WO2013029586A1 - Drucktank mit steck- und schweissverbindung für das anschlussstück - Google Patents

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WO2013029586A1
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coupling
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Mahdi SHUBBAR
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Shubbar Amir R
Shubbar Mahdi
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    • F17C2270/07—Applications for household use
    • F17C2270/0745—Gas bottles

Definitions

  • the invention relates to a pressure tank, consisting of a hollow body made of thermoplastic material having at least one opening, in each of which a connection piece is inserted, which has at least one respective fürse to the inner space of the hollow body.
  • Prior art tanks are known for containing gases or liquids which are under high pressure, such as e.g. liquefied petroleum gas (LPG) or compressed natural gas (CNG). These tanks are made, among other things, from thermoplastic material by blow molding or injection molding. In order to increase the pressure resistance, these tanks are provided in a second step with an outer layer of resilient fibers, which are usually embedded in a casting resin, which connects the fibers together and fixes them on the inner plastic layer.
  • LPG liquefied petroleum gas
  • CNG compressed natural gas
  • such a tank must be provided with at least one fitting to which a valve, hose or pipe is coupled in order to fill or empty the tank.
  • These elements usually carry as interface a pipe socket made of metal with a thread or with a bayonet, which must be pressure-tight and tightly connected to a complementary shaped counterpart in the fitting of the tank.
  • the fittings which are sufficiently resistant to tension and can also be produced as a hollow body with the appropriate wall thicknesses and matching threads or bayonet guides. Since the wall thicknesses and the requirements for the dimensional accuracy differ significantly from the wall thicknesses and the tolerances of the pressure tank in the fittings, it is in practice neither useful nor economical, the fittings and the
  • a major disadvantage of this and other similar concepts is that the fittings are designed rotationally symmetric. If a screw connection must be made to connect to a hose, pipe or valve, the fitting must transmit torque to the tank. In rotationally symmetrical fittings, however, only the value of the tightening torque can be achieved, which results from the contact force of the two flanges on the tank and the static friction coefficient of the two surfaces pressing against each other. Since the surface of the plastic tanks is usually smooth and smooth, therefore, there is only a limited torque peak. If this is exceeded, it will be difficult to make a sufficiently tight connection. In addition, there is the risk that by pivoting the connection piece with respect to the tank, this connection will quickly leak and the fluid that is actually to be taken out continuously discharges, and this tends to increase.
  • the invention has set itself the task of developing a connection piece for plastic pressure tanks that safely and permanently transmits the peak values of the torque occurring when tightening a screw connection or a bayonet to the hollow body made of plastic.
  • the invention teaches that a sealing flange is formed on the fitting around the passage, which is visible to the outside and welded to the hollow body and / or glued and is integrally formed on the at least one torque clutch, the cross-section polygonal or not is circular and which is plugged into a complementary coupling receptacle in the hollow body, which runs around the opening.
  • connection piece It is therefore an essential idea of the invention to separate the function of the seal between the connection piece and the hollow body from the function of the torque transmission from the connection piece to the hollow body.
  • the invention provides for distinctly separate regions of the connection piece:
  • the first sealing area is the "sealing flange.”
  • the second torque transmitting area is the "torque coupling”.
  • the sealing flange is visible to the outside in the mounted state. In the simplest case, it has the shape of a disc flanged to the central body of the fitting around the passage. If the front edge of this disc is round, so the disc has no torque clutch and is only for sealing.
  • the hollow body facing surface of the flange can be bonded to the hollow body.
  • the edge region of the sealing flange can be welded to the hollow body, i. So that both the hollow body is liquefied in the contact area of the Abdichtflansches and the Abdichtflansch even in its edge region to the Berüh approximately surfaces by these areas on the
  • the connecting piece has at least one further torque-transmitting region, namely the "torque coupling.”
  • torque coupling can be formed either on the side of the sealing flange facing the interior of the hollow body and / or. or on the front side of the Abdichtflänsches. In both embodiments, their task is similar to a wrench, which is placed on the head of a screw to transmit a torque.
  • the cross section of the torque clutch and the complementary coupling receptacle is formed:
  • each cross section which is not circular, in that all regions of the outer surfaces of the torque coupling deviating from a circular line press against the complementary area of the coupling receptacle.
  • polygons which consist of interconnected lines.
  • the simplest polygon is a triangle. It has in principle the largest extent in the radial direction with respect to the central axis of the torque clutch.
  • all other polygons are also usable, e.g. a rectangle, a hexagon, an octagon, a nonagon, a decagon, a dodecagon, or any number of surfaces.
  • This polygon is shaped arbitrarily in the most general case. Since in practice, however, the connector usually has only a single circular passage, it makes sense to choose a regular polygon, which wraps around the circular passage with a regularly repeated variation of the wall thickness for fürläse. That is, all degrees have the same length and form the same angle with each adjacent degree. As the number of corners increases, such a regular polygon continues to approach the circle. This also reduces the proportion of the area effective for transmitting the torque in longitudinal section. This effect is best illustrated by the fact that a circle is drawn in cross-section into the interior of the polygon, which touches all edges tangentially. A second circle is placed through the corners of the polygon, which is then concentric with the inner circle.
  • the outline of the torque clutch and the clutch receptacle may also be a star or another serrated line. Compared to a polygon, this increases the area that transfers the force from one element to another.
  • the Momen- tehkupplu g it is formed ah the front edge of the Abdichtflansches. If you start with a circular disk as a sealing flange, then the circumference of this disk is extended to the "corners" of a polygon.Of course, a corresponding counterpart in the hollow body must be created to these "corners".
  • the diameter of the torque clutch is greater than the sealing part of the connecting piece.
  • the area of the sealing flange with its bonding also contributes to the transmission of torque.
  • this area already begins to deform slightly under the load of a torque which is too high for it, further torque is transmitted beyond the outer edge of this area to the so-called “second torque clutch” and from there to the "second clutch intake” , To this
  • the torque clutch is formed on the side facing the réellehoffm the Abdichtflansches side of the Abdichtflansches - ie closer to the center of the tank - is formed.
  • the torque coupling - eg as a polygonal profile - to the inner surface of the Abdichtflansches Therefore, at first glance, it can be recognized as a pure torque coupling.
  • the connecting piece according to the invention even has two torque couplings: one on the end face of the sealing flange and the other on the surface facing the tank.
  • annular recess is provided below the sealing flange in the recess complementary thereto, into which a seal, such as e.g. an O-ring is inserted.
  • a seal such as e.g. an O-ring
  • oblong welded webs are integrally formed on the sealing flange and / or on the torque coupling.
  • the material protruding above the wetted surfaces of these weld webs will liquefy and on the adjacent surfaces of the sealing flange as well distribute the coupling receptacle and / or the recess on the surface of the hollow body and thus provide an intimate connection.
  • This effect can be enhanced by the fact that the welding webs rest on the same, second welding webs, which are also melted during the welding process, so that more liquid material is available.
  • weld bars engage in complementary shaped weld grooves in the recess or in the coupling receptacle.
  • the Abdichtflansches the liquefied material of the welding webs flows into the welding notches and liquefied there the top layer.
  • the profile of welding bars and welding notches can be curved or angular. In their course, webs and notches may be straight or wavy throughout. But it is also a dotted or dashed course possible and useful.
  • the sealing flange rests on the surface of the hollow body around the opening.
  • the sealing flange rests on the surface of the hollow body around the opening.
  • the hollow body of a pressure tank according to the invention is usually made in practice from a thermoplastic material, which receives its shape by blow molding or injection molding in a corresponding Negativ form. Advantages of this method are the relatively short processing time and the relatively low processing costs in the production of each individual copy. A Restriction is, however, that such a hollow body can withstand only a very limited pressure. Therefore, compressive strength is enhanced by overlying fibers such as glass fibers or carbon fibers or aramid fibers or dyneema fibers. These fibers are placed in rings or wavy lines around the hollow body and glued together with resins and on the hollow body. These resins can then be crosslinked thermally or by irradiation with UV light and thereby cured.
  • a thermoplastic material which receives its shape by blow molding or injection molding in a corresponding Negativ form.
  • connection piece for connection to the valve or hose or pipe piece departing therefrom.
  • a further coupling piece e.g. made of metal, used or cast in, which fits exactly to the profiles to be connected. So that this additional profile does not twist even with respect to the connecting piece during a torque transmission, it expediently has a polygonal or another non-round profile on its outside.
  • connection piece is cast into the connector, this creates a precisely complementary counterpart.
  • torque is then transmitted in the same way as between connection piece and hollow body.
  • FIG. 1 shows a pressure tank according to the invention before assembly of the connecting piece 2 on the hollow body 1.
  • the hollow body 1 is here shown in dotted-point perspective from “obliquely upwards.” It can be seen that in this embodiment it consists of a cylinder which is hemispherical in its end faces.
  • the opening 1 1 can be seen, through which a view into the interior 12 of the hollow body is free.
  • connection piece 2 which derives a torque from the connection piece 2 to the hollow body 1 via the two torque clutches 23 and 25, which are different from each other.
  • the first torque clutch 23 consists of a central, octagonal region and formed on two opposite edges strip which is designed to be complementary to the first coupling receptacle 13 in the hollow body 1. This extends around the opening 11 around. In the illustrated embodiment, it consists of an octagon, in which strip-shaped extensions are integrally formed on two opposite edges, which extend radially to the opening 1 1.
  • the first coupling receptacle 13 is the plane sunken furthest into the surface in the region of the opening 11.
  • the second torque clutch 25 is also a polygon in the embodiment shown here, which is designed here as an octagon, which continues without further paragraph direct from the sealing flange 22.
  • the comparison between the outer contour of the connecting piece 2 and the largest outline of the recesses in the hollow body 1 quickly reveals where the second coupling recesses 16 are arranged. In the illustrated embodiment, they are a direct continuation of the depression 14 and can be recognized as "corners" on the edge of this depression.
  • Figure 1 it is understood that after the insertion of the connector 2 to the outside, the first torque clutch 23 is no longer visible, since it is covered by the - larger - sealing flange 22. Visible is then only the second torque clutch 25, which then conceals the complementary second coupling receptacles 16.
  • Figure 1 illustrates that the recess 14 in comparison to the size of the passage 21 in the connector 2 provides a relatively large area. Therefore, by gluing the relatively large Abdicht- fänsches 22 with the recess 14, an additional sealing effect can be achieved.
  • FIG. 1 shows, as a further embodiment variant, that oblong, bead-like welding webs 24 are formed on the sealing flange 22, here in the form of two circular arc segments which engage in complementarily shaped welding notches 15 in the recess 14.
  • the liquefied material of the welding webs 24 flows into the welding grooves 15 and there liquefied the uppermost layer, so that the welding bar 24 and the welding grooves 15 intimately connect.
  • Coupler receptacle 13 inserted

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Abstract

Drucktank, bestehend aus einem Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einer Öffnung, in die jeweils ein Anschlussstück eingesetzt ist, das wenigstens je einen Durchlass zum Innenraum des Hohlkörpers aufweist, wobei an das Anschlussstück um den Durchlass herumlaufend ein Abdichtflansch angeformt ist, der nach außen hin sichtbar ist und der mit dem Hohlkörper verschweißt und/oder verklebt ist an den wenigstens eine Momentenkupplung angeformt ist, deren Querschnitt polygonal oder nicht kreisförmig ist und die in eine dazu komplementäre Kupplungsaufnahme im Hohlkörper eingesteckt ist, die um die Öffnung herum läuft.

Description

Drucktank mit Steck- und Schweißverbindung für das
Anschlussstück
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucktank, bestehend aus einem Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einer Öffnung, in die jeweils ein Anschlussstück eingesetzt ist, das wenigstens je einen Durchläse zum Innenräum des Hohlkörpers aufweist.
Auf aktuellem Stand der Technik sind Tanks zur Aufnahme von Gasen oder Flüssigkeiten bekannt, die unter hohem Druck stehen, wie z.B. liquified petroleum gas (LPG) oder compressed natural gas (CNG). Diese Tanks werden unter anderem aus thermoplastischem Kunststoff im Blasformverfahren oder im Spritzguss hergestellt. Um die Druckfestigkeit zu erhöhen, werden diese Tanks in einem zweiten Schritt mit einer äußeren Schicht aus belastbaren Fasern versehen, die zumeist in ein Gießharz eingebettet sind, das die Fasern miteinander verbindet und sie auf der inneren Kunststoffschicht fixiert.
Ein solcher Tank muss unabhängig von der Ausführung in jedem Fall mit wenigstens einem Anschlussstück versehen werden, an das ein Ventil, ein Schlauch oder ein Rohr angekuppelt wird, um den Tank zu befüllen bzw. zu entleeren. Diese Elemente tragen zumeist als Schnittstelle einen Rohrstutzen aus Metall mit einem Gewinde oder mit einem Bajonett, das mit einem komplementär geformten Gegenstück im Anschlussstück des Tankes druckfest und dicht verbunden werden muss.
Auf aktuellem Stand der Technik sind für die Anschlussstücke Kunststoffe bekannt, die ausreichend zugfest sind und auch als ein Hohlkörper mit den dafür ausreichenden Wandstärken und passenden Gewindegängen oder Bajonettführungen hergestellt werden können. Da sich bei den Anschlussstücken die Wandstärken und die Anforderungen an die Maßgenauigkeit erheblich von den Wandstärken und den Toleranzen des Drucktankes unterscheiden, ist es in der Praxis weder sinnvoll noch wirtschaftlich, die Anschlussstücke und die
Tanks in einem Guss herzustellen.
Vielmehr ist es üblich, einen Hohlbehälter aus Kunststoff nach seiner Fertigstellung in einem weiteren Arbeitsgang mit einem separat gefertigten und zumeist mehrteiligen Anschlussstück zu versehen. So beschreibt z.B. die Patentanmeldung US 2011/010/1002 einen Tank aus Kunststoff mit zwei Öffnungen. Auf diese Öffnungen wird von außen her und von innen her jeweils ein in etwa zylindrisches Anschlussteil aufgesetzt, das an einem Ende mit einem kragenförmigen Flansch verbreitert ist. Diese beiden Teile werden mit einem Gewinde zusammen geschraubt und dadurch aneinander gedrückt, sodass sie flächig von innen und von außen auf dem Bereich um die Öffnung des Tanks herum aufliegen. Durch entsprechenden Druck sowie durch zusätzlich in den Tank oder die Flansche eingelassene Dichtungsringe wird die erforderliche Druckfestigkeit erzielt.
Ein wesentlicher Nachteil dieses und anderer, ähnlicher Konzepte ist, dass die Anschlussstücke rotationssymmetrisch gestaltet sind. Wenn zum Verbinden mit einem Schlauch, einem Rohr oder einem Ventil eine Schraubverbindung hergestellt werden muss, so muss das Anschlussstück ein Drehmoment auf den Tank übertragen. Bei rotationssymmetrischen Anschlussstücken ist jedoch nur der Wert des Anzugsdrehmomentes erreichbar, der sich aus der Anpresskraft der beiden Flansche auf den Tank und dem Haftreibungskoeffizient der beiden aufeinander drückenden Oberflachen ergibt. Da die Oberfläche der Kunststofftanks in der Regel gleichmäßig und glatt ist, ergibt sich deshalb nur ein begrenzter Drehmomentspitzenwert. Falls dieser überschritten wird, wird es schwierig, eine ausreichend dichte Ahschlussverbindung herzustellen. Dazu kommt das Risiko, dass durch das Verschwenken des Anschlussstückes gegenüber dem Tank diese Verbindung schnell undicht wird und das eigentlich zu entnehmende Fluidum kontinuierlich austritt und das mit steigender Tendenz.
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, für Drucktanks aus Kunststoff eine Anschlussstück zu entwickeln, dass auch die beim Anziehen einer Verschraubung oder eines Bajonettes auftretenden Spitzenwerte des Drehmomentes sicher und dauerhaft auf den Hohlkörper aus Kunststoff überträgt.
Als Lösung lehrt die Erfindung, dass an das Anschlussstück um den Durchlass herumlaufend ein Abdichtflansch angeformt ist, der nach außen hin sichtbar ist und der mit dem Hohlkörper verschweißt und /oder verklebt ist und an den wenigstens eine Momentenkupplung angeformt ist, deren Querschnitt polygonal oder nicht kreisförmig ist und die in eine dazu komplementäre Kupplungsaufnahme im Hohlkörper eingesteckt ist, die um die Öffnung herum läuft.
Es ist also eine wesentliche Idee der Erfindung, die Funktion der Abdichtung zwischen dem Anschlussstück und dem Hohlkörper zu trennen von der Funktion der Drehmomentenübertragung vom Anschlussstück auf den Hohlkörper. Im Gegensatz zum aktuellen Stand der Technik, bei dem diese beiden Funktionen in einem Element zu- sammengefasst sind, sieht die Erfindung dafür klär voneinander getrennte Bereiche des Anschlüssstückes vor: Der erste, abdichtende Bereich ist der„Abdichtflansch". Der zweite, das Drehmoment übertragende Bereich ist die„Momentenkupplung".
Der Abdichtflansch ist im montierten Zustand nach außen hin sichtbar. Im einfachsten Fall hat er die Form einer Scheibe, die an den zentralen Körper des Anschlussstückes um den Durchlass herum angeflanscht ist. Wenn die Stirnkante dieser Scheibe rund ist, so weist die Scheibe keine Momentenkupplung auf und dient nur zum Abdichten. Die zum Hohlkörper hin weisende Fläche des Flansches kann mit dem Hohlkörper verklebt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann der Randbereich des Abdichtflansches mit dem Hohlkörper verschweißt werden, d.h. also, dass sowohl der Hohlkörper im Auflagebereich des Abdichtflansches als auch der Abdichtflansch selbst in seinem Randbereich an den Berüh rungsflächen verflüssigt wird, indem diese Bereiche über die
Schmelztemperatur des Materials hinaus erwärmt werden und dann beide Teile aufeinander gedrückt werden, sodass die Flüssigkeiten sich miteinander vermischen. Wenn die Erwärmung vollständig umlaufend und gleichmäßig ist, so wird dadurch beim Abkühlen und Erstarren der Flüssigkeit die Verbindung zwischen dem Abdichtflansch und dem Hohlkörper abgedichtet.
Wie gesagt, ist es die wesentliche Idee der Erfindung, dass das Anschlussstück wenigstens einen weiteren, das Drehmoment übertragende Bereich aufweist, nämlich die„Momentenkupplung". Eine solche Momentenkupplurig kann entweder an der zum Innenraum des Hohlkörpers hin weisenden Seite des Abdichtflansches angeformt werden und/ oder an der Stirnseite des Abdichtflänsches. In beiden Ausführungsformen ähnelt ihre Aufgabe einem Schraubenschlüssel, der auf den Kopf einer Schraube aufgesetzt wird, um ein Drehmoment zu übertragen. In ähnlicher Weise ist auch der Querschnitt der Momentenkupplung und der dazu komplementären Kupplungsaufnahme geformt:
Im allgemeinsten Fall wird durch jeden Querschnitt, der nicht kreisförmig ist, ein Drehmoment übertragen, indem alle von einer Kreislinie abweichend geformten Bereiche der Außenflächen der Momentenkupplung sich auf den dazu komplementären Bereich der Kupplungsaufnahme aufpressen.
Für den Querschnitt sind einfach zu konstruierende Varianten Polygone, also Vielecke, die aus miteinander verbundenen Geraden bestehen. Das einfachste Polygon ist ein Dreieck. Es hat vom Prinzip her die größte Erstreckung in radialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse der Momentenkupplung. Verwendbar sind natürlich auch alle anderen Polygone, wie z.B. ein Rechteck, ein Hexagon (Sechseck), ein Oktogon (Achteck), ein Nonagon (Neuneck), ein Dekagon (Zehneck), ein Dodecagon (Zwölfeck) oder eine andere Anzahl von Flächen.
Dieses Vieleck ist im allgemeinsten Fall beliebig geformt. Da in der Praxis jedoch das Anschlussstück zumeist nur einen einzigen kreisförmigen Durchläse aufweist, ist es sinnvoll, ein regelmäßiges Polygon zu wählen, das sich um den kreisförmigen Durchläse mit einer regelmäßig wiederholten Variation der Wandstärke zum Durchläse herumlegt. D.h. alle Graden haben die gleiche Länge und bilden mit jeder benachbarten Graden den gleichen Winkel. Mit steigender Anzahl der Ecken nähert sich ein solches regelmäßiges Polygon immer weiter dem Kreis an. Damit sinkt auch der zur Übertragung des Drehmomentes wirksame Anteil der Fläche im Längsschnitt. Dieser Effekt wird am besten dadurch verdeutlicht, dass im Querschnitt in das Innere des Polygons ein Kreis gezeichnet wird, der alle Kanten tangential berührt. Ein zweiter Kreis wird durch die Ecken des Polygons gelegt, der dann konzentrisch zürn inneren Kreis ist. Der Abstand der beiden Kreise von einander begrenzt die Flächenanteile, die für die Drehmomentenübertragung wirksam sind. Bei einem regelmäßigen Dreieck sind diese Flächenanteile am größten; dafür gibt es jedoch auch nur drei dieser Flächen. Bei z.B. einem regelmäßigen Zwölfeck sind diese Flächen erheblich kleiner, allerdings auch zwölf Mal vorhanden.
Typisch für ein jedes Polygon ist, dass es bei der Übertragung eines Drehmomentes im Bereich seiner Kanten am stärksten belastet wird. Dieser Effekt wird dann besonders deutlich sichtbar, wenn zwischen der Momentenkupplung und der Kupplungsaufnahme ein geringes
Spiel besteht. Dann berühren sich die beiden Teile jeweils im ersten Moment nur punktförmig. Nur durch die Elastizität des Materials wird mit zunehmender Kraft aus dem Punkt eine Fläche.
Diese Einschränkung aller polygonalen Profile, dass im Bereich der Ecken der Druck sprunghaft ansteigt, kann dadurch vermieden werden, dass der Umriss eine Wellenlinie ist. Dann ändert sich über die Außenflächen der Momentenkupplung und der Kupplungsaufnahme hinweg die Kraftbelastung nicht sprunghaft sondern stetig.
Als eine Alternative zu polygonalen Querschnitten kann der Umriss der Momentenkupplung und der Kupplungsaufnahme auch ein Stern oder eine ändere gezackte Linie sein. Gegenüber einem Polygon wird dadurch die Fläche vergrößert, die die Kraft von einem zum anderen Element überträgt. In einer sehr einfach zu erläuternden Ausführungsform der Momen- tehkupplu g ist sie ah die Stirnkante des Abdichtflansches angeformt. Wenn man gedanklich von einer kreisförmigen Scheibe als Abdichtflansch ausgeht, so ist der Umfang dieser Scheibe um die „Ecken" eines Polygons erweitert. Natürlich muss zu diesen„Ecken" auch ein entsprechendes Gegenstück im Hohlkörper geschaffen werden. In dieser Variante ist der Durchmesser der Momentenkupplung größer als der abdichtende Teil des Anschlussstückes.
Wenn die Fläche des Abdichtflansches in die Fläche der Momentenkupplung übergeht, ist beim ersten Hinsehen keine exakt definierte Grenze zwischen den beiden Bereichen auszumachen.
In dieser Ausführungsform trägt der Bereich des Abdichtflansches mit seiner Verklebung natürlich auch zum Übertragen von Drehmoment bei. Wenn sich dieser Bereich jedoch unter der Last eines für ihn zu hohen Drehmomentes bereits geringfügig zu verformen beginnt, so wird weiteres Drehmoment über den äußeren Rand dieses Bereiches hinweg auf die sog.„zweite Momentenkupplung" und von dort auf die„zweite Kupplungsaufnahme" weiter geleitet. Auf diese
Weise wird die Verbindung zwischen dem Abdichtflansch und der Vertiefung vor allzu großer Belastung geschützt.
Die Bereiche zum Abdichten und zum Übertragen des Drehmomen- tes sind in einer anderen Ausführungsform der Momentenkupplung sehr deutlich abzugrenzen. In dieser Variante ist die Momentenkupplung an der zum Innenräum des Abdichtflansches hin weisenden Seite des Abdichtflansches - also näher zum Mittelpunkt des Tankes hin - angeformt ist. Hier wird die Momentenkupplung - z.B. als ein polygonales Profil - an die Innenfläche des Abdichtflansches angesetzt und ist deshalb auf den ersten Blick als reine Momentkupplung zu erkennen.
In einer weiteren Ausbaustufe der Momentenkupplung an der Innenseite des Abdichtflansches wird für den Umriss vom Querschnitt der Momentenkuppluhg und von der Kupplungsaufnahme vorgeschlagen, dass an einen Kernbereich wenigstens ein streifenförmiger Bereich angeformt wird, der etwa radial nach außen weist. Der streifenförmige Bereich geht dann von dem Kernbereich etwa so aus, wie bei einem Propeller die Flügel von der Nabe.
Die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Momentenkupplung können entweder jeweils für sich alleine oder auch in einer Kombination eingesetzt werden. In der letztgenannten Variante weist das erfindungsgemäße Anschlussstück sogar zwei Momentenkupplungen auf: Die eine an der Stirnseite des Abdichtflansches und die andere an der zum Tank hin weisenden Fläche.
In einer weiter verfeinerten Ausführungsvariante ist unterhalb des Abdichtflansches in die dazu komplementäre Vertiefung eine weitere, ringförmige Vertiefung eingebracht, in die eine Dichtung, wie z.B. ein Rundschnurring eingelegt wird. Für den Fall, dass die Verschweißung oder die Verklebung des Abdichtflansches nicht perfekt abdichtet, übernimmt die Rundschnurdichtung diese Funktion.
In einer anderen Variante sind an den Abdichtflansch und/oder an die Momehtenkupplung längliche Schweißstege angeformt. In einer ersten Variante wird sich beim Schweißen das über die benächbar- ten Flächen herausragende Material dieser Schweißstege verflüssigen und auf den benachbarten Flächen des Abdichtflansches sowie der Kupplungsaufnahme und/oder der Vertiefung auf der Oberfläche des Hohlkörpers verteilen und so für eine innige Verbindung sorgen.
Diese Wirkung kann dadurch verstärkt werden, dass die Schweißstege auf gleich verlaufenden, zweiten Schweißstegen aufliegen, die beim Schweißvorgang ebenfalls mit geschmolzen werden, so dass noch mehr flüssiges Material zur Verfügung steht.
Als Alternative greifen die Schweißstege in däzu komplementär geformte Schweißkerben in der Vertiefung oder in der Kupplungsaufnahme ein. Beim Verschweißen des Abdichtflansches fließt das verflüssigte Material der Schweißstege in die Schweißkerben und verflüssigt dort die oberste Schicht.
In allen drei Varianten kann das Profil von Schweißstegen und Schweißkerben gekrümmt oder eckig sein kann. In ihrem Verlauf können Stege und Kerben durchgehend grade oder wellenförmig sein. Es ist aber auch ein gepunkteter oder ein gestrichelter Verlauf möglich und sinnvoll.
Im einfachsten Fall liegt der Abdichtflansch auf der Oberfläche des Hohlkörpers um die Öffnung herum auf. Alternativ kann für eine noch bessere Verbindung des Abdichtflansches mit dem Hohlkörper der Abdichtflansch in eine dazu komplementäre Vertiefung des Hohlkörpers eingesenkt werden, die die Kupplungsaufnahme umgibt.
Der Hohlkörper eines erfindungsgemäßen Drucktankes ist in der Praxis zumeist aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, der durch Blasformen oder durch Spritzgießen in einer entsprechenden Negätivform seine Gestalt erhält. Vorteile dieses Verfahrens sind die relätiv kurze Verarbeitungszeit und die relativ geringen Verarbeitungskosten bei der Herstellung jedes einzelnen Exemplars. Eine Einschränkung ist dabei jedoch, dass ein derartiger Hohlkörper nur einem sehr begrenzten Druck standhalten kann. Deshalb wird die Druckfestigkeit durch aufliegende Fasern verstärkt, wie z.B. Glasfasern oder Kohlefasern oder Aramidfasern oder Dyneemafasern. Diese Fasern werden in Ringen oder in Wellenlinien um den Hohlkörper herum gelegt und mit Harzen aneinander und auf dem Hohlkörper verklebt. Diese Harze können dann thermisch oder durch Bestrahlung mit UV-Licht vernetzt und dadurch gehärtet werden.
Im einfachsten Falle ist im Anschlussstück zur Verbindung mit dem davon abgehenden Ventil oder Schlauch oder Rohrstück ein Innengewinde, ein Bajonett oder die Negativform einer anderen Kupplung enthalten. Bei sehr filigranen Kupplungen oder höheren Ansprüchen kann im Abschlussstück in den Durchlass auch ein weiteres Kupplungsstück, z.B. aus Metall, eingesetzt oder eingegossen werden, das genau zu den anzuschließenden Profilen passt. Damit sich dieses zusätzliche Profil selbst gegenüber dem Anschlussstück während einer Drehmomentübertragung nicht verdreht, weist es sinnvoller Weise an seiner Außenseite ein polygonales oder ein anderes unrundes Profil auf.
Wenn dieses Kupplungsstück in das Anschlussstück eingegossen ist, entsteht dadurch ein exakt komplementäres Gegenstück. Zwischen Anschlussstück und Kupplungsstück wird dann das Drehmoment in gleicher weise übertragen, wie zwischen Anschlussstück und Hohlkörper.
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindüng jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung: Figur 1 Hohlkörper mit Anschlussstück vor dessen Montage
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Drucktank noch vor der Montage des Anschlussstückes 2 am Hohlkörper 1 dargestellt. Der Hohlkörper 1 ist hier in Fluchtpunktperspektive von„schräg oben" dargestellt. Zu sehen ist, dass er in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Zylinder besteht, der an seinen Stirnseiten halbkugelförmig abgeschlossen ist.
In der Stirnseite des Hohlkörpers 1 ist die Öffnung 1 1 zu erkennen, durch die hindurch ein Blick in den Innenraum 12 des Hohlkörpers frei wird.
Die hier gezeigte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Drucktanks weist ein Anschlussstück 2 auf, das über die beiden - voneinander verschiedenen - Momentenkupplungen 23 und 25 ein Drehmoment vom Anschlussstück 2 zum Hohlkörper 1 ableitet.
Die erste Momentenkupplung 23 besteht aus einem mittleren, achteckigen Bereich und an zwei gegenüberliegenden Kanten angeformten Streifen, die komplementär zu der ersten Kupplungsaufnahme 13 im Hohlkörper 1 gestaltet ist. Diese erstreckt sich um die Öffnung 11 herum. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel besteht sie aus einem Achteck, bei dem an zwei gegenüberliegenden Kanten streifenförmige Verlängerungen angeformt sind, die sich radial zur Öffnung 1 1 erstrecken. Die erste Kupplungsaufnahme 13 ist die am weitesten in die Oberfläche eingesenkte Ebene im Bereich der Öffnung 1 1.
Die zweite Momentenkupplung 25 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Polygon, das hier als ein Achteck ausgebildet ist, welches dass sich ohne weiteren Absatz direkte aus dem Abdichtflansch 22 fortsetzt.
In Figur 1 wird durch den Vergleich zwischen dem äußeren Umriss des Anschlussstückes 2 und dem größten Umriss der Vertiefungen im Hohlkörper 1 schnell deutlich, wo die zweiten Kupplungsäufnah- men 16 angeordnet sind. Sie sind in der dargestellten Ausführungs- variahte eine direkte Fortsetzung der Vertiefung 14 und als„Ecken,, am Rand dieser Vertiefung erkennbar.
Zur Drehmomentenübertragung vom Anschlussstück 2 auf den Hohlkörper 1 dient bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform nicht nur die erste Momentenkupplung 23, die in die dazu komplementär geformte erste Kupplungsaufnahme 13 im Hohlkörper 1 eingesenkt wird, sondern als zusätzliche Verstärkung auch noch die achteckige zweite Momentenkupplung 25 am Abdichtflansch 22 und die dazu komplementäre zweite Kupplungsaufnahme am Rande der Vertiefung 14.
Durch vier Doppelpfeile ist dargestellt, wie das Anschlussstück 2 verschwenkt und abgesenkt werden muss, damit es in die Vertiefung 14 und in die beiden Kup'plungsaufnahmen 13 und 16 eingesteckt werden kann.
In Figur 1 ist nachvollziehbar, dass nach dem Einstecken des Anschlussstückes 2 nach außen hin die erste Momentenkupplung 23 nicht mehr sichtbar ist, da sie durch den - größeren - Abdichtflansch 22 verdeckt ist. Sichtbar ist dann nur noch die zweite Momentenkupplung 25, die dann die dazu komplementären zweiten Kupplungsaufnahmen 16 verdeckt. Figur 1 verdeutlicht, dass die Vertiefung 14 im Vergleich zur Größe des Durchlasses 21 im Anschlussstück 2 eine relativ große Fläche bietet. Daher kann durch eine Verklebung des relativ großen Abdicht- flänsches 22 mit der Vertiefung 14 eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt werden.
Als eine zusätzliche Variante ist bei der dargestellten Ausführungsform in der Mitte des Anschlussstückes 2 um den Durchlass 21 herum noch ein weiteres, z.B. metallisches Kupplungsstück eingelassen. Es bietet auf seiner Innenseite ein Gewinde, mit dem sich ein Ventil, ein Rohr oder ein Schlauch anschließen lassen. Alternativ können auch die Führungen eines Bajonettes oder andere Elemente eingeformt werden.
In Figur 1 ist als eine weitere Ausführungsvariante eingezeichnet, dass an den Abdichtflansch 22 längliche, wulstartige Schweißstege 24 angeformt sind, hier in Form von zwei Kreisbogensegmenten, die in dazu komplementär geformte Schweißkerben 15 in der Vertiefung 14 eingreifen. Beim Verschweißen des Abdichtflansches 22 fließt das verflüssigte Material der Schweißstege 24 in die Schweißkerben 15 und Verflüssigt dort die oberste Schicht, so dass sich der Schweißsteg 24 und die Schweißkerben 15 innig miteinander verbinden.
Bezugszeichenliste
1 Höhlkörper
1 1 Öffnung im Hohlkörper 1
12 Innenraum des Hohlkörpers 1
13 erste Kupplungsaufnahme im Hohlkörper 1 für erste
Momentenkupplung 23
14 Vertiefung auf der Oberfläche des Hohlkörpers 1 ,
komplementär zum Abdichtflansch 22
15 Schweißkerbe in Vertiefung 14 oder
in Kupplungsaufnahme 13
16 zweite Kupplungsaufnahme im Hohlkörper 1 für zweite Momentenkupplung 25
2 Anschlussstück, in Öffnung 1 1 eingesetzt
21 Durchlass im Anschlussstück 2 zum Innenraum 12
22 Abdichtflansch am Anschlussstück 2, mit Hohlkörper 1
verschweißt oder verklebt
23 erste Momentenkupplung am Anschlussstück 2, in erste
Kupplungsaufnahme 13 eingesteckt
24 Schweißstege auf Abdichtflansch 22 und/oder auf Momentenkupplung 23
25 zweite Momentenkupplung am Anschlussstück 2, in zweite Kupplungsaufnahme 16 im Hohlkörper 1 eingesteckt.

Claims

Ansprüche
Drucktank, bestehend aus
- einem Hohlkörper 1 aus thermoplastischem Kunststoff mit
- wenigstens einer Öffnung 1 1 , in die
- jeweils ein Anschlussstück 2 eingesetzt ist,
- das wenigstens je einen Durchläse 21 zum Innenraum 12 des
Hohlkörpers 1 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass an das Anschlussstück 2 um den Durchläse 21 herumlaufend ein Abdichtflansch 22 angeformt ist,
- der nach außen hin sichtbar ist und
- der mit dem Hohlkörper 1 verschweißt und/oder verklebt ist und
- an den wenigstens eine Momentenkupplung 23,25 angeformt ist,
- deren Querschnitt polygonal oder nicht kreisförmig ist und - die in je eine dazu komplementäre Kupplungsaufnahme 13, 16 im Hohlkörper 1 eingesteckt ist, die um die Öffnung 1 1 herum läuft.
Drucktank nach Anspruch 1 , dadurch gekerinzeichnet, dass an den Abdichtflansch 22 eine erste Momentenkupplung 23 angeformt ist,
- die von der zum Innenraum 12 hin weisenden Seite des Abdichtflansches 22 ausgeht und
- die in eine dazu komplementäre, erste Kupplungsaufnahme 13 im Hohlkörper 1 eingesteckt ist und
- deren Querschnitt an jeder Stelle vom Abdichtflansch 22 überragt wird. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Stirnkante des Abdichtflansches 22 eine zweite Momentenkupplung 25 angeformt ist, die in eine dazu komplementäre, zweite Kupplungsaufnahme 16 im Hohlkörper 1 eingesteckt ist.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abdichtflansch 22
- nur eine erste Momentenkupplung 23 oder
- nur eine zweite Momentenkupplung 25 oder
- sowohl eine erste Momentenkupplung 23 als auch eine zweite Momentenkupplung 25 angeformt ist.
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abdichtflansch 22 und/oder an die Momentenkupplung 23 längliche Schweißstege 24 angeformt sind,
- deren Profil gekrümmt oder eckig sein kann und
- deren Verlauf
- durchgehend grade oder
- wellenförmig oder
- gepunktet oder
- gestrichelt sein kann.
6. Drucktank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstege 24 in dazu komplementär geformte Schweißkerben 15 in der Vertiefung 14 oder in der Kupplungsäufnahme 13 eingreifen.
7. Drucktank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstege 24 vor dem Verschweißen auf dazu komplementär verlaufenden Stegen auf der Vertiefung 14 oder auf der Kupplungsaufnahme 13 aufliegen..
Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umriss des Querschnittes der Momentenkupplungen 23,25 und der Kupplungsaufnahmen 13,16
- ein Rechteck oder ein Hexagon oder ein Octogon oder ein
Nonagon oder ein Decagon oder ein Dodecagon oder ein anderes Polygon oder
- ein Stern oder eine andere gezackte Linie oder
- eine Wellenlinie ist.
9. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umriss des Querschnittes der ersten Momentenkupplung 23 und der ersten Kupplungsaufnahme 13 aus einem Kernbereich besteht, der durch wenigstens einen, etwa streifenförmigen Bereich erweitert ist, der etwa radial nach außen weist.
10. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdichtflansch 22 von einer dazu komplementären Vertiefung 14 auf dem Hohlkörper 1 aufnehmbar ist, dii die erste Kuppluhgsaufnähme 13 umgibt.
1 1. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vertiefung 14 eine vollständig umlaufende Nut eingeprägt ist, in die eine Dichtung, wie z.B. eine Rundschnurdichtung einlegbar ist
12. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hohlkörper 1 eine weitere Schicht aufliegt, die durch
- Glasfasern und/oder
- Kohlefasern und/oder
- Aramidfasern und/oder Dyneemafasern oder andere Kunstfasern und/oder
- Naturfasern und/oder
- Kombinationen aus Fasern und Kunststoff, wie z.B. Glasfasern und Polyethylen, das bei höheren Temperaturen um die Glasfasern herum fließt,
verstärkt ist und
- die z.B. aus thermisch oder ultraviolett vernetzbaren Harzen oder aus anderen Harzen besteht.
13. Drucktank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Anschlussstück 2 ein Innengewindestück oder ein Bajonett oder ein anderes Kupplungsstück einsetzbar ist, das an seiner Außenseite ein polygonales Profil aufweist.
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