EP4028688B1 - Druckbehälter und verfahren zur herstellung eines druckbehälters - Google Patents

Druckbehälter und verfahren zur herstellung eines druckbehälters Download PDF

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EP4028688B1
EP4028688B1 EP20811277.1A EP20811277A EP4028688B1 EP 4028688 B1 EP4028688 B1 EP 4028688B1 EP 20811277 A EP20811277 A EP 20811277A EP 4028688 B1 EP4028688 B1 EP 4028688B1
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Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel.
  • the invention further relates to a method for producing a pressure vessel.
  • Pressure vessels also referred to as gas cartridges
  • a valve for coupling to an application, a valve, in particular a check valve, is arranged on the pressure vessel, which is screwed into the pressure vessel as a separate component.
  • a valve generally comprises a connection thread designed as an external thread, which is designed to be coupled to a corresponding connection thread on the application in a media-tight manner.
  • the valve also comprises an overpressure protection device.
  • From the EP2 914 542 B 1 is a container with a body and a neck, wherein a valve or a valve arrangement is provided on the neck.
  • the EP 1 783 092 B1 a container for drinks which comprises a valve arrangement.
  • the valve arrangement comprises a housing and a drinks channel with a valve body, wherein operating means are provided for moving the valve body.
  • the operating means comprise first coupling means for coupling the drinks channel to a filling device for filling the container through the valve body and second coupling means for coupling the drinks channel to a filling device for filling the container through the valve body.
  • the US2018/038553 A9 describes a compressed gas container comprising a container body with a container bottom.
  • the container body defines a compressed gas housing with a neck formed integrally therewith.
  • the neck has an end portion having on an outer side a coupling structure for coupling to a coupling element and provided with a plug.
  • the plug is formed with a bore provided with a blocking element forming a gas-tight barrier sealing the housing.
  • the blocking element is a rupturable or pierceable metal sheet configured for rupturing or piercing a gas channeling element of the coupling element by a shaft.
  • the blocking element has one or more sealing elements that are different from the blocking element and configured to form a gas-tight connection with the shaft.
  • the invention is based on the object of specifying a pressure vessel which is improved compared to the prior art and an improved method for producing such a pressure vessel.
  • the pressure vessel comprises a vessel body with a vessel bottom arranged at a lower end and formed integrally with the vessel body.
  • the pressure vessel further comprises an end piece arranged at an upper end of the vessel body and formed integrally with the vessel body and having an opening.
  • a connection geometry for example an external thread, a locking arrangement or a Quick release fastener, wherein the wall with the connection geometry forms a connection which is designed to be coupled to a corresponding further connection in a media-tight manner.
  • a fastening structure for a valve for example a check valve, is formed on the inside of the wall surrounding the opening of the end piece and an overpressure safety device is provided which is arranged in an overpressure opening of the end piece or an overpressure opening of the container body.
  • the pressure vessel for example a compressed gas vessel, enables the integration of the valve or a valve function into the end piece and a direct media-tight coupling of the pressure vessel with the further connection, for example a connection of an application.
  • the valve can be omitted as a separate component.
  • a number of individual parts can be reduced, and a base body of the valve made of brass, for example, can be omitted or at least made significantly weaker in terms of its material thickness and amount of material. This means that material and cost expenditure can be significantly reduced. For example, a measurement saving of up to 200 g per pressure vessel with valve can be achieved.
  • connection geometry on the end piece and thus on the pressure vessel due to the design of the connection geometry on the end piece and thus on the pressure vessel, reliable and improved media tightness can be achieved, which results in particular from a reduction in the number of joints and their sealing compared to the solutions known from the prior art with a separate valve. Furthermore, assembly effort is reduced.
  • a seal provided in the prior art for sealing the valve against the pressure vessel in particular a so-called O-ring, can be omitted, which also results in a reduction in the number of individual parts and a reduction in costs.
  • both the pressure vessel i.e. the vessel body with the vessel base and the end piece, and the components of the valve are made of aluminum. This has the advantage that particularly low costs can be achieved and that at least all components responsible for the media tightness are made of the same material with the same thermal expansion coefficient, thus avoiding different expansions and the resulting leaks when temperatures change.
  • the design of the components of the valve and the pressure vessel also allows for simple and complete recycling.
  • the fastening structure comprises an internal thread arranged on the inside of the wall.
  • the internal thread is produced by machining the inside of the wall.
  • the internal thread can also be produced in a forming process, for example a roll forming process, during the formation of the end piece.
  • other methods for producing the internal thread are also possible.
  • the valve further comprises a sealing element which is arranged at the opening of the end piece, extends from the opening into the end piece, rests against the end piece in a media-tight manner and comprises a passage opening.
  • the valve further comprises a sealing tappet which, in a closed position, closes the passage opening of the sealing element in a media-tight manner and, in an open position, closes the passage opening at least in sections. releases.
  • the valve comprises a support element which comprises an external thread corresponding to the internal thread of the fastening structure and is screwed into the internal thread, wherein the support element is at least substantially ring-shaped or tubular and comprises a material projection protruding from the inside on an inner side facing away from the external thread or, when screwed in, forms a material projection protruding from the inside of the wall of the end piece.
  • the valve comprises a spring element which is supported with a first end on the material projection and with an opposite second end on the sealing tappet, wherein the spring element is compressed when the sealing tappet moves from the closed position to the open position.
  • the valve is also characterized by a small number of components, is easy to assemble and is characterized by high reliability. Costs for realizing the valve and for assembling it are also particularly low.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is arranged between the sealing element and the end piece.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is also arranged between the sealing element and the sealing tappet.
  • the fastening structure comprises a material projection protruding from the inside of the wall.
  • the material projection is, for example, step-shaped.
  • the material projection is produced by machining the inside of the wall, for example by creating a so-called stepped bore.
  • the material projection can also be produced in a forming process, for example a roll forming process, during the formation of the end piece.
  • other methods for producing the material projection are also possible.
  • the valve comprises a sealing element which is arranged at the opening of the end piece, protrudes from the opening into the end piece, rests against the end piece in a media-tight manner and comprises a passage opening.
  • the valve also comprises a sealing tappet which, in a closed position, closes the passage opening of the sealing element in a media-tight manner and, in an open position, opens the passage opening at least in sections.
  • the valve comprises a spring element which is supported with a first end on the material projection and with an opposite second end on the sealing tappet, wherein the spring element is compressed when the sealing tappet moves from the closed position to the open position.
  • the valve is characterized by a particularly small number of components, is easy to assemble and is characterized by a high level of reliability. The costs for realizing the valve and for assembling it are particularly low.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is arranged between the sealing element and the end piece.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is also arranged between the sealing element and the sealing tappet.
  • the valve comprises a valve body with an external thread corresponding to the internal thread of the fastening structure, wherein the valve body, when screwed into the internal thread, is arranged in the region of the opening of the end piece, protrudes from the opening into the end piece, rests against the end piece in a media-tight manner and comprises a sealing element with a passage opening. Furthermore, the valve comprises a sealing tappet arranged within the valve body, which closes the passage opening of the sealing element in a media-tight manner in a closed position and opens the passage opening at least in sections in an open position.
  • the valve comprises a support element connected to the valve body or formed on the valve body and a spring element which is supported with a first end on the support element and with an opposite second end on the sealing tappet, wherein the spring element is compressed when the sealing tappet moves from the closed position to the open position.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is arranged between the sealing element and the end piece.
  • a seal for example in the form of an O-ring, is also arranged between the sealing element and the sealing tappet.
  • the overpressure opening is formed in the vessel base. If the vessel base is designed accordingly, for example with a corresponding recess, this enables an integrated arrangement of the overpressure protection without it protruding beyond an outer edge of the pressure vessel. This increases protection against mechanical damage to the overpressure protection. Furthermore, the installation space required to accommodate the pressure vessel in an application can be reduced and assembly of the pressure vessel in the installation space is simplified.
  • the overpressure protection comprises a bursting disc, which is secured with a screw comprising a vent bolt.
  • Overpressure protection is particularly simple, cost-effective and reliable.
  • the overpressure protection is designed for a trigger pressure of 250 bar.
  • any other trigger pressure values are also possible.
  • the rupture disk is fluidically coupled to the interior of the pressure vessel and is held at the edge by the screw, within which a vent bolt is formed or arranged. If the trigger pressure is exceeded, the rupture disk is mechanically destroyed and releases a fluidic connection between the vent bolt and the interior of the pressure vessel, so that fluid, for example gas, located inside the pressure vessel can escape.
  • the overpressure opening comprises an internal thread that corresponds to an external thread of the screw, into which the screw is screwed.
  • the internal thread is produced by machining.
  • the internal thread can also be produced in a forming process, for example a roll forming process, during the formation of the end piece.
  • other processes for producing the internal thread are also possible.
  • the vessel body and the end piece are produced together from a material blank in a roll forming process.
  • the connection geometry and the fastening structure for the valve are produced by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or applying material and/or other suitable processes in the area of the end piece and then the valve is fastened in the area of the opening on the end piece in such a way that the support element with the external thread is screwed into the corresponding internal thread of the fastening structure.
  • the pressure vessel is can be manufactured particularly easily and with high quality using the roll forming process.
  • the production of the fastening structure and the fastening of the valve are also particularly easy, reliable and can be implemented at low cost.
  • the overpressure opening is created in the area of the end piece or in the container base by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or applying material and/or other suitable processes and then the overpressure safety device is attached to the overpressure opening.
  • the creation of the overpressure opening and the attachment of the overpressure safety device are particularly simple, reliable and can be implemented at low cost.
  • Figure 1 a sectional view of a possible first embodiment of a pressure vessel 1 is shown.
  • Figure 2 shows a detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 1 in the area of an end piece 2.
  • the pressure vessel 1 is, for example, a compressed gas vessel and is designed to hold a gas under high pressure.
  • the pressure vessel 1 is a so-called gas cartridge.
  • the pressure vessel 1 comprises a vessel body 3 with a vessel bottom 4 arranged at a lower end and formed integrally with the vessel body 3.
  • the end piece 2 is arranged at an end opposite the container bottom 4 and is formed integrally with the container body 3.
  • the end piece 2 has an opening O.
  • the container bottom 4, the container body 3 and the end piece 2 are designed as a homogeneous one-piece component without joints and are manufactured together in a forming process, for example a roll forming process, from a material blank, for example from an aluminum blank.
  • connection geometry 5 which is introduced on the outside of a wall 2.1 surrounding the opening O of the end piece 2 and which is designed as an external thread, for example a so-called ACME thread, in the exemplary embodiment shown.
  • the wall 2.1 and the connection geometry 5 form a connection which is designed to be or is to be coupled in a media-tight manner to a corresponding further connection of the corresponding application.
  • the connection geometry 5 is created during the formation of the end piece 2 in the forming process and/or by means of machining after the forming and/or by applying material and/or other suitable processes.
  • a valve 6 designed as a check valve is arranged within the end piece 2.
  • the valve 6 comprises a sealing element 6.1, which is arranged at the opening O of the end piece 2, starting from the opening O into the end piece 2 protrudes, rests against the end piece 2 in a media-tight manner and comprises a passage opening DO.
  • a seal 6.2 designed as an O-ring is arranged between the sealing element 6.1 and the end piece 2.
  • the sealing element 6.1 is made of aluminum, for example.
  • the valve 6 further comprises a sealing tappet 6.3, which in a closed position shown penetrates the passage opening DO of the sealing element 6.1, closes it in a media-tight manner and in an open position not shown in detail, at least partially releases the passage opening DO.
  • a further seal 6.4 designed as an O-ring is arranged between the sealing tappet 6.3 and the sealing element 6.1.
  • the sealing tappet 6.3 is made of aluminum, for example.
  • the valve 6 also comprises a spring element 6.5, for example a helical spring, which presses the sealing tappet 6.3 against the sealing element 6.1, the spring element 6.5 being compressed when the sealing tappet 6.3 moves from the closed position to the open position.
  • a spring element 6.5 for example a helical spring, which presses the sealing tappet 6.3 against the sealing element 6.1, the spring element 6.5 being compressed when the sealing tappet 6.3 moves from the closed position to the open position.
  • This movement of the sealing tappet 6.3 occurs when the pressure vessel 1 is coupled to the application, an actuating element being provided at the connection of the corresponding application, which presses the sealing tappet 6.3 against the spring force in the direction of the vessel bottom 4 when it is attached to the connection geometry 5, for example when the external thread is screwed into the connection, and thus creates a fluidic connection between an interior of the pressure vessel 1 and the application.
  • the pressure vessel 1 comprises a fastening structure 7 formed on the inside of the wall 2.1 surrounding the opening O of the end piece 2.
  • the fastening structure 7 comprises a material projection 8 protruding from the inside of the wall 2.1, on which the spring element 6.5 is supported.
  • the fastening structure 7 with the material projection 8 is formed during the formation of the end piece 2 in the Forming processes and/or by machining after forming and/or by applying material and/or other suitable processes.
  • the pressure vessel 1 comprises an overpressure protection device 9 with a bursting disk 9.1, which is secured with a screw 9.2 comprising a vent bolt 9.3.
  • an overpressure opening UO is formed in the wall 2.1 of the end piece 2, wherein the overpressure opening UO is created during the forming of the end piece 2 in the forming process and/or by means of machining after the forming and/or by applying material and/or other suitable processes.
  • a wall delimiting the overpressure opening UO has an internal thread 10 corresponding to an external thread of the screw 9.2, into which the screw 9.2 is screwed.
  • the bursting disk 9.1 is fluidically coupled to the interior of the pressure vessel 1 and rests on the edge on a material projection 11 in the overpressure opening UO and is held on the edge on a side opposite the material projection 11 by the screw 9.2, within which the venting bolt 9.3 is formed or arranged. If a trigger pressure of, for example, 250 bar is exceeded, the bursting disk 9.1 is mechanically destroyed and releases a fluidic connection between the venting bolt 9.3 and the interior of the pressure vessel 1, so that fluid, for example gas, located inside the pressure vessel 1 can escape.
  • Figure 3 a sectional view of a possible second embodiment of a pressure vessel 1 is shown.
  • Figure 4 shows a Detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 3 in the area of an end piece 2.
  • the fastening structure 7 comprises, instead of the material projection 8, an internal thread 12 arranged on the inside of the wall 2.1 of the end piece 2.
  • valve 6 comprises, in contrast to the valve shown in the Figures 1 and 2 illustrated first embodiment, a support element 6.6 which comprises an external thread 6.6.1 corresponding to the internal thread 12 of the fastening structure 7 and is screwed into the internal thread 12.
  • the support element 6.6 is formed, for example, from aluminum.
  • the support element 6.6 is at least substantially ring-shaped or tubular and comprises, on an inner side facing away from the external thread 6.6.1, a material projection 6.6.2 protruding from the inner side.
  • the support element 6.6 forms a material projection protruding from the inner side of the wall 2.1 of the end piece 2 when screwed in.
  • the material projection 6.6.2 of the support element 6.6 is intended to support the spring element 6.5 of the valve 6 and fulfils the same task as the Figures 1 and 2 shown material projection 8 of the fastening structure 7.
  • the support element 6.6 has a guide section 6.6.3 for guiding the spring element 6.5.
  • FIG 5 a sectional view of a possible third embodiment of a pressure vessel 1 is shown.
  • Figure 6 shows a detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 5 in the area of an end piece 2.
  • Figure 7 is a detailed representation of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 5 in the area of a container bottom 4.
  • the overpressure safety device 9 and the overpressure opening UO with the internal thread 10 and the material projection 11 are arranged in the container bottom 4 instead of in the wall 2.1 of the end piece 2.
  • the container base 4 has a section shaped towards the interior of the pressure vessel 1, so that a recess 4.1 is created on an outer side.
  • This recess 4.1 enables the overpressure safety device 9 to be arranged in such a way that it does not protrude beyond an outer edge of the pressure vessel 1.
  • the overpressure safety device 9 is otherwise designed according to the overpressure safety device 9 of the first embodiment of the pressure vessel 1.
  • Figure 8 shows a sectional view of a possible fourth embodiment of a pressure vessel 1.
  • Figure 9 is a detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 8 in the area of an end piece 2.
  • the fastening structure 7 comprises, instead of the material projection 8, an internal thread 12 arranged on the inside of the wall 2.1 of the end piece 2.
  • valve 6 comprises, in contrast to the valve shown in the Figures 1 and 2 illustrated first embodiment, a valve body 6.7 with an external thread 6.7.1 corresponding to the internal thread 12 of the fastening structure 7.
  • the valve body 6.7 is arranged in the area of the opening O of the end piece 2 when screwed into the internal thread 12, protrudes from the opening O into the end piece 2, rests against the end piece 2 in a media-tight manner and comprises the sealing element 6.1 with the Passage opening DO.
  • the valve body 6.7 is made of aluminum, for example.
  • valve 6 comprises the sealing tappet 6.3, which is arranged within the valve body 6.7.
  • valve 6 comprises a support element 6.6, which is connected to the valve body 6.7.
  • the support element 6.6 comprises an external thread 6.6.1 and the valve body 6.7 comprises a corresponding internal thread 6.7.2, into which the support element 6.6 is screwed.
  • the spring element 6.5 is arranged within the valve body 6.7 and is supported with its first end on the support element 6.6 and with its opposite second end on the sealing tappet 6.3.
  • the function of the sealing element 6.1, the sealing tappet 6.3 and the spring 6.5 correspond to the function of the sealing element 6.1, the sealing tappet 6.3 and the spring 6.5 of the Figures 1 and 2 illustrated first embodiment.
  • valve 6 Due to the design of the valve 6 with the valve body 6.7, the latter can be screwed as a whole into the end piece 2.
  • Figure 10 shows a sectional view of a possible fifth embodiment of a pressure vessel 1.
  • Figure 11 is a detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 10 in the area of an end piece 2.
  • Figure 12 shows a detailed view of a section of the pressure vessel 1 according to Figure 10 in the area of a container bottom 4.
  • the fourth embodiment shown is the overpressure protection 9 and the Overpressure opening UO with the internal thread 10 and the material projection 11 is arranged in the container bottom 4 instead of in the wall 2.1 of the end piece 2.
  • the container base 4 has a section shaped towards the interior of the pressure vessel 1, so that a recess 4.1 is created on an outer side.
  • This recess 4.1 enables the overpressure safety device 9 to be arranged in such a way that it does not protrude beyond an outer edge of the pressure vessel 1.
  • the overpressure safety device 9 is otherwise designed according to the overpressure safety device 9 of the first embodiment of the pressure vessel 1.

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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters.
  • Aus dem Stand der Technik sind allgemein Druckbehälter, auch als Gaskartusche bezeichnet, bekannt. Zu einer Kopplung mit einer Anwendung ist an den Druckbehältern ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet, welches als separates Bauteil in den Druckbehälter eingeschraubt ist. Ein solches Ventil umfasst im Allgemeinen ein als Außengewinde ausgebildetes Anschlussgewinde, welches eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden Anschlussgewinde an der Anwendung mediendicht gekoppelt zu werden. Weiterhin umfasst das Ventil eine Überdrucksicherung.
  • Aus der EP 2 914 542 B 1 ist ein Behälter mit einem Körper und einem Hals bekannt, wobei am Hals ein Ventil oder eine Ventilanordnung vorgesehen ist.
  • Weiterhin ist aus der EP 1 783 092 B1 ein Behälter für Getränke bekannt, welcher eine Ventilanordnung umfasst. Die Ventilanordnung umfasst ein Gehäuse und einen Getränkekanal mit einem Ventilkörper, wobei Betriebsmittel zum Bewegen des Ventilkörpers vorgesehen sind. Die Betriebsmittel umfassen erste Kupplungsmittel zum Kuppeln des Getränkekanals an eine Befüllungsvorrichtung zum Befüllen des Behälters durch den Ventilkörper und zweite Kupplungsmittel zum Kuppeln des Getränkekanals an eine Befüllungsvorrichtung zum Befüllen des Behälters durch den Ventilkörper.
  • Die US 2018/038553 A9 beschreibt einen Druckgasbehälter, umfassend einen Behälterkörper mit einem Behälterboden. Der Behälterkörper definiert ein Druckgasgehäuse mit einem damit einstückig ausgebildeten Hals. Der Hals weist einen Endabschnitt auf, der an einer Außenseite eine Kopplungsstruktur zum Koppeln mit einem Kopplungselement aufweist und mit einem Stopfen versehen ist. Der Stopfen ist mit einer Bohrung ausgebildet, die mit einem Sperrelement ausgestattet ist, das eine gasundurchlässige Barriere bildet, die das Gehäuse abdichtet. Das Sperrelement ist ein zerreißbares oder durchstechbares Metallblech, das zum Zerreißen oder Durchstechen eines Gaskanalisierungselements des Kopplungselements durch einen Schaft konfiguriert ist. Das Sperrelement weist ein oder mehrere Dichtungselemente auf, die sich von dem Sperrelement unterscheiden und derart konfiguriert sind, dass sie eine gasdichte Verbindung mit der Welle bilden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Druckbehälter und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckbehälters anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Druckbehälter, welcher die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und mit einem Verfahren, welches die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der erfindungsgemäße Druckbehälter umfasst einen Behälterkörper mit einem an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildeten Behälterboden. Weiterhin umfasst der Druckbehälter ein an einem oberen Ende des Behälterkörpers angeordnetes und einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildetes Endstück mit einer Öffnung. An einer die Öffnung des Endstücks umgebenden Wandung ist außenseitig eine Anschlussgeometrie, beispielsweise ein Außengewinde, eine Rastanordnung oder ein Schnellverschluss, angeordnet, wobei die Wandung mit der Anschlussgeometrie einen Anschluss bildet, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Weiterhin ist an der die Öffnung des Endstücks umgebenden Wandung innenseitig eine Befestigungsstruktur für ein Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, ausgeformt und es ist eine in einer Überdrucköffnung des Endstücks oder einer Überdrucköffnung des Behälterkörpers angeordnete Überdrucksicherung vorgesehen.
  • Der Druckbehälter, beispielsweise Druckgasbehälter, ermöglicht eine Integration des Ventils bzw. einer Ventilfunktion in das Endstück und eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters mit dem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung.
  • Aufgrund der Ausbildung der Anschlussgeometrie, beispielsweise eines so genannten ACME-Gewindes, am Endstück kann das Ventil als separates Bauteil entfallen. Hieraus ergibt sich gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil, dass eine Anzahl von Einzelteilen verringert werden kann, weiterhin ein beispielsweise aus Messing gebildeter Grundkörper des Ventils entfallen oder zumindest hinsichtlich seiner Materialstärke und Materialmenge signifikant schwächer dimensioniert werden kann. Somit kann ein Material- und Kostenaufwand signifikant verringert werden. Beispielsweise kann eine Einsparung an Messung von bis 200 g pro Druckbehälter mit Ventil erzielt werden.
  • Des Weiteren kann aufgrund der Ausbildung der Anschlussgeometrie am Endstück und somit am Druckbehälter eine zuverlässige und verbesserte Mediendichtheit erreicht werden, welche insbesondere aus einer Verringerung einer Anzahl von Fügestellen und deren Abdichtung gegenüber denen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil resultiert. Ferner ist ein Montageaufwand verringert.
  • Auch kann eine im Stand der Technik zur Abdichtung des Ventils gegenüber dem Druckbehälter vorgesehene Dichtung, insbesondere ein so genannter O-Ring, entfallen, woraus ebenfalls eine Reduktion der Anzahl von Einzelteilen und eine Kostenreduktion resultieren.
  • Aufgrund der Integration des Ventils in den Druckbehälter und der Ausbildung des Außengewindes am Endstück muss das Ventil nicht mehr aus Messing gebildet sein. Beispielsweise sind sowohl der Druckbehälter, d. h. der Behälterkörper mit Behälterboden und das Endstück, als auch die Komponenten des Ventils aus Aluminium gebildet. Dies führt einerseits zum Vorteil, dass besonders geringe Kosten erzielt werden können und dass andererseits zumindest alle für die Mediendichtheit verantwortliche Komponenten aus dem gleichen Material mit gleichem Wärmeausdehnungskoeffizient gebildet sind, und somit unterschiedliche Ausdehnungen und daraus folgende Undichtigkeiten bei Temperaturänderungen vermieden werden. Auch ist bei der Ausbildung der Komponenten des Ventils und des Druckbehälters ein einfaches und vollständiges Recycling möglich.
  • Die Befestigungsstruktur umfasst ein an der Innenseite der Wandung angeordnetes Innengewinde. Beispielsweise wird das Innengewinde durch spanende Bearbeitung der Innenseite der Wandung erzeugt. Das Innengewinde kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Endstücks erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Innengewindes möglich.
  • Weiterhin umfasst das Ventil ein Dichtelement, welches an der Öffnung des Endstücks angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung in das Endstück hineinragt, an dem Endstück mediendicht anliegt und eine Durchlassöffnung umfasst. Weiterhin umfasst das Ventil einen Dichtstößel, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung des Dichtelements mediendicht verschließt und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung zumindest abschnittsweise freigibt. Zusätzlich umfasst das Ventil ein Abstützelement, welches ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde umfasst und in das Innengewinde eingeschraubt ist, wobei das Abstützelement zumindest im Wesentlichen ringförmig oder rohrförmig ausgebildet und an einer dem Außengewinde abgewandten Innenseite einen von der Innenseite abragenden Materialvorsprung umfasst oder im eingeschraubten Zustand einen von der Innenseite der Wandung des Endstücks abragenden Materialvorsprung bildet. Ferner umfasst das Ventil ein Federelement, welches sich mit einem ersten Ende an dem Materialvorsprung und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel abstützt, wobei das Federelement bei einer Bewegung des Dichtstößels von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Das Ventil zeichnet sich auch in dieser Ausgestaltung durch eine geringe Anzahl an Komponenten aus, ist einfach montierbar und zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Kosten zur Realisierung des Ventils und zu dessen Montage sind ebenfalls besonders gering.
  • Beispielsweise ist zwischen dem Dichtelement und dem Endstück eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Auch zwischen dem Dichtelement und dem Dichtstößel ist in einer möglichen Ausgestaltung eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Diese Dichtungen sind sehr zuverlässig und kostengünstig verfügbar.
  • In einer möglichen Ausgestaltung des Druckbehälters umfasst die Befestigungsstruktur einen von der Innenseite der Wandung abragenden Materialvorsprung. Der Materialvorsprung ist beispielsweise stufenförmige ausgebildet. Beispielsweise wird der Materialvorsprung durch spanende Bearbeitung der Innenseite der Wandung erzeugt, beispielsweise durch Erzeugung einer so genannten Stufenbohrung. Der Materialvorsprung kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Endstücks erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Materialvorsprungs möglich.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Druckbehälters umfasst das Ventil ein Dichtelement, welches an der Öffnung des Endstücks angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung in das Endstück hineinragt, an dem Endstück mediendicht anliegt und eine Durchlassöffnung umfasst. Weiterhin umfasst das Ventil einen Dichtstößel, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung des Dichtelements mediendicht verschließt und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung zumindest abschnittsweise freigibt. Zusätzlich umfasst das Ventil ein Federelement, welches sich mit einem ersten Ende an dem Materialvorsprung und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel abstützt, wobei das Federelement bei einer Bewegung des Dichtstößels von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Das Ventil zeichnet sich in dieser Ausgestaltung durch eine besonders geringe Anzahl an Komponenten aus, ist einfach montierbar und zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Kosten zur Realisierung des Ventils und zu dessen Montage sind besonders gering.
  • Beispielsweise ist in letztgenannter Ausgestaltung zwischen dem Dichtelement und dem Endstück eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Auch zwischen dem Dichtelement und dem Dichtstößel ist in einer möglichen Ausgestaltung eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Diese Dichtungen sind sehr zuverlässig und kostengünstig verfügbar.
  • In einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Druckbehälters umfasst das Ventil einen Ventilkörper mit einem zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierenden Außengewinde, wobei der Ventilkörper im in das Innengewinde eingeschraubten Zustand im Bereich der Öffnung des Endstücks angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung in das Endstück hineinragt, an dem Endstück mediendicht anliegt und ein Dichtelement mit einer Durchlassöffnung umfasst. Weiterhin umfasst das Ventil einen innerhalb des Ventilkörpers angeordneten Dichtstößel, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung des Dichtelements mediendicht verschließt und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung zumindest abschnittsweise freigibt.
  • Zusätzlich umfasst das Ventil ein mit dem Ventilkörper verbundenes oder an dem Ventilkörper ausgebildetes Abstützelement und ein Federelement, welches sich mit einem ersten Ende an dem Abstützelement und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel abstützt, wobei das Federelement bei einer Bewegung des Dichtstößels von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Eine solche Ausbildung des Ventils mit dem Ventilkörper und den weiteren Ventilkomponenten, welche innerhalb oder am Ventilkörper gehalten sind, ermöglicht eine besonders einfache Montage des Ventils als Ganzes im Endstück. Da das Ventil im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit separatem Ventil keine Haltefunktion aufweist, kann der Ventilkörper hinsichtlich seiner Materialstärke und Materialmenge signifikant schwächer dimensioniert werden.
  • Beispielsweise ist in letztgenannter Ausgestaltung zwischen dem Dichtelement und dem Endstück eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Auch zwischen dem Dichtelement und dem Dichtstößel ist in einer möglichen Ausgestaltung eine Dichtung, zum Beispiel in Form eines O-Rings, angeordnet. Diese Dichtungen sind sehr zuverlässig und kostengünstig verfügbar.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Druckbehälters ist die Überdrucköffnung im Behälterboden ausgebildet. Dies ermöglicht bei einer entsprechenden Ausbildung des Behälterbodens, beispielsweise mit einer entsprechenden Vertiefung, eine integrierte Anordnung der Überdrucksicherung, ohne dass diese über einen Außenrand des Druckbehälters übersteht. Somit ist ein Schutz vor mechanischer Beschädigung der Überdrucksicherung erhöht. Weiterhin kann ein erforderlicher Bauraum zur Aufnahme des Druckbehälters in einer Anwendung verringert werden und eine Montage des Druckbehälters in dem Bauraum ist vereinfacht.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Druckbehälters umfasst die Überdrucksicherung eine Berstscheibe, welche mit einer Schraube, umfassend einen Entlüftungsbolzen, gesichert ist. Eine solche Ausbildung der
  • Überdrucksicherung ist besonders einfach, kostengünstig und zuverlässig. Beispielsweise ist die Überdrucksicherung für einen Auslösedruck von 250 bar ausgebildet. Es sind jedoch auch beliebige andere Auslösedruckwerte möglich.
  • Beispielsweise ist die Berstscheibe fluidisch mit einem Inneren des Druckbehälters gekoppelt und wird randseitig von der Schraube gehalten, innerhalb welcher ein Entlüftungsbolzen ausgebildet oder angeordnet ist. Wird der Auslösedruck überschritten, wird die Berstscheibe mechanisch zerstört und gibt eine fluidische Verbindung zwischen dem Entlüftungsbolzen und dem Inneren des Druckbehälters frei, so dass innerhalb des Druckbehälters befindliches Fluid, beispielsweise Gas, entweichen kann.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Druckbehälters umfasst die Überdrucköffnung ein mit einem Außengewinde der Schraube korrespondierendes Innengewinde, in welches die Schraube eingeschraubt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung der Überdrucksicherung. Beispielsweise wird das Innengewinde durch spanende Bearbeitung erzeugt. Das Innengewinde kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Endstücks erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Innengewindes möglich.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschrieben Druckbehälters werden der Behälterkörper und das Endstück gemeinsam aus einem Materialrohling in einem Rollumformverfahren hergestellt. Weiterhin werden die Anschlussgeometrie und die Befestigungsstruktur für das Ventil mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren im Bereich des Endstücks erzeugt und anschließend wird das Ventil im Bereich der Öffnung am Endstück derart befestigt, dass das Abstützelement mit dem Außengewinde in das zu diesem korrespondierende Innengewinde der Befestigungsstruktur eingeschraubt wird. Der Druckbehälter ist mittels des Rollumformverfahrens besonders einfach und mit hoher Qualität herstellbar. Auch die Erzeugung der Befestigungsstruktur und die Befestigung des Ventils sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
  • In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Überdrucköffnung im Bereich des Endstücks oder in den Behälterboden mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt und anschließend die Überdrucksicherung an der Überdrucköffnung befestigt. Die Erzeugung der Überdrucköffnung und die Befestigung der Überdrucksicherung sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Darin zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters,
    Figur 2
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 1 im Bereich eines Endstücks,
    Figur 3
    schematisch eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters,
    Figur 4
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 3 im Bereich eines Endstücks,
    Figur 5
    schematisch eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters,
    Figur 6
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 5 im Bereich eines Endstücks,
    Figur 7
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 5 im Bereich eines Behälterbodens,
    Figur 8
    schematisch eine Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters,
    Figur 9
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 8 im Bereich eines Endstücks,
    Figur 10
    schematisch eine Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters,
    Figur 11
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 10 im Bereich eines Endstücks und
    Figur 12
    schematisch eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters gemäß Figur 10 im Bereich eines Behälterbodens.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Figur 1 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen ersten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters 1 dargestellt. Figur 2 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 1 im Bereich eines Endstücks 2.
  • Der Druckbehälter 1 ist beispielsweise ein Druckgasbehälter und zur Aufnahme eines Gases unter hohem Druck ausgebildet. Beispielsweise ist der Druckbehälter 1 eine so genannte Gaskartusche.
  • Der Druckbehälter 1 umfasst einen Behälterkörper 3 mit einem an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildeten Behälterboden 4.
  • An einem dem Behälterboden 4 gegenüberliegenden Ende ist das Endstück 2 angeordnet und einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildet. Das Endstück 2 weist eine Öffnung O auf.
  • Der Behälterboden 4, der Behälterkörper 3 und das Endstück 2 sind dabei als homogenes einstückiges Bauteil ohne Fügestellen ausgebildet und gemeinsam in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, aus einem Materialrohling, beispielsweise aus einem Aluminiumrohling, hergestellt.
  • Zu einer mediendichten Kopplung des Druckbehälters 1 mit einer Anwendung umfasst dieser eine an einer die Öffnung O des Endstücks 2 umgebenden Wandung 2.1 außenseitig eingebrachte Anschlussgeometrie 5, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Außengewinde, beispielsweise ein so genanntes ACME-Gewinde, ausgebildet ist. Dabei bildet die Wandung 2.1 mit der Anschlussgeometrie 5 einen Anschluss, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss der entsprechenden Anwendung mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Die Anschlussgeometrie 5 wird während der Formung des Endstücks 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt.
  • Innerhalb des Endstücks 2 ist ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 6 angeordnet. Das Ventil 6 umfasst ein Dichtelement 6.1, welches an der Öffnung O des Endstücks 2 angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung O in das Endstück 2 hineinragt, an dem Endstück 2 mediendicht anliegt und eine Durchlassöffnung DO umfasst. Dabei ist zwischen dem Dichtelement 6.1 und dem Endstück 2 eine als O-Ring ausgebildete Dichtung 6.2 angeordnet. Das Dichtelement 6.1 ist beispielsweise aus Aluminium gebildet.
  • Das Ventil 6 umfasst weiterhin einen Dichtstößel 6.3, welcher in einer dargestellten geschlossenen Position die Durchlassöffnung DO des Dichtelements 6.1 durchdringt, diese mediendicht verschließt und in einer nicht näher dargestellten geöffneten Position die Durchlassöffnung DO zumindest abschnittsweise freigibt. Dabei ist zwischen dem Dichtstößel 6.3 und dem Dichtelement 6.1 eine weitere als O-Ring ausgebildete Dichtung 6.4 angeordnet. Der Dichtstößel 6.3 ist beispielsweise aus Aluminium gebildet.
  • Weiterhin umfasst das Ventil 6 ein Federelement 6.5, beispielsweise eine Schraubenfeder, welches den Dichtstößel 6.3 gegen das Dichtelement 6.1 drückt, wobei das Federelement 6.5 bei einer Bewegung des Dichtstößels 6.3 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird. Diese Bewegung des Dichtstößels 6.3 erfolgt bei einer Kopplung des Druckbehälters 1 mit der Anwendung, wobei am Anschluss der entsprechenden Anwendung ein Betätigungselement vorgesehen ist, welches den Dichtstößel 6.3 bei einer Befestigung an der Anschlussgeometrie 5, beispielsweise bei Einschrauben des Außengewindes in den Anschluss, gegen die Federkraft in Richtung des Behälterbodens 4 drückt und somit eine fluidische Verbindung zwischen einem Inneren des Drückbehälters 1 und der Anwendung herstellt.
  • Zur Abstützung des Federelements 6.5 an einem dem Dichtstößel 6.3 abgewandten Ende umfasst der Druckbehälter 1 eine an der die Öffnung O des Endstücks 2 umgebenden Wandung 2.1 innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur 7. Dabei umfasst die Befestigungsstruktur 7 einen von der Innenseite der Wandung 2.1 abragenden Materialvorsprung 8, an der sich das Federelement 6.5 abstützt. Die Befestigungsstruktur 7 mit dem Materialvorsprung 8 wird während der Formung des Endstücks 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt.
  • Weiterhin umfasst der Druckbehälter 1 eine Überdrucksicherung 9 mit einer Berstscheibe 9.1, welche mit einer Schraube 9.2, umfassend einen Entlüftungsbolzen 9.3, gesichert ist.
  • Zur Befestigung der Überdrucksicherung 9 ist in der Wandung 2.1 des Endstücks 2 eine Überdrucköffnung UO ausgebildet, wobei die Überdrucköffnung UO während der Formung des Endstücks 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt wird und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt wird. Eine die Überdrucköffnung UO begrenzende Wandung weist ein mit einem Außengewinde der Schraube 9.2 korrespondierendes Innengewinde 10 auf, in welches die Schraube 9.2 eingeschraubt ist.
  • Dabei ist die Berstscheibe 9.1 fluidisch mit einem Inneren des Druckbehälters 1 gekoppelt und liegt randseitig auf einem Materialvorsprung 11 in der Überdrucköffnung UO auf und wird auf einer dem Materialvorsprung 11 gegenüberliegenden Seite randseitig von der Schraube 9.2 gehalten, innerhalb welcher der Entlüftungsbolzen 9.3 ausgebildet oder angeordnet ist. Wird ein Auslösedruck von beispielsweise 250 bar überschritten, wird die Berstscheibe 9.1 mechanisch zerstört und gibt eine fluidische Verbindung zwischen dem Entlüftungsbolzen 9.3 und dem Inneren des Druckbehälters 1 frei, so dass innerhalb des Druckbehälters 1 befindliches Fluid, beispielsweise Gas, entweichen kann.
  • In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen zweiten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters 1 dargestellt. Figur 4 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 3 im Bereich eines Endstücks 2.
  • Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Befestigungsstruktur 7 anstatt des Materialvorsprungs 8 ein an der Innenseite der Wandung 2.1 des Endstücks 2 angeordnetes Innengewinde 12.
  • Weiterhin umfasst das Ventil 6 im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ein Abstützelement 6.6, welches ein zu dem Innengewinde 12 der Befestigungsstruktur 7 korrespondierendes Außengewinde 6.6.1 umfasst und in das Innengewinde 12 eingeschraubt ist. Das Abstützelement 6.6 ist beispielsweise aus Aluminium gebildet. Das Abstützelement 6.6 ist zumindest im Wesentlichen ringförmig oder rohrförmig ausgebildet und umfasst an einer dem Außengewinde 6.6.1 abgewandten Innenseite einen von der Innenseite abragenden Materialvorsprung 6.6.2. Alternativ bildet das Abstützelement 6.6 in einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel im eingeschraubten Zustand einen von der Innenseite der Wandung 2.1 des Endstücks 2 abragenden Materialvorsprung.
  • Der Materialvorsprung 6.6.2 des Abstützelements 6.6 ist dabei zur Abstützung des Federelements 6.5 des Ventils 6 vorgesehen und erfüllt die gleiche Aufgabe wie der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Materialvorsprung 8 der Befestigungsstruktur 7.
  • Zusätzlich weist das Abstützelement 6.6 einen Führungsabschnitt 6.6.3 zur Führung des Federelements 6.5 auf.
  • In Figur 5 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen dritten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters 1 dargestellt. Figur 6 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 5 im Bereich eines Endstücks 2. In Figur 7 ist eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 5 im Bereich eines Behälterbodens 4 dargestellt.
  • Im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Überdrucksicherung 9 und die Überdrucköffnung UO mit dem Innengewinde 10 und dem Materialvorsprung 11 anstatt in der Wandung 2.1 des Endstücks 2 im Behälterboden 4 angeordnet.
  • Hierzu weist der Behälterboden 4 einen zum Inneren des Druckbehälters 1 geformten Abschnitt auf, so dass an einer Außenseite eine Vertiefung 4.1 entsteht. Diese Vertiefung 4.1 ermöglicht eine Anordnung der Überdrucksicherung 9 in der Art, dass diese nicht über einen Außenrand des Druckbehälters 1 übersteht. Die Überdrucksicherung 9 ist ansonsten gemäß der Überdrucksicherung 9 des ersten Ausführungsbeispiels des Druckbehälters 1 ausgebildet.
  • Figur 8 zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen vierten Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters 1. In Figur 9 ist eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 8 im Bereich eines Endstücks 2 dargestellt.
  • Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Befestigungsstruktur 7 anstatt des Materialvorsprungs 8 ein an der Innenseite der Wandung 2.1 des Endstücks 2 angeordnetes Innengewinde 12.
  • Weiterhin umfasst das Ventil 6 im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen Ventilkörper 6.7 mit einem zu dem Innengewinde 12 der Befestigungsstruktur 7 korrespondierenden Außengewinde 6.7.1. Der Ventilkörper 6.7 ist im in das Innengewinde 12 eingeschraubten Zustand im Bereich der Öffnung O des Endstücks 2 angeordnet, ragt ausgehend von der Öffnung O in das Endstück 2 hinein, liegt an dem Endstück 2 mediendicht an und umfasst das Dichtelement 6.1 mit der Durchlassöffnung DO. Der Ventilkörper 6.7 ist beispielsweise aus Aluminium gebildet.
  • Weiterhin umfasst das Ventil 6 den Dichtstößel 6.3, welcher innerhalb des Ventilkörpers 6.7 angeordnet ist.
  • Zusätzlich umfasst das Ventil 6 ein Abstützelement 6.6, welches mit dem Ventilkörper 6.7 verbundenes ist. Dabei umfasst das Abstützelement 6.6 ein Außengewinde 6.6.1 und der Ventilkörper 6.7 umfasst ein hiermit korrespondierendes Innengewinde 6.7.2, in welches das Abstützelement 6.6 eingeschraubt ist.
  • Innerhalb des Ventilkörpers 6.7 ist das Federelement 6.5 angeordnet, welches sich mit seinem ersten Ende an dem Abstützelement 6.6 und mit seinem gegenüberliegenden zweiten Ende am Dichtstößel 6.3 abstützt. Die Funktion des Dichtelements 6.1, des Dichtstößels 6.3 und der Feder 6.5 entsprechen der Funktion des Dichtelements 6.1, des Dichtstößels 6.3 und der Feder 6.5 des in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels.
  • Aufgrund der Ausbildung des Ventils 6 mit dem Ventilkörper 6.7 ist dieses als Ganzes in das Endstück 2 einschraubbar.
  • Figur 10 zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen fünften Ausführungsbeispiels eines Druckbehälters 1. In Figur 11 ist eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 10 im Bereich eines Endstücks 2 dargestellt. Figur 12 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Druckbehälters 1 gemäß Figur 10 im Bereich eines Behälterbodens 4.
  • Im Unterschied zu dem in den Figuren 8 und 9 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel sind die Überdrucksicherung 9 und die Überdrucköffnung UO mit dem Innengewinde 10 und dem Materialvorsprung 11 anstatt in der Wandung 2.1 des Endstücks 2 im Behälterboden 4 angeordnet.
  • Hierzu weist der Behälterboden 4 einen zum Inneren des Druckbehälters 1 geformten Abschnitt auf, so dass an einer Außenseite eine Vertiefung 4.1 entsteht. Diese Vertiefung 4.1 ermöglicht eine Anordnung der Überdrucksicherung 9 in der Art, dass diese nicht über einen Außenrand des Druckbehälters 1 übersteht. Die Überdrucksicherung 9 ist ansonsten gemäß der Überdrucksicherung 9 des ersten Ausführungsbeispiels des Druckbehälters 1 ausgebildet.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Druckbehälter
    2
    Endstück
    2.1 Wandung
    3
    Behälterkörper
    4
    Behälterboden
    4.1 Vertiefung
    5
    Anschlussgeometrie
    6
    Ventil
    6.1 Dichtelement
    6.2 Dichtung
    6.3 Dichtstößel
    6.4 Dichtung
    6.5 Federelement
    6.6 Abstützelement
    6.6.1 Außengewinde
    6.6.2 Materialvorsprung
    6.6.3 Führungsabschnitt
    6.7 Ventilkörper
    6.7.1 Außengewinde
    6.7.2 Innengewinde
    7
    Befestigungsstruktur
    8
    Materialvorsprung
    9
    Überdrucksicherung
    9.1 Berstscheibe
    9.2 Schraube
    9.3 Entlüftungsbolzen
    10
    Innengewinde
    11
    Materialvorsprung
    12
    Innengewinde
    DO
    Durchlassöffnung
    O
    Öffnung
    UO
    Überdrucköffnung

Claims (8)

  1. Druckbehälter (1), umfassend
    - einen Behälterkörper (3) mit einem an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildeten Behälterboden (4),
    - ein an einem oberen Ende des Behälterkörpers (3) angeordnetes und einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildetes Endstück (2) mit einer Öffnung (O),
    - eine an einer die Öffnung (O) des Endstücks (2) umgebenden Wandung (2.1) außenseitig angeordnete Anschlussgeometrie (5), wobei die Wandung (2.1) mit der Anschlussgeometrie (5) einen Anschluss bildet, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein,
    - eine an der die Öffnung (O) des Endstücks (2) umgebenden Wandung (2.1) innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur (7) für ein Ventil (6),
    - eine in einer Überdrucköffnung (UO) des Endstücks (2) oder einer Überdrucköffnung (UO) des Behälterkörpers (3) angeordnete Überdrucksicherung (9),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Befestigungsstruktur (7) ein an der Innenseite der Wandung (2.1) angeordnetes Innengewinde (12) umfasst,
    - wobei das Ventil (6)
    - ein Dichtelement (6.1) umfasst, welches an der Öffnung (O) des Endstücks (2) angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung (O) in das Endstück (2) hineinragt, an dem Endstück (2) mediendicht anliegt und eine Durchlassöffnung (DO) umfasst,
    - einen Dichtstößel (6.3) umfasst, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung (DO) des Dichtelements (6.1) mediendicht verschließt und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung (DO) zumindest abschnittsweise freigibt,
    - ein Abstützelement (6.6) umfasst, welches ein zu dem Innengewinde (12) der Befestigungsstruktur (7) korrespondierendes Außengewinde (6.6.1) umfasst und in das Innengewinde (12) eingeschraubt ist, wobei das Abstützelement (6.6) zumindest im Wesentlichen ringförmig oder rohrförmig ausgebildet und an einer dem Außengewinde (6.6.1) abgewandten Innenseite einen von dieser Innenseite abragenden Materialvorsprung (6.6.2) umfasst oder im eingeschraubten Zustand einen von der Innenseite der Wandung (2.1) des Endstücks (2) abragenden Materialvorsprung bildet, und
    - ein Federelement (6.5) umfasst, welches sich mit einem ersten Ende an dem Materialvorsprung (6.6.2) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel (6.3) abstützt, wobei das Federelement (6.5) bei einer Bewegung des Dichtstößels (6.3) von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird.
  2. Druckbehälter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Befestigungsstruktur (7) einen von der Innenseite der Wandung (2.1) abragenden Materialvorsprung (8) umfasst.
  3. Druckbehälter (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6)
    - ein Dichtelement (6.1) umfasst, welches an der Öffnung (O) des Endstücks (2) angeordnet ist, ausgehend von der Öffnung (O) in das Endstück (2) hineinragt, an dem Endstück (2) mediendicht anliegt und eine Durchlassöffnung (DO) umfasst,
    - einen Dichtstößel (6.3) umfasst, welcher in einer geschlossenen Position die Durchlassöffnung (DO) des Dichtelements (6.1) mediendicht verschließt und in einer geöffneten Position die Durchlassöffnung (DO) zumindest abschnittsweise freigibt, und
    - ein Federelement (6.5) umfasst, welches sich mit einem ersten Ende an dem Materialvorsprung (8) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Dichtstößel (6.3) abstützt, wobei das Federelement (6.5) bei einer Bewegung des Dichtstößels (6.3) von der geschlossenen Position in die geöffnete Position komprimiert wird.
  4. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Überdrucköffnung (UO) im Behälterboden (4) ausgebildet ist.
  5. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Überdrucksicherung (9) eine Berstscheibe (9.1) umfasst, welche mit einer Schraube (9.2), umfassend einen Entlüftungsbolzen (9.3), gesichert ist.
  6. Druckbehälter (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine die Überdrucköffnung (UO) begrenzende Wandung ein mit einem Außengewinde der Schraube (9.2) korrespondierendes Innengewinde (10) umfasst, in welches die Schraube (9.2) eingeschraubt ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    - der Behälterkörper (3) und das Endstück (2) gemeinsam aus einem Materialrohling in einem Rollumformverfahren hergestellt werden,
    - die Anschlussgeometrie (5) und die Befestigungsstruktur (7) für das Ventil (6) mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material im Bereich des Endstücks (2) erzeugt werden und
    - das Ventil (6) im Bereich der Öffnung (O) am Endstück (2) derart befestigt wird, dass das Abstützelement (6.6) mit dem Außengewinde (6.6.1) in das zu diesem korrespondierende Innengewinde (12) der Befestigungsstruktur (7) eingeschraubt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei
    - die Überdrucköffnung (UO) im Bereich des Endstücks (2) oder in den Behälterboden (4) mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material erzeugt wird und
    - die Überdrucksicherung (9) an der Überdrucköffnung (UO) befestigt wird.
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