herstellung der Druckbehälter durch den Einsatz von Baukastenwerkzeugen und die Integration der Prüftechnologie in den Fertigungsablauf erheblich zu steigern.The method according to the invention also makes it possible to considerably increase the degree of automation in the manufacture of the pressure vessels through the use of modular tools and the integration of the testing technology in the production process.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Druckbehälter haben eine Wiederholgenauigkeit von 100%, wodurch keine Volumenschwankungen im Luftvolumen auftreten.The pressure vessel produced by the method according to the invention have a repeatability of 100%, whereby no volume fluctuations in the air volume occur.

Es ist weiterhin von besonderem Vorteil, dass in die Umhüllung Typen-, Hinweis und Firmenschilder unverlierbar eingebracht werden können, so dass die Behälter direkt mit erzeugnisspezifischen Prüfangaben entsprechend den Abnahmebedingungen versehen werden können, wobei eine separate, nachträglich aufwendige Kennzeichnung der Behälter entfallen kann.It is also of particular advantage that in the enclosure type, note and company signs can be introduced captive, so that the container can be provided directly with product specific Prüfangaben according to the acceptance conditions, with a separate, subsequently consuming labeling of the container can be omitted.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further advantages and details will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckbehälter in Schnittdarstellung,1 shows a pressure vessel according to the invention in a sectional view,

Fig. 2 einen Liner in Schnittdarstellung mit eingespritzten Muffen,2 shows a liner in sectional view with injected sleeves,

Fig. 3 einen mit einer ersten Verstärkungswicklung in Längsrichtung des Linerkörpers in schematischer Darstellung,3 a with a first reinforcing winding in the longitudinal direction of the liner body in a schematic representation,

Fig. 4 eine Darstellung der auf der ersten Verstärkungswicklung nach Fig. 3 aufgebrachten zweiten Verstärkungswicklung in Umfangsrichtung des Liners,4 is an illustration of the second reinforcing winding in the circumferential direction of the liner applied to the first reinforcing winding of FIG. 3;

Fig. 5 einen Liner mit einer dritten Verstärkungswicklung aus kunststoffummantelten Glasfaserband auf der zweiten Lage im Mantelmittelbereich des Linerkörpers in Umfangsrichtung in schematischer Darstellung,5 shows a liner with a third reinforcing winding made of plastic-coated fiberglass tape on the second layer in the jacket middle region of the liner body in the circumferential direction in a schematic representation,

Fig. 6 einen mit Armierungsschicht verstärkten, in ein Spritzgießwerkzeug eingelegten Liner zum Umspritzen mit einer Umhüllungsschicht,FIG. 6 shows a reinforcing layer-reinforced liner which is inserted into an injection-molding tool for encapsulation with a cladding layer, FIG.

Fig. 7a eine Darstellung der Umhüllung mit einer Befestigungsvariante als Teilansicht,7a is a representation of the enclosure with a mounting variant as a partial view,

Fig. 7b eine Vorderansicht der Befestigungsvariante nach Fig. 7a,7b is a front view of the mounting variant of FIG. 7a,

Fig. 8a eine weitere in die Umhüllung eingeformte Befestigungsvariante als Teilansicht,FIG. 8a shows a further fastening variant formed in the envelope as a partial view, FIG.

Fig. 8b eine Vorderansicht der Fig. 8a undFig. 8b is a front view of Fig. 8a and

Fig. 9 eine Ansicht der Anschlußmuffe im Druckbehälter.Fig. 9 is a view of the connection sleeve in the pressure vessel.

Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Druckbehälter 1 für eine nicht dargestellte Bremsluftanlage eines Lastkraftwagens soll einen Inhalt von 10 l haben und somit dem Nenninhalt eines herkömmlich aus Stahl hergestellten Druckbehälters mit zylindrischen Mittelabschnitt und Klöpperböden entsprechen.The pressure vessel 1 of the invention shown in FIG. 1 for a not shown brake air system of a truck is to have a capacity of 10 l, and thus correspond to the nominal capacity of a pressure vessel fabricated conventionally made of steel with the cylindrical central portion and dished ends.

Der Druckbehälter 1 besitzt einen inneren Linerkörper 2 (siehe Fig. 2), der sich aus zwei Linerteilen 3 und 4 zusammensetzt, eine mehrlagige, mit dem Linerkörper 2 stoffschlüssig durch Schweißen verbundene Armierungsschicht 5 und eine Umhüllung 6. Die beiden Linerteile 3 und 4 bestehen aus mit Glasfasern kurzer Länge verstärkten Polyethylen und werden auf einer herkömmlichen Spritzmaschine in einem Spritzgießwerkzeug hergestellt. Jeweils an ihren offenen Stirnseiten 7 werden die Linerteile 3 und 4 durch Spiegelschweißen stoffschlüssig und gasdicht miteinander verbunden. Die Anschlußmuffe 8 des Druckbehälters 1 sind aus korrosionsbeständigem Metall, beispielsweise Messing, und werden beim Spritzgießen an den Polkappen 9 bis auf den inneren axialen Durchgang allseitig vom Polyethylen umschlossen, so dass die Muffen 8 unverlierbar und gasdicht im Zentrum der Kappen 9 festliegen.
Die Spritzgießwerkzeuge zur Herstellung der Linerteile 3 und 4 sind Baukastenwerkzeuge, bei denen durch Kern- und Manteleinsätze das Volumen entsprechend vergrößert oder verkleinert werden kann (Fig. 6). Somit sind die erfindungsgemäßen Linerteile 3 und 4 in den üblichen Durchmesserbereichen für Druckbehälter in der Länge variabel und damit auch im Volumen variabel herstellbar.
The pressure vessel 1 has an inner liner body 2 (see Fig. 2), which is composed of two liner parts 3 and 4 , a multi-layer, cohesively connected to the liner body 2 by welding reinforcing layer 5 and a sheath 6. The two liner parts 3 and 4 are made made of polyethylene reinforced with short length glass fibers and are produced on a conventional injection molding machine in an injection mold. Each at their open end faces 7 , the liner parts 3 and 4 by Mirror welding bonded cohesively and gas-tight. The connecting sleeve 8 of the pressure vessel 1 are made of corrosion-resistant metal, such as brass, and are encapsulated on all sides by the polyethylene during injection molding on the polar caps 9 to the inner axial passage, so that the sleeves 8 are captive and gas-tight in the center of the caps 9 .
The injection molding tools for producing the liner parts 3 and 4 are modular tools in which the volume can be correspondingly increased or reduced by core and jacket inserts (FIG. 6). Thus, the liner parts 3 and 4 according to the invention in the usual diameter ranges for pressure vessels are variable in length and thus variable in volume.

Die bei Innendruck auftretenden Kräfte auf den Druckbehälter 1 äußern sich in axialen und tangentialen Spannungen, die sich an jedem Punkt der Behälterwandung überlagern und als resultierende Spannung auftreten. Optimale Behälterdimensionierungen sind dann erreicht, wenn jeder Punkt der Behälterwandung gleiche resultierende Spannungen aufnimmt.The forces occurring at internal pressure on the pressure vessel 1 are expressed in axial and tangential stresses, which overlap each other at each point of the container wall and occur as a resultant stress. Optimum container dimensions are achieved when each point of the container wall receives the same resulting stresses.

Behälter aus metallischen Werkstoffen oder Behälter mit scharfen Übergängen (starken Krümmungen) vom Mantel werden diesen Anforderungen nicht gerecht, so dass gerade in diesen Bereichen hohe resultierende Spannungen auftreten, die regelmäßig zum Undichtwerden des Druckbehälters bei hohen Wechselbelastungen führen.Containers made of metallic materials or containers with sharp transitions (strong bends) from the jacket do not meet these requirements, so that especially in these areas high resulting stresses occur, which regularly lead to leakage of the pressure vessel at high alternating loads.

Die Polkappen 9 und der mittlere Mantelbereich 10 des Linerkörpers 2 des erfindungsgemäßen Druckbehälters 1 haben die Form eines aus Kugelabschnitten gebildeten Körpers oder eines Rotationsellipsoids 11 (siehe Fig. 2), wobei die Polkappen 7 etwa halbkugelförmig ausgebildet sind und übergangslos in den Mantelbereich 10 übergehen. Der Druckbehälter 1 erhält ein bauchiges Design (siehe Fig. 1).The pole caps 9 and the middle jacket region 10 of the liner body 2 of the pressure vessel 1 according to the invention have the shape of a body formed from ball sections or an ellipsoid of revolution 11 (see Fig. 2), wherein the pole caps 7 are formed approximately hemispherical and transition seamlessly into the cladding region 10 . The pressure vessel 1 receives a bulbous design (see Fig. 1).

Der Radius RP der Polkappe 7 beträgt in dem vorgestellten Beispiel 103,3 mm, der Radius RM des Mantelbereichs 302,3 mm, so dass sich ein Verhältnis der beiden Radien zueinander von 1:2,92 ergibt. Bei diesem Verhältnis erreicht der erfindungsgemäße Druckbehälter 1 ein Optimum zwischen den der Dimensionierung zugrunde liegenden Kräfteverhältnissen und den Beanspruchungsbedingungen.The radius RP of the pole cap 7 in the presented example is 103.3 mm, the radius RM of the jacket region 302.3 mm, so that a ratio of the two radii to each other of 1: 2.92 results. With this ratio, the pressure vessel 1 according to the invention achieves an optimum between the force relationships underlying the dimensioning and the stress conditions.

Die mehrlagige Armierungsschicht 5 besteht aus einem Endlosglasfaserband 12 mit einer Ummantelung 13 aus Polyethylen.
Während des Umwickelns des Linerkörpers 2 mit der ersten tangentialen Wickellage A (siehe Fig. 3) des Endlosglasfaserbands wird die Kunststoffummantelung 13 aus Polyethylen mittels Laser, Lichtbogen o.ä. erhitzt, örtlich aufgeschmolzen und mit der Oberfläche des Linerkörper 2 verschweißt, so dass Linerkörper 2 und die erste Wickellage A eine stoffschlüssige Einheit bilden. Die nachfolgende zweite und dritte Wickellage B und C des Endlosglasfaserbands 12 wird ebenso aufgebracht, so dass die nebeneinander und übereinander liegenden Ränder des Bands 12 miteinander verschweißt werden. Die aufgebrachte Armierungsschicht 5 erhält dadurch ebenfalls die Körperform der zuvor beschriebenen Kugelsbschnitte oder des Rotationsellipsoids 11 (siehe Fig. 4 und 5).
The multi-layer reinforcing layer 5 consists of an endless glass fiber tape 12 with a sheath 13 made of polyethylene.
During the wrapping of the liner body 2 with the first tangential winding layer A (see Fig. 3) of the continuous glass fiber tape, the plastic sheath 13 made of polyethylene by means of laser, electric arc or similar. heated, locally melted and welded to the surface of the liner body 2 , so that the liner body 2 and the first winding layer A form a cohesive unit. The subsequent second and third winding layers B and C of the continuous glass fiber tape 12 are also applied, so that the juxtaposed and superimposed edges of the tape 12 are welded together. The applied reinforcing layer 5 thereby also obtains the body shape of the previously described spherical sections or of the ellipsoid of revolution 11 (see FIGS. 4 and 5).

Auf die mehrlagige Armierungsschicht 5 folgt die durch Spritzgießen aufgebrachte Umhüllung 6, die aus einem kurze Glasfasern enthaltenen Polyethylen besteht. Das Polyethylen kann auch mit Treibmitteln versetzt sein. Die Umhüllung 6 sichert die Armierungsschicht 5 in ihrer Funktion und ist zugleich als Schutzschicht ausgebildet, wobei für den Fall eines Zusatzes mit Treibmitteln auch eine Dämmung erreicht wird. In die Umhüllung 6 sind entweder Befestigungselemente integriert oder die Umhüllung 6 ist selbst zu einem spezifischen Befestigungselement 14 ausgeformt (siehe Fig. 7a und 7b und 8a und 8b). Dieses Befestigungselement 14 kann demzufolge so ausgebildet sein, dass die bisher übliche Befestigung mittels Spannbändern (Fig. 7a und 7b) beibehalten werden kann oder durch eine direkte Verschraubung (Fig. 8a und 8b) erfolgt.On the multi-layer reinforcing layer 5 is followed by the applied by injection coating 6, which consists of a short glass fibers contained polyethylene. The polyethylene can also be mixed with propellants. The sheath 6 secures the reinforcing layer 5 in its function and is at the same time designed as a protective layer, wherein in the case of an additive with propellants and an insulation is achieved. In the enclosure 6 either fasteners are integrated or the enclosure 6 is itself formed into a specific fastener 14 (see Fig. 7a and 7b and 8a and 8b). Accordingly, this fastening element 14 can be designed so that the hitherto conventional fastening by means of tension bands (FIGS. 7a and 7b) can be maintained or by a direct screw connection (FIGS. 8a and 8b).

Entsprechende Hinweisschilder, Typenschilder, Firmenlogos oder sonstige Bezeichnungen oder Beschriftungen können vorgefertigt und unverlierbar in die Umhüllung 6 eingebracht sein. Dies bietet auch die Möglichkeit, die Hinweisschilder oder Typenschilder oder sonstigen Bezeichnungen mit digitalen Informationsträgern zu versehen, deren Informationen durch eine entsprechende RFID-Konfiguration gelesen und abgerufen werden können.Appropriate signs, nameplates, company logos or other names or labels can be prefabricated and introduced captive into the enclosure 6 . This also provides the opportunity to provide the signs or nameplates or other names with digital information carriers whose information can be read and retrieved by a corresponding RFID configuration.

Die Fig. 9 zeigt die durch Umspritzen mit Kunststoff in der Polkappe 7 des Linerkörpers 2 festgelegte Anschlußmuffe 8 aus Metall, beispielsweise Messing. Auf die Anschlußmuffe 8 wirken infolge des Innendrucks im Druckbehälter 1 bzw. Linerkörper 2 Scherkräfte, die versuchen, die Anschlußmuffe 8 aus dem Kunststoffverbund herauszudrücken. Beim Ein- oder Ausschrauben von Verschlußstopfen oder Schraubstutzen in die Anschlußmuffe 8 entstehen Umfangskräfte, die versuchen, die Anschlußmuffe 8 aus dem Kunststoffverbund herauszudrehen. Schließlich wirkt im Betriebszustand des Druckbehälters noch eine ständig auf- und abschwellende Kraft auf die Anschlußmuffe 8 ein.Fig. 9 shows the fixed by encapsulation with plastic in the polar cap 7 of the liner body 2 connecting sleeve 8 made of metal, such as brass. On the connection sleeve 8 act as a result of the internal pressure in the pressure vessel 1 and 2 Linerkörper shear forces that try to push out the connection sleeve 8 from the plastic composite. When screwing or unscrewing plugs or screw in the connection sleeve 8 arise circumferential forces that try to unscrew the connection sleeve 8 from the plastic composite. Finally, in the operating state of the pressure vessel, a constantly increasing and decreasing force acts on the connection sleeve 8 .

Damit all diese Kräfte aufgenommen werden können, ohne dass die Verbindung zwischen Anschlußmuffe 8 und Kunststoffverbund beeinträchtigt wird, besitzt die Anschlußmuffe 8 einen Flansch 15 und einen genügend langen zylindrischen Teil 16, in dem zur Vergrößerung der Scherfläche Rillen, Einstiche und Absätze 17 eingebracht sind. Dies ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen Anschlußmuffe 8 und dem Kunststoffverbund mit genügend hohem Scherwiderstand.So that all these forces can be absorbed, without the connection between the connection sleeve 8 and plastic composite is impaired, the connection sleeve 8 has a flange 15 and a sufficiently long cylindrical portion 16 in which grooves, punctures and shoulders 17 are introduced to increase the shear surface. This allows a positive connection between the connection sleeve 8 and the plastic composite with a sufficiently high shear resistance.

Über den gesamten zylindrischen Teil 16 der Anschlußmuffe 8 ist eine feinzahnige Rändelung 18 vorhanden, die in der Lage ist, sowohl Umfangskräfte als auch Scherkräfte in ausreichender Größe aufzunehmen.Over the entire cylindrical portion 16 of the connecting sleeve 8 is a fine-toothed knurling 18 is present, which is able to absorb both circumferential forces and shear forces in a sufficient size.

Um eine dauerhaft dichte Verbindung zwischen Anschlußmuffe 8 und Kunststoffverbund zu gewährleisten, wirkt bei Innendruckbelastung eine Anpresskraft des Kunststoffverbunds auf den zylindrischen Teil 16 der Anschlußmuffe 8 infolge der Hebelwirkung über den Einstich 17 der Muffe 8. Die Anschlußmuffe 8 ist innenseitig mit einer Ausdrehung 19 versehen, in die eine eingespritzte Kunststofflippe 20 der Linerwandung 21 des jeweiligen Linerteils 3, 4 hineinragt.In order to ensure a permanently sealed connection between the connecting sleeve 8 and plastic composite, acts under internal pressure load a contact force of the plastic composite on the cylindrical portion 16 of the connecting sleeve 8 due to the leverage on the recess 17 of the sleeve 8. The connecting sleeve 8 is provided on the inside with a recess 19 , into which an injected plastic lip 20 of the liner wall 21 of the respective liner part 3, 4 protrudes.

Durch den im Betriebszustand ständig vorherrschenden Innendruck wirkt eine Anpresskraft der Lippe auf die Metallinnenfläche, die umso mehr zunimmt, je höher der Innendruck steigt. Die im Umfang der Anschlußmuffe 8 eingebrachten Rändelungen 18, Einstiche und Absätze 17 sorgen zusätzlich für eine Vergrößerung der Oberfläche um bis zu 80%, so dass die für die Dichtheit maßgeblichen Berührungsflächen zwischen Metall und Kunststoff erheblichen zunehmen und die Dichtheit gewährleistet ist.Due to the constantly prevailing internal pressure in the operating state, a pressing force of the lip acts on the metal inner surface, which increases the more, the higher the internal pressure rises. The introduced in the scope of the connecting sleeve 8 knurls 18, punctures and paragraphs 17 also provide an increase in surface area by up to 80%, so that the decisive for the tightness contact surfaces between metal and plastic increase significantly and the tightness is guaranteed.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen, aus den Lagen Linerkörper 2, Anschlußstutzen 8, Armierungsschicht 5 und Umhüllung 6 bestehenden Druckbehälters wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.The preparation of the pressure vessel according to the invention, consisting of the layers of liner body 2, connecting piece 8, reinforcing layer 5 and sheath 6 will be described in detail below.

Die Linerteile 3 und 4 werden auf einer herkömmlichen Spritzgießmaschine gespritzt, so dass eine weitergehende nähere Beschreibung verzichtbar ist.The liner parts 3 and 4 are sprayed on a conventional injection molding machine, so that a more detailed description is dispensable.

Ausgangsmaterial für das Spritzen des Linerkörpers ist ein Kunststoffgranulat aus Polyethylen, dem ein Kurzfaseranteil compoundiert oder als eine reine Zumischung mit einem Anteil von bis zu 30% Gewichtsanteilen zugefügt wird.The starting material for the injection of the liner body is a plastic granulate made of polyethylene, to which a short fiber content is compounded or added as a pure admixture with a proportion of up to 30% by weight.

Die eingesetzten Spritzgießwerkzeuge sind Baukastenwerkzeuge, die so aufgebaut sind, dass immer zwei deckungsgleiche Linerteile 3 und 4 hergestellt werden können. Kern und Kalotte der Werkzeuge sind mit scheibenförmigen kühlfähigen Segmenten ausgerüstet, die ein Verlängern bzw. ein Verkürzen der Aktivelemente im jeweiligen Durchmesserbereich ermöglichen. Für jeden Behälterdurchmesser wird dadurch nur ein Werkzeug erforderlich. Die kühlfähigen Segmente werden entsprechend im Spritzgießwerkzeug paarweise ausgetauscht. Die Einbauteile und Anschlußmuffen werden mit an sich bekannten Handlinggeräten in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und umspritzt.The injection molding tools used are modular tools, which are constructed so that always two congruent liner parts 3 and 4 can be produced. The core and dome of the tools are equipped with disc-shaped, coolable segments, which allow the active elements to be lengthened or shortened in the respective diameter range. For each container diameter, only one tool is required. The coolable segments are replaced accordingly in pairs in the injection mold. The installation parts and connection sleeves are with known handling devices inserted and molded in the injection mold.

Das Einspritzen der Kunststoffschmelze erfolgt über eine Heißkanaldüse immer an der Stirnseite der Linerteile. Die Heißkanaldüse hat 12 sternförmige Verteilkanäle, die die Kunststoffschmelze in linearer und radialer Richtung mit dem Effekt einer teilweisen Faserausrichtung in Fließrichtung gleichmäßig verteilen. Durch diese Maßnahme erhöht sich die Druckfestigkeit des Linerkörpers erheblich.The injection of the plastic melt via a hot runner nozzle always on the front side of the liner parts. The hot runner nozzle has 12 star-shaped distribution channels, which distribute the plastic melt evenly in linear and radial direction with the effect of a partial fiber orientation in the flow direction. By this measure, the compressive strength of the liner body increases significantly.

Die im Spritzgießverfahren hergestellten Linerteile 3 und 4 werden anschließend stoffschlüssig miteinander verbunden. Dies geschieht dadurch, dass die Stirnseiten 7 der Linerteile 3 und 4 zueinander ausgerichtet und mittels Spiegelschweißen miteinander verschweißt werden. Es versteht sich, dass die Schweißparameter entsprechend der gewählten Kunststoffmischung abgestimmt sind und auch andere geeignete Fügeverfahren von der Erfindung erfasst sind.The manufactured by injection molding liner parts 3 and 4 are then materially bonded together. This happens because the end faces 7 of the liner parts 3 and 4 aligned with each other and welded together by means of mirror welding. It is understood that the welding parameters are matched according to the selected plastic mixture and other suitable joining methods are covered by the invention.

Nach dem Schweißen wird der gefügte Linerkörper 2 auf Gasdichtheit geprüft, in dem der Linerkörper 2 in Wasser verbracht, untergetaucht und mit Luft bei einem Prüfdruck von 2,5 bar beaufschlagt wird. Vorhandene Undichtigkeiten werden durch vom Linerkörper 2 aufsteigende Luftbläschen angezeigt.
Der Gasdichtheitsprüfung voraus geht eine Sicherheitsprüfung, bei der der Linerkörper unter einer hermetischen Abschirmung mit Luft bei einem Prüfdruck von 3,5 abgedrückt wird. Dieser Druck wird dann auf dem eingangs erwähnten Dichtheitsprüfstand auf 2,5 bar reduziert.
After welding, the attached liner body 2 is tested for gas tightness, in which the liner body 2 is spent in water, submerged and exposed to air at a test pressure of 2.5 bar. Existing leaks are indicated by rising from the liner body 2 air bubbles.
The gas-tightness test is preceded by a safety test in which the liner body is pressed under air with a hermetic shielding at a test pressure of 3.5. This pressure is then reduced to 2.5 bar on the leakage tester mentioned at the beginning.

Der Sicherheits- und Dichtigkeitsprüfstand ist eine komplexe Baugruppe, die zusätzlich mit einer Trocknungseinrichtung zum Trocknen des Linerkörpers ausgerüstet ist. Die Bedienung dieses komplexen Prüfstandes ist nur autorisiertem Personal vorbehalten, das über die entsprechenden Zulassungen für Druckbehälter o.ä. verfügt.The safety and tightness tester is a complex assembly, which in addition with a Drying device is equipped for drying the liner body. The operation of this complex test bench is only reserved for authorized personnel who have the appropriate approvals for pressure vessels or similar. features.

Im folgenden Verfahrensschritt wird der zuvor auf Sicherheit und Dichtheit geprüfte Linerkörper 2 blasenfrei mit einem inkompressiblen Medium wie Wasser gefüllt und die Anschlußmuffen 8 mit Verschlußstopfen flüssigkeitsdicht verschlossen. Dieses Medium stabilisiert den Linerkörper, nimmt die bei den nachfolgend näher beschriebenen Verfahrensschritten eingetragene Wärme gefahrlos auf und dient damit zugleich als Kühlmittel.In the following process step, the previously tested for safety and tightness liner body 2 is bubble-free filled with an incompressible medium such as water and the connection sleeves 8 sealed liquid-tight with plugs. This medium stabilizes the liner body, safely absorbs the heat introduced in the process steps described in more detail below and thus at the same time serves as a coolant.

Sofern Kunststoffe mit einem höheren Schmelzpunkt zur Anwendung kommen sollen, werden in die Anschlußmuffen Füllventile eingesetzt, die sicherstellen, dass das inkompressible Medium unter Druck gehalten im Kreislauf durch den Linerkörper 2 gefahren werden kann.If plastics are to be used with a higher melting point, filling valves are used in the connection sleeves, which ensure that the incompressible medium kept under pressure can be driven in the circuit through the liner body 2 .

Die Verschlussstopfen sind mit einem konischen Zapfen versehen, die zum Einspannen und zur Lagesicherung des Linerkörpers 2 in zentrierter Lage der Wickelmaschine dienen.The plugs are provided with a conical pin, which serve for clamping and for securing the position of the liner body 2 in the centered position of the winding machine.

Als Wickelmaterial kommen aus mit Polyethylen ummantelte Endlosglasfasern zum Einsatz, die zu einem Band mit rechteckigem Querschnitt gesintert sind. Anstelle von Polyethylen kann aber auch Polypropylen oder ein anderer geeigneter Thermoplast verwendet werden. Andere thermoplastische Kunststoffe sind ebenso geeignet.The wrapping material used is polyethylene-sheathed continuous glass fibers which are sintered into a strip of rectangular cross-section. Instead of polyethylene but also polypropylene or other suitable thermoplastic can be used. Other thermoplastics are also suitable.

Die Armierung des Linerkörpers 2 wird mit dem Aufbringen einer ersten Wickellage A eines kunststoffummantelten Endlosglasfaserbands 12 zur Aufnahme der Axialspannungen bei gleichzeitiger Aufnahme der Radialspannungen begonnen. Die Wickellage A wird in einem Winkel von 55° zur Längsachse aufgewickelt und dient gleichzeitig zur Verstärkung der Polkappen des Druckbehälters.The reinforcement of the liner body 2 is with the application of a first winding layer A of plastic-coated continuous glass fiber strips 12 for receiving the axial stresses started while receiving the radial stresses. The winding layer A is wound at an angle of 55 ° to the longitudinal axis and also serves to reinforce the pole caps of the pressure vessel.

Die Wickellage A wird während des Wickelns durch Laser erhitzt, die Kunststoffummantelung aufgeschmolzen und die Ränder der einzelnen Lagen miteinander und auf dem Linerkörper verschweißt.The winding layer A is heated during winding by laser, the plastic coating is melted and the edges of the individual layers welded together and on the liner body.

Die Spannungsspitzen als Resultante aus Axial- und Radialspannungen treten regelmäßig auch im Mantelmittelbereich auf. Deshalb wird im nächsten Arbeitsschritt in Mantelmitte des Mantelmittenbereichs 10 des Linerkörpers 2 zunächst eine zweite Wickellage C als Umfangswicklung auf die erste Lage aufgebracht.
Die Wickelbreite B1 der Wickellage C ist von Behälterlänge L und dem Behälterdurchmesser D abhängig.
The voltage peaks as a result of axial and radial stresses regularly occur in the jacket middle area. Therefore, in the next step in the middle of the mantle center of the jacket center region 10 of the liner body 2 , a second winding layer C is first applied as a peripheral winding on the first layer.
The winding width B1 of the winding layer C is dependent on the container length L and the container diameter D.

Für die zweite Wickellage C gilt die Beziehung: B1 = 0,6 L - 0,1 D,
worin bedeutet:

B
Wickelbreite
L
Behälterlänge
D
Behälterdurchmesser.
Während des Bewickelns des Linerkörpers 2 mit der zweiten Wickellage wird letztere wiederum mittels Laser erhitzt, aufgeschmolzen und mit dem Linerkörper 2 stoffschlüssig verschweißt. Es entsteht eine innige Verbindung zwischen erster und zweiter Lage.For the second winding layer C , the relation holds: B1 = 0.6 L - 0.1 D,
where:
B
winding width
L
container length
D
Container diameter.
During the winding of the liner body 2 with the second winding layer, the latter is in turn heated by means of laser, melted and welded to the liner body 2 in a material-bonded manner. It creates an intimate connection between the first and second position.

Im nächsten Schritt wird auf die zweite Wickellage C eine dritte Wickellage E aufgewickelt. Die Wickellage E dient in Verbindung mit der Wickellage C einer gleichmäßigeren Radialspannungsverteilung und bildet eine Gürtellage im Mittellagenbereich.In the next step, a third winding layer E is wound onto the second winding layer C. The winding layer E serves in conjunction with the winding layer C a more uniform radial stress distribution and forms a belt layer in the middle layer region.

Für die Lagenbreite der dritten Wickellage E gilt: B2 = 0,3 L - 0,1 D,
worin bedeutet:

B
Wickelbreite
L
Behälterlänge
D
Behälterdurchmesser.
Die dritte Wickellage E wird wieder während des Umwickelns mittels Laser erhitzt, die Kunststoffummantelung aufgeschmolzen und die nebeneinander zu liegen kommenden Ränder des Endlosfaserbands miteinander verschweißt, wobei auch die darunter liegende zweite Lage mit der darüber liegenden Lage verschweißt wird. Die zweite Wickellage C und die dritte Wickellage E sind somit stoffschlüssig miteinander verbunden.For the layer width of the third winding layer E : B2 = 0.3 L - 0.1 D,
where:
B
winding width
L
container length
D
Container diameter.
The third winding layer E is again heated during the wrapping by means of laser, the plastic casing is melted and the adjacent edges of the endless fiber strip are welded together, whereby the underlying second layer is welded to the layer above it. The second winding layer C and the third winding layer E are thus materially connected to one another.

Die Medienfüllung verbleibt im fertig armierten Linerkörper 2 genauso wie die Verschlußstopfen in den Anschlußmuffen 8. Dieser Zustand wird im folgenden Umspritzen des armierten Linerkörpers 2 beibehalten.The media filling remains in the finished armored liner body 2 as well as the plugs in the connecting sleeves 8. This state is maintained in the following encapsulation of the armored liner body 2 .

Das Umspritzen des armierten Linerkörpers 2 erfolgt in einer separaten, entsprechend vorbereiteten Spritzgießform im Zusammenspiel einer angepassten Spritzgießformgestaltung und einem geeigneten Kunststoff und dem Druckaufbau des Spritzmediums.The encapsulation of the armored liner body 2 takes place in a separate, suitably prepared injection mold in the interaction of an adapted Spritzgießformgestaltung and a suitable plastic and the pressure build-up of the spray medium.

Die Spritzgießform ist mit mehreren Angussverteilkanälen ausgestattet, die eine gleichzeitige Füllung der Hohlräume zwischen Form und eingelegten armierten Linerkörper ermöglichen. Die Angüsse sind im Polkappen- und Mantelbereich verteilt. Die Anspritzung erfolgt maschinenseitig gleichzeitig an den Polen durch einen runden Filmanguss, der im Heißkanal ausbalanciert ist.The injection mold is equipped with several sprue distribution channels, which allow a simultaneous filling of the cavities between the form and inserted armored liner body. The sprues are distributed in Polkappen and coat area. The gating takes place on the machine side at the same time at the poles through a round film gate, which is balanced in the hot runner.

Der armierte, mit dem inkompressiblen Medium gefüllte Linerkörper 2 wird in die geöffnete Spritzgießform eingelegt und an den konischen Ansätzen der Verschlußstopfen zentriert und beim Schließen der Form fest eingespannt, nach dem der Innendruck des Füllmediums im Linerkörper 2 auf etwa 8 bis 10 bar bei einer Temperatur von 10 bis 15 °C eingestellt wurde.The armored, filled with the incompressible medium liner body 2 is inserted into the opened injection mold and centered on the conical lugs of the stopper and firmly clamped when closing the mold, after the internal pressure of the filling medium in the liner body 2 to about 8 to 10 bar at a temperature from 10 to 15 ° C was set.

In dieser Lage bildet der armierte Linerkörper 2 den Kern, der umspritzt wird. Durch das Erhöhen des Innendrucks auf etwa 8 bis 10 bar und weiterer technologischer erzeugnisspezifischer Parameter können Lageveränderungen und örtliche Verformungen des Kerns durch die erheblichen Krafteinwirkungen während des Einspritzvorgangs vermieden werden.In this position, the armored liner body 2 forms the core, which is overmolded. By increasing the internal pressure to about 8 to 10 bar and further technological product-specific parameters, changes in position and local deformation of the core can be avoided by the considerable force effects during the injection process.

Ausgangsmaterial für die Herstellung der Umhüllung ist ein Kunststoffgranulat aus Polyethylen, dem ein Kurzfaseranteil zur Erhöhung der Festigkeit und ein Treibmittel zur Aufschäumung, beispielsweise jeweils compoundiert oder als eine reine Zumischung, zugefügt wird. Dies ermöglicht, gewünschte Festigkeitseigenschaften der Umhüllung, beispielsweise für die Integration entsprechender Befestigungselemente in die Umhüllung, und zugleich gewünschte Dämmeigenschaften der Umhüllung, beispielsweise zur Dämpfung plötzlicher Schläge, zu erreichen.Starting material for the production of the envelope is a plastic granules of polyethylene, to which a short fiber content to increase the strength and a blowing agent for foaming, for example, in each case compounded or added as a pure admixture. This makes it possible to achieve desired strength properties of the envelope, for example for the integration of corresponding fastening elements in the envelope, and at the same time desired insulating properties of the envelope, for example, for damping sudden shocks.

Das Polyethylen kann auch des weiteren durch Zugabe von Farbmitteln eingefärbt werden, so dass eine entsprechende Farbgebung des Druckbehälters entfallen kann und zusätzlich eine Farbkennzeichnung entsprechend des technischen Einsatzgebiets des Druckbehälters problemlos möglich wird.The polyethylene can also be further dyed by the addition of colorants, so that a corresponding color of the pressure vessel can be omitted and in addition a color coding according to the technical field of application of the pressure vessel is easily possible.

In die Spritzgussform sind auswechselbare Stempel zur Aufbringung von Beschriftungen eingearbeitet, die dann auf der Behälteroberfläche erhaben oder vertieft erscheinen. Dies ermöglicht entsprechend dem Kundenwunsch Firmenbezeichnungen, Typenschildbeschriftungen, Hinweiszeichen, Zulassungszeichen, Logos u.ä. aufzubringen. Beschriftungen, Bilder bzw. Hinweiszeichen, Zulassungen lassen sich darüber hinaus auch in Form von Folien in die Spritzgießform einlegen, mittels Vakuum in geeigneter Position fixieren und beim Einspritzen mit der Umhüllung unlösbar verschmelzen. Dies gestattet es ferner, diese Folien mit digitalen Datenträgern zu versehen, die die entsprechenden technischen Daten, Zulassungsangaben usw. gespeichert enthalten und mittels RFED-Technik abrufbar sind.
Das aufwändige Aufkleben bzw. Aufschweißen der Firmenschilder kann so entfallen.
Interchangeable dies are incorporated in the injection mold for the application of inscriptions, which then appear raised or recessed on the container surface. This allows according to the customer's request company names, nameplate labels, information signs, approval marks, logos and the like. applied. Inscriptions, images or signs, permits can also be inserted in the form of films in the injection mold, fix by means of vacuum in a suitable position and merge inextricably during injection with the enclosure. This also makes it possible to provide these slides with digital data carriers that contain the corresponding technical data, registration information, etc. stored and can be retrieved using RFED technology.
The time-consuming gluing or welding on the company signs can be omitted.

Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Fließfähigkeit und einer gleichmäßigen allseitigen Formfüllung wird die Spritzgußform mit einer Temperatur von 80 °C gefahren. In dem hier dargestellten Beispiel betrug die Spritzgeschwindigkeit 15 mm/s, der Spritzdruck lag bei <40 bar, der Nachdruck bei 15 bar, die Intrusion bei 4-6 s und die Kühlzeit bei 120 s.To ensure a continuous flowability and a uniform all-round mold filling, the injection mold is run at a temperature of 80 ° C. In the example shown here, the injection rate was 15 mm / s, the injection pressure was <40 bar, the back pressure at 15 bar, the intrusion at 4-6 s and the cooling time at 120 s.

Die so nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Druckbehälter mit einem Nenninhalt von 10 L erreichten einen Berstdruck von 50 bis 60 bar ohne Splitterwirkung, eine Lastwechselfestigkeit von mehr als 25000 Lastwechseln, was einer Lebensdauer von etwa 20 Jahren entspricht.The pressure vessel thus produced by the process according to the invention with a nominal content of 10 L. reached a burst pressure of 50 to 60 bar without splinter effect, a load life of more than 25,000 load cycles, which corresponds to a service life of about 20 years.

Bezugszeichenliste

Druckbehälter
1
Linerkörper
2
Linerteile
3, 4
Armierungsschicht
5
Umhüllung
6
Stirnseite von 3, 4
7
Anschlußmuffe
8
Polkappen
9
Mittlerer Mantelbereich
10
Rotationsellipsoid
11
Endlosglasfaserband
12
Ummantelung von 12
13
Befestigungselement
14
Flansch von 8
15
Zylindrischer Teil von 8
16
Rillen
17
Rändelung
18
Ausdrehung
19
Kunststofflippe
20
Linerwandung
21
Erste Wickellage
A
Zweite Wickellage
C
Durchmesser des Behälters
D
Dritte Wickellage
E
Länge des Behälters
L
Radius Polkappe
RP
Radius Mantel
RM
LIST OF REFERENCE NUMBERS
pressure vessel
1
liner body
2
liner parts
3, 4
reinforcing layer
5
wrapping
6
Front side of 3, 4
7
connecting sleeve
8th
ice caps
9
Middle jacket area
10
Rotationsellipsoid
11
Continuous glass fiber tape
12
Sheath of 12
13
fastener
14
Flange of 8
15
Cylindrical part of 8
16
grooves
17
knurling
18
recess
19
Plastic lip
20
Linerwandung
21
First winding layer
A
Second winding layer
C
Diameter of the container
D
Third winding layer
e
Length of the container
L
Radius pole cap
RP
Radius coat
RM

Claims (31)

Druckbehälter aus Kunststoff, insbesondere Druckluftbehälter für Bremskraftanlagen und pneumatische Hilfseinrichtungen an Lastkraftwagen, Trucks, Omnibussen, Schienenfahrzeugen oder an Feuerlöschanlagen, mit einem Behältermantel aus einem spritzgußgeformten, aus Linderteilen zusammengesetzten Linerkörper aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid, in dessen Polkappen Anschlußstutzen unverlierbar eingeformt sind, einer auf dem Linerkörper angeordneten Armierungsschicht aus Glasfaserband und einer auf letzteren angeordneten spritzgußgeformten unverlierbaren Umhüllung aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (1) mit Polkappen (9) aus einen aus Kugelabschnitten zusammengesetzten oder als Rotationsellipsoid (11) geformten mehrlagigen Körper gebildet ist, wobei das Verhältnis aus Polkappenradius (RP) und Radius (RM) des Mantelmittenbereichs (10) des Druckbehälters (1) ein Verhältnis von mindestens 1:2,5 bis 1:5 erreicht, wobei die Wand der Polkappen (9) und die Wand des Mantelmittelbereichs (10) unter gleicher Krümmung ansatzlos ineinander übergehen.Pressure tanks made of plastic, in particular compressed air tanks for brake power systems and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles or fire extinguishing systems, with a container shell of an injection molded, composed of lids parts liner body made of fiber reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide, in the pole caps connecting pieces are formed captive, a arranged on the liner body reinforcing layer of fiberglass tape and arranged on the latter injection-molded captive sheath made of fiber-reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide, characterized in that the pressure vessel (1) with polar caps (9) from a composite of spherical sections or as an ellipsoid of revolution (11) shaped multilayer body is formed, wherein the ratio of Polkappenradius (RP) and radius (RM) of the mantle center region (10) of the pressure vessel (1) has a ratio of mi At least 1: 2.5 to 1: 5 reached, the wall of the pole caps (9) and the wall of the jacket center region (10) merge seamlessly into each other under the same curvature. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linerkörper (2) mit bis zu 30% Anteil Glasfasern verstärkt ist.Pressure vessel according to claim 1, characterized in that the liner body (2) is reinforced with up to 30% proportion of glass fibers. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern aus Kurzfasern bestehen.Pressure vessel according to claim 1 and 2, characterized in that the glass fibers consist of short fibers. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linerteile (3,4) des Linerkörpers (2) an ihren zueinander gewandten Stirnseiten (7) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Pressure vessel according to claim 1 to 3, characterized in that the liner parts (3,4) of the liner body (2) are integrally connected to one another at their mutually facing end faces (7). Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, dass die Armierungsschicht (5) aus einem mit Kunststoff ummantelten Endloslasfaserband (12) besteht, das auf dem Linerkörper (2) im Verbund so angeordnet ist, dass der umhüllende Kunststoff des Glasfaserbandes durch Erhitzen mittels Laser, Lichtbogen oder offener Flamme eine innige form- und stoffschlüssige Verbindung des gesamten Verbunds ist.A pressure vessel according to claim 1, characterized in that the reinforcing layer (5) consists of a continuous plastic fiber tape (12) sheathed with plastic, which is arranged on the liner body (2) in a composite such that the enveloping plastic of the glass fiber tape is heated by means of laser, electric arc or open flame is an intimate positive and cohesive connection of the entire composite. Druckbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffummantelung (13) des Endlosglasfaserbands der Armierungsschicht (5) aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid besteht.Pressure vessel according to claim 5, characterized in that the plastic casing (13) of the continuous glass fiber strip of the reinforcing layer (5) consists of polyethylene, polypropylene or polyamide. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) zugleich eine Schutzschicht bildet, die die Armierungsschicht (5) zusätzlich sichernd fixiert.Pressure vessel according to claim 1, characterized in that the sheath (6) at the same time forms a protective layer which additionally secures the reinforcing layer (5) in a secure manner. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht zusätzlich als Dämmschicht ausgebildet ist.Pressure vessel according to claim 7, characterized in that the protective layer is additionally formed as an insulating layer. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) als ein äußeres Befestigungselement (14) für die Aufnahme von Befestigungselementen der Lastkraftwagen, Trucks, Omnibusse, Schienenfahrzeuge oder Feuerlöschanlagen aufgebildet ist, die in oder an die Umhüllung stoffschlüssig ein- bzw. angeformt sind.Pressure vessel according to claim 7, characterized in that the envelope (6) as an outer fastening element (14) for receiving fasteners of trucks, trucks, buses, rail vehicles or fire extinguishing systems is formed cohesively in or on the envelope on or off; are formed. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Umhüllung (6) Inserts für Typenschilder, Hinweisschilder, Beschriftungen, Firmenschilder unverlierbar eingebracht sind.Pressure vessel according to claim 7, characterized in that in the enclosure (6) inserts for nameplates, signs, labels, company signs are introduced captive. Druckbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts einen digitalen Informationsträger enthalten.Pressure vessel according to claim 10, characterized in that the inserts contain a digital information carrier. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Umhüllung (6) Farbstoffe beigegeben sind, die eine farbliche Kennzeichnung der Hülle entsprechend den Betriebsbedingungen gewährleisten.Pressure vessel according to claim 7, characterized in that in the sheath (6) dyes are added, which ensure a color coding of the shell according to the operating conditions. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Zentrum der Polkappen (9) eingeformte Anschlussmuffe (8) aus Metall, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Messing, Titan, Tombak besteht, die bis auf ihre äußere Anlagefläche und das Innengewinde vom Kunststoff des Linerkörpers (2) umschlossen ist.Pressure vessel according to claim 1, characterized in that in the center of the pole caps (9) molded connection sleeve (8) consists of metal, such as aluminum, copper, brass, titanium, Tombak, except for their outer contact surface and the internal thread of the plastic of the liner body (2) is enclosed. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmuffe (8) innenseitig eine Ausdrehung (19) aufweist, in die eine Kunststofflippe (20) des Linerkörpers (2) hineinragt, wobei durch den im Innenraum des Linerkörpers wirkenden Innendruck die Lippe an die Ausdrehfläche dichtend angedrückt wird.Pressure vessel according to claim 1 and 13, characterized in that the connection sleeve (8) has on the inside a recess (19) into which protrudes a plastic lip ( 20) of the liner body (2) , wherein acting through the inside of the liner body internal pressure of the lip the turning surface is pressed sealingly. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmuffe (8) einen Flansch (15) und einen genügend langen zylindrischen Teil (16) aufweist, der außenseitig mit Rillen, Einstichen und Absätzen (17) zur Vergrößerung der Scherfläche versehen ist.Pressure vessel according to claim 1 and 13, characterized in that the connection sleeve (8) has a flange (15) and a sufficiently long cylindrical part (16) which is provided on the outside with grooves, recesses and shoulders (17) to increase the shear surface. Druckbehälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Teil (16) der Anschlussmuffe (8) außerdem eine feinzahnige Rändelung (18) zur Aufnahme von Umfangskräften und Scherkräften aufweist.Pressure vessel according to claim 15, characterized in that the cylindrical part (16) of the connection sleeve (8) also has a fine-toothed knurling (18) for receiving circumferential forces and shear forces. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmuffe als ein einstückiger Mehrfachverteiler ausgebildet ist.Pressure vessel according to claim 1 and 13, characterized in that the connection sleeve is formed as a one-piece manifold. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass in das Innengewinde der Anschlussmuffe (8) ein Füllventil eingesetzt ist.Pressure vessel according to claim 1 and 13, characterized in that in the internal thread of the connection sleeve (8), a filling valve is inserted. Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters aus Kunststoff, insbesondere Druckluftbehälter für Bremskraftanlagen und pneumatische Hilfseinrichtungen an Lastkraftwagen, Trucks, Omnibussen, Schienenfahrzeugen oder an Feuerlöschanlagen, bei dem zunächst Linerteile mit halbkugelförmigen Polkappen aus glasfaserverstärktem Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyamidgranulat mittels Spritzgießen in einem Spritzgießwerkzeug geformt, wobei im Zentrum der Polkappen eingebrachte Anschlussmuffen vom Kunststoff umschlossen werden, die Linerteile durch Fügen in einer Fügemaschine zu einem Linerkörper miteinander verbunden werden, der gefügte Linerkörper mit einer Armierungsschicht aus Glasfasern im Kreuzverbund in einer Wickelmaschine bewickelt wird und der so armierte Linerkörper mit einer Umhüllung aus faserverstärktem Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid umspritzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter zu einem Körper aus zusammengesetzten Kugelabschnitten oder als Rotationsellipsoidkörper mit einem Polkappenradius-/Mantelradius-Verhältnis von mindestens 1:2,5 bis 1:5 in den Arbeitschritten, Spritzen der Linerteile, Verbinden der Linerteile, Aufschweißen der Armierungsschichten beim Bewickeln auf den Liner und Umspritzen des armierten Liners geformt wird.
Method for producing a pressure vessel made of plastic, in particular compressed air tank for brake power plants and pneumatic auxiliary equipment on trucks, trucks, buses, rail vehicles or fire extinguishing systems, in which first liner parts with hemispherical pole caps of glass fiber reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide granules formed by injection molding in an injection mold, wherein in the center of the pole caps introduced connection sleeves are enclosed by the plastic, the liner parts are joined together by joining in a joining machine to a liner body, the added liner body is wound with a reinforcing layer of glass fibers in the cross-compound in a winding machine and the armored liner body with a sheath fiber-reinforced polyethylene, polypropylene or polyamide,
characterized in that the pressure vessel to a body of composite spherical sections or as ellipsoidal ellipsoidal body with a Polkappenradius- / Mantelradius ratio of at least 1: 2.5 to 1: 5 in the working steps, spraying the liner parts, connecting the liner parts, welding the Armierungsschichten when Wrapping on the liner and overmolding the armored liner is molded.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Herstellen von deckungsgleichen Linerteilen des Linerkörpers durch ein gleichmäßiges Verteilen der Kunststoffschmelze mit einem Kurzfaseranteil von bis zu 30% im Kunststoff in axialer und radialer Richtung unter teilweiser Ausrichtung der Fasern in Fließrichtung der Schmelze und unter Einhaltung des vorgegebenen Verhältnisses, b) stoffschlüssiges Fügen oder Kleben der Stirnseiten der Linerteile zu einem geschlossenen, hohlen Linerkörper unter Einstellung der Füge- oder Klebeparameter auf die Kunststoffmischung nach Schritt a), c) Abdrücken des Linerkörpers mit Luft zwecks Sicherheitsprüfung und Dichtheitsprüfung des mit Luft beaufschlagten Linerkörpers unter Wasser sowie anschließendes Trocknen des Linerkörpers, d) Stabilisieren des Linerkörpers durch ein blasenfreies Befüllen mit einem inkompressiblen Medium, Beaufschlagen dieses Mediums mit einem Überdruck von 8 bis 10 bar und Verschließen der Anschlussmuffen des Linerkörpers zum anschließenden Armieren des Linerkörpers, e) Armieren des Linerkörpers durch Umwickeln mit mehreren Lagen aus mit Kunststoff ummantelten Endlosglasfaserband, wobei die Lagen des Endlosfaserbandes durch Aufschmelzen des umhüllenden Kunststoffes untereinander stoffschlüssig verbunden werden, f) Umspritzen des im Spritzgießwerkzeug eingesetzten Linerkörpers von den Polkappen aus faserverstärktem Kunststoff bei einem Spritzdruck von <40 bar zum Ausbilden einer unverlierbaren Umhüllung auf der Armierung des Linerkörpers. Method according to claim 19, characterized by the following steps: a) preparing of congruent liner parts of the liner body by evenly distributing the polymer melt with a short fiber content of up to 30% in the plastic material in the axial and radial directions with partial alignment of the fibers in flow direction of the melt and in compliance with the predetermined ratio, b) integrally joining or gluing the front sides of the liner parts to form a closed, hollow liner body while adjusting the joining or adhesive parameters to the plastic mixture after step a), c) pressing the liner body with air for safety testing and leak testing of the air-exposed liner body under water and subsequent drying of the liner body, d) stabilizing the liner body by a bubble-free filling with an incompressible medium, applying this medium with an overpressure of 8 to 10 bar and closing the connection sleeves of the liner body for subsequent reinforcement of the liner body, e) reinforcement of the liner body by wrapping with a plurality of layers of plastic-coated continuous glass fiber tape, wherein the layers of the endless fiber tape are joined together by melting the enveloping plastic material, f) overmolding of the liner body used in the injection mold of the pole caps of fiber reinforced plastic at an injection pressure of <40 bar to form a captive enclosure on the reinforcement of the liner body. Verfahren nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturbeständigkeit des Linerkörpers im Bereich von -40 °C bis +80 °C durch ein Zumischen eines Polypropylen-Coplymers-Granulats zum Polypropylengranulat in einem Gewichtsverhältnis von mindestens 1:3 eingestellt wird.A method according to claim 19 and 20, characterized in that the temperature resistance of the liner body in the range of -40 ° C to +80 ° C by admixing a polypropylene copolymer granules to the polypropylene granules in a weight ratio of at least 1: 3 is set. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügeverfahren nach Schritt b) ein Spiegelschweißen, Heißgasschweißen, Heizelementschweißen, Heizdrahtwiderstandsschweißen oder Injektionsschweißen eingesetzt wird.A method according to claim 20, characterized in that as a joining method after step b) a mirror welding, hot gas welding, Heizelementschweißen, Heizdrahithwiderstandstandsschweißen or injection welding is used. Verfahren nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Linerkörper mit einem Luftüberdruck von 3,5 bar in einem hermetischen abgeschlossenen Raum gemäß Schritt c) abgedrückt und anschließend nach einem Absenken des Überdruckes auf 2,5 bar in Wasser auf Dichtheit geprüft wird.A method according to claim 19 and 20, characterized in that the liner body is pressed with an air pressure of 3.5 bar in a hermetic sealed space according to step c) and then checked for lowering the pressure to 2.5 bar in water for leaks. Verfahren nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, Öl oder deren Mischungen als inkompressibles Medium zum Stabilisieren des Linerkörpers eingesetzt wird, wobei das Medium unter einem Überdruck von 8 bis 10 bar gehalten wird.A method according to claim 19 and 20, characterized in that water, oil or mixtures thereof as incompressible medium for stabilizing the liner body is used, wherein the medium is maintained under an overpressure of 8 to 10 bar. Verfahren nach Anspruch 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Medium befüllte Linerkörper nach seinem Einlegen, Zentrieren und Einspannen in der Wickelmaschine in folgenden Einzelschritten nach Schritt e) armiert wird: e1) Bewickeln des Mantels und der Polkappen des Linerkörpers mit einer ersten Lage aus kunstsoffummantelten Endlosfaserband zur Aufnahme von Axial- und Radialspannungen und Verstärkung der Polkappen unter gleichzeitigem Auf- und Verschmelzen der Ummantelung zum stoffschlüssigen Verbinden untereinander und mit dem Linerkörper; e2) Bewickeln der ersten Lage nach e1) im Mantelmittenbereiches zur Aufnahme von Spannungsspitzen aus Axial- und Radialspannungen unter gleichzeitiges Auf- und Verschmelzen der Kunststoffoberflächen des nebeneinander liegenden Endlosfaserbandes mit einer zweiten Lage in einer Wickelbreite, die der Bedingung
B1= 0,6 - 0,1 D genügt, wobei
B die Wickelbreite,
L die Wickellänge und
D der Durchmesser des Linerkörpers bedeutet,
e3) Bewickeln der zweiten Lage im Mantelmittenbereiches zum Vergleichmäßigen der Radialspannung unter gleichzeitigem Auf- und Verschmelzen der Kunststoffoberflächen des nebeneinander liegenden Endlosfaserbandes mit einer dritten Lage in einer Wickelbreite, die der
Bedingung B2= 0,3 L - 0,1 D genügt, wobei
B die Wickelbreite,
L die Wickellänge und
D der Durchmesser des Linerkörpers bedeutet,
Method according to claim 19 to 24, characterized in that the liner body filled with medium after its insertion, centering and clamping in the winding machine is reinforced in the following individual steps after step e): e1) winding the jacket and the polar caps of the liner body with a first layer of Kunstsumummantelten endless fiber tape for receiving axial and radial stresses and reinforcing the pole caps while simultaneously fusing and melting of the sheath for cohesive bonding with each other and with the liner body; e2) winding the first layer according to e1) in the mantle center region for receiving stress peaks from axial and radial stresses while simultaneously melting and fusing the plastic surfaces of the adjacent endless fiber ribbon with a second layer in a winding width, the condition
B1 = 0.6 - 0.1 D is sufficient, where
B the winding width,
L the winding length and
D is the diameter of the liner body,
e3) winding the second layer in the mantle center region to equalize the radial stress with simultaneous fusion and melting of the plastic surfaces of the adjacent endless fiber ribbon with a third layer in a winding width, the
Condition B2 = 0.3 L - 0.1 D is sufficient, where
B the winding width,
L the winding length and
D is the diameter of the liner body,
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschmelzen der Kunststoffoberflächen des Endlosfaserbandes und des Linerkörpers eine Laser-, Lichtbogen- oder Gasbrennerwärmequelle eingesetzt wird, wobei das inkompressible Medium zugleich als Kühlmittel gegen Verformungen des Linerkörpers verwendet wird.A method according to claim 25, characterized in that for melting the Plastic surfaces of the endless fiber ribbon and the liner body is a laser, arc or gas burner heat source is used, wherein the incompressible medium is also used as a coolant against deformation of the liner body. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das inkompressible Medium und Kühlmittel im Linerkörper verbleibt oder durch ein im Gewindestutzen gelegenes Füllventil unter Überdruck gehalten und ständig zu- und abgeführt wird.A method according to claim 26, characterized in that the incompressible medium and coolant remains in the liner body or held by a located in the threaded neck filling valve under pressure and constantly supplied and removed. Verfahren nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Medium befüllte, nach Schritt e) armierte Linerkörper in das Spritzgießwerkzeug verbracht, zentriert und an den die Anschlussmuffen verschließenden Verschlußstopfen eingespannt und in folgenden Einzelschritten gemäß Schritt f) umhüllt wird: f1) Erhöhen des Innendruckes im Linerkörper durch Beaufschlagen des inkompressiblen Mediums auf 8 bis 10 bar durch ein im Gewindestopfen gelegenes Füllventil und Einstellen der Temperatur des Füllmediums auf 10 bis 15 °C, f2) wahlweises Einlegen von Firmenschilder, Typenschilder, Zulassungszeichen u.ä. auf die armierte Oberfläche des Linerkörpers, f3) Temperieren der eingespritzten und verteilten Kunststoffschmelze auf mindestens 180 °C und anschließendes Kühlen auf unterhalb der Erstarrungstemperatur des Kunststoffgemisches, f4) Halten bei einem Nachdruck von etwa 15 bar zum Verfestigen der Umhüllung, f5) Entnehmen des Druckbehälters und dessen Entleerung. A method according to claim 19 and 20, characterized in that the medium-filled, reinforced after step e) liner body spent in the injection mold, centered and clamped to the connecting sleeves closing plugs and in the following individual steps according to step f) is wrapped: f1) increasing the internal pressure in the liner body by applying the incompressible medium to 8 to 10 bar through a filling valve located in the threaded plug and setting the temperature of the filling medium to 10 to 15 ° C, f2) optional insertion of company nameplates, nameplates, approval marks and the like. on the armored surface of the liner body, f3) tempering of the injected and distributed plastic melt to at least 180 ° C and then cooling to below the solidification temperature of the plastic mixture, f4) hold at a holding pressure of about 15 bar to solidify the envelope, f5) Remove the pressure vessel and empty it. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die wahlweise eingelegten Typenschilder digitale Informationsträger enthalten.A method according to claim 28, characterized in that the optionally inserted nameplates contain digital information carriers. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem faserverstärkten Kunststoff Farbstoffe zum Kennzeichnen der Umhüllung entsprechend den Betriebsbedingungen des Druckbehälters zugegeben werden.A method according to claim 19, characterized in that the fiber-reinforced plastic dyes for marking the envelope are added according to the operating conditions of the pressure vessel. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllung Treibmittel zur Herstellung einer Dämmschicht zugesetzt werden.A method according to claim 20, characterized in that the envelope blowing agent for producing an insulating layer are added.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010030921A1 (en) * 2008-09-15 2010-03-18 Scott Technologies, Inc. Method and system for filling a gas cylinder
FR2963820A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-17 Air Liquide Composite tank for containing pressurized gas, has protection layer including constituents selected among epoxy type or vinylester type resin and mixture of resin quoted with glass or carbon fibers or carbon black loads
EP2876352A1 (en) * 2013-10-22 2015-05-27 MAN Truck & Bus Österreich AG Commercial vehicle with tank for pressurised gas
WO2016102624A1 (en) * 2014-12-24 2016-06-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for manufacturing a fluid tight laminate of composite material on an object
NL2014899A (en) * 2015-06-01 2016-12-12 Advanced Lightweight Eng B V Fibre reinforced pressure vessel and method for forming such.
EP3055601A4 (en) * 2013-10-08 2017-10-18 Performance Pulsation Control, Inc. Composite pulsation dampener
WO2018149772A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 University Of Ulster Composite pressure vessel for hydrogen storage
CN110242855A (en) * 2019-06-06 2019-09-17 吕大明 Flexible high pressure hydrogen container
CN112856210A (en) * 2020-12-30 2021-05-28 新启时代(北京)材料科技有限公司 Anti-burst plastic inner container composite material storage tank and manufacturing method thereof
CN113483253A (en) * 2021-07-05 2021-10-08 曾霞光 Method for improving unit volume storage capacity of pressure container based on pressure difference
US11549643B2 (en) * 2018-07-31 2023-01-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Pressure vessel and pressure-vessel manufacturing method
DE202024000857U1 (en) 2024-05-02 2024-05-29 Emano Kunststofftechnik Gmbh pressure vessel

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4775776B2 (en) * 2008-09-24 2011-09-21 トヨタ自動車株式会社 Gas tank and manufacturing method thereof
US8517206B2 (en) * 2009-05-19 2013-08-27 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide Inc. High pressure storage vessel
DE102012007404A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-31 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Pressure storage container e.g. pressure tank for home automation device, has central portion that is provided with casing, first and second ends, and casing is provided with arcuate cup
DE102013100591A1 (en) 2013-01-21 2014-07-24 Technische Universität Darmstadt Pressure vessel and method for producing a pressure vessel
DE102013100594A1 (en) 2013-01-21 2014-08-07 Technische Universität Darmstadt Pressure vessel and method for producing a pressure vessel
RU2554699C2 (en) * 2013-08-19 2015-06-27 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"(АО "ИСС") Metal-plastic high-pressure cylinder
DE102015003753B4 (en) 2014-03-25 2024-06-27 Feuerschutz Jockel Fire extinguisher
DE102015105901A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 xperion Energy & Environment GmbH Pressure vessel and method of manufacture
RU2631957C1 (en) * 2016-10-27 2017-09-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method of manufacture of high-pressure metal-plastic ballon for space ship
CN107116340A (en) * 2017-05-18 2017-09-01 上海空间推进研究所 Space flight large size, thin walled liner and its manufacture method
DE102017211124A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing a pressure vessel
DE102018204806A1 (en) * 2018-03-28 2019-07-25 Audi Ag Pressure vessel and body structure for a vehicle
DE102018003996B4 (en) * 2018-05-17 2023-03-23 Mt Aerospace Ag Process for applying or producing a fiber layer in the manufacture of tank structures comprising domes
DE102022110151A1 (en) 2022-04-27 2023-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Liner for a pressure vessel and pressure container

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3057509A (en) * 1960-02-11 1962-10-09 Brunswick Corp Pressure vessel bladder
US3449182A (en) * 1966-05-16 1969-06-10 Structural Fibers Method of making a hollow,fiber-reinforced plastic pressure vessel
US3977614A (en) * 1973-03-07 1976-08-31 Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited Winding apparatus
EP0635672A1 (en) * 1993-07-20 1995-01-25 Landgraf, Rainer, Dipl.jur.Dipl.agr Pressure vessel, in particular pressure storage vessel, method for its manufacture and plastics for such a vessel
US5484079A (en) * 1995-03-13 1996-01-16 Essef Corporation Hydropneumatic filament-wound pressure vessel
EP0714753A2 (en) * 1994-12-01 1996-06-05 ESSEF Corporation Filament-wound isotensoid pressure vessels having geodesic domes

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT517238A (en) * 1953-06-19 1900-01-01
NL269849A (en) * 1960-10-05
US3598275A (en) * 1969-05-21 1971-08-10 Uniroyal Inc Radial-filament cylinders
DE2152123C3 (en) * 1971-10-20 1974-07-11 Elektrische Licht- Und Kraftanlagen Ag, 3579 Frielendorf pressure vessel
US3969812A (en) * 1974-04-19 1976-07-20 Martin Marietta Corporation Method of manufacturing an overwrapped pressure vessel
DE2423497A1 (en) * 1974-05-15 1975-11-20 Messerschmitt Boelkow Blohm PROCESS FOR MANUFACTURING A FIBER-REINFORCED RESIN-IMPROVED HOLLOW BODY IN THE WINDING PROCESS AND HOLLOW-BODY BY THIS PROCESS
DE2538433C2 (en) * 1975-08-29 1981-09-24 Aeg Isolier- Und Kunststoff Gmbh, 3500 Kassel pressure vessel
SE8300614D0 (en) * 1983-02-07 1983-02-07 Electrolux Ab PUT TO MAKE A VACATION-MADE PLASTIC FORM
GB8329905D0 (en) * 1983-11-09 1983-12-14 British Petroleum Co Plc Container
SE452284B (en) * 1986-03-10 1987-11-23 Saab Composite Ab PRINT PRESSURE OF COMPOSITION MATERIAL WITH THE WINDOW INSERT INTO THE WINDOW
US4685589A (en) * 1986-03-28 1987-08-11 Pneumo Corporation Composite pressure vessel including a fluid port directly through the composite side wall structure
FR2630810B1 (en) * 1988-04-27 1990-08-10 Aerospatiale CONTAINER FOR PRESSURE FLUID STORAGE
DE3821852A1 (en) * 1988-06-29 1990-02-22 Diehl Gmbh & Co Pressure-gas cylinder of composite material for high gas pressure
SE459202B (en) * 1988-08-15 1989-06-12 Saab Composite Ab CONNECTION TO A PRESSURE CONDITION OF COMPOSITION MATERIAL
SE468649B (en) * 1991-05-24 1993-02-22 Kb Komposit Foersaeljnings Ab ARMED PLASTIC CONTAINER, SATISFIED TO ASTAD A COMBUSTION BODY FOR THIS AND APPLIANCE BEFORE IMPLEMENTING THE SET
FR2677734A1 (en) * 1991-06-14 1992-12-18 Alsthom Gec RESERVOIR AND ITS MANUFACTURING METHOD.
ATE130421T1 (en) * 1992-01-10 1995-12-15 Technical Products Group Inc POLE PIECE FOR A FIBER WOUND PRESSURE VESSEL.
US5253778A (en) * 1992-01-28 1993-10-19 Edo Canada Ltd. Fluid pressure vessel boss-liner attachment system
US5287988A (en) * 1993-02-03 1994-02-22 Brunswick Corporation Metal-lined pressure vessel
AU675835B2 (en) * 1993-04-07 1997-02-20 Edo Canada Ltd. Fluid pressure vessel boss-liner attachment system with linen/exterior mechanism direct coupling
US5499739A (en) * 1994-01-19 1996-03-19 Atlantic Research Corporation Thermoplastic liner for and method of overwrapping high pressure vessels
EP0666450A1 (en) * 1994-01-31 1995-08-09 Urenco Deutschland GmbH Pressure vessel
DE19526154C2 (en) * 1995-07-10 1997-04-17 Mannesmann Ag Composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure with a plastic liner
DE19631546C1 (en) * 1996-07-24 1997-11-13 Mannesmann Ag Composite gas pressure-bottle with plastic liner
DE19751411C1 (en) * 1997-11-14 1999-01-14 Mannesmann Ag Composite fibre-reinforced pressurised gas tank including liner with end neck sections
DE19832145B4 (en) * 1998-07-17 2004-11-18 Linnemann-Schnetzer Gmbh Container for holding a medium under pressure
DE19937470A1 (en) * 1999-08-07 2001-02-08 Ralph Funck Pressure vessel and process for its manufacture
DE10000705A1 (en) * 2000-01-10 2001-07-19 Ralph Funck Pressure container for storing liquid and / or gaseous media under pressure consisting of a plastic core container which is reinforced with fiber-reinforced plastics and process for its production
NL1014290C2 (en) * 2000-02-04 2001-08-07 Advanced Lightweight Const Gro Fiber-reinforced pressure vessel and method for making a fiber-reinforced pressure vessel.
EP1156266A3 (en) * 2000-05-15 2005-11-23 mcs cylinder systems GmbH Support fot identification data and said data for a composite pressure vessel
US7147124B2 (en) * 2002-03-27 2006-12-12 Exxon Mobil Upstream Research Company Containers and methods for containing pressurized fluids using reinforced fibers and methods for making such containers
US7113660B2 (en) * 2004-02-18 2006-09-26 The Boeing Company Fiber optic damage detection system for composite pressure vessels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3057509A (en) * 1960-02-11 1962-10-09 Brunswick Corp Pressure vessel bladder
US3449182A (en) * 1966-05-16 1969-06-10 Structural Fibers Method of making a hollow,fiber-reinforced plastic pressure vessel
US3977614A (en) * 1973-03-07 1976-08-31 Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited Winding apparatus
EP0635672A1 (en) * 1993-07-20 1995-01-25 Landgraf, Rainer, Dipl.jur.Dipl.agr Pressure vessel, in particular pressure storage vessel, method for its manufacture and plastics for such a vessel
EP0714753A2 (en) * 1994-12-01 1996-06-05 ESSEF Corporation Filament-wound isotensoid pressure vessels having geodesic domes
US5484079A (en) * 1995-03-13 1996-01-16 Essef Corporation Hydropneumatic filament-wound pressure vessel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LOSSIE H ET AL: "DESIGN PRINCIPLES IN FILAMENT WINDING", COMPOSITES MANUFACTURING, BUTTERWORTH SCIENTIFIC, GUILDFORD, SURREY, GB, vol. 5, no. 1, January 1994 (1994-01-01), pages 5 - 13, XP000438199, ISSN: 0956-7143 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2475652A (en) * 2008-09-15 2011-05-25 Scott Tech Inc Method and system for filling a gas cylinder
GB2475652B (en) * 2008-09-15 2012-08-08 Scott Tech Inc Method and system for filling a gas cylinder
WO2010030921A1 (en) * 2008-09-15 2010-03-18 Scott Technologies, Inc. Method and system for filling a gas cylinder
US9310024B2 (en) 2008-09-15 2016-04-12 Scott Technologies, Inc. Method and system for filling a gas cylinder
US9890905B2 (en) 2008-09-15 2018-02-13 Scott Technologies, Inc. Method and system for filling a gas cylinder
FR2963820A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-17 Air Liquide Composite tank for containing pressurized gas, has protection layer including constituents selected among epoxy type or vinylester type resin and mixture of resin quoted with glass or carbon fibers or carbon black loads
EP3055601A4 (en) * 2013-10-08 2017-10-18 Performance Pulsation Control, Inc. Composite pulsation dampener
EP2876352A1 (en) * 2013-10-22 2015-05-27 MAN Truck & Bus Österreich AG Commercial vehicle with tank for pressurised gas
WO2016102624A1 (en) * 2014-12-24 2016-06-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for manufacturing a fluid tight laminate of composite material on an object
AU2015370947B2 (en) * 2014-12-24 2018-08-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for manufacturing a fluid tight laminate of composite material on an object
NL2014899A (en) * 2015-06-01 2016-12-12 Advanced Lightweight Eng B V Fibre reinforced pressure vessel and method for forming such.
WO2018149772A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 University Of Ulster Composite pressure vessel for hydrogen storage
US11549643B2 (en) * 2018-07-31 2023-01-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Pressure vessel and pressure-vessel manufacturing method
CN110242855A (en) * 2019-06-06 2019-09-17 吕大明 Flexible high pressure hydrogen container
CN110242855B (en) * 2019-06-06 2023-09-19 吕大明 Flexible high-pressure hydrogen storage tank
CN112856210A (en) * 2020-12-30 2021-05-28 新启时代(北京)材料科技有限公司 Anti-burst plastic inner container composite material storage tank and manufacturing method thereof
CN113483253A (en) * 2021-07-05 2021-10-08 曾霞光 Method for improving unit volume storage capacity of pressure container based on pressure difference
DE202024000857U1 (en) 2024-05-02 2024-05-29 Emano Kunststofftechnik Gmbh pressure vessel

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