Die Erfindung betrifft einen Verbunddruckbehälter zur Aufnahme von flüssigen oder gasförmigen, unter Druck stehenden Medien, mit einem Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff, der ein Speichervolumen umschließt, mit einem mit dem Innenbehälter verbundenen Polstück, wobei das Polstück eine Öffnung des Druckbehälters begrenzt, das Polstück eine Anschlussarmatur aufnimmt, die Anschlussarmatur einen in das Polstück eingesetzten Fortsatz aufweist, der Fortsatz einen Dichtabschnitt mit wenigstens ei ^¬ nem Dichtelement aufweist, der Fortsatz der Anschlussarmatur und das Polstück einen Ringraum begrenzen und der Innenbehälter einen Innenbehälterhals aufweist, der in dem Ringraum zwischen dem Fortsatz der Anschlussarmatur und dem Polstück aufgenommen wird . Ein solcher Verbunddruckbehälter ist beispielsweise in der EP 2 742 272 Bl beschrieben. Druckbehälter der eingangs genannten Art dienen beispielsweise zur Speicherung von Wasserstoff unter verhältnismäßig hohem Druck und sind für einen Innendruck von etwa 700 Bar ausgelegt. Diese bestehen aus einem Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff, der außen mit einer Wicklung aus einem Faserwerkstoff armiert ist. Der Faserwerkstoff, bei ^¬ spielsweise in Form von Carbonfasern oder Aramidfasern, ist in eine Matrix aus thermoplastischem oder duroplastischem Kusnt- stoff eingebettet. Zum Anschluss einer Armatur weisen die be- kannten Verbunddruckbehälter wenigstens an einer Stirnseite ein Polstück auf, in welches die Anschlussarmatur dichtend einge ^¬ setzt ist. Üblicherweise bestehen die Anschlussarmaturen aus Me ^¬ tall und sind mit einem in den Behälterhals eintauchenden Me- tallzylinder versehen. Die Abdichtung der Anschlussarmaturen bzw. der mit dem Medienbehälter verbundenen Ventilanschlusselemente in dem Behälterhals ist regelmäßig problematisch, insbe ^¬ sondere deshalb, weil die Abdichtung gegen den von dem Innenbe- hälter bzw. Liner gebildeten Behälterhals stattfindet. Der Innenbehälter oder Liner des Verbunddruckbehälters besteht häufig aus einem thermoplastischen Kunststoff, der bei längerer Schub- und Druckbeanspruchung dazu neigt, in dem betreffenden Bereich auszuweichen bzw. zu fließen. Dies hat zur Folge, dass bei ei- ner Abdichtung am Umfang des Innenbehälthalses dort unter Umständen eine Undichtigkeit des Verbunddruckbehälters entstehen kann .

Um diesem Problem Rechnung zu tragen, wird in der EP 2 742 272 Bl ein Verbunddruckbehälter vorgeschlagen, bei dem das Ventilanschlusselement bzw. das Polstück im Bereich einer Öffnung des Medienbehälters angeordnet ist und die Kragenaußenwandung des Medienbehälters von einer Innenwandung des Polstücks umschlos ^¬ sen ist, wobei das Ventilelement bzw. die Anschlussarmatur einen Verpressungsabschnitt aufweist, der die Öffnung durchdringt und von der Krageninnenwandung umschlossen ist, wobei der Außendurchmesser des Verpressungsabschnitts vor der Ventilelement ^¬ montage größer als der Durchmesser der Krageninnenwandung ist, so dass bei der Montage des Ventilelements sowohl zwischen dem Verpressungsabschnitt und der Krageninnenwandung als auch zwi ^¬ schen der Kragenaußenwandung und der Innenwandung des Ventilanschlusselements ein dauerhafter Presssitz entsteht, der das unter Druck stehende Medium abdichtet. Um eine punktuelle und/ oder linienförmige Erhöhung der Druckspannung und eine weitere Verbesserung der Dichtwirkung zu erzielen, ist bei dem Verbunddruckbehälter gemäß EP 2 742 272 Bl vorgesehen, dass das Ventilanschlusselement bzw. das Polstück definierte Unregelmäßig ^¬ keiten aufweist. Darüber hinaus ist eine definierte Oberflächen ^¬ unregelmäßigkeit durch sich abwechselnde Ausformungen und Aus- nehmungen auf oder in der Kragenaußenwandung und Krageninnen- wandung gebildet. Diese definierten Unregelmäßigkeiten sind im Bereich des Presssitzes vorgesehen.

Versuche mit einer solchen Konfiguration haben allerdings ge- zeigt, dass die Unregelmäßigkeiten in diesem Bereich eher ungünstig für die Abdichtung sind.

Die definierten Unregelmäßigkeiten bzw. wellenförmigen Strukturen des Innenbehälters und des Polstücks bzw. des Ventilan- Schlusselements gemäß Stand der Technik haben unter anderem den Nachteil, dass, um genügend Dichtwirkung zu erzeugen, die Dicht ^¬ fläche übermäßig lang ausgeführt werden muss, was insbesondere dann, wenn der Innenbehälter bwz . Liner aus einem Laminat aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen besteht, zu einer ungünstigen Schichtverteilung in der Innenbehälterwand führen kann. Das resultiert dass, insbesondere bei Beanspruchung mit Gas, Blister zwischen den einzelnen Schichten des Innenbehälters entstehen können. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbund ^¬ druckbehälter der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass dieser möglichst einfach und zuverlässig dauerhaft abge ^¬ dichtet ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Gesichtspunkt der Erfindung betrifft einen Verbunddruckbe- hälter zur Aufnahme von flüssigen oder gasförmigen, unter Druck stehenden Medien, mit einem Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff, der ein Speichervolumen umschließt, mit einem mit dem Innenbehälter verbundenen Polstück, wobei das Polstück eine Öffnung des Druckbehälters begrenzt, das Polstück eine An- schlussarmatur aufnimmt, die Anschlussarmatur einen in das Pol- stück eingesetzten Fortsatz aufweist, der Fortsatz einen Dichtabschnitt mit wenigstens einem Dichtelement aufweist, der Fort ^¬ satz der Anschlussarmatur und das Polstück einen Ringraum begrenzen, der Innenbehälter einen Innenbehälterhals aufweist, der Innenbehälterhals in dem Ringraum zwischen dem Fortsatz der Abschlussarmatur und dem Polstück aufgenommen wird und vorzugsweise eingespannt ist, das Polstück im Bereich der Aufnahme des Innenbehälterhalses ein Gewinde oder ein Halteprofil aufweist, und wobei das Dichtelement die Armaturen innerhalb des Innenbe- hälterhalses und in Richtung von der Öffnung in das Speichervolumen betrachtet unterhalb des Gewindes oder des Halteprofils abdichtet .

Anders als bei dem Verbunddruckbehälter nach dem Stand der Tech- nik gemäß EP 2 742 272 Bl wird der Verbunddruckbehälter innerhalb des Innenbehälterhalses mit einem Dichtelement der An ^¬ schlussarmatur abgedichtet.

Ein Verbunddruckbehälter im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Druckbehälter mit einem Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff und einer Armierung aus einem Faserverbundwerkstoff.

Ein Polstück im Sinne der Erfindung ist ein Ventilanschlusselement, das aus Metall oder aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen kann. Das Polstück gemäß der Erfindung besteht bevorzugt aus Metall. Im Stand der Technik werden die Begriffe „Pol ^¬ stück", „Bossteil" und „Ventilanschlusselement" synonym verwen ^¬ det. Es handelt sich dabei um Anschlussstücke, die beispielweise einen Anschlussstutzen eines Ventils bzw. eine Anschlussarmatur aufnehmen.

Bei dem Verbunddruckbehälter gemäß der Erfindung ist vorzugsweise der Innenbehälterhals des Innenbehälters von dem Polstück eingefasst und der Fortsatz der Anschlussarmatur durchsetzt teilweise das Polstück und taucht in den Innenbehälterhals ein. Die Anschlusasrmatur ist innerhalb des Innenbehälterhalses ab ^¬ gedichtet .

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Anschlussarmatur mittels ei- nes separaten Dichtelements innerhalb des Innenbehälterhalses abzudichten, wobei die Abdichtung erfindungsgemäß in einem Bereich des Innenbehälterhalses vorgesehen ist, der sowohl innen als auch außen glattwandig ausgebildet ist. Bei dem Polstück des Verbunddruckbehälters gemäß der Erfindung ist im Bereich der Einspannung des Innenbehälterhalses ein Ge ^¬ winde oder ein Halteprofil vorgesehen, das mit einem entspre ^¬ chenden Profil auf der Außenseite des Innenbehälterhalses zu ^¬ sammenwirkt. Auf diese Art und Weise ist der Innenbehälterhals in dem Polstück festgelegt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine de ^¬ finierte Unregelmäßigkeit auf der Innenwandung des Polstücks die Abdichtung der Anschlussarmatur innerhalb des Behälterhalses eher verschlechtert, so dass es vorteilhaft ist, das Dichtele ^¬ ment auf dem Fortsatz der Anschlussarmatur so vorzusehen, dass das Dichtelement bei eingesetzter Anschlussarmatur innerhalb des Innenbehälterhalses und in Richtung von der Öffnung in das Spei ^¬ chervolumen betrachtet unterhalb des Gewindes oder des Halte- profils angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Dichtabschnitt des Fortsatzes der Anschlussarmatur taucht soweit in den Innenbehälterhals ein, dass das Dichtelement außerhalb des Bereichs angeordnet ist, wo ein Gewinde oder Halteprofil vorgesehen ist. Bevorzugt ist das Dichtelement als elastischer Dichtring ausge ^¬ bildet, der in eine umlaufende Nut des Dichtabschnittes einge ^¬ legt ist. Im Rahmen der Erfindung können ein oder mehrere Dichtelemente vorgesehen sein, beispielsweise mehrere O-Ringe, die in entsprechende Nuten des Dichtabschnitts eingelegt sind. Der Fortsatz der Anschlussarmatur ist bevorzugt als zylindrischer, metallener Anschlussstutzen ausbildet, der in das Polstück eintaucht. Die Anschlussarmatur kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Falle einer mehrteiligen Ausbildung der An- schlussarmatur umfasst diese beispielsweise den Anschlussstut ^¬ zen und einen Ventilaufsatz oder Ventileinsatz für den Anschlussstutzen.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verbunddruckbehälters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Polstück eine Durchführung aufweist, die einerseits eine die Anschlussarmatur auf ^¬ nehmende zylindrische Aufnahme und andererseits einen den In- nenbehälterhals aufnehmenden Mündungstrichter aufweist. Bevorzugt wird der Innenbehälterhals formschlüssig von dem Mün ^¬ dungstrichter aufgenommen.

Das Polstück kann einen umlaufenden Kragen aufweisen, in welchem der Mündungstrichter ausgebildet ist, wobei der Kragen vorzugs- weise eine in Richtung des Speichervolumens vorstehende Wulst aufweist, die einen Radius R besitzt, der sich in eine entspre ^¬ chende stirnseitige Einbuchtung des Innenbehälters einfügt.

Bevorzugt umfasst der Innenbehälter eine stirnseitige, um den Innenbehälterhals umlaufende Einbuchtung, die einen Radius R be ^¬ sitzt, der dem Radius R des Kragens des Polstücks entspricht.

Eine besonders günstige Schichtverteilung des Innenbehälters, wenn dieser als mehrschichtiges Extrudat aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet ist, wird dadurch erzeugt, dass bei der Herstellung des Innenbehälters eine starke Längung der zylin ^¬ drischen Flächen ober- und unterhalb der vorgesehenen Dichtfläche mit einem zu geringen Krümmungsradius der Innenbehälterwand vermieden wird. Erfindungsgemäß es ist deshalb besonders vor- teilhaft, wenn die stirnseitige Einbuchtung des Innenbehälters und die hierzu komplementäre Wulst des Kragen des Polstücks einen Radius R besitzen, der ein bestimmtes Maß nicht unterschreitet.

Die Anmelderin hat herausgefunden, dass eine ungünstige Schicht- Verteilung der Schichten des Innenbehälters bei dessen Herstel ^¬ lung insbesondere dann erzeugt wird, wenn eine starke Längung der zylindrischen Flächen ober- und unterhalb der vorgesehenenn Dichtfläche, insbesondere bei der Herstellung des Innenbehälters durch Extrusionsblasformen, in Verbindung mit einem zu geringen Radius der Einbuchtung des Innenbehälters zur Folge haben kann, dass die inneren Schichten des Laminats abreißen, was dazu führen kann, dass eine etwa in der Innenbehälterwandung vorgesehene Sperrschicht freigelegt wird. Das Polstück kann auf den Innenbehälterhals von außen aufge ^¬ steckt oder aufgeschraubt und/oder aufgeklebt sein.

Der Verbunddruckbehälter umfasst, wie eingangs bereits erwähnt, eine Faserwicklung, die das Polstück auf dem Innenbehälter fi- xiert und die das Polstück und den Innenbehälter umgibt. Die Fa ^¬ serwicklung ist vorzugsweise in eine Matrix aus einem thermo ^¬ plastischen oder duroplastischen Kunststoff eingebettet.

Bei einer bevorzugten Variante des Verbunddruckbehälters ist vorgesehen, dass der Innenbehälterhals ein Außengewinde auf ^¬ weist, das in das Gewinde des Polstücks eingreift.

Alternativ oder zusätzlich kann das Polstück ein Halteprofil als Oberflächenunregelmäßigkeit oder als Rippenprofil oder als Wel- lenprofil oder als Kreuzrippenprofil aufweisen, wobei das Hal ^¬ teprofil in eine Außenfläche des Innenbehälterhalses eingreift.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verbunddruckbehäl ^¬ ters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtelement mit einem Abstand von 1,5 bis zu 3 mm zu dem Gewinde oder dem Halteprofil angeordnet ist, das heißt in Richtung von außen nach innen in das Speichervolumen hinein betrachtet zwischen 1,5 und 3 mm unterhalb des Gewindes oder Halteprofils angeordnet ist. Besonders bevorzugt beträgt die Länge der zylindrischen Aufnahme des Polstücks weniger als 45% des Durchmessers der Öffnung, vor ^¬ zugsweise weniger als 45 % und mehr als 35 % des Durchmessers der Öffnung. Besonders bevorzugt beträgt die Einspannlänge des Innenbehälterhalses in der zylindrischen Aufnahme weniger als 20 mm. Diese verringerte Einspannlänge oder Umfassungslänge des In- nenbehältershalses hat den Vorzug, dass, wenn der Innenbehälter mehrschichtig ausgebildet ist, die Dicke der Innenschicht ent ^¬ sprechend reduziert werden kann. Dadurch veringert sich die Blisterneigung, das heißt das Zerstören des Materials durch Was- serstoffeinlagerung, da der Diffusionsweg verkürzt werden kann.

Besonders bevorzugt betragen der Radius R der Wulst des Kragens des Polstücks und der Radius der entsprechenden Einbuchtung der Stirnseite des Innenbehälters ^ 15 mm.

Bei einer zweckmäßigen Gestaltung des Verbunddruckbehälters ge ^¬ mäß der Erfindung ist vorgesehen, dass dieser eine Faserwicklung aufweist, die Fasern umfasst, die ausgewählt sind aus ei- ner Gruppe umfassend Glasfasern, Kohlenstofffasern, Carbonfasern und Aramidfasern .

Wie vorstehend bereits erwähnt, können die Fasern in eine Matrix aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff ein- gebettet sein.

Vorzugsweise besteht der Innenbehälter aus einem mehrlagigen thermoplastischen Kunststoff, umfassend wenigstens eine Schicht mit Sperrwirkung für gasförmige Kohlenwasserstoffe, Sauerstoff oder Wasserstoff. Der Innenbehälter kann beispielsweise als fün- flagiges Extrudat aus thermoplastischem Kunststoff extrusions- blasgeformt sein. Die Wandung des Innenbehälters kann Außen ^¬ schichten aus einem HDPE sowie eine innenschicht aus EVOH umfas ^¬ sen, letztere ist vorzugsweise in Haftvermittlerschichten aus LDPE eingebettet.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beige ^¬ fügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht durch einen Verbund ^¬ druckbehälter gemäß der Erfindung, wobei aus Gründen der Vereinfachung nur eine Seite des Verbunddruckbe- hälters dargestellt ist und die Faserwicklung wegge ^¬ lassen wurde, und

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des Details II in Figur 1. Ein Verbunddruckbehälter 1 gemäß der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt, wobei der Verbunddruckbehälter 1 ohne die zugehörige Faserwicklung und nur teilweise dargestellt ist. Der Verbunddruckbehälter 1 gemäß der Erfindung umfasst einen Innenbehälter 2 aus thermoplastischem Kunststoff. Der Innenbehäl- ter 2 ist beispielsweise rotationsgesintert oder extrusionsblas- geformt. Der Innenbehälter 2 umschließt ein Speichervolumen 3 für flüssige oder gasförmige Medien, vorzugsweise für Wasser ^¬ stoff unter verhältnismäßig hohem Druck. An einer oder an beiden Stirnseiten des Innenbehälters 2 ist ein sogenanntes Pol- stück 4 vorgesehen, das beispielsweise aus Metall bestehen kann. Der Innenbehälter 2 hat dementsprechend eine oder zwei Behäl ^¬ teröffnungen 5. Im Bereich der Behälteröffnung 5 bildet der Innenbehälter 2 einen Innenbehälterhals 6 aus, der außen von dem Polstück 4 eingefasst ist. Das Polstück 4 besitzt eine Durch- führung 7, die einerseits als zylindrische Aufnahme für eine An- schlussarmatur 8 und andererseits einen Mündungstrichter 9 zur Aufnahme des Innenbehälterhalses 6 aufweist.

Die Anschlussarmatur 8 ist im Falle des beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiels als metallener Anschlussstutzen ausgebildet, der wiederum einen Ventileinsatz (nicht gezeigt) aufnimmt. Der In- nenbehälterhals 6 ist an seinem von dem Speichervolumen 3 abgewandten Ende mit einem Gewinde 10 versehen, das als Außengewinde ausgebildet ist und das mit einem entsprechenden Gewinde 11 des Polstücks 4 kämmt. Anstelle eines Gewindes kann ein Rippen- oder Wellenprofil vorgesehen sein.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Polstück 4 von außen auf den Innenbehälterhals 6 des Innenbehälters 2 aufge- schraubt. Das Polstück 4 kann zusätzlich oder alternativ mit dem Innenbehälter 2 verklebt sein.

Das Polstück 4 hat auf seiner dem Innenbehälter 2 zugewandten Seite einen umlaufenden Kragen 12, der eine in Richtung auf das Speichervolumen 3 vorstehende Wulst 13 bildet. Der Innenbehäl ^¬ ter 2 ist im Bereich der Wulst 13 entsprechend der Kontur der Wulst 13 ausgebildet.

Die Anschlussarmatur 8 umfasst einen Dichtabschnitt 14 mit ei- ner Nut 15, die einen Dichtring (O-Ring) 16 aufnimmt. Die An ^¬ schlussarmatur 8 ist von außen in die Durchführung 7 des Polstücks 4 eingesetzt und ersteckt sich in den Innenbehälterhals 6 hinein, so dass der Dichtring 16 gegen die Innenwand des Innenbehälterhalses 6 dichtend zur Anlage kommt.

Wie dies insbesondere aus der vergrößerten Darstellung in Figur 2 zu ersehen ist, taucht der Dichtabschnitt 14 mit dem Dichtring 16 so tief in den Innenbehälterhals 6 ein, dass der Dichtring 16 unterhalb des Gewindes 10 des Innenbehälterhalses 6 und des Ge- windes 11 des Polstücks 4 gegen die Innenwand des Innenbehälter ^¬ halses 6 anliegt.

Der Abstand des oberen Randes des Dichtrings 16 bzw. der Nut 15 von dem Gewinde 10 des Innenbehälterhalses beträgt 2,4 mm. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, ist der Innenbehälterhals 6 zwischen einem zylindrischen Abschnitt der Anschlussarmatur 8 und dem Polstück 4 formschlüssig verankert. Die zylinderische Länge des Innenbehälterhalses ist -S 20 mm. Der Radius R der Wulst 13 des Kragens 12 des Polstücks 4 beträgt we ^¬ nigstens 15 mm.

Aufgrund dieser Geometrie ist gewährleistet, dass der Innenbe- hälterhals zwischen dem Dichtabschnitt 14 der Anschlussarmatur 8 und dem Polstück 4 so eingespannt ist, dass eine entsprechende Zug-/Schubbelastung der Wandung des Innenbehälters 2 nicht zu Undichtigkeiten des Verbunddruckbehälters führt. Weiterhin ist entscheidend, dass der Dichtring 16, anders als im Stand der Technik, in einem glattwandigen Bereich des Innenbehälterhalses 6 angeordnet ist. Wichtig ist, dass sowohl die Außenseite als auch die Innenseite des Innenbehälterhalses 6 in diesem Bereich glattwandig ist, so dass die Dichtigkeit des Dichtrings 16 in jedem Falle gewährleistet ist.

Bezugszeichenliste

1 Verbunddruckbehälter

2 Innenbehälter

3 Speichervolumen

4 Polstück

5 Behälteröffnung

6 Innenbehälterhals

7 Durchführung

8 Anschlussarmatur

9 Mündungstrichter

10 Gewinde des Innenbehälterhalses

11 Gewinde des Polstücks

12 Kragen

13 Wulst

14 Dichtabschnitt

15 Nut

16 Dichtring