EP4575303A1

EP4575303A1 - Selbstdichtender ventilanschluss für druckbehälter

Info

Publication number: EP4575303A1
Application number: EP23218745.0A
Authority: EP
Inventors: Jens Landmesser; Simon MEVISSEN; Frank Otremba; Christian Middendorf
Original assignee: Nproxx BV
Current assignee: Nproxx BV
Priority date: 2023-12-20
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2025-06-25
Also published as: WO2025133040A1

Abstract

Ein Druckbehälter 1 umfasst einen Innenbehälter 2 mit einer Innen- und Außenseite (2i, 2a) aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial zur Bereitstellung eines Speichervolumens SV im Druckbehälter, eine auf den Innenbehälter zu dessen Verstärkung aufgebrachte Außenschicht 3, und ein auf dem Innenbehälter angeordnetes Ventilanschlussstück 4 mit hohlförmigen Dichteinsatz 41 und Außenstück 42 zur Aufnahme eines Ventils und zur Abdichtung des Speichervolumens gegenüber dem Innenbehälter, der zum Anschließen des Ventilanschlussstücks eine zylinderförmig aus der Außenseite hervorragende zum Speichervolumen hin innen offene Auswölbung 23 mit einer Zylinderachse ZA umfasst, wobei der hohlförmige Dichteinsatz an einer Innenseite 23i der Auswölbung und das Außenstück auf einer Außenseite 23a der Auswölbung positioniert ist und auf seiner zur Auswölbung ausgerichteten Seite eine geeignet geformte Nut 421 mit einer dem Speichervolumen zugewandten ersten Kante 421a und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante 421b zur Aufnahme eines Dichtungsrings 6 aufweist, wobei die Nut und der Dichtungsring so dimensioniert sind und das Innenbehältermaterial dazu vorgesehen ist, unter einem mechanisch aufgebauten Druck aufgrund seiner plastischen Verformbarkeit zumindest in beiden Lücken (L1, L2) zwischen Dichtungsring und erster sowie zweiter Kante hineinragende erste und zweite Dichtungswülste (24a, 24b) auszubilden.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem selbstdichtenden Ventilanschlussstück und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckbehälters.

Hintergrund der Erfindung

Der Markt für Druckbehälter, die mit Faserverbundmaterial verstärkt werden, wächst kontinuierlich. Die zunehmende Förderung von Erdgas und Fracking-Gas macht speziell in Ländern ohne entsprechendes Pipelinenetz eine Speicherung in Druckbehältern erforderlich. Hinzu kommt der Automobilsektor, der stark an der Entwicklung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen arbeitet, bei denen der Brennstoff in Form von gasförmigem Wasserstoff unter hohem Druck in Druckbehältern gespeichert werden soll. Für den Transport der Druckbehälter sind leichte Druckbehälter gewünscht, da ein Transport von Druckbehältern mit hohen Behältergewichten unnötig viel Energie verbraucht und daher zu hohe Transportkosten verursacht.
Hierbei müssen die Druckbehälter mit einem unter Hochdruck im Druckbehälter gespeicherten Füllgas über einen großen Temperaturbereich und über einen langen Zeitraum zuverlässig unter alternierenden Lastzuständen (Entleerung des Druckbehälters, Wiederbefüllung des Druckbehälters und so weiter) der Norm und/oder den Kundenanforderungen entsprechend dicht sein. Druckbehälter nach dem Stand der Technik versuchen über 0-Ring-Dichtungen die Gasdichtigkeit herzustellen. Eine Redundanz für die abdichtende Stelle liegt nicht vor und führt daher leicht zu einem Versagen der Dichtung, sofern sich die Sitz- und Passverhältnisse des 0-Rings relativ zu den anderen Komponenten ändern.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 008 051 A1 offenbart eine Dichtungsanordnung, die ein Trägerelement, eine erste Dichtung, eine zweite Dichtung, die von der ersten Dichtung beabstandet ist, und eine dritte Dichtung aufweist, wobei die erste Dichtung einer Leckage von Fluid entgegenwirkt, wenn ein Inneres eines abzudichtenden Gegenstandes Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken unterhalb eines vorbestimmten Druckes ausgesetzt wird, und die zweite Dichtung und die dritte Dichtung der Leckage von Fluid entgegenwirken, wenn das Innere des abzudichtenden Gegenstandes Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken oberhalb des vorbestimmten Druckes ausgesetzt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist wünschenswert, einen Ventilanschluss für Druckbehälter zur Verfügung zu haben, der selbstdichtend ist und eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung des Ventilanschlusses gegen den Innenbehälter gewährleistet. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik zu verbessern bzw. ihm eine Alternative zur Seite zu Stellen.
CI 1 Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt gelöst durch einen Druckbehälter umfassend einen Innenbehälter mit einer Innen- und Außenseite aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial zur Bereitstellung eines Speichervolumens im Druckbehälter, eine auf den Innenbehälter zu dessen Verstärkung aufgebrachte Außenschicht, und ein auf dem Innenbehälter angeordnetes Ventilanschlussstück mit hohlförmigen Dichteinsatz und Außenstück zur Aufnahme eines Ventils und zur Abdichtung des Speichervolumens gegenüber dem Innenbehälter, der zum Anschließen des Ventilanschlussstücks eine zylinderförmig aus der Außenseite hervorragende zum Speichervolumen hin innen offene Auswölbung mit einer Zylinderachse umfasst, wobei der hohlförmige Dichteinsatz an einer Innenseite der Auswölbung und das Außenstück auf einer Außenseite der Auswölbung positioniert ist und auf seiner zur Auswölbung ausgerichteten Seite eine geeignet geformte Nut mit einer dem Speichervolumen zugewandten ersten Kante und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante zur Aufnahme eines Dichtungsrings aufweist, wobei die Nut und der Dichtungsring so dimensioniert sind und das Innenbehältermaterial dazu vorgesehen ist, unter einem mechanisch aufgebauten Druck aufgrund seiner plastischen Verformbarkeit zumindest in beiden Lücken zwischen Dichtungsring und erster sowie zweiter Kante hineinragende erste und zweite Dichtungswülste auszubilden.
Begrifflich sei hierzu folgendes erläutert:
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie "ein...","zwei..." usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als "mindestens ein... ", "mindestens zwei..." usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur "genau ein...", "genau zwei..." usw. gemeint sein soll. Weiterhin sind alle Zahlenangaben sowie Angaben zu Verfahrensparametern und/oder Vorrichtungsparametern im technischen Sinne zu verstehen, d.h. als mit den üblichen Toleranzen versehen zu verstehen. Auch aus der expliziten Angabe der Einschränkung "wenigstens" oder "mindestens" o.ä. darf nicht geschlossen werden, dass bei der einfachen Verwendung von "ein", also ohne die Angabe von "wenigstens" o.ä., ein "genau ein" gemeint ist.
Unter dem Begriff "hohlförmiger Dichteinsatz" wird in diesem Dokument ein Einsatz zum Abdichten verstanden, der entlang seiner Längsachse eine durchgängige Öffnung ausweist. Bei der Verwendung eines solchen hohlförmigen Dichteinsatzes in einem Ventilanschlußstück eines Druckbehälters dichtet der hohlförmige Dichteinsatz das Innen- oder Speichervolumen des Druckbehälters gegen ein Ventil ab, das angeordnet in dem Ventilanschlußstück die verschließbare Verbindung zur Außenwelt darstellt, während durch die durchgängige Öffnung der Druckbehälter über das Ventil befüllbar bzw. eine Füllung entnehmbar ist.
Der Innenbehälter kann dabei einteilig oder mehrteilig gefertigt sein. Der Innenbehälter kann dabei lediglich zwei Polkappen umfassen, wobei eine oder beide der Polkappen gegebenenfalls einen zylinderförmig ausgestalteten Randbereich umfassen können. Hierbei sind die Ränder der Polkappen bei einer mehrteiligen Herstellung des Innenbehälters direkt aneinandergesetzt und geeignet miteinander verbunden. Alternativ kann der Innenbehälter auch zusätzlich zu den Polkappen ein zylindrisches Mittelteil mit umfassen, das vorzugsweise aus demselben Material wie die Polkappen hergestellt ist. Eine Zylinderachse des Innenbehälters beziehungsweise Druckbehälters entspricht der Symmetrieachse des zylindrischen Abschnitts des Innenbehälters (falls vorhanden) oder im Falle lediglich zweier den Innenbehälter bildenden Polkappen der Achse zwischen den Mittelpunkten beziehungsweise zentralen Punkten der jeweiligen Polkappen, die auch die höchsten Erhebungen der jeweiligen Dome gebildet durch die Polkappen entsprechen.
Das plastisch verformbaren Innenbehältermaterial hat die Eigenschaft, zwar in sich fest und stabil zu sein, allerdings mit einer gewissen Fließfähigkeit ausgestattet zu sein, sodass es sich zumindest an seiner Oberfläche unter hohem Druck plastisch verformen und somit an die Kontur der drückenden Flächen anpassen kann, ohne aber dabei großflächige Verformungen entstehen zu lassen. Der Innenbehälter hat zudem die Funktion, ein gasdichtes Speichervolumen für die Speicherung von Füllgas im Druckbehälter bereitzustellen, so dass das Innenbehältermaterial gasdicht sein sollte, beispielweise Metall oder Kunststoff, als Kunststoff vorzugsweise PA oder PE, als Einzelschicht oder als Mehrfachschichtsystem. Das Füllgas kann dabei ein beliebiges Gas sein, beispielsweise Wasserstoff. Die Außenschicht verleiht dem Druckbehälter eine mechanische Stabilität, so dass die Funktionalität der Gasundurchlässigkeit und Druckfestigkeit auf die zwei Komponenten Innenbehälter und Außenschicht aufgeteilt ist. Die Außenschicht kann beispielsweise eine Faserverbundschicht sein, die auf den Innenbehälter gewickelt oder mit anderen Techniken aufgebracht wurde.
Der in der Nut positionierte Dichtungsring füllt die Nut in dem Außenstück nicht vollständig aus, sondern lässt in der Nut auf beiden Seiten zur Innenseite des Außenstücks Lücken, eine erste und zweite Lücke, die für die Bereitstellung einer Redundanz in der Dichtwirkung verwendet werden. Die Ausgestaltung der Komponenten des Ventilanschlussstücks und der Auswölbung (oder Auskragung) des Innenbehälters stellen in Verbindung mit der geeigneten Fließfähigkeit des Innenbehältermaterials und die dadurch bewirkte Ausbildung der Dichtungswülste sicher, dass für den Druckbehälter eine verbesserte Abdichtwirkung mit gleichzeitiger Positionssicherheit der Komponenten des Ventilanschlussstücks im Druckbehälter gewährleistet ist. Zudem bleibt der Dichtungsring bei Druckwechsel durch die beiden Dichtungswülste dauerstabil in der Nut. Dieses Dichtungskonzept stellt eine Dreifach-Redundanz zum Abdichten des Speichervolumens dar, indem eine Abdichtung von (i) erster Dichtungswulst der Auswölbung gegen das Außenstück, (ii) Dichteinsatz über Auswölbung auf Dichtungsring und (iii) zweiter Dichtungswulst der Auswölbung gegen das Außenstück eine dreifache Abdichtung in Reihe bereitstellt und somit die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit der Abdichtung enorm verbessert. Durch die Ausbildung der Dichtungswülste aufgrund des durch das Ventilanschlussstück ausgeübten Abdichtdruck ist das Ventilanschlussstück somit zusätzlich selbstabdichtend. Das Dichtungskonzept ist dabei unabhängig vom Material des zweiteiligen Dichteinsatz und des Anschlussstücks, wobei die Materialien für den zweiteiligen Dichteinsatz und Anschlussstück allerdings eine zumindest geringfügigere Fließfähigkeit als das Innenbehältermaterial aufweisen.
Der erfindungsgemäße Druckbehälter stellt somit einen Druckbehälter mit einem Ventilanschluss dar, der selbstdichtend ist und eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung des Ventilanschlusses gegen den Innenbehälter gewährleistet.
Cl 2 In einer Ausführungsform ist der hohlförmige Dichteinsatz mehrteilig aufgebaut und umfasst eine hohlförmige äußere Hülse mit einer Innenseite und ein hohlförmigen inneres Klemmstück mit einer Innenseite und einer Außenseite, wobei die äußere Hülse von außen auf der Innenseite der Auswölbung positioniert ist und das hohlförmige innere Klemmstück von innen so in der Innenseite der äußeren Hülse positioniert ist, dass das innere Klemmstück in einen Presssitz mit der äußern Hülse gebracht ist, wobei die äußere Hülse mechanisch durch das innere Klemmstück aufweitbar ist.
Durch den Sitz des hohlförmigen inneren Klemmstücks in der Wölbung der Hülse wird ein Verrutschen des hohlförmigen inneren Klemmstücks relativ zur Hülse verhindert. Durch die spezifizierten Außen- und Innendurchmesser der Hülse und des hohlförmigen inneren Klemmstücks relativ zueinander und zur Auswölbung der Polkappe ist es möglich, dieses Dichtkonzept auch auf einteilige Innenbehälter anzuwenden, wobei natürlich weiterhin auch mehrteilige Innenbehälter mit diesem Dichtkonzept zuverlässig abgedichtet werden können. Bei einem einteiligen Innenbehälter werden vor dem Aufschieben der Hülse zunächst das hohlförmige innere Klemmstück mit Hilfe einer Positionierungshilfe, beispielsweise einer Stange mit verspreizbarem Ende unterhalb des hohlförmigen inneren Klemmstücks im Speichervolumen oder mit Gewinde im hohlförmigen inneren Klemmstück gehalten und danach die Hülse von außen in die Auswölbung gesteckt. Nun wird das hohlförmige innere Klemmstück mit der Positionierhilfe von innen in die Hülse gezogen, wobei Hülse und Auswölbung leicht gedehnt werden, damit die Innenseite der Hülse und die Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks in einen Presssitz gebracht werden. Bei mehrteiligen Innenbehältern kann auf eine Positionierhilfe verzichtet werden, da die Auswölbung von innen her frei zugänglich ist und somit das hohlförmige innere Klemmstück einfach von dort in die Hülse geschoben werden kann. Lokal vorgewölbt beziehungsweise lokal eingewölbt bezeichnet dabei Vorwölbungen beziehungsweise Einwölbungen, die sich über die gesamte Innenseite der Hülse beziehungsweise Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks erstrecken könnten, aber auch lokale Vorwölbungen oder Einwölbungen von Teilen der betreffenden Seiten bezeichnen. Außenstück, Hülse und hohlförmiges inneres Klemmstück können aus allen dafür geeigneten Materialien, beispielsweise Metall oder Kunststoff hergestellt sein.
Der spezifizierte Druckbehälter ist durch das erfindungsgemäße Dichtungskonzept sehr flexibel aufgebaut, sodass kundenspezifische Ventilanschlussstücke über entsprechende Formung der Auswölbung und des zweiteiligen Dichteinsatz leicht zu adaptieren sind. Zusätzlich ist eine Integration einer zusätzlichen Hülse zur Integration von Sensorik, Messfühlern oder anderer in den Druckbehälter ragenden Bauteil weiterhin möglich.
CI 3 In einer Ausführungsform weist das hohlförmige innere Klemmstück an einer Stirnseite eine Einführschräge auf, so dass es durch die in der Auswölbung gebildete Öffnung des Ventilanschlußstücks in das Ventilanschlußstück eingeführt über die Einführschräge wechselwirkend mit der hohlförmigen äußeren Hülse in die hohlförmige äußere Hülse einführbar ist.
Durch die Einführschräge ist das hohlförmige inneren Klemmstück besonders leicht in die hohlförmige äußere Hülse einführbar.
CI 4 In einer weiteren Ausführungsform weist die Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks eine strukturierte Oberfläche auf. Dabei wird unter dem Begriff "Oberfläche" in diesem Dokument nicht nur eine geschlossene Oberfläche verstanden. Vielmehr soll der Begriff "Oberfläche" in diesem Dokument auch eine virtuelle Oberfläche umfassen, wie sie beispielsweise von den Windungen einer Spiralfeder o.ä. gebildet wird.
Durch seine strukturierte Oberfläche der Außenseite ist das hohlförmige innere Klemmstück gegen Verrutschen im Betrieb gesichert.
CI 5 In einer weiteren Ausführungsform weist das hohlförmige innere Klemmstück eine Spiralfeder auf. Die Spiralfeder kann dabei ein in Massen produziertes Normteil sein, wodurch die Herstellkosten des Druckbehälters minimiert werden können.
CI 6 In einer alternativen Ausführungsform weist die Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks eine spiralförmige oder eine ringförmige Nut auf, wobei die Nut eine Kante in der der Einführrichtung entgegengesetzten Richtung aufweist. Auch über die Kante ist ein Verkrallen des hohlförmigen inneren Klemmstücks mit der Hülse des Dichteinsatzes möglich.
CI 7 In einer weiteren Ausführungsform weist das hohlförmige innere Klemmstück ein hohlförmiges Distanzstück und ein Spreizelement auf, wobei das hohlförmige Distanzstück durch Einwirkung des Spreizelements mechanisch plastisch, also bleibend, aufweitbar ist. Durch das Spreizelement ist der mechanische Druck leicht und gut dosierbar aufbringbar.
CI 8 In einer weiteren Ausführungsform ist das Spreizelement als hülsenförmiges Keilelement ausgebildet, wobei das hülsenförmige Keilelement einen sich entgegen der Einführrichtung vergrößernden Durchmesser aufweist.
CI 9 In einer alternativen Ausführungsform ist das Spreizelement als konusförmige Welle ausgebildet, wobei das hohlförmige Distanzelement als Hülse mit einem ersten und einem zweiten Ende ausgebildet ist, wobei sie an dem ersten Ende ein Innengewinde aufweist und das zweite Ende einen axialen Schlitz aufweist. Durch Eindrehen ein er Schraube in das Innengewinde kann der geschlitzte Bereich am zweiten Ende im Durchmesser aufgeweitet werden, wodurch der mechanische Druck aufbaubar ist.
Diese beiden Alternativen stellen zuverlässige und leicht herstellbare Ausführungsformen des Spreitzelements dar.
Cl 10 In einer weiteren Ausführungsform ist der hohlförmige Dichteinsatz einteilig aufgebaut und weist eine hohlförmige äußere Hülse auf, wobei die Innenseite des Außenstücks in einem Bereich, in dem es im zusammengebauten Zustand mit der äußeren Hülse in Kontakt ist, durch Wärmeeinfluss und/oder durch eine chemische Reaktion deformiert ist. Durch diese Deformation kann der Druck mechanisch aufgebaut werden.
CI 11 In einer weiteren Ausführungsform weist die Innenseite des Außenstücks einen über die Zylinderachse veränderlichen Durchmesser auf. Über den veränderlichen Durchmesser kann beispielsweise ein Anschlag für den hohlförmigen Dichteinsatz definiert werden.
CI 12 In einer weiteren Ausführungsform ist der Innenbehälter einteilig hergestellt. Wie bereits zuvor erwähnt, ist das beschriebene Dichtungskonzept besonders für die Verwendung bei einem einteiligen Innenbehälter geeignet.
CI 13 In einer weiteren Ausführungsform ist der hohlförmige Dichteinsatz so dimensioniert, dass das Innenbehältermaterial aufgrund seiner plastischen Verformbarkeit einen dritten Wulst um die den hohlförmigen Dichteinsatz auf seiner zum Speichervolumen hin gerichteten Unterseite ausbildet. Dadurch wird ein Verrutschen der Hülse in Richtung des Speichervolumens ebenfalls verhindert. Dadurch wird der Druck auf den Dichtungsring wie ursprünglich eingestellt aufrechterhalten. Außerdem kann so die Hülse und das mit ihr erfindungsgemäß verankerte hohlförmige innere Klemmstück nicht beispielsweise bei Erschütterungen des Druckbehälters in das Speichervolumen hineinrutschen oder gar hineinfallen.
CI 14 In einer weiteren Ausführungsform ist der hohlförmige Dichteinsatz oder das Außenstück so geformt, dass zwischen dem Speichervolumen und der Oberseite der Auswölbung eine offene Gasverbindung zum Speichervolumen besteht. Damit liegt der Innendruck im Speichervolumen auch oben an der Auswölbung des Innenbehälters an. Die Gasverbindung kann beispielsweise durch geeignete Kanäle, Vertiefungen oder Riefen in Hülse und/oder hohlförmigen inneren Klemmstück hergestellt werden.
CI 15 In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Nut eine Kontur, die an eine Form des Dichtungsrings im unbelasteten Zustand angepasst ist. Damit können sich hinter dem Dichtungsring keine undefinierten Hohlräume bilden, sodass die Dichtwirkung des Dichtungsrings weiter verbessert wird. Der Dichtungsring kann beispielsweise ein O-Ring sein. O-Ringe bieten einerseits zuverlässige Abdichteigenschaften und andererseits lassen sich für O-Ringe am einfachsten geeignete Konturen in der Nut nachbilden. Hierbei ist die Krümmung der Nut an die Krümmung der Oberfläche des O-Rings angepasst. Der Dichtungsring beziehungsweise der O-Ring können dabei aus allen für das im jeweiligen Einsatzfall abzudichtende Medium, beispielsweise ein Gas, insbesondere gasförmiger Wasserstoff, geeigneten Materialien bestehen.
CI 16 In einer weiteren Ausführungsform ist das Innenbehältermaterial zumindest für die Auswölbung ein PA-, PE- oder ein ist, ein Mehrschichtmaterial ist, wobei mindestens eine Schicht ein PA- oder PE-Material aufweist. Diese Materialien bieten geeignete Eigenschaften zur Herstellung des Innenbehälters und stellen zusätzlich eine geeignete Fließfähigkeit des Materials zur Ausbildung der Dichtungswülste bereit, wodurch die zusätzliche Abdichtwirkung mit gleichzeitiger Positionssicherheit der Komponenten des Anschlussstücks im Druckbehälter gewährleistet wird. Der Innenbehälter kann dabei auch vollständig aus diesen Materialien gefertigt sein. Obige Materialien lassen sich zudem gut miteinander verschweißen, um aus den Komponenten Polkappen und gegebenenfalls dem Mittelteil einen Innenbehälter zur Bereitstellung des Speichervolumens herzustellen.
CI 17 In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ventilanschlussstück ein zusätzliches Sicherungselement, das den hohlförmigen Dichteinsatz und das Außenstück miteinander verbindet. Damit wird ein Verrutschen des hohlförmigen Dichteinsatzes, d.h. der Hülse und des hohlförmigen inneren Klemmstücks, relativ zum Außenstück, insbesondere in Richtung des Außenstücks, verhindert.
Cl 18 In einer weiteren Ausführungsform ist das Sicherungselement im Außenstück gelagert und umfasst zumindest auf seiner dem hohlförmigen Dichteinsatz zugewandten Seite ein Gewinde, das zum selbstschneidenden Eingriff in den hohlförmigen Dichteinsatz vorgesehen ist. Das Sicherungselement kann beispielsweise eine Hohlschraube oder ein entsprechend geformter Ring mit Durchlassöffnungen für die Druckbeaufschlagung der Oberseite der Auswölbung des Innenbehälters sein.
CI19 Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Druckbehälters umfassend einen Innenbehälter mit einer Innen- und Außenseite aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial ausgestaltet zur Aufnahme eines Ventils, eine auf dem Innenbehälter positionierte Außenschicht und ein Ventilanschlussstück mit einem hohlförmigen Dichteinsatz sowie einem Außenstück, das die nachfolgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen des Innenbehälters mit einem Speichervolumen und einer zylinderförmig aus der Außenseite des Innenbehälters hervorragenden innen offenen Auswölbung;
Positionieren des hohlförmigen inneren Klemmstücks mittels einer Positionierhilfe durch die Auswölbung hindurch im Speichervolumen des Innenbehälters;
Einsetzen der hohlförmigen Hülse des Dichteinsatzes von außen in einen Passsitz auf die Innenseite der Auswölbung, Aufsetzen des Außenstücks auf die Außenseite der Auswölbung, wobei das Außenstück auf seiner zur Auswölbung ausgerichteten Seite eine geeignet geformte Nut mit einer dem späteren Speichervolumen zugewandten ersten Kante und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kant und einen in der Nut positionierten Dichtungsring aufweist
Positionieren des hohlförmigen inneren Klemmstücks mit Hilfe der Positionierhilfe von innen in der hohlförmigen äußeren Hülse, wobei die Außenseite des inneren Klemmstücks in die Innenseite der hohlförmigen äußeren Hülse zu einem Presssitz mit der hohlförmigen inneren Hülse eingreift;
Herstellen der Außenschicht auf dem Innenbehälter zur Verstärkung des Druckbehälters; und
Aufsetzen des Ventils in das Ventilanschlussstück zum Verschluss des Druckbehälters.

Nach dem Positionierendes hohlförmigen inneren Klemmstücks mit Hilfe der Positionierhilfe 7 von innen in der hohlförmigen äußeren Hülse können zumindest erste und zweite Dichtungswülsten, die unter dem Druck bei entsprechend dimensionierter Nut und Dichtungsring aufgrund der plastischen Verformbarkeit des Innenbehältermaterials in beide Lücken zwischen Dichtungsring und erster sowie zweiter Kante zur Abdichtung des Speichervolumens gegenüber dem späteren Innenbehälter hineinragen; ausgebildet werden. Gegebenenfalls kann auch eine dritte Wulst um die Hülse auf seiner zum Speichervolumen SV hin gerichteten Unterseite aufgrund der plastischen Verformbarkeit des Innenbehältermaterials ausgebildet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit einen Druckbehälter mit einem Ventilanschluss zur Verfügung, der selbstdichtend ist und eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung des Ventilanschlusses gegen den Innenbehälter gewährleistet.
CI 20 In einer Ausführungsform des Verfahrens besteht die Außenschicht aus Faserverbundmaterial und wird beim Schritt des Herstellens auf den Innenbehälter gewickelt. Da der Innenbehälter selbst den Wickeldorn für die Außenschicht darstellt, wird die Außenschicht passgenau für den jeweiligen Innenbehälter hergestellt.
CI 21 In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Innenbehälter einteilig hergestellt, beispielsweise als Blasformteil oder mittels eines Spritzgussverfahrens. Die einteilige Herstellung vermeidet zusätzliche Prozessschritte wie ein zusammenfügen von Polkappen und gegebenenfalls einem Mittelteil. Außerdem vermeidet die einteilige Herstellung Fügefehler beim Übergang von Polkappe zu Mittelteil, die möglicherweise Gaslecks darstellten könnten. Durch die Einteiligkeit ist der Innenbehälter zudem mechanisch robuster als ein zusammengefügter Innenbehälter.
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung in allen möglichen Kombinationen miteinander verwirklicht werden.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Detail in den Abbildungen wie folgt gezeigt.

Fig. 1:: eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckbehälters im seitlichen Schnitt;
Fig. 2:: eine schematische Ausschnittvergrößerung des Ventilanschlussstücks und Auswölbung des Innenbehälters mit einer Ausführungsform des hohlförmigen Dichteinsatzes, d.h. der Hülse und des hohlförmigen inneren Klemmstücks;
Fig. 3:: Ausschnittvergrößerung A aus Fig. 2
Fig. 4:: eine schematische Ausschnittvergrößerung des Ventilanschlussstücks und Auswölbung des Innenbehälters mit einer weiteren Ausführungsform des hohlförmigen Dichteinsatzes, d.h. der Hülse, des hohlförmigen inneren Klemmstücks und eines Spreizelements;
Fig. 5:: eine schematische Ausschnittvergrößerung des Ventilanschlussstücks und Auswölbung des Innenbehälters mit einer weiteren Ausführungsform des hohlförmigen Dichteinsatzes, d.h. der Hülse und des hohlförmigen inneren Klemmstücks;
Fig. 6:: eine schematische Ausschnittvergrößerung des Ventilanschlussstücks und Auswölbung des Innenbehälters mit einer weiteren Ausführungsform des hohlförmigen Dichteinsatzes mit deformiertem Außenstück.
Fig.7:: eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Druckbehälters.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig.1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckbehälters 1 im seitlichen Schnitt umfassend einen einteiligen Innenbehälter 2 mit einer Innen- und Außenseite 2i, 2a aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial mit einem zylindrischen Mittelteil 21 mit einer Zylinderachse ZA und mit zwei das zylindrische Mittelteil 21 abschließenden Polkappen 22 zur Bereitstellung eines Speichervolumens SV im Druckbehälter. Aus Übersichtsgründen ist der Druckbehälter 1 nur zur Hälfte gezeigt. Die hier nicht gezeigte gegenüberliegende Polkappe 22 zum Verschließen des Mittelteils 21 auf der anderen Seite kann keine Auswölbung 23, sondern stattdessen eine durchgehende geschlossene Kontur, umfassen oder entspricht der gezeigten Polkappe 22 mit einer eigenen verschließbaren Öffnung oder einem entsprechenden Ventilanschlussstück. Der Innenbehälter 2 kann natürlich auch ohne das hier gezeigte zylindrische Mittelteil 21 aus nur den beiden Polkappen 22 gefertigt sein. Für einen solchen Innenbehälter gelten analog alle Ausführungen der Erfindung wie in den Figuren 1 - 5 gezeigt gleichermaßen. Das Innenbehältermaterial kann jedes plastisch verformbare Material sein. Vorzugsweise ist das Innenbehältermaterial zumindest für die Auswölbung 23 ein PA-, PE- oder ein Mehrschichtmaterial aus diesen Materialien. Auf den Innenbehälter 2 ist zu dessen Verstärkung eine Außenschicht 3 aufgebracht. Damit der Druckbehälter mit Füllgas befüllt und dieses zu einem späteren Zeitpunkt aus dem Speichervolumen SV wieder abgelassen werden kann, ist ein Ventilanschlussstück 4 mit hohlförmigen Dichteinsatz 41 und Außenstück 42 mit einem Dichtungsring 6 auf der Polkappe 22 zur Aufnahme eines Ventils 5 und zur Abdichtung des Speichervolumens SV gegenüber dem Innenbehälter 2 angeordnet. Dazu ragt der Innenbehälter 2 zylinderförmig als Auswölbung 23 aus der Außenseite 2a der Polkappe 22 hervor, die eine zum Speichervolumen SV hin innen offene Verbindung bereitstellt. Diese Verbindung wird dann durch das Ventil 5 geschlossen und auf Bedarf wieder geöffnet. Das Außenstück 42 des Ventilanschlussstücks 4 kann dabei Verbindungsmittel zur druckstabilen Aufnahme des Ventils 5 umfassen. Für Details zum Außenstück 42, hohlförmigen Dichteinsatz 41, Auswölbung 23 und den erzeugten Dichtungswülsten 24a, 24b und Wulst 24c wird auf die Figuren 2 bis 5 verwiesen.
Fig.2 zeigt in einer vergrößerten Ausschnittdarstellung das Ventilanschlussstück 4 des in Fig. 1 dargestellten Druckbehälters 1 mit zweiteiligem hohlförmigen Dichteinsatz 41, Außenstück 42 und Auswölbung 23 der Polkappe 22 des Innenbehälters 2 entlang der Zylinderachse ZA. Der zweiteilige hohlförmige Dichteinsatz 41 mit Hülse 411 und hohlförmigen inneren Klemmstück 412 ist an der Innenseite 23i der Auswölbung 23 und das Außenstück 42 an der Außenseite 23a der Auswölbung 23 positioniert, so dass durch Einschieben des hohlförmigen inneren Klemmstücks 412 in Richtung des Speichervolumens SV unter die Hülse 411 ein mechanischer Druck zwischen hohlförmigen Dichteinsatz 41, Auswölbung 23 und Außenstück 42 aufbaubar ist. Dabei weist das Außenstück 42 auf seiner zur Auswölbung 23 hin ausgerichteten Seite 42i eine Nut 421 mit einer dem Speichervolumen SV zugewandten ersten Kante 421a und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante 421b auf, um den Dichtungsrings 6 aufzunehmen und in Position zu halten, wenn das Außenstück 42 auf die Auswölbung 23 geschoben wird.
Fig. 3 zeigt die Ausschnittvergrößerung A aus Figur 2. Die Nut 421 und der Dichtungsring 6, beispielsweise ein O-Ring, sind derart dimensioniert, dass Lücken L1, L2 zwischen Dichtungsring 6 und erster sowie zweiter Kante 421a, 421b existieren, in die das plastisch verformbare Innenbehältermaterial eindringen kann, um erfindungsgemäß die ersten und zweiten Dichtungswülste 24a, 24b auszubilden, die in die Lücken L1 und L2 hineinragen.
Fig.4 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dichtungskonzepts mit Außenstück 42, Auswölbung 23 der Polkappe 22 des Innenbehälters 2 und hohlförmigen zweiteiligem Dichteinsatz. Die Außenseite 412a des hohlförmigen inneren Klemmstück 412 weist in dieser Ausführungsform eine strukturierte Oberfläche auf. Dabei wird unter dem Begriff "Oberfläche" in diesem Dokument nicht nur eine geschlossene Oberfläche verstanden, sondern auch eine virtuelle Oberfläche. So kann beispielsweise das hohlförmige innere Klemmstück 412 auch von einer Spiralfeder gebildet werden, wobei deren Windungen die Außenseite 412a bildet, die die strukturierte Oberfläche darstellt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ausschnittvergrößerung des Ventilanschlussstücks 4 und Auswölbung 23 des Innenbehälters 2 mit einer weiteren Ausführungsform des hohlförmigen Dichteinsatzes 41, der in dieser Ausführungsform ein Hülse 411, ein hohlförmiges Distanzstück 412d und ein Spreizelement 412s aufweist. Durch Einschieben des Spreizelements 412s in Pfeilrichtung unter das hohlförmige innere Klemmstück 412 wird dieses in radialer Richtung gegen die Hülse gespreizt, d.h. aufgedehnt, wie durch den Pfeil angedeutet, und übt damit einen mechanischen Druck zwischen hohlförmigen Dichteinsatz 41, Auswölbung 23 und Außenstück 42 aus.
Fig.6: zeigt eine schematische Ausschnittvergrößerung einer weiteren Ausführungsform des Ventilanschlussstücks 4 und Auswölbung 23 des Innenbehälters 2. Die Innenseite 42i des Außenstücks 42 ist in dem Bereich, in dem es im zusammengebauten Zustand mit der äußeren Hülse 411 in Kontakt ist, so geformt, dass sich dort der geringste Abstand zwischen Hülse 411 und der Innenseite 421 einstellt. Der Durchmesser der Hülse 411 ist vor der Montage kleiner und wird nach der Montage vergrößert, um die erforderliche Pressung aufzubringen. Diese Vergrößerung des Durchmessers kann beispielsweise durch thermische Schrumpfung vor dem Einbringen, plastische Verformung während des Einbringens oder chemische Veränderung des Werkstoffs der Hülse 411 erfolgen.
Fig.7 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Herstellung des erfindungsgemäßen Druckbehälters 1 umfassend einen Innenbehälter 2 mit einer Innen- und Außenseite 2i, 2a aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial ausgestaltet zur Aufnahme eines Ventils 5, eine auf den Innenbehälter 2 positionierte Außenschicht 3 und ein Ventilanschlussstück 4 mit einem hohlförmigen Dichteinsatz 41 aus einer hohlförmigen äußeren Hülse 411 und einem hohlförmigen inneren Klemmkonus 412 sowie einem Außenstück 42, umfassend die nachfolgenden Schritte des Bereitstellens 110 des Innenbehälters 2 mit einem Speichervolumen SV und einer zylinderförmig aus der Außenseite des Innenbehälters 2 hervorragenden innen offenen Auswölbung 23; des Positionierens 120 des hohlförmigen inneren Klemmstücks 412 mit einem größten Außendurchmesser kleiner als ein Innendurchmesser der Auswölbung 23 und einem größten Außendurchmesser größer als der kleinste Innendurchmesser der Hülse 411 in Richtung der Auswölbung 23 mittels einer Positionierhilfe durch die Auswölbung 23 hindurch im Speichervolumen SV des Innenbehälters 2; des Einsetzens 130 der hohlförmigen Hülse 411 des Dichteinsatzes 41 von außen in einen Passsitz auf die Innenseite 23i der Auswölbung 23, wobei die Hülse 411 einen kleinsten Innendurchmesser und einen auf die Auswölbung 23 angepassten Außendurchmesser umfasst, während Positionierhilfe und hohlförmiges inneres Klemmstück 412 davon nicht beeinflusst werden; des Aufsetzens 140 des Außenstücks 42 auf die Außenseite 23a der Auswölbung 23, wobei das Außenstück 42 auf seiner zur Auswölbung 23 ausgerichteten Seite 42i eine geeignet geformte Nut 421 mit einer dem späteren Speichervolumen SV zugewandten ersten Kante 421a und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante 421b und einen in der Nut 421 positionierten Dichtungsring 6 aufweist; des Positionierens 150 des hohlförmigen inneren Klemmstücks 412 mit Hilfe der Positionierhilfe von innen in die Hülse 411, wobei die Außenseite 412a des hohlförmigen inneren Klemmstücks 412 in die Innenseite der Hülse 411 zu einem Presssitz mit der Hülse 411 eingreift, sodass ein Druck zwischen zweiteiligem Dichteinsatz 41, Auswölbung 23 und Außenstück 42 erzeugt wird; des Ausbildens 160 zumindest von ersten und zweiten Dichtungswülsten 24a, 24b, die unter dem Druck bei entsprechend dimensionierter Nut 421 und Dichtungsring 6 aufgrund der plastischen Verformbarkeit des Innenbehältermaterials in beide Lücken L1, L2 zwischen Dichtungsring 6 und erster sowie zweiter Kante 421a, 421b zur Abdichtung des Speichervolumens gegenüber dem späteren Innenbehälter 2 hineinragen; gegebenenfalls des Ausbildens 190 einer dritten Wulst um die Hülse 411 auf seiner zum Speichervolumen SV hin gerichteten Unterseite aufgrund der plastischen Verformbarkeit des Innenbehältermaterials; des Herstellens 170 der Außenschicht 3 auf dem Innenbehälter 2 zur Verstärkung des Druckbehälters 1; und des Aufsetzens 180 des Ventils 5 in das Ventilanschlussstück 4 zum Verschluss des Druckbehälters 1. Hierbei kann die Außenschicht 3 aus Faserverbundmaterial bestehen und beim Schritt des Herstellens 160 auf den Innenbehälter 2 gewickelt werden. Hierbei kann auch das Einsetzen 130 der Hülse 411 bis zu einem Anschlag an der Hülse 411 auf eine Oberseite der Auswölbung 23 und/oder das Aufsetzen 140 des Außenstücks 42 bis zum Kontakt einer Innenseite 42i des Außenstücks 42 auf der Hülse 411 und/oder auf dem hohlförmigen inneren Klemmstück 412 durchgeführt werden. Außerdem kann der Innenbehälter 2 einteilig hergestellt werden.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden.
Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1: erfindungsgemäßer Druckbehälter
2: Innenbehälter
2i: Innenseite des Innenbehälters
2a: Außenseite des Innenbehälters
21: Mittelteil des Innenbehälters
22: Polkappen des Innenbehälters
23: Auswölbung des Innenbehälters
23i: Innenseite der Auswölbung
23a: Außenseite der Auswölbung
24a: Erste Dichtungswulst
24b: zweite Dichtungswulst
3: Außenschicht
4: Ventilanschlussstück
41: hohlförmiger Dichteinsatz
411: Hülse des Dichteinsatzes
412: hohlförmiges inneres Klemmstück
412a: Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks
412d: hohlförmiges Distanzstück
412s: Spreizelement
42: Außenstück
42i: zur Auswölbung ausgerichteten Seite (Innenseite des Außenstücks)
421: Nut
421a: erste Kante
421b: zweite Kante
5: Ventil
6: Dichtungsring
100: Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Druckbehälters
110: Bereitstellen des Innenbehälters
120: Positionieren des Klemmkonus im Speichervolumen des Innenbehälters
130: Einsetzen der hohlförmigen Hülse in die Auswölbung
140: Aufsetzen des Außenstücks von außen auf die Auswölbung
150: Positionieren des Klemmkonus mit Hilfe der Positionierhilfe in der Hülse
160: Ausbilden zumindest von ersten und zweiten Dichtungswülsten unter dem Abdichtdruck
170: Herstellen der Außenschicht auf dem Innenbehälter
180: Aufsetzen des Ventils in das Ventilanschlussstück
190: Ausbilden einer dritten Wulst
L1, L2: Lücken zwischen erster beziehungsweise zweiter Kante der Nut und dem Dichtungsring
SV: Speichervolumen
ZA: Zylinderachse

Claims

Druckbehälter (1) umfassend einen Innenbehälter (2) mit einer Innen- und Außenseite (2i, 2a) aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial zur Bereitstellung eines Speichervolumens (SV) im Druckbehälter, eine auf den Innenbehälter (2) zu dessen Verstärkung aufgebrachte Außenschicht (3), und ein auf dem Innenbehälter angeordnetes Ventilanschlussstück (4) mit hohlförmigen Dichteinsatz (41) und Außenstück (42) zur Aufnahme eines Ventils (5) und zur Abdichtung des Speichervolumens (SV) gegenüber dem Innenbehälter (2), der zum Anschließen des Ventilanschlussstücks (4) eine zylinderförmig aus der Außenseite (2a) des Innenbehälters (2) hervorragende zum Speichervolumen (SV) hin innen offene Auswölbung (23) mit einer Zylinderachse (ZA) umfasst, wobei der hohlförmige Dichteinsatz (41) an einer Innenseite (23i) der Auswölbung (23) und das Außenstück (42) auf einer Außenseite (23a) der Auswölbung (23) positioniert ist und auf seiner zur Auswölbung (23) ausgerichteten Seite (42i) eine geeignet geformte Nut (421) mit einer dem Speichervolumen (SV) zugewandten ersten Kante (421a) und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante (421b) zur Aufnahme eines Dichtungsrings (6) aufweist, wobei die Nut (421) und der Dichtungsring (6) so dimensioniert sind und das Innenbehältermaterial dazu vorgesehen ist, unter einem mechanisch aufgebauten Druck aufgrund seiner plastischen Verformbarkeit zumindest in beiden Lücken (L1, L2) zwischen Dichtungsring (6) und erster sowie zweiter Kante (421a, 421b) hineinragende erste und zweite Dichtungswülste (24a, 24b) auszubilden.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der hohlförmige Dichteinsatz (41) mehrteilig aufgebaut ist und eine hohlförmige äußere Hülse (411) mit einer Innenseite (411i) und ein hohlförmigen inneres Klemmstück (412) mit einer Innenseite (412i) und einer Außenseite (412a) umfasst, wobei die äußere Hülse (411) von außen auf der Innenseite (23i) der Auswölbung (23) positioniert ist und

das hohlförmige innere Klemmstück (412) von innen so in der Innenseite (411i) der äußeren Hülse (411) positioniert ist, dass das innere Klemmstück (412) in einen Presssitz mit der äußern Hülse (411) gebracht ist, wobei die äußere Hülse (411) mechanisch durch das innere Klemmstück (412) aufweitbar ist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das hohlförmige innere Klemmstück (412) an einer Stirnseite eine Einführschräge aufweist, so dass es durch die in der Auswölbung (23) gebildete Öffnung des Ventilanschlußstücks (4) in das Ventilanschlußstück (4) eingeführt über die Einführschräge wechselwirkend mit der hohlförmigen äußeren Hülse (411) in die hohlförmige äußere Hülse (411) einführbar ist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks (412a) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das hohlförmige innere Klemmstück (412) eine Spiralfeder aufweist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenseite des hohlförmigen inneren Klemmstücks (412a) eine spiralförmige oder eine ringförmige Nut aufweist, wobei die Nut eine Kante in der der Einführrichtung entgegengesetzten Richtung aufweist.
Druckbehälter (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das hohlförmige innere Klemmstück (412) ein hohlförmiges Distanzstück (412d) und ein Spreizelement (412s) aufweist, wobei das hohlförmige Distanzstück (412d) durch Einwirkung des Spreizelements (412s) mechanisch plastisch aufweitbar ist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spreizelement (412s) als hülsenförmiges Keilelement ausgebildet ist, wobei das hülsenförmige Keilelement einen sich entgegen der Einführrichtung vergrößernden Durchmesser aufweist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spreizelement (412s) als konusförmige Welle ausgebildet ist, wobei das hohlförmige Distanzelement (412d) als Hülse mit einem ersten und einem zweiten Ende ausgebildet ist, wobei sie an dem ersten Ende ein Innengewinde aufweist und das zweite Ende einen axialen Schlitz aufweist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der hohlförmige Dichteinsatz (41) einteilig aufgebaut ist und eine hohlförmige äußere Hülse (411) aufweist, wobei die Innenseite (42i) des Außenstücks (42) in einem Bereich, in dem es im zusammengebauten Zustand mit der äußeren Hülse (411) in Kontakt ist, durch Wärmeeinfluss und/oder durch eine chemische Reaktion deformiert ist.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenseite (42i) des Außenstücks (42) einen über die Zylinderachse (ZA) veränderlichen Durchmesser aufweist.
Druckbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innenbehälter (2) einteilig hergestellt ist.
Druckbehälter (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der hohlförmige Dichteinsatz (41) so dimensioniert ist, dass das Innenbehältermaterial aufgrund seiner plastischen Verformbarkeit einen dritten Wulst (24c) um die den hohlförmigen Dichteinsatz (41) auf seiner zum Speichervolumen (SV) hin gerichteten Unterseite ausbildet.
Druckbehälter (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der hohlförmige Dichteinsatz (41) oder das Außenstück (42) so geformt ist, dass zwischen dem Speichervolumen (SV) und der Oberseite (23o) der Auswölbung (23) eine offene Gasverbindung (GV) zum Speichervolumen (SV) besteht.
Druckbehälter (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nut (421) eine Kontur besitzt, die an eine Form des Dichtungsrings (6) im unbelasteten Zustand angepasst ist.
Druckbehälter (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Innenbehältermaterial zumindest für die Auswölbung ein PA-, PE- oder ein Mehrschichtmaterial ist, wobei mindestens eine Schicht ein PA- oder PE-Material aufweist.
Druckbehälter (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilanschlussstück (4) ein zusätzliches Sicherungselement (43) umfasst, das den hohlförmigen Dichteinsatz (41) und das Außenstück (42) miteinander verbindet.
Druckbehälter (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherungselement (43) im Außenstück (42) gelagert ist und zumindest auf seiner dem hohlförmigen Dichteinsatz (41) zugewandten Seite ein Gewinde umfasst, das zum selbstschneidenden Eingriff in den hohlförmigen Dichteinsatz (41) vorgesehen ist.
Verfahren (100) zur Herstellung eines Druckbehälters (1) nach Anspruch 1 umfassend einen Innenbehälter (2) mit einer Innen- und Außenseite (2i, 2a) aus einem unter Druck zumindest teilweise plastisch verformbaren Innenbehältermaterial ausgestaltet zur Aufnahme eines Ventils (5), eine auf dem Innenbehälter (2) positionierte Außenschicht (3) und ein Ventilanschlussstück (4) mit einem hohlförmigen Dichteinsatz (41) sowie einem Außenstück (42), umfassend die nachfolgenden Schritte:
- Bereitstellen (110) des Innenbehälters (2) mit einem Speichervolumen (SV) und einer zylinderförmig aus der Außenseite (2a) des Innenbehälters (2) hervorragenden innen offenen Auswölbung (23);

- Positionieren (120) des hohlförmigen inneren Klemmstücks (412) mittels einer Positionierhilfe (7) durch die Auswölbung (23) hindurch im Speichervolumen (SV) des Innenbehälters (2);

- Einsetzen (130) der hohlförmigen Hülse des Dichteinsatzes (41) von außen in einen Passsitz auf die Innenseite (23i) der Auswölbung (23),

- Aufsetzen (140) des Außenstücks (42) auf die Außenseite (23a) der Auswölbung (23), wobei das Außenstück (42) auf seiner zur Auswölbung (23) ausgerichteten Seite (42i) eine geeignet geformte Nut (421) mit einer dem späteren Speichervolumen (SV) zugewandten ersten Kante (421a) und einer in entgegengesetzter Richtung vorhandenen zweiten Kante (421b) und einen in der Nut (421) positionierten Dichtungsring (6) aufweist;

- Positionieren (150) des hohlförmigen inneren Klemmstücks (412) mit Hilfe der Positionierhilfe (7) von innen in der hohlförmigen äußeren Hülse (411), wobei die Außenseite (412a) des inneren Klemmstücks (412) in die Innenseite (411i) der hohlförmigen äußeren Hülse (411) zu einem Presssitz mit der hohlförmigen inneren Hülse (411) eingreift;

- Herstellen (170) der Außenschicht (3) auf dem Innenbehälter (2) zur Verstärkung des Druckbehälters (1); und

- Aufsetzen (180) des Ventils (5) in das Ventilanschlussstück (4) zum Verschluss des Druckbehälters (1).
Verfahren (100) nach Anspruch 19, wobei die Außenschicht (3) aus Faserverbundmaterial besteht und beim Schritt des Herstellens (170) auf den Innenbehälter (2) gewickelt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei der Innenbehälter (2) einteilig hergestellt wird.