EP3667154A1 - Pressurised container and method for manufacturing the same - Google Patents

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EP3667154A1
EP3667154A1 EP19000358.2A EP19000358A EP3667154A1 EP 3667154 A1 EP3667154 A1 EP 3667154A1 EP 19000358 A EP19000358 A EP 19000358A EP 3667154 A1 EP3667154 A1 EP 3667154A1
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EP
European Patent Office
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inner container
pressure vessel
plastic
connecting pieces
end faces
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EP19000358.2A
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EP3667154B1 (en
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Hubert Börger
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Emano Kunststofftechnik GmbH
Original Assignee
Emano Kunststofftechnik GmbH
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Publication date
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    • F17C2225/036—Very high pressure, i.e. above 80 bars

Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel and a method for producing a pressure vessel made of plastic for a pressure-loaded, flowable or gaseous medium for pressures up to 700 bar and above.
  • pressure vessels for pressure-loaded, flowable or gaseous media for high pressures are described as composite pressure vessels consisting of a plastic liner with fiber-reinforced reinforcement.
  • the DE 195 26 154 C2 describes a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure.
  • the pressure vessel consists of a plastic liner and two openings in the neck area, in each of which a neck piece closing and / or sealing the opening is arranged, at least one of which is designed to receive a screw-in valve.
  • Both neck pieces are provided in the end region facing the pressure vessel with a flat, frustoconical collar.
  • the collar is surrounded on the inside by the liner and on the outside by the reinforcing winding and is provided with a recess which extends from the inside of the pressure container and extends in a region of the liner which is designed as a neck.
  • the recess has an internal thread section which interacts with an external thread section arranged on the region of the liner formed as a neck.
  • a sealing washer is arranged between the outer surface of the liner and the underside of the collar of the neck piece, and a sealing ring is located in a screwed-in groove of the respective neck piece between the end face of the neck section of the liner and the cooperating stop face of the neck piece.
  • a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure, with a liner made of plastic and a winding of a fiber composite material which reinforces the liner, a neck piece arranged in the neck region being provided which has a collar which is on the inside of the liner and on the outside of the fiber composite material is surrounded and has a neck portion, in the lower end of which the liner engages and the upper end of which has a thread, an annular radial groove for receiving a sealing element being arranged between the two ends.
  • the neck piece is formed from a container part having the collar and a screw-in connector screwed into the container part, the radial groove being formed in the screw-in connector.
  • the DE 10 2006 043 582 B3 describes a pressure vessel for a pressure-loaded, flowable or gaseous medium, which consists of a plastic liner and a first reinforcement made of fibers, the first reinforcement being applied as a winding to a plastic liner and embedded in synthetic resin.
  • a second reinforcement is provided and the two reinforcements are arranged in layers one above the other, the second reinforcement having an elongation at break that is smaller than that of the first reinforcement, so that the first reinforcement, taken on its own, is sufficient to absorb the forces resulting from the pressure of the medium in the pressure vessel as a whole.
  • the DE 10 2007 011 211 B3 discloses a pressure container for storing liquid or gaseous media, which consists of a plastic core container with at least one cylindrical collar, wherein a metal cylinder of a metal body surrounding the collar on the outside is arranged in the opening of the collar.
  • the metal cylinder is designed as a component of the metal fitting, connects directly to an external thread and has a stepped smaller outer diameter than the external thread.
  • the metal body is provided with a flange projecting radially outwards.
  • the metal cylinder has at least one groove that is open radially outwards and into which at least one O-ring seal is pressed, sealingly pressed onto the collar, at least one O-ring seal in an O-ring provided with an external thread of the collar and screwed into the metal body Part of the collar is pressed between the metal body and the metal cylinder. A metal fitting with an external thread is screwed into the end of the metal body facing away from the metal cylinder.
  • a support sleeve made of a fiber composite.
  • the DE 197 51 411 C1 discloses a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure with a liner made of plastic and two neck pieces arranged in the neck area, of which at least one is designed to receive a screw-in, threaded valve and with a winding of a fiber composite material that reinforces the liner.
  • Both neck pieces are provided in the end area facing the pressure vessel with a flat truncated cone-like collar which is surrounded on the inside by the liner and on the outside by the reinforcing winding.
  • the neck piece In the area facing the liner, the neck piece has an internal thread section which interacts with an external thread section arranged on the area of the liner designed as a neck.
  • the neck piece receiving a valve has an annular groove on the inside of the thread-free region adjoining the internally threaded section for receiving a sealing element.
  • a further internal thread section for receiving the valve follows and the neck piece receiving the valve is provided with a key attachment on the outside to prevent rotation.
  • a clamping ring which can be screwed into it is provided, which has a threaded section on the outer jacket and which is followed by a thread-free, frustoconical section.
  • the annular groove arranged between the internal thread sections of the neck piece for receiving a sealing ring extends radially into the neck piece.
  • the invention according to the DE 10 2006 004 121 A1 relates to a pressure vessel for receiving at least one fluid medium with a first plastic jacket and a second plastic jacket which at least partially encompasses the first plastic jacket, the first plastic jacket having at least at one end a collar part which comprises an opening for the media supply and removal.
  • the collar part and the plastic jacket are supported on an intermediate outer ring which tapers in a wedge-like manner in the direction of a gap opening between said jackets.
  • the pressure vessel consists of two plastic sleeves.
  • the DE 10 2009 049 948 B4 relates to a pressure vessel for storing liquid or gaseous media.
  • the pressure container comprises a plastic inner container with at least one neck piece which is not integrally connected to the pressure container and which is arranged on the container neck in the region of the container opening.
  • the pressure vessel is equipped with a support sleeve which at least partially surrounds the plastic inner vessel and the neck piece.
  • the neck piece is provided with means for receiving a connection fitting.
  • the pressure container is characterized by an insert which forms at least part of the container neck and which forms a sealing seat for the fitting to be inserted into the neck piece.
  • the metal nozzle bead consists of a cylindrical nozzle head part that has both a vertical through hole and an internal thread formed on an upper portion of an inner peripheral surface of the vertical through hole.
  • the metal nozzle bead includes a seal ring mounting member that is pressed into a lower surface of a multi-step support socket protruding upward and outward from an outer peripheral surface of the nozzle bead at a location below the lower inclined surface.
  • a seal device that extends downward from the seal ring mounting member has both an outer mounting thread formed around a lower portion of an outer peripheral surface of the seal device and one Fastening surface, which is formed between an upper end of the outer fastening thread and the sealing ring mounting part.
  • the fastening surface has a diameter which is equal to a diameter of a core of the outer fastening thread.
  • a tubular fastener having an inner fastener thread engages the outer fastener thread of the sealing device such that an upper surface of the fastener contacts an inner surface of the plastic liner, at one location on the top surface of the fastener , which corresponds to a connection point between the metal nozzle bead and the plastic cladding, a cranked sealing ring seat is provided.
  • a seal ring is seated in the seal ring seat of the fastener so that a lower surface of the seal ring having a seat on a first surface thereof contacts the seal ring mounting part of the metal nozzle bead and a second surface thereof contacts the plastic liner.
  • the DE 10 2006 031 118 B4 discloses a high pressure tank assembly consisting of an inner liner / inner liner layer, preferably made of polyethylene, and an outer construction / outer layer, preferably made of graphite composite. An opening is defined in the outer construction position / outer position, on which an annular projection, which is positioned in the opening and has an inner bore, is arranged.
  • the inner liner ply is positioned in the outer build position, the inner liner ply comprising a neck portion that extends through the inner bore of the protrusion.
  • the neck portion includes an outer annular flange positioned on the protrusion at a location outside of the outer layer.
  • a tank valve mounted on the protrusion extends through the neck portion of the inner liner sheet.
  • An O-ring positioned between a base portion of the tank valve and the annular flange seals the high pressure tank assembly from its surroundings.
  • the tank valve is attached to the high pressure tank assembly by screws screwed into the protrusion through the base portion with sealing washers positioned around the screws between the base portion and a portion of the protrusion.
  • the EP 2 000 734 (A2 ) describes a pressure-resistant container, which consists of an inner shell and an outer shell that encases the inner shell.
  • a band part is fastened in the inner shell with a collar, the collar having a radial sealing surface.
  • a mouth ring with a stepped internal bore and with two differently sized internal threads and with an external thread is arranged around the collar.
  • the mouth ring is pressed through the outer shell onto the inner shell.
  • the mouth ring is sealed off from the radial sealing surface of the collar by means of a screw-in pressing element and a first seal in the form of an O-ring.
  • a screw-in valve is sealed with a further seal in the form of an O-ring against the pressing element and by means of a further O-ring on the head part of the mouth ring.
  • the mouth ring is attached to the outer shell by means of its external thread.
  • the DE 10 2010 017 413 B4 describes a pressure vessel for storing a fluid, with a plastic core container and an outer jacket applied to the plastic core container.
  • the outer jacket has a first fiber-reinforced reinforcement with one or more wound, first fibers, in particular carbon fibers, which are embedded in a first matrix material and a second fiber-reinforced reinforcement, which is external with respect to the first reinforcement and with one or more wound, second layer Fibers, namely glass fibers, aramid fibers, polyamide fibers, polyester fibers or basalt fibers, is formed, the second fibers being different from the first fibers and being embedded in a second matrix material.
  • a shock-absorbing reinforcement thickening is arranged in a polar cap region, namely the transition region between the end face and the circumference of the plastic core container, the shock-absorbing reinforcement thickening being formed by one or more wound layers in the polar cap region.
  • the US 3,508,677 A describes a pressure vessel which consists of an inner container made of composite films and an outer shell, the inner container consisting of a cylindrical section and two cap sections.
  • the outer shell is made of a glass fiber reinforcement.
  • a connector defines an access opening through the end regions of the glass fiber shell and the inner container. The connector and the seal to the inner container and the outer shell are not explained in detail.
  • a pressure vessel which consists of an inner container with end faces and a collar arranged on one end face and from an outer jacket made of fiber-reinforced reinforcement, connecting pieces being arranged between the inner container and the outer jacket on the end faces. with recesses on the end faces into which the connecting pieces are glued with the flanges that are adapted to the curvature of the end faces and an opening on the end face with a collar directed inwards into the inner container with an inner bore and one, the external thread of a middle part of the Domed flange receiving internal thread are arranged.
  • a pressure container consisting of an inner container (1) made of plastic with end faces (3, 4) and one on the end face (3,4) arranged collar (9) and an outer jacket (2) made of fiber-reinforced reinforcement, connecting pieces (6,7) and recesses between the inner container (1) and the outer jacket (2) on the end faces (3,4) (5) for connecting pieces (6, 7) with flanges (8) which are adapted and curved to the curvature of the end faces (3, 4).
  • the connecting pieces (6, 7) consist of the cylindrical central part (13) with a curved flange (8) which extends radially outwards to the cylindrical central part (13) and is adapted to the curvature of the depression (5) on the end face (3, 4).
  • the internal thread (11) of the collar (9) and the external thread (14) of the cylindrical middle part (12) of the connecting piece (6, 7) are in the form of a tapered, self-sealing thread with a thread length that provides a positive connection between the recess (5) and allows the curved flanges (8), trained.
  • the inner container (1) is provided with a fabric (15) incorporated into the melted outer skin of the inner container (1) and bores (16) are arranged in the curved flanges (8) of the connecting pieces (6, 7), via which a positive connection by welding the inner container (1) to the curved flanges (8) by means of drop-forming burning of plastic and the inner container (1) is sealed against the curved flanges (8) of the connecting pieces (6, 7) with silicone and adhesive.
  • the fabric (15) worked into the outer skin of the inner container (1) is designed as a fabric, preferably a cotton fabric or a wire fabric made of metal or plastic with a low to medium areal density.
  • the flanges (8) are connected by means of the bores (16) to the end faces (3, 4) of the inner container (1) via the bores (16) to the depressions (5) with liquid plastic dripping from the drop-forming combustion of plastics and welded in a form-fitting manner and sealed with silicone and glue. All plastics that form drops during combustion, such as polyethylenes (PE) or polyoxymethylenes (POM) or polyamides (PA) or propylenes (PP), are suitable as plastics.
  • PE polyethylenes
  • POM polyoxymethylenes
  • PA polyamides
  • PP propylenes
  • the inner container (1) with its end faces (3, 4) and the circular depressions (5) and the collar (9) with its inner bore (13) and the inner thread (11) are produced in a rotational molding cycle from polyethylene or other plastics.
  • the inner container (1) is made of polyethylene or other plastics by rotary sintering, the outer skin of the inner container (1) is melted on the surface with one or more infrared heat sources or open flames and a cotton fabric with a low surface density is incorporated into this melted layer (17).
  • the metallic connecting pieces (6,7) with its curved flanges (8), which is adapted to the curvature of the recess (5) on the end face (3, 4), is then with its external thread (14) into the internal thread (11) of the Collar (9) screwed and the curved flange (8) of the connecting pieces (6,7) is simultaneously in the recess (5) of the end face (3,4) through the holes (16) in the curved flange by means of liquid by burning Polyethylene rods, dripping polyethylene, welded in with a positive fit and sealed with silicone and adhesive.
  • the length of both threads is adapted to each other in such a way that the curved flange (8) of the connecting pieces (6,7) is positively welded to the end face (3,4) of the inner container (1) and sealed with silicone and adhesive.
  • the inner container (1) is then wrapped with the connecting pieces (6, 7) welded and screwed into the end faces (3, 4) with a fiber-reinforced reinforcement as an outer casing (2) consisting of carbon and / or glass fibers impregnated with epoxy resin, the upper ends of the cylindrical middle part (13) of the connecting piece (6, 7) being excluded from the reinforcement.
  • the inner container (1) can also be produced by other plastic molding processes such as blowing, injection molding, rotary sintering, etc. The invention therefore does not relate solely to the inner container produced by rotational molding.
  • a pressure vessel which, due to its construction, is suitable for the storage and storage of fluid and gaseous media for very high pressures, in particular for 700 bar and above. Due to the materials used, such as polyethylene, and the lack of seams in the inner container and fluorination of the inner container, the risk of gases diffusing through the inner container is excluded. This is suitable this pressure vessel especially for the storage and storage of hydrogen. However, other easily diffusing media can also be stored and stored.
  • the design of the end faces (3, 4) allows, for example, a fitting for filling the pressure container on the end face (3) and a manometer for measuring the pressure in the container on the end face (4).

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter und eine Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters aus Kunststoff für ein druckbelastetes, fließfähiges oder gasförmiges Medium für Drücke bis 700 bar und darüber.Druckbehälter besteht aus einem Innenbehälter (1) aus Kunststoff mit Stirnseiten (3,4) und an den Stirnseite (3,4) angeordneten Kragen (10) sowie aus einem Außenmantel (2) aus einer faserverstärkten Armierung, wobei zwischen Innenbehälter (1) und dem Außenmantel (2) an den Stirnseiten (3,4) Anschlusstücke (6,7) in Vertiefungen (5) angeordnet sind, wobei der Innenbehälter (1) mit einem in die aufgeschmolzene Außenhaut des Innenbehälters (1) eingearbeiteten Gewebe (15) versehen ist und in den gewölbten Flansche (8) der Anschlussstücke (6,7) Bohrungen (16) angeordnet sind, über die eine formschlüssige Verbindung durch Verschweißen des Innenbehälter (1) mit den gewölbten Flanschen (8) mittels tropfenbildendes Verbrennen von Kunststoff hergestellt und mit Silikon und Kleber abgedichtet ist.The invention relates to a pressure vessel and a method for producing a pressure vessel made of plastic for a pressure-loaded, flowable or gaseous medium for pressures up to 700 bar and above. The pressure vessel consists of an inner container (1) made of plastic with end faces (3, 4) and on the Collar (10) arranged on the end face (3, 4) and an outer jacket (2) made of fiber-reinforced reinforcement, connecting pieces (6, 7) in between the inner container (1) and the outer jacket (2) on the end faces (3,4) Recesses (5) are arranged, the inner container (1) being provided with a fabric (15) worked into the melted outer skin of the inner container (1) and bores (16) in the curved flanges (8) of the connecting pieces (6, 7). are arranged, via which a positive connection is made by welding the inner container (1) to the curved flanges (8) by means of drop-forming burning of plastic and sealed with silicone and adhesive et is.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter und eine Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters aus Kunststoff für ein druckbelastetes, fließfähiges oder gasförmiges Medium für Drücke bis 700 bar und darüber.The invention relates to a pressure vessel and a method for producing a pressure vessel made of plastic for a pressure-loaded, flowable or gaseous medium for pressures up to 700 bar and above.

Im Stand der Technik werden Druckbehälter für druckbelastete, fließfähige oder gasförmige Medien für hohe Drücke als Composite- Druckbehälter bestehend aus einem Kunststoffliner mit faserverstärkter Armierung beschrieben.In the prior art, pressure vessels for pressure-loaded, flowable or gaseous media for high pressures are described as composite pressure vessels consisting of a plastic liner with fiber-reinforced reinforcement.

Die DE 195 26 154 C2 beschreibt einen Composite-Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck. Der Druckbehälter besteht aus einem Liner aus Kunststoff und zwei im Halsbereich liegenden 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 in dem Druckbehälter zugewandten Endbereich mit einem flachverlaufenden, kegelstumpfartigen Kragen versehen. Der Kragen ist innenseitig vom Liner und außenseitig von der verstärkenden Wicklung umgeben sowie mit einer von der Innenseite des Druckbehälters her sich erstreckenden Ausnehmung versehen, die sich in einem als Hals ausgebildeter Bereich des Liners sich erstreckt. Die Ausnehmung weist einen Innengewindeabschnitt auf, der mit einem auf dem als Hals ausgebildeten Bereich des Liners angeordneten Außengewindeabschnitt zusammenwirkt. Zwischen der Außenfläche des Liners und der Unterseite des Kragens des Halsstückes ist eine Dichtscheibe angeordnet und zwischen der Stirnfläche des Halsabschnittes des Liners und der damit zusammenwirkenden Anschlagfläche des Halsstückes befindet sich in einer eingedrehten Nut des jeweiligen Halsstückes ein Dichtring.
In der DE 10 2006 057 422 B3 wird ein Composite-Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck, mit einem Liner aus Kunststoff und einer den Liner verstärkenden Wicklung eines Faserverbundwerkstoffes offenbart, wobei ein im Halsbereich angeordnetes Halsstück vorgesehen ist, das einen Kragen, welcher innenseitig vom Liner und außenseitig von dem Faserverbundwerkstoff umgeben ist und einen Halsabschnitt aufweist, in dessen unteres Ende der Liner eingreift und dessen oberes Ende ein Gewinde aufweist, wobei zwischen den beiden Enden eine ringförmige Radialnut zur Aufnahme eines Dichtelements angeordnet ist. Das Halsstück ist aus einem den Kragen aufweisenden Behälterteil und einem in das Behälterteil eingeschraubten Einschraubstutzen gebildet, wobei die Radialnut in dem Einschraubstutzen ausgebildet ist. Dadurch kann das Dichtelement später gewechselt werden
Die DE 10 2006 043 582 B3 beschreibt einen Druckbehälter für ein druckbelastetes, fließfähiges oder gasförmiges Medium, der aus einem Kunststoffliner und einer ersten Armierung aus Fasern besteht, wobei die erste Armierung als Wicklung auf einen Kunststoffliner aufgebracht und in Kunstharz eingebettet ist. Zusätzlich zur ersten Armierung ist eine zweite Armierung vorgesehen und die beiden Armierungen sind schichtweise übereinander liegend angeordnet, wobei die zweite Armierung eine Bruchdehnung hat, die kleiner ist als diejenige der ersten Armierung, so dass die erste Armierung , für sich allein genommen, ausreicht, um die aus dem Druck des Mediums in dem Druckbehälter resultierenden Kräfte insgesamt aufzunehmen. Bei einer Überlastung kann es zu einem Bruch der zweiten Armierung kommen, wobei der Bruch der zweiten Armierung durch ein Steuersignal angezeigt wird, das durch eine sprunghafte Dehnungsänderung des Druckbehälters mit noch intakter Armierung generiert ist.
Die DE 10 2007 011 211 B3 offenbart einen Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien, der aus einem Kunststoffkernbehälter mit zumindest einem zylindrischen Kragen besteht, wobei in der Öffnung des Kragens ein Metallzylinder eines den Kragen außenseitig umschließenden Metallkörper angeordnet ist. Der Metallzylinder ist als Bestandteil der Metallarmatur ausgebildet, schließt sich unmittelbar an ein Außengewinde an und hat einen abgestuft kleineren Außendurchmesser als das Außengewinde. Der Metallkörper ist mit einem radial nach außen vorstehenden Flansch versehen. Der Metallzylinder weist zumindest eine radial nach außen offene Nut auf, in die zumindest eine dichtend an den Kragen angepresste O-Ring-Dichtung eingesetzt ist, wobei zumindest eine O-Ring-Dichtung in einem mit einem Außengewinde des Kragens versehenen und in den Metallkörper eingeschraubten Teilbereich des Kragens zwischen dem Metallkörper und dem Metallzylinder verpresst ist. Eine Metallarmatur mit einem Außengewinde ist in das von dem Metallzylinder abgewandte Ende des Metallkörpers eingeschraubt. Der Kunststoffkernbehälter und der Flansch werden von einer Stützhülle aus einem Faserverbundstoff zumindest anteilig umschlossen.The DE 195 26 154 C2 describes a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure. The pressure vessel consists of a plastic liner and two openings in the neck area, in each of which a neck piece closing and / or sealing the opening is arranged, at least one of which is designed to receive a screw-in valve. Both neck pieces are provided in the end region facing the pressure vessel with a flat, frustoconical collar. The collar is surrounded on the inside by the liner and on the outside by the reinforcing winding and is provided with a recess which extends from the inside of the pressure container and extends in a region of the liner which is designed as a neck. The recess has an internal thread section which interacts with an external thread section arranged on the region of the liner formed as a neck. A sealing washer is arranged between the outer surface of the liner and the underside of the collar of the neck piece, and a sealing ring is located in a screwed-in groove of the respective neck piece between the end face of the neck section of the liner and the cooperating stop face of the neck piece.
In the DE 10 2006 057 422 B3 discloses a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure, with a liner made of plastic and a winding of a fiber composite material which reinforces the liner, a neck piece arranged in the neck region being provided which has a collar which is on the inside of the liner and on the outside of the fiber composite material is surrounded and has a neck portion, in the lower end of which the liner engages and the upper end of which has a thread, an annular radial groove for receiving a sealing element being arranged between the two ends. The neck piece is formed from a container part having the collar and a screw-in connector screwed into the container part, the radial groove being formed in the screw-in connector. This means that the sealing element can be replaced later
The DE 10 2006 043 582 B3 describes a pressure vessel for a pressure-loaded, flowable or gaseous medium, which consists of a plastic liner and a first reinforcement made of fibers, the first reinforcement being applied as a winding to a plastic liner and embedded in synthetic resin. In addition to the first reinforcement, a second reinforcement is provided and the two reinforcements are arranged in layers one above the other, the second reinforcement having an elongation at break that is smaller than that of the first reinforcement, so that the first reinforcement, taken on its own, is sufficient to absorb the forces resulting from the pressure of the medium in the pressure vessel as a whole. In the event of an overload, the second reinforcement may break, the breakage of the second reinforcement being indicated by a control signal which is generated by a sudden change in elongation of the pressure vessel with the reinforcement still intact.
The DE 10 2007 011 211 B3 discloses a pressure container for storing liquid or gaseous media, which consists of a plastic core container with at least one cylindrical collar, wherein a metal cylinder of a metal body surrounding the collar on the outside is arranged in the opening of the collar. The metal cylinder is designed as a component of the metal fitting, connects directly to an external thread and has a stepped smaller outer diameter than the external thread. The metal body is provided with a flange projecting radially outwards. The metal cylinder has at least one groove that is open radially outwards and into which at least one O-ring seal is pressed, sealingly pressed onto the collar, at least one O-ring seal in an O-ring provided with an external thread of the collar and screwed into the metal body Part of the collar is pressed between the metal body and the metal cylinder. A metal fitting with an external thread is screwed into the end of the metal body facing away from the metal cylinder. Of the Plastic core container and the flange are at least partially enclosed by a support sleeve made of a fiber composite.

Die DE 197 51 411 C1 offenbart einen Composite-Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck mit einem Liner aus Kunststoff und zwei im Halsbereich angeordneten Halsstücken, von denen mindestens eines zur Aufnahme eines einschraubbaren, ein Gewinde aufweisenden Ventils ausgebildet ist sowie mit einer den Liner verstärkenden Wicklung eines Faserverbundwerkstoffes. Beide Halsstücke sind in dem den Druckbehälter zugewandten Endbereich mit einem flach verlaufenden kegelstumpfartigen Kragen versehen, der innenseitig vom Liner und außenseitig von der verstärkenden Wicklung umgeben ist. Das Halsstück weist in dem den Liner zugewandten Bereich einen Innengewindeabschnitt auf, der mit einem auf dem als Hals ausgebildeten Bereich des Liners angeordneten Außengewindeabschnitt zusammenwirkt. Das ein Ventil aufnehmende Halsstück weist an den dem Innengewindeabschnitt anschließenden gewindefreien Bereich auf der Innenseite eine ringförmige Nut zur Aufnahme eines Dichtelementes auf. Ein weiterer Innengewindeabschnitt zur Aufnahme des Ventils schließt sich daran an und zur Drehsicherung ist das das Ventil aufnehmende Halsstück außen mit einem Schlüsselansatz versehen. Im das Ventil aufnehmende Halsstück ist ein in diesen einschraubbarer Klemmring vorgesehen, der am Außenmantel ein Gewindeabschnitt aufweist und an dem sich ein gewindefreier kegelstumpfartiger Abschnitt anschließt. Die zwischen den Innengewindeabschnitten des Halsstückes angeordnete ringförmige Nut zur Aufnahme eines Dichtringes erstreckt sich radial in das Halsstück. Auf der Außenseite des jeweiligen Halsstückes im an den Kragen anschließenden Bereich ist die Anordnung mindestens einer radial nach außen über den ganzen Umfang sich erstreckenden Sicke vorgesehen.
Die Erfindung gemäß der DE 10 2006 004 121 A1 betrifft einen Druckbehälter zur Aufnahme mindestens eines Fluidmediums mit einem ersten Kunststoffmantel und einem den ersten Kunststoffmantel zumindest teilweise umfassenden zweiten Kunststoffmantel, wobei der erste Kunststoffmantel zumindest an seinem einen Ende ein Kragenteil aufweist, das eine Öffnung für die Medienzu- und abfuhr umfasst. Das Kragenteil und der Kunststoffmantel stützen sich an einem dazwischenliegenden Außenstützring ab, der sich in Richtung einer Spaltöffnung zwischen den genannten Mänteln keilartig verjüngt. Der Druckbehälter besteht aus zwei Kunststoffmänteln.The DE 197 51 411 C1 discloses a composite pressure vessel for storing gaseous media under pressure with a liner made of plastic and two neck pieces arranged in the neck area, of which at least one is designed to receive a screw-in, threaded valve and with a winding of a fiber composite material that reinforces the liner. Both neck pieces are provided in the end area facing the pressure vessel with a flat truncated cone-like collar which is surrounded on the inside by the liner and on the outside by the reinforcing winding. In the area facing the liner, the neck piece has an internal thread section which interacts with an external thread section arranged on the area of the liner designed as a neck. The neck piece receiving a valve has an annular groove on the inside of the thread-free region adjoining the internally threaded section for receiving a sealing element. A further internal thread section for receiving the valve follows and the neck piece receiving the valve is provided with a key attachment on the outside to prevent rotation. In the neck piece receiving the valve, a clamping ring which can be screwed into it is provided, which has a threaded section on the outer jacket and which is followed by a thread-free, frustoconical section. The annular groove arranged between the internal thread sections of the neck piece for receiving a sealing ring extends radially into the neck piece. On the outside of the respective neck piece in the area adjoining the collar, the arrangement of at least one bead extending radially outward over the entire circumference is provided.
The invention according to the DE 10 2006 004 121 A1 relates to a pressure vessel for receiving at least one fluid medium with a first plastic jacket and a second plastic jacket which at least partially encompasses the first plastic jacket, the first plastic jacket having at least at one end a collar part which comprises an opening for the media supply and removal. The collar part and the plastic jacket are supported on an intermediate outer ring which tapers in a wedge-like manner in the direction of a gap opening between said jackets. The pressure vessel consists of two plastic sleeves.

Dadurch, dass eine Spaltöffnung zwischen den Mänteln bis an eine Stelle herangeführt ist, bei der die Mäntel in koaxialer Anordnung in Anlage miteinander sind, und dass bis zu dieser Stelle eine keilartige Verjüngung eines Außenstützringes, der einstückig ausgebildet ist oder sich aus mindestens zwei ringförmigen Einzelsegmenten aus Metall zusammensetzt, führt, ist eine dichte Behälter- oder Speicheranordnung geschaffen, die mit geringen Herstellkosten realisierbar ist.
Die DE 10 2009 049 948 B4 betrifft einen Druckbehälter zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Medien. Der Druckbehälter umfasst einen Kunststoffinnenbehälter mit wenigstens einem nicht einstückig mit dem Druckbehälter verbundenen Halsstück, welches an dem Behälterhals im Bereich der Behälteröffnung angeordnet ist. Der Druckbehälter ist mit einer den Kunststoffinnenbehälter und das Halsstück zumindest teilweise umschließenden Stützhülle ausgerüstet. Das Halsstück ist mit Mitteln zur Aufnahme einer Anschlussarmatur versehen. Der Druckbehälter zeichnet sich durch einen Einsatz aus, welcher wenigstens einen Teil des Behälterhalses bildet und welcher einen Dichtsitz für die in das Halsstück einzusetzende Armatur bildet.
In der DE 11 2004 002 795 T5 wird eine Metall-Düsenwulst für Hochdruck-Verbundbehälter beschrieben, wobei die Metall-Düsenwulst mit einer Kunststoffverkleidung des Hochdruck- Verbundbehälters kombiniert ist. Die Metall-Düsenwulst besteht aus einem zylindrischen Düsenkopfteil, das sowohl eine vertikale Durchgangsbohrung als auch ein Innengewinde, das an einem oberen Abschnitt einer inneren Umfangsfläche der vertikalen Durchgangsbohrung ausgebildet ist, besitzt. An einem einscheibenförmigen Düsenschaufelteil, das um eine Außenkante eines unteren Endes des Düsenkopfteils nach außen vorsteht, ist eine obere schräge Oberfläche sowie eine untere schräge Oberfläche vorgesehen, die an einer oberen Oberfläche bzw. einer unteren Oberfläche des Düsenschaufelteils angeordnet ist. Die Metall-Düsenwulst umfasst ein Dichtungsring-Montageteil, das in eine untere Oberfläche einer mehrfach abgestuften Stützfassung, die von einer äußeren Umfangsfläche des Düsenwulstes an einer Stelle unter der unteren schrägen Oberfläche nach oben und nach außen vorsteht, gedrückt ist. Eine Dichtungsvorrichtung, die sich von dem Dichtungsring-Montageteil abwärts erstreckt, weist sowohl ein äußeres Befestigungsgewinde, das um einen unteren Abschnitt einer äußeren Umfangsfläche der Dichtungsvorrichtung ausgebildet ist, als auch eine Befestigungsfläche, die zwischen einem oberen Ende des äußeren Befestigungsgewindes und dem Dichtungsring-Montageteil ausgebildet ist, auf. Die Befestigungsfläche besitzt einen Durchmesser, der gleich einem Durchmesser eines Kerns des äußeren Befestigungsgewindes ist. Ein rohrförmiges Befestigungsteil, das ein inneres Befestigungsgewinde aufweist, ist mit dem äußeren Befestigungsgewinde der Dichtungsvorrichtung im Eingriff stehend und zwar so, dass eine obere Oberfläche des Befestigungsteils mit einer inneren Oberfläche der Kunststoffverkleidung in Kontakt kommt, wobei an der oberen Oberfläche des Befestigungsteils an einer Stelle, die einer Verbindungsstelle zwischen dem Metall-Düsenwulst und der Kunststoffverkleidung entspricht, ein gekröpfter Dichtungsringsitz vorgesehen ist. Ein Dichtungsring sitzt in dem Dichtungsringsitz des Befestigungsteils, so dass eine untere Oberfläche des Dichtungsrings mit dem Sitz einer ersten Oberfläche davon mit dem Dichtungsring-Montageteil des Metall-Düsenwulstes und einer zweiten Oberfläche davon mit der Kunststoffverkleidung in Kontakt kommt.
Die DE 10 2006 031 118 B4 offenbart eine Hochdrucktankanordnung, die aus einer Innenauskleidung/innere Auskleidungslage, vorzugsweise aus Polyethylen, und einer äußere Baulage/Außenlage, vorzugsweise aus Graphitverbundstoff besteht. In der äußeren Baulage/Außenlage ist eine Öffnung definiert, an der ein ringförmiger Vorsprung, der in der Öffnung positioniert ist und eine Innenbohrung besitzt, angeordnet. Die innere Auskleidungslage ist in der äußeren Baulage positioniert, wobei die innere Auskleidungslage einen Halsabschnitt umfasst, der sich durch die Innenbohrung des Vorsprungs erstreckt. Der Halsabschnitt umfasst einen äußeren ringförmigen Flansch, der an dem Vorsprung an einer Stelle außerhalb der Außenlage positioniert ist. Ein Tankventil, das an dem Vorsprung montiert ist erstreckt sich durch den Halsabschnitt der inneren Auskleidungslage. Ein O-Ring, der zwischen einem Basisabschnitt des Tankventils und dem ringförmigen Flansch positioniert ist, dichtet die Hochdrucktankanordnung gegenüber seiner Umgebung ab. Durch Schrauben, die durch den Basisabschnitt in den Vorsprung geschraubt sind, wird das Tankventil an die Hochdrucktankanordnung befestigt, wobei Dichtungsscheiben um die Schrauben herum zwischen dem Basisabschnitt und einem Abschnitt des Vorsprungs positioniert sind.
Die EP 2 000 734 (A2 ) beschreibt einen druckfesten Behälter, der aus einer Innenschale und einer äußeren Hülle, die die Innenschale umhüllt, besteht.Characterized in that a gap opening between the shells is brought up to a point at which the shells are in coaxial arrangement with one another, and that up to this point there is a wedge-like taper of an outer support ring which is formed in one piece or consists of at least two ring-shaped individual segments composed of metal, leads, a tight container or storage arrangement is created, which can be realized with low manufacturing costs.
The DE 10 2009 049 948 B4 relates to a pressure vessel for storing liquid or gaseous media. The pressure container comprises a plastic inner container with at least one neck piece which is not integrally connected to the pressure container and which is arranged on the container neck in the region of the container opening. The pressure vessel is equipped with a support sleeve which at least partially surrounds the plastic inner vessel and the neck piece. The neck piece is provided with means for receiving a connection fitting. The pressure container is characterized by an insert which forms at least part of the container neck and which forms a sealing seat for the fitting to be inserted into the neck piece.
In the DE 11 2004 002 795 T5 describes a metal nozzle bead for high-pressure composite containers, the metal nozzle bead being combined with a plastic cladding of the high-pressure composite container. The metal nozzle bead consists of a cylindrical nozzle head part that has both a vertical through hole and an internal thread formed on an upper portion of an inner peripheral surface of the vertical through hole. On a single-disk-shaped nozzle vane part, which projects outwards around an outer edge of a lower end of the nozzle head part, an upper inclined surface and a lower inclined surface are provided, which are arranged on an upper surface or a lower surface of the nozzle vane part. The metal nozzle bead includes a seal ring mounting member that is pressed into a lower surface of a multi-step support socket protruding upward and outward from an outer peripheral surface of the nozzle bead at a location below the lower inclined surface. A seal device that extends downward from the seal ring mounting member has both an outer mounting thread formed around a lower portion of an outer peripheral surface of the seal device and one Fastening surface, which is formed between an upper end of the outer fastening thread and the sealing ring mounting part. The fastening surface has a diameter which is equal to a diameter of a core of the outer fastening thread. A tubular fastener having an inner fastener thread engages the outer fastener thread of the sealing device such that an upper surface of the fastener contacts an inner surface of the plastic liner, at one location on the top surface of the fastener , which corresponds to a connection point between the metal nozzle bead and the plastic cladding, a cranked sealing ring seat is provided. A seal ring is seated in the seal ring seat of the fastener so that a lower surface of the seal ring having a seat on a first surface thereof contacts the seal ring mounting part of the metal nozzle bead and a second surface thereof contacts the plastic liner.
The DE 10 2006 031 118 B4 discloses a high pressure tank assembly consisting of an inner liner / inner liner layer, preferably made of polyethylene, and an outer construction / outer layer, preferably made of graphite composite. An opening is defined in the outer construction position / outer position, on which an annular projection, which is positioned in the opening and has an inner bore, is arranged. The inner liner ply is positioned in the outer build position, the inner liner ply comprising a neck portion that extends through the inner bore of the protrusion. The neck portion includes an outer annular flange positioned on the protrusion at a location outside of the outer layer. A tank valve mounted on the protrusion extends through the neck portion of the inner liner sheet. An O-ring positioned between a base portion of the tank valve and the annular flange seals the high pressure tank assembly from its surroundings. The tank valve is attached to the high pressure tank assembly by screws screwed into the protrusion through the base portion with sealing washers positioned around the screws between the base portion and a portion of the protrusion.
The EP 2 000 734 (A2 ) describes a pressure-resistant container, which consists of an inner shell and an outer shell that encases the inner shell.

In der Innenschale ist ein Bandteil mit einem Kragen befestigt, wobei der Kragen eine radiale Dichtfläche aufweist. Ein Mundring mit einer abgestuften Innenbohrung und mit zwei unterschiedlich großen Innengewinden sowie mit einem Außengewinde ist um den Kragen angeordnet.
Der Mundring wird durch die äußere Hülle auf die Innenschale gepresst. Mittels eines einschraubbaren Presselementes und einer ersten Dichtung in Form eines O- Ringes wird der Mundring gegenüber der radialen Dichtfläche des Kragens abgedichtet. Ein einschraubbares Ventil wird mit einer weiteren Dichtung in Form eine O- Ringes gegenüber dem Presselementes und mittels eines weiteren O- Ringes am Kopfteil des Mundringes abgedichtet. Der Mundring wird mittels seines Außengewindes auf die äußere Hülle befestigt.
Die DE 10 2010 017 413 B4 beschreibt einen Druckbehälter zum Speichern eines Fluides, mit einem Kunststoffkernbehälter und einem auf den Kunststoffkernbehälter aufgebrachten Außenmantel. Der Außenmantel weist eine erste faserverstärkte Armierung mit einer oder mehreren gewickelten, ersten Fasern, insbesondere Kohlefasern, die in ein erstes Matrixmaterial eingebettet sind und eine zweite faserverstärkte Armierung, die in Bezug auf die erste Armierung außen und mit einer oder mehreren gewickelten, zweiten Lage aus Fasern, nämlich Glasfasern, Aramidfasern, Polyamidfasern, Polyesterfasern oder Basaltfasern gebildet ist, auf, wobei die zweiten Fasern von den ersten Fasern verschieden und in ein zweites Matrixmaterial eingebettet sind. Eine stoßabsorbierende Armierungsverdickung ist in einem Polkappenbereich, nämlich dem Übergangsbereich zwischen Stirnseite und Umfang des Kunststoffkernbehälters angeordnet, wobei die stoßabsorbierende Armierungsverdickung durch ein oder mehrere polkappenverdickte, gewickelte Lagen im Polkappenbereich gebildet wird.
Die US 3.508.677 A beschreibt einen Druckbehälter, der aus einem aus Verbundfolien bestehenden Innenbehälter und einer äußeren Hülle besteht, wobei der Innenbehälter aus einem zylindrischen Abschnitt und zwei Kappenabschnitten besteht. Die äußere Hülle ist aus einer Glasfaserarmierungen hergestellt. Ein Anschlussstück definiert eine Zugangsöffnung durch die Endbereiche der Glasfaserschale und des Innenbehälters. Das Anschlussstück und die Abdichtung zum Innenbehälter und zur äußeren Hülle sind nicht näher erläutert.
In der DE 10 2014 013 249.8 B4 wird ein Druckbehälter offenbart, der aus einem Innenbehälter mit Stirnseiten und einem an einer Stirnseite angeordneten Kragen und aus einem Außenmantel aus einer faserverstärkten Armierung, wobei zwischen Innenbehälter und dem Außenmantel an den Stirnseiten Anschlussstücke angeordnet sind. wobei an den Stirnseiten Vertiefungen, in die die Anschlussstücke mit, an die Wölbung der Stirnseiten angepassten und gewölbten Flanschen eingeklebt sind und an der Stirnseite eine Öffnung mit einem nach innen in den Innenbehälter gerichteten Kragen mit einer, Innenbohrung und einem, das Außengewinde eines Mittelteils des gewölbten Flansches aufnehmende Innengewinde angeordnet sind.
Alle im Stand der Technik dargestellten Lösungen zur Abdichtung von Armaturen oder Ventilen in Druckbehältern mit einem inneren Behälter und einer äußeren Armierung, insbesondere für Druckbehälter, die für hohe Drücke ausgelegt sind bestehen aus einer Vielzahl von Bauteilen, sind kompliziert im Aufbau und verwenden als Dichtelemente O- Ringe. Die Dichtelemente müssen nach bestimmten Nutzungszeiten gewechselt werden, da diese mit der Zeit altern und undicht werden. Weiterhin entstehen durch die Vielzahl von Bauteilen solcher Abdichtungen und durch deren Verbindung miteinander Spalten, die die Gefahr von Leckagen erhöht. Da diese Druckbehälter auch für die Lagerung und Speicherung von Wasserstoff eingesetzt werden, ist damit die Gefahr von Explosionen gegeben. Außerdem wird durch die Anzahl der Bauelemente die Fertigung solcher Druckbehälter wesentlich verteuert.
Bei der Lösung gemäß DE 10 2014 013 249.8 B4 reißen bei hohen Drücken über 200 bar, die für die Speicherung von flüssigen Wasserstoff erforderlich sind, die eingeklebten gewölbten Flanschen an den Stirnseiten aus dem Innenbehälter aus. Außerdem berstet bei diesen hohen Druckbelastungen der Innenbehälter mit der faserverstärkten Armierung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckbehälter zu entwickeln, der diese hohen Druckbelastungen über 700 bar Betriebsdruck standhält, die für die Aufnahme der Armaturen und Ventile dienenden Flache an den Stirnseiten nicht ausreißen und bei dem die Abdichtung von Armaturen und Ventilen gegenüber dem Innenbehälter und der äußeren Armierung zuverlässig erfolgt und durch eine Verringerung der Anzahl der Bauteile solcher Abdichtung die Kosten für solch einen Behälter reduziert werden.A band part is fastened in the inner shell with a collar, the collar having a radial sealing surface. A mouth ring with a stepped internal bore and with two differently sized internal threads and with an external thread is arranged around the collar.
The mouth ring is pressed through the outer shell onto the inner shell. The mouth ring is sealed off from the radial sealing surface of the collar by means of a screw-in pressing element and a first seal in the form of an O-ring. A screw-in valve is sealed with a further seal in the form of an O-ring against the pressing element and by means of a further O-ring on the head part of the mouth ring. The mouth ring is attached to the outer shell by means of its external thread.
The DE 10 2010 017 413 B4 describes a pressure vessel for storing a fluid, with a plastic core container and an outer jacket applied to the plastic core container. The outer jacket has a first fiber-reinforced reinforcement with one or more wound, first fibers, in particular carbon fibers, which are embedded in a first matrix material and a second fiber-reinforced reinforcement, which is external with respect to the first reinforcement and with one or more wound, second layer Fibers, namely glass fibers, aramid fibers, polyamide fibers, polyester fibers or basalt fibers, is formed, the second fibers being different from the first fibers and being embedded in a second matrix material. A shock-absorbing reinforcement thickening is arranged in a polar cap region, namely the transition region between the end face and the circumference of the plastic core container, the shock-absorbing reinforcement thickening being formed by one or more wound layers in the polar cap region.
The US 3,508,677 A describes a pressure vessel which consists of an inner container made of composite films and an outer shell, the inner container consisting of a cylindrical section and two cap sections. The outer shell is made of a glass fiber reinforcement. A connector defines an access opening through the end regions of the glass fiber shell and the inner container. The connector and the seal to the inner container and the outer shell are not explained in detail.
In the DE 10 2014 013 249.8 B4 A pressure vessel is disclosed which consists of an inner container with end faces and a collar arranged on one end face and from an outer jacket made of fiber-reinforced reinforcement, connecting pieces being arranged between the inner container and the outer jacket on the end faces. with recesses on the end faces into which the connecting pieces are glued with the flanges that are adapted to the curvature of the end faces and an opening on the end face with a collar directed inwards into the inner container with an inner bore and one, the external thread of a middle part of the Domed flange receiving internal thread are arranged.
All of the solutions shown in the prior art for sealing fittings or valves in pressure vessels with an inner vessel and an outer reinforcement, in particular for pressure vessels which are designed for high pressures, consist of a large number of components, are complicated in construction and use as sealing elements O - rings. The sealing elements must be replaced after certain times of use, as they will age and leak over time. Furthermore, due to the large number of components of such seals and their connection to one another, gaps arise, which increases the risk of leakages. Since these pressure vessels are also used for the storage and storage of hydrogen, there is a risk of explosion. In addition, the number of components makes the manufacture of such pressure vessels significantly more expensive.
In the solution according to DE 10 2014 013 249.8 B4 At high pressures above 200 bar, which are required for the storage of liquid hydrogen, tear off the glued-in curved flanges on the front sides from the inner container. In addition, the inner container with the fiber-reinforced reinforcement bursts at these high pressure loads.
The object of the invention is to develop a pressure vessel that can withstand these high pressure loads of over 700 bar operating pressure, the area serving for receiving the fittings and valves does not tear out at the end faces and in which the sealing of fittings and valves against the inner container and the External reinforcement takes place reliably and by reducing the number of components of such a seal, the costs for such a container can be reduced.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Druckbehälter bestehend aus einem Innenbehälter (1) aus Kunststoff mit Stirnseiten (3,4) und einem an den Stirnseite (3,4) angeordneten Kragen (9) und aus einem Außenmantel (2) aus einer faserverstärkten Armierung, wobei zwischen Innenbehälter (1) und dem Außenmantel (2) an den Stirnseiten (3,4) Anschlusstücke (6,7) und Vertiefungen (5) für Anschlussstücke (6,7) mit, an die Wölbung der Stirnseiten (3,4) angepassten und gewölbten Flanschen (8) angeordnet sind.
Die Anschlussstücke (6,7) bestehen aus dem zylindrischen Mittelteil(13) mit einem an den zylindrischen Mittelteil (13) radial nach außen gehenden, an die Wölbung der Vertiefung (5) der Stirnseite (3,4) angepassten gewölbten Flansch (8) mit einer, an die Tiefe (a) der Vertiefung (5) angepassten Stärke, wobei im zylindrischen Mittelteil (12) eine axial Bohrung (10) und außen am unteren Ende ein, an das Innengewinde (11) des Kragens (9) angepasstes, Außengewinde (14) angeordnet ist. Das Innengewinde (11) des Kragens (9) und das Außengewinde (14) des zylindrischen Mittelteils (12) der Anschlussstückes (6,7) sind als kegliges, selbstabdichtendes Gewinde mit einer Gewindelänge, die eine formschlüssige Verbindung zwischen der Vertiefung (5) und den gewölbten Flanschen (8) erlaubt, ausgebildet.
Der Innenbehälter (1) ist mit einem in die aufgeschmolzene Außenhaut des Innenbehälters (1) eingearbeiteten Gewebe (15) versehen und in den gewölbten Flansche (8) der Anschlussstücke (6,7) sind Bohrungen (16) angeordnet, über die eine formschlüssige Verbindung durch Verschweißen des Innenbehälter (1) mit den gewölbten Flansche (8) mittels tropfenbildendes Verbrennen von Kunststoff hergestellt und der Innenbehälter (1) gegenüber den gewölbten Flansche (8) der Anschlusstücke (6,7) mit Silikon und Kleber abgedichtet ist.
Das in die Außenhaut des Innenbehälters (1) eingearbeitete Gewebe (15) ist als ein Gewebe, bevorzugt ein Bauwollgewebe oder ein Drahtgewebe aus Metall oder Kunststoff mit geringer bis mittlerer Flächendichte ausgebildet.
Die Flansche (8) werden mittels der Bohrungen (16) mit den Stirnseiten (3,4) des Innenbehälters (1) über die Bohrungen (16) mit den Vertiefungen (5) mit flüssigem aus der tropfenbildenden Verbrennung von Kunstoffen abtropfendes Kunststoff formschlüssig verschweißt verbunden und mit Silikon und Kleber abgedichtet.
Als Kunststoff sind alle bei der Verbrennung tropfenbildenden Kunststoffe, wie Polyethylene (PE) oder Polyoxymethylene (POM) oder Polyamide (PA) oder Propylene (PP) geeignet.The object of the invention is achieved by a pressure container consisting of an inner container (1) made of plastic with end faces (3, 4) and one on the end face (3,4) arranged collar (9) and an outer jacket (2) made of fiber-reinforced reinforcement, connecting pieces (6,7) and recesses between the inner container (1) and the outer jacket (2) on the end faces (3,4) (5) for connecting pieces (6, 7) with flanges (8) which are adapted and curved to the curvature of the end faces (3, 4).
The connecting pieces (6, 7) consist of the cylindrical central part (13) with a curved flange (8) which extends radially outwards to the cylindrical central part (13) and is adapted to the curvature of the depression (5) on the end face (3, 4). with a thickness adapted to the depth (a) of the depression (5), an axial bore (10) in the cylindrical middle part (12) and an outer one at the lower end, adapted to the internal thread (11) of the collar (9), External thread (14) is arranged. The internal thread (11) of the collar (9) and the external thread (14) of the cylindrical middle part (12) of the connecting piece (6, 7) are in the form of a tapered, self-sealing thread with a thread length that provides a positive connection between the recess (5) and allows the curved flanges (8), trained.
The inner container (1) is provided with a fabric (15) incorporated into the melted outer skin of the inner container (1) and bores (16) are arranged in the curved flanges (8) of the connecting pieces (6, 7), via which a positive connection by welding the inner container (1) to the curved flanges (8) by means of drop-forming burning of plastic and the inner container (1) is sealed against the curved flanges (8) of the connecting pieces (6, 7) with silicone and adhesive.
The fabric (15) worked into the outer skin of the inner container (1) is designed as a fabric, preferably a cotton fabric or a wire fabric made of metal or plastic with a low to medium areal density.
The flanges (8) are connected by means of the bores (16) to the end faces (3, 4) of the inner container (1) via the bores (16) to the depressions (5) with liquid plastic dripping from the drop-forming combustion of plastics and welded in a form-fitting manner and sealed with silicone and glue.
All plastics that form drops during combustion, such as polyethylenes (PE) or polyoxymethylenes (POM) or polyamides (PA) or propylenes (PP), are suitable as plastics.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters aus Kunststoff mit einer faserverstärkten Armierung wird ein Innenbehälter (1) mit Stirnseiten (3, 4) und einem an den Stirnseite (3,4) angeordneten Kragen (9) sowie Vertiefungen (5) für Anschlussstücke (6,7) mittels Rotationsgießen oder Rotationssintern hergestellt. Die Außenhaut des Innenbehälters (1) wird mittels einer Heizquelle in geringer Tiefe aufgeschmolzen und ein Gewebe (15) in die aufgeschmolzene Außenhaut (17) gewickelt und/oder geklebt sowie auf das in die Außenhaut des Innenbehälters eingearbeitete Gewebe (15) eine faserverstärkte Armierung (2) aufgetragen.
Die Anschlussstücke (6,7) werden über die Bohrungen (16) in den gewölbten Flanschen (8) mittels durch die Tropfenbildung verbrennender Kunststoffstäbe entstehenden Tropfen mit den Vertiefungen (5) in den Stirnseiten (3,4) formschlüssig verschweißt und mit Silikon und Kleber abgedichtet.
Die Erfindung soll an Hand eines Beispiels näher erläutert werden, wobei die Fig. 1 eine schematische Darstellung des Druckbehälter, die Fig.2 die Anschlussstück (6,7), und die Fig.3 einen Schnitt durch die Wandung des Innenbehälter (1) darstellen und

  1. 1 Innenbehälter
  2. 2 Außenmantel aus einer faserverstärkte Armierung
  3. 3 Stirnseite des Innenbehälters
  4. 4 Stirnseite des Innenbehälters
  5. 5 Vertiefung in den Stirnseiten (3,4)
  6. 6 Anschlussstück
  7. 7 Anschlussstück
  8. 8 gewölbter Flansch der Anschlussstückes (6,7)
  9. 9 Kragen
  10. 10 axiale Bohrung im Kragen (9)
  11. 11 Innengewinde im Kragen (9)
  12. 12 zylindrisches Mittelteil der Anschlussstücke (6,7)
  13. 13 Innenbohrung des Mittelteils (12) der Anschlussstücke (6,7)
  14. 14 kegliges, selbstabdichtendes Außengewinde
  15. 15 Gewebe
  16. 16 Bohrung
  17. 17 aufgeschmolzene Außenhaut des Innenbehälters (1) mit Gewebe bedeuten.
In the process for producing a pressure container made of plastic with a fiber-reinforced reinforcement, an inner container (1) with end faces (3, 4) and a collar (9) arranged on the end face (3,4) as well as depressions (5) for connecting pieces (6 , 7) produced by means of rotary casting or rotary sintering. The outer skin of the inner container (1) is melted at a shallow depth by means of a heating source and a fabric (15) is wound and / or glued into the melted outer skin (17) and a fiber-reinforced reinforcement (15) is woven onto the fabric (15) worked into the outer skin of the inner container. 2) applied.
The connecting pieces (6, 7) are positively welded through the bores (16) in the curved flanges (8) by means of drops created by the burning of plastic rods with the depressions (5) in the end faces (3, 4) and with silicone and adhesive sealed.
The invention will be explained in more detail using an example, the Fig. 1 a schematic representation of the pressure vessel, the Fig. 2 the connector (6,7), and the Fig. 3 represent a section through the wall of the inner container (1) and
  1. 1 inner container
  2. 2 outer jacket made of fiber-reinforced reinforcement
  3. 3 face of the inner container
  4. 4 face of the inner container
  5. 5 indentation in the end faces (3,4)
  6. 6 connector
  7. 7 connector
  8. 8 curved flange of the connection piece (6,7)
  9. 9 collar
  10. 10 axial bore in the collar (9)
  11. 11 internal threads in the collar (9)
  12. 12 cylindrical middle part of the connecting pieces (6,7)
  13. 13 inner bore of the middle part (12) of the connecting pieces (6,7)
  14. 14 tapered, self-sealing external thread
  15. 15 tissues
  16. 16 hole
  17. 17 mean melted outer skin of the inner container (1) with tissue.

Der Innenbehälter (1) mit seinen Stirnseiten (3,4) und den kreisrunden Vertiefungen (5) sowie dem Kragen (9) mit seiner Innenbohrung (13) und dem Innengewinde (11) werden in einem Rotationsgusszyklus aus Polyethylen oder andere Kunststoffe hergestellt. Nach der Fertigung des Innenbehälters (1) aus Polyethylen oder anderen Kunststoffen durch Rotationssintern wird die Außenhaut des Innenbehälters (1) mit einer oder mehreren Infrarotwärmequellen oder offenen Flammen oberflächlich aufgeschmolzen und in diese aufgeschmolzene Schicht (17) ein Baumwollgewebe mit einer niedrigen Flächendichte eingearbeitet.
Die metallische Anschlussstücke (6,7) mit seinem gewölbten Flanschen (8), der an die Wölbung der Vertiefung(5) der Stirnseite (3,4) angepasst ist, wird danach mit seinem Außengewinde (14) in das Innengewinde (11) des Kragens (9) eingeschraubt und dabei wird der gewölbte Flansch (8) der Anschlussstücke (6,7) gleichzeitig in die Vertiefung (5) der Stirnseite (3,4) über die Bohrungen (16) im gewölbten Flansch mittels durch flüssiges durch Verbrennen von Polyetylenstäben abtropfendes Polyethylen formschlüssig eingeschweißt und mit Silikon und Kleber abgedichtet. Beide Gewinde sind in ihrer Länge miteinander so angepasst, dass der gewölbte Flansch (8) der Anschlussstücke (6,7) formschlüssig mit den Stirnseite (3,4) des Innenbehälters (1) verschweißt und mit Silikon und Kleber abgedichtet ist.
Danach wird der Innenbehälter (1) mit den in den Stirnseiten (3,4) eingeschweißten und eingeschraubten Anschlussstücken (6,7) mit einer faserverstärkten Armierung als ein aus mit Epoxidharz getränkten Carbon- und/oder Glasfasern bestehender Außenmantel (2) formschlüssig umwickelt, wobei die oberen Enden des zylindrischen Mittelteils (13) der Anschlussstückes (6,7) von der Armierung ausgenommen werden.
Der Innenbehälter (1) kann aber auch durch andere kunststoffformende Verfahren wie Blasen, Spritzgießen, Rotationssintern usw. hergestellt werden. Die Erfindung bezieht sich also nicht allein auf den im Rotationsgießen hergestellten Innenbehälter.The inner container (1) with its end faces (3, 4) and the circular depressions (5) and the collar (9) with its inner bore (13) and the inner thread (11) are produced in a rotational molding cycle from polyethylene or other plastics. After the inner container (1) is made of polyethylene or other plastics by rotary sintering, the outer skin of the inner container (1) is melted on the surface with one or more infrared heat sources or open flames and a cotton fabric with a low surface density is incorporated into this melted layer (17).
The metallic connecting pieces (6,7) with its curved flanges (8), which is adapted to the curvature of the recess (5) on the end face (3, 4), is then with its external thread (14) into the internal thread (11) of the Collar (9) screwed and the curved flange (8) of the connecting pieces (6,7) is simultaneously in the recess (5) of the end face (3,4) through the holes (16) in the curved flange by means of liquid by burning Polyethylene rods, dripping polyethylene, welded in with a positive fit and sealed with silicone and adhesive. The length of both threads is adapted to each other in such a way that the curved flange (8) of the connecting pieces (6,7) is positively welded to the end face (3,4) of the inner container (1) and sealed with silicone and adhesive.
The inner container (1) is then wrapped with the connecting pieces (6, 7) welded and screwed into the end faces (3, 4) with a fiber-reinforced reinforcement as an outer casing (2) consisting of carbon and / or glass fibers impregnated with epoxy resin, the upper ends of the cylindrical middle part (13) of the connecting piece (6, 7) being excluded from the reinforcement.
The inner container (1) can also be produced by other plastic molding processes such as blowing, injection molding, rotary sintering, etc. The invention therefore does not relate solely to the inner container produced by rotational molding.

Mit dem erfindungsgemäßen Druckbehälter wird eine Druckbehälter geschaffen, der auf Grund seines Aufbaus für die Lagerung und Speicherung von fluiden und gasförmigen Medien für sehr hohe Drücke, insbesondere für 700 bar und darüber geeignet ist. Durch die eingesetzten Materialien, wie Polyethylen, und das Fehlen von Nähten im Innenbehälter und Fluorieren des Innenbehälters ist die Gefahr der Diffusion von Gasen durch den Innenbehälter ausgeschlossen. Damit eignet sich dieser Druckbehälter insbesondere für die Lagerung und Speicherung von Wasserstoff. Aber auch andere leichtdiffundierende Medien können gelagert und gespeichert werden.
Außerdem können durch die Ausgestaltung der Stirnseiten (3,4) beispielsweise an der Stirnseite (3) eine Armatur zum Füllen des Druckbehälters und an der Stirnseite (4) ein Manometer zum Messen des Druckes im Behälter angebracht werden.With the pressure vessel according to the invention, a pressure vessel is created which, due to its construction, is suitable for the storage and storage of fluid and gaseous media for very high pressures, in particular for 700 bar and above. Due to the materials used, such as polyethylene, and the lack of seams in the inner container and fluorination of the inner container, the risk of gases diffusing through the inner container is excluded. This is suitable this pressure vessel especially for the storage and storage of hydrogen. However, other easily diffusing media can also be stored and stored.
In addition, the design of the end faces (3, 4) allows, for example, a fitting for filling the pressure container on the end face (3) and a manometer for measuring the pressure in the container on the end face (4).

Claims (12)

Druckbehälter bestehend aus einem Innenbehälter (1) aus Kunststoff mit Stirnseiten (3,4) und an den Stirnseite (3,4) angeordneten Kragen (10) sowie aus einem Außenmantel (2) aus einer faserverstärkten Armierung, wobei zwischen Innenbehälter (1) und dem Außenmantel (2) an den Stirnseiten (3,4) Anschlusstücke (6,7) und Vertiefungen (5) für Anschlussstücke (6,7) angeordnet sind, die mit an die Wölbung der Stirnseiten (3,4) angepassten und gewölbten Flanschen (8) versehen sind und wobei an den Stirnseite (3,4) des Innenbehälters (1) eine Öffnung (11) mit einem nach innen in den Innenbehälter gerichteten Kragen (10) mit einer Innenbohrung (14) und einem, das Außengewinde eines Mittelteils (13) des gewölbten Flansches (8) aufnehmende Innengewinde (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (1) mit einem in die aufgeschmolzene Außenhaut des Innenbehälters (1) eingearbeiteten Gewebe (15) versehen ist und in den gewölbten Flansche (8) der Anschlussstücke (6,7) Bohrungen (16) angeordnet sind, über die eine formschlüssige Verbindung durch Verschweißen des Innenbehälter (1) mit den gewölbten Flanschen (8) mittels tropfenbildendes Verbrennen von Kunststoff hergestellt und mit Silikon und Kleber abgedichtet ist.Pressure vessel consisting of an inner container (1) made of plastic with end faces (3, 4) and collars (10) arranged on the end face (3,4) as well as an outer jacket (2) made of a fiber-reinforced reinforcement, between the inner container (1) and the outer sheath (2) on the end faces (3, 4), connecting pieces (6, 7) and depressions (5) for connecting pieces (6, 7) are arranged, which have flanges which are matched and curved to the curvature of the end faces (3, 4) (8) are provided, and on the front side (3, 4) of the inner container (1) there is an opening (11) with a collar (10) directed inwards into the inner container with an inner bore (14) and one, the external thread of a central part (13) of the curved flange (8) receiving the internal thread (11), characterized in that the inner container (1) is provided with a fabric (15) worked into the melted outer skin of the inner container (1) and in the curved flanges ( 8) the connecting pieces (6,7) holes (16) are arranged, via which a positive connection is made by welding the inner container (1) to the curved flanges (8) by means of drop-forming burning of plastic and sealed with silicone and adhesive. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Außenhaut des Innenbehälters (1) eingearbeitete Gewebe (15) als ein Gewebe mit geringer bis mittlerer Flächendichte ausgebildet istPressure vessel according to claim 1, characterized in that the fabric (15) incorporated into the outer skin of the inner vessel (1) is designed as a fabric with a low to medium areal density Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (15) ein Bauwollgewebe oder eine Drahtgewebe aus Metall oder Kunststoff ist.Pressure vessel according to claim 1 to 2, characterized in that the fabric (15) is a cotton fabric or a wire mesh made of metal or plastic. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (8) mittels der Bohrungen (16) mit den Stirnseiten (3,4) des Innenbehälters (1) über die Bohrungen (16) mit den Vertiefungen (5) mit flüssigem aus der tropfenbildenden Verbrennung von Kunstoffen abtropfendes Kunststoff formschlüssig verschweißt verbunden sind.Pressure vessel according to Claims 1 to 3, characterized in that the flanges (8) are made of liquid by means of the bores (16) with the end faces (3, 4) of the inner vessel (1) via the bores (16) with the depressions (5) the drop-forming combustion of plastics dripping from plastic are welded in a form-fitting manner. Druckbehälter nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstücke (6,7) aus dem zylindrischen Mittelteil(13) mit einem an den zylindrischen Mittelteil (13) radial nach außen gehenden, an die Wölbung der Vertiefung (5) der Stirnseite (3,4) angepassten gewölbten Flansche (8) mit einer, an die Tiefe (a) der Vertiefung (5) angepassten, Stärke, besteht, wobei im zylindrischen Mittelteil (12) eine axial Bohrung (10) und außen am unteren Ende ein, an das Innengewinde (13) des Kragens (9) angepasstes, Außengewinde (14) angeordnet ist.Pressure vessel according to claims 1-4, characterized in that the connecting pieces (6, 7) from the cylindrical middle part (13) with a radially outward going towards the cylindrical middle part (13), with the curvature of the depression (5) of the end face (3rd , 4) adapted curved flanges (8) with a thickness adapted to the depth (a) of the recess (5), with an axial bore (10) in the cylindrical middle part (12) and the outside at the lower end the internal thread (13) of the collar (9) is adapted to the external thread (14). Druckbehälter nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (11) des Kragens (9) und das Außengewinde (14) des zylindrischen Mittelteils (12) der Anschlussstückes (6,7) als kegliges, selbstabdichtendes Gewinde mit einer Gewindelänge, die eine formschlüssige Verbindung zwischen der Vertiefung (5) und den gewölbten Flanschen (8) erlaubt, ausgebildet ist.Pressure vessel according to claims 1-5, characterized in that the internal thread (11) of the collar (9) and the external thread (14) of the cylindrical central part (12) of the connecting piece (6, 7) as a tapered, self-sealing thread with a thread length that allows a positive connection between the recess (5) and the curved flanges (8) is formed. Druckbehälter nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (1) mit seinen Stirnseiten (3,4) und mit den in den Vertiefungen (5) angeordneten Anschlussstücke (6,7) mit einem Außenmantel (2) aus faserverstärkter Armierung versehen ist,Pressure vessel according to claims 1-6, characterized in that the inner container (1) with its end faces (3, 4) and with the connecting pieces (6, 7) arranged in the recesses (5) are provided with an outer jacket (2) made of fiber-reinforced reinforcement is Druckbehälter nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel aus in Epoxid- oder Phenolharzen eingebetteten Fasern, wie Kohlenstoff-, Glas-, Aramid-, Bor-, oder AI203- Fasern besteht.Pressure vessel according to claims 1-7, characterized in that the outer jacket consists of fibers embedded in epoxy or phenolic resins, such as carbon, glass, aramid, boron or AI203 fibers. Druckbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (2) aus einer faserverstärkten Armierung aus Kohlenstofffasern mit einer auf diese Armierung angeordneten zweiten Armierung aus Glasfasern besteht.Pressure vessel according to claim 8, characterized in that the outer jacket (2) consists of a fiber-reinforced reinforcement made of carbon fibers with a second reinforcement made of glass fibers arranged on this reinforcement. Druckbehälter nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, das als Kunststoff Polyethylene (PE) oder Polyoxymethylene (POM), Polyamide (PA) oder Polypropylene (PP) ausgewählt sind.Pressure vessel according to claims 1-7, characterized in that the plastics selected are polyethylenes (PE) or polyoxymethylenes (POM), polyamides (PA) or polypropylenes (PP). Verfahren zur Herstellung eine Druckbehälters aus Kunststoff mit einer faserverstärkten Armierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenbehälter (1) mit Stirnseiten (3, 4) und einem an einer Stirnseite (3,4) angeordneten Kragen (9) sowie Vertiefungen (5) für Anschlussstücke (6,7) mittels Rotationsgießen oder Rotationssintern hergestellt, die Außenhaut des Innenbehälters (1) mittels einer Heizquelle in geringer Tiefe aufgeschmolzen und ein Gewebe (15) in die aufgeschmolzene Außenhaut (17) gewickelt und/oder geklebt sowie auf das in die Außenhaut des Innenbehälters eingearbeitete Gewebe (115) eine faserverstärkte Armierung (2) aufgetragen wird.Method for producing a pressure container made of plastic with a fiber-reinforced reinforcement according to claim 1, characterized in that an inner container (1) with end faces (3, 4) and a collar (9) arranged on one end face (3, 4) and depressions (5 ) for connecting pieces (6,7) by means of rotary casting or rotary sintering, the outer skin of the inner container (1) is melted at a shallow depth by means of a heating source and a fabric (15) is wrapped and / or glued into the melted outer skin (17) and onto the in a fiber-reinforced reinforcement (2) is applied to the outer skin of the inner container (115). Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstücke (6,7) über die Bohrungen (20) in den gewölbten Flanschen (8) mittels durch Tropfenbildung verbrennender Kunststoffstäbe entstehender Tropfen mit den Vertiefungen (5) in den Stirnseiten (3,4) formschlüssig verschweißt und mit Silikon und Kleber abgedichtet werden.A method according to claim 11, characterized in that the connecting pieces (6, 7) have a positive fit with the depressions (5) in the end faces (3, 4) via the bores (20) in the curved flanges (8) by means of drops formed by droplet burning plastic rods welded and sealed with silicone and adhesive.
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