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DE202015105815U1 - Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar - Google Patents

Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar Download PDF

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DE202015105815U1
DE202015105815U1 DE202015105815.2U DE202015105815U DE202015105815U1 DE 202015105815 U1 DE202015105815 U1 DE 202015105815U1 DE 202015105815 U DE202015105815 U DE 202015105815U DE 202015105815 U1 DE202015105815 U1 DE 202015105815U1
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pressure vessel
reinforcing
vessel according
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English (en)
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Rehau Automotive SE and Co KG
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Rehau AG and Co
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Priority to PCT/EP2016/001492 priority patent/WO2017050416A1/de
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Abstract

Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar, mit einem länglichen Speicherelement (1) aufweisend: – wenigstens einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise konischen und/oder zylindrischen, Mittelabschnitt (2), – eine Mehrzahl (N) oder Anzahl (N) von Einzellagen (n = 1 bis N) die jeweils wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfasern (7, 7‘), aufweisen, wobei die Einzellagen (n = 1 bis N) in einer örtlichen Abfolge entlang einer Senkrechten (S) zur Rotationsachse (11) des Mittelabschnittes (2) übereinander liegen, und wobei eine innere Anfangslage (n = 1) einen innerhalb des Speicherelementes angeordneten Hohlkörper (4) umgibt oder diesen Hohlkörper bildet, und wobei eine oberhalb der Anfangslage (n = 1) angeordnete Abschlusslage (n = N) vorgesehen ist, und wobei die Verstärkungsfaser (7, 7‘) oder die Verstärkungsfasern (7, 7‘) in jeder der Einzellagen (n = 1 bis N) einen lagenabhängigen Faserwinkel φn relativ zu der in die jeweilige Einzellage (n = 1 bis N) projizierten Rotationsachse (11‘) aufweist oder aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Anfangslage (n = 1) bis zur Abschlusslage (n = N) die Winkeldifferenzen ∆φn der Faserwinkel φn zweier aufeinanderfolgender Einzellagen (n = 1 bis N – 1) definiert ist über die Gleichung ∆φn = φn+1 – φn mit n = 1 bis N – 1, und für mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, aller Winkeldifferenzen ∆φ1 bis ∆φN-1 die Bedingung ∆φn ≥ 0 erfüllt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar mit einem länglichen Speicherelement aufweisend wenigstens einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise konischen und/oder zylindrischen, Mittelabschnitt, eine Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen die jeweils wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser, vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfasern, aufweisen, wobei die Einzellagen in einer örtlichen Abfolge entlang einer Senkrechten zur Rotationsachse des Mittelabschnittes übereinander liegen, und wobei eine innere Anfangslage einen innerhalb des Speicherelementes angeordneten Hohlkörper umgibt oder diesen Hohlkörper bildet, und wobei eine oberhalb der Anfangslage angeordnete Abschlusslage vorgesehen ist, und wobei die Verstärkungsfaser oder die Verstärkungsfasern in jeder der Einzellagen einen lagenabhängigen Faserwinkel φn relativ zu der in die jeweilige Einzellage projizierten Rotationsachse aufweist.
  • Bei derartigen Druckbehältern gilt ein Faserwinkel von 54,7° als optimaler Wert um die auftretenden Umfangskräfte in den Einzellagen durch die Verstärkungsfasern aufzunehmen. Gleichzeitig wurde erkannt, dass bei dickwandigen Druckbehältern die Tangentialdehnung oder Umfangsdehnung innerhalb der Einzellagen nicht konstant ist, sondern sich von der Anfangslage bis zur Abschlusslage ändert. Dies hat zur Folge, dass die Verstärkungsfasern der inneren Einzellagen höher belastet werden als die äußeren Einzellagen und daher die Verstärkungsfasern nicht optimal ausgelastet sind.
  • Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist in der US 2015/0192251 A1 beschrieben, die hierzu vorsieht in den Einzellagen Verstärkungsfasern mit unterschiedlichen Festigkeiten einzusetzen. Dieser Lösungsansatz ist jedoch aufgrund der gleichzeitigen oder nachgeschalteten Verarbeitung der unterschiedlichen Verstärkungsfasern kostenintensiv, fehleranfällig und mit einem hohen maschinellen Aufwand verbunden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe eine alternative Lösung für eine optimierte Auslastung der Verstärkungsfasern eines Druckbehälters anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar, mit einem länglichen Speicherelement aufweisend wenigstens einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise konischen und/oder zylindrischen, Mittelabschnitt, eine Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen die jeweils wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser, vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfasern, aufweisen, wobei die Einzellagen in einer örtlichen Abfolge entlang einer Senkrechten zur Rotationsachse des Mittelabschnittes übereinander liegen, und wobei eine innere Anfangslage einen innerhalb des Speicherelementes angeordneten Hohlkörper umgibt oder diesen Hohlkörper bildet, und wobei eine oberhalb der Anfangslage angeordnete Abschlusslage vorgesehen ist, und wobei die Verstärkungsfaser oder Verstärkungsfasern in jeder der Einzellagen einen lagenabhängigen Faserwinkel φn relativ zu der in die jeweilige Einzellage projizierten Rotationsachse aufweist oder aufweisen, wobei ausgehend von der Anfangslage bis zur Abschlusslage die Winkeldifferenzen ∆φn der Faserwinkel φn zweier aufeinanderfolgender Einzellagen definiert ist über die Gleichung ∆φn = φn+1 – φn mit n = 1 bis N – 1, und für mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, aller Winkeldifferenzen ∆φ1 bis ∆φN-1 die Bedingung ∆φn ≥ 0 erfüllt ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Bedingung steigt ein Großteil der Faserwinkel, von der Anfangslage ausgehend bis zur der Abschlusslage, in den aufeinanderfolgenden Einzellagen monoton an. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Faserwinkelstaffelung können die, vorzugsweise bei konstantem Faserwinkel, mit dem Abstand zur Rotationsachse variierenden, insbesondere sinkenden Umfangsspannungen bzw. Umfangungsdehnungen so ausgeglichen werden, dass in jeder Einzellage die wenigstens eine Verstärkungsfaser, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern, eine annähernd gleiche Belastung, insbesondere Spannung in Verstärkungsfaserrichtung, erfährt oder erfahren. Dies ermöglicht es gegenüber dem Stand der Technik die gleiche Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser, vorzugsweise der wenigstens zwei Verstärkungsfasern, für alle Einzellagen einzusetzen und erlaubt somit eine deutlich günstigere und einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Druckbehälters.
  • Aufgrund der optimierten Ausnutzung der Verstärkungsfaser bzw. der Verstärkungsfasern kann der Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 300 bar, 350 bar, 400 bar, 500 bar, 600 bar, 700 bar, 800 bar, 900 bar oder 1000 bar verwendet werden.
  • Bei den Gasen oder Flüssigkeiten kann es sich insbesondere um gasförmiges oder verflüssigtes Erdgas, Flüssiggas, Propangas und/oder Butangas und/oder um gasförmigen oder verflüssigten Wasserstoff handeln.
  • Das Speicherelement kann insbesondere wenigstens einen rotationssymmetrischen, zylindrischen Mittelabschnitt aufweisen und wenigstens eine der Einzellagen einen Faserwinkel φn von 54,7° aufweisen oder in der örtlichen Abfolge der Einzellagen ein Faserwinkel φn von 54,7° überstrichen werden. Je nach der Wandungsdicke des Druckbehälters, also je nach Mehrzahl N oder Anzahl N und Dicke der Einzellagen ist es weiterhin von Vorteil, dass der zumindest bei dünnwandigen Druckbehältern als optimal angesehene Faserwinkel von 54,7° in wenigstens einer der Einzellagen vorliegt oder zumindest zwischen zwei Einzellagen überstrichen wird, also zwei aufeinander folgende Einzellagen einen Flechtwinkel von kleiner 54,7° und größer 54,7° aufweisen. Bevorzugt befindet sich die wenigstens eine der Einzellagen oder der Bereich der örtlichen Abfolge der Einzellagen in einem Mittelbereich zwischen der Anfangslage und der Abschlusslage.
  • Der lagenabhängige Faserwinkel φn der Einzellagen kann bevorzugt von der Anfangslage bis zur Abschlusslage monoton und/oder linear ansteigen.
  • Der Anfangsfaserwinkel der Anfangslage kann zwischen 39° bis 54°, vorzugsweise zwischen 47° bis 53°, bevorzugt zwischen 49° bis 52° liegen. Diese genannten Anfangsfaserwinkel haben sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen.
  • Der Endfaserwinkel der Abschlusslage kann zwischen 55° bis 70°, vorzugsweise zwischen 56° bis 65°, bevorzugt zwischen 57° bis 60° liegen. Diese genannten Endfaserwinkel haben sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen.
  • Die Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen kann wenigstens 15 Einzellagen, vorzugsweise wenigstens 20 Einzellagen, weiter vorzugsweise wenigstens 25 Einzellagen, bevorzugt wenigstens 30 Einzellagen umfassen.
  • Die wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser, vorzugsweise die wenigstens zwei geflochtenen oder gewickelten Verstärkungsfasern, der Einzellagen kann / können in einer thermoplastischen oder in einer duroplastischen Matrix eingebettet sein.
  • Die wenigstens eine Verstärkungsfaser, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern, der Einzellagen kann / können durch eine oder mehrere Glasfaser(n) und/oder Karbonfaser(n) und/oder Basaltfaser(n) und/oder Aramidfaser(n) und/oder Flachsfaser(n) und/oder Jutefaser(n) und/oder Borfaser(n) und/oder Sisalfaser(n) und/oder Keramikfaser(n) und/oder Metallfaser(n) gebildet sein.
  • Bevorzugt ist die Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser, vorzugsweise der wenigstens zwei Verstärkungsfasern, in den Einzellagen gleich.
  • Alternativ kann sich die Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser, vorzugsweise der wenigstens zwei Verstärkungsfasern, innerhalb und/oder zwischen den Einzellagen ändern.
  • Hierdurch ist eine noch bessere Anpassung an die variierenden Umfangsspannungen bzw. Umfangsdehnungen möglich.
  • Die wenigstens eine Verstärkungsfaser, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern, kann / können eine geflochtene Verstärkungsfaser / geflochtene Verstärkungsfasern und der Faserwinkel ein Faserflechtwinkel und der Anfangsfaserwinkel ein Anfangsfaserflechtwinkel und der Endfaserwinkel ein Endfaserflechtwinkel sein. Der erfindungsgemäße Aufbau des Druckbehälters eignet sich insbesondere für Druckbehälter mit geflochtenen Verstärkungsfasern.
  • Bevorzugt ist die wenigstens eine Verstärkungsfaser, vorzugsweise sind die wenigstens zwei Verstärkungsfasern, durch eine Vielzahl von Einzelfasern oder Filamenten gebildet. Die wenigstens eine Verstärkungsfaser, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern, kann / können insbesondere ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus, vorzugsweise parallel angeordneten, Filamenten sein.
  • Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
  • 1 Eine Querschnittsdarstellung eines Druckbehälters,
  • 2–4 Draufsichten auf verschiedene Einzellagen eines erfindungsgemäßen Druckbehälters,
  • 5 ein Diagramm das verschiedene Faserwinkel in den Einzellagen.
  • In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Druckbehälters zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar, mit einem länglichen Speicherelement 1 aufweisend wenigstens einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise konischen und/oder zylindrischen, Mittelabschnitt 2. Das Speichelement 1 weist zudem eine Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen n = 1 bis N auf (in den Fig. durch 1 ... N dargestellt), die jeweils wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfasern 7, 7‘, aufweisen, wobei die Einzellagen n = 1 bis N in einer örtlichen Abfolge entlang einer Senkrechten S zur Rotationsachse 11 des Mittelabschnittes 2 übereinander liegen. Anders gesagt liegen die Einzellagen n = 1 bis N in radialer Richtung übereinander. Eine innere Anfangslage n = 1 umgibt einen innerhalb des Speicherelementes angeordneten Hohlkörper 4. Der Hohlkörper 4 kann insbesondere aus einem thermoplastischen Material bestehen. Das thermoplastische Material des Hohlkörpers 4 kann Polyamid oder vernetztes Polyethylen umfassen. Alternativ kann die innere Anfangslage n = 1 selbst diesen Hohlkörper bilden. Oberhalb der Anfangslage n = 1 angeordnet ist eine Abschlusslage n = N vorgesehen. Das Speicherelement 1 weist einen rotationssymmetrischen, zylindrischen Mittelabschnitt 2 auf. Der Mittelabschnitt 2 liegt zwischen zwei Polkappen P in denen jeweils ein Ventilbereich V angeordnet ist.
  • Die 2 bis 4 zeigen Draufsichten auf verschiedenen Einzellagen n = 1 bis N des Druckbehälters bzw. des Speicherelements 1 aus 1. Die Verstärkungsfaser 7, 7‘ bzw. die Verstärkungsfasern 7, 7‘, in jeder der gezeigten Einzellagen n = 1 bis N weist einen lagenabhängigen Faserwinkel φn relativ zu der in die jeweilige Einzellage n = 1 bis N projizierten Rotationsachse 11‘ auf.
  • Die 2 zeigt die Anfangslage n = 1, in der die wenigstens eine Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern 7, 7‘, den Anfangsfaserwinkel φ1 mit einem Wert zwischen 39° bis 53° aufweist / aufweisen.
  • Die 3 zeigt eine der Einzellagen n = 20, die einen Faserwinkel φ20 von 54,7° aufweist / aufweisen bzw. deren Verstärkungsfaser 7, 7‘ / Verstärkungsfasern 7, 7‘ einen Faserwinkel φ20 von 54,7° aufweist / aufweisen. Diese Einzellage n = 20 befindet sich in einem Mittelbereich M (vgl. 1) zwischen der Anfangslage n = 1 und der Abschlusslage n = N.
  • Die 4 zeigt die Abschlusslage n = N = 42, wobei der Endfaserwinkel φN=42 der Abschlusslage n = N = 42, bzw. der der Verstärkungsfaser 7, 7‘ / Verstärkungsfasern 7, 7‘, zwischen 55° bis 70° liegt.
  • Die 5 zeigt in einem Diagramm zwei mögliche Abläufe bzw. Abfolgen der Flechtwinkel φn in den verschiedenen Einzellagen n = 1 bis N des in den 1 bis 4 gezeigten Druckbehälters. In beiden der zwei Fälle gilt, dass ausgehend von der Anfangslage n = 1 bis zur Abschlusslage n = N die Winkeldifferenzen ∆φn der Faserwinkel φn zweier aufeinanderfolgender Einzellagen n = 1 bis N – 1 definiert ist über die Gleichung ∆φn = φn+1 – φn mit n = 1 bis N – 1, und für mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, aller Winkeldifferenzen ∆φ1 bis ∆φN-1 die Bedingung ∆φn ≥ 0 erfüllt ist.
  • Der lagenabhängige Faserwinkel φn der Einzellagen n = 1 bis N kann beispielhaft von der Anfangslage n = 1 bis zur Abschlusslage n = N monoton m oder linear l ansteigen.
  • Die Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen n = 1 bis N des Druckbehälters kann wenigstens 15 Einzellagen, vorzugsweise wenigstens 20 Einzellagen, weiter vorzugsweise wenigstens 25 Einzellagen, bevorzugt wenigstens 30 Einzellagen umfasst. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Mehrzahl N oder Anzahl N von Einzellagen 42 Einzellagen.
  • Die wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise die wenigstens zwei geflochtenen oder gewickelten Verstärkungsfasern 7, 7‘, der Einzellagen n = 1 bis N kann / können in einer thermoplastischen oder in einer duroplastischen Matrix eingebettet sein. Die duroplastische Matrix kann insbesondere ein Epoxid, Polyurethan, Aminoplast, Phenoplast, vernetztes Polyacrylat, Melaminharz oder Mischungen der vorgenannten Materialien umfassen. Die thermoplastische Matrix kann insbesondere Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES), Polyetherimide (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenylensulfon (PPSU), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketone (PEK), Polyamidimid (PAI), Poly-m-phenylenisophthalamid (PMI), Polyphthalamide (PPA), Polybenzimidazole (PBI), Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluoralkoxylalkan (PFA), Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephtalat (PBT), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Syndiotaktisches Polystyrol (sPS), Polycarbonat (PC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Polyphenylenether (PPE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Mischungen der vorgenannten Materialien umfassen.
  • Die wenigstens eine Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern 7, 7‘, der Einzellagen n = 1 bis N kann / können durch eine oder mehrere Glasfaser(n) und/oder Karbonfaser(n) und/oder Basaltfaser(n) und/oder Aramidfaser(n) und/oder Flachsfaser(n) und/oder Jutefaser(n) und/oder Borfaser(n) und/oder Sisalfaser(n) und/oder Keramikfaser(n) und/oder Metallfaser(n) gebildet sein.
  • Die Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser 7, 7‘ oder der wenigstens zwei Verstärkungsfasern 7, 7‘ ist in den Einzellagen n = 1 bis N gleich.
  • Die in den 1 bis 5 erwähnte wenigstens eine Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern 7, 7‘, kann / können insbesondere eine geflochtene Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene Verstärkungsfasern 7, 7‘, und der Faserwinkel φn ein Faserflechtwinkel und der Anfangsfaserwinkel φ1 ein Anfangsfaserflechtwinkel und der Endfaserwinkel φN ein Endfaserflechtwinkel sein.
  • Die in den 1 bis 5 erwähnte wenigstens eine Verstärkungsfaser 7, 7‘, vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern 7, 7‘, kann / können durch eine Vielzahl von Einzelfasern oder Filamenten gebildet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2015/0192251 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Druckbehälter zur Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten unter Drücken oberhalb von 200 bar, mit einem länglichen Speicherelement (1) aufweisend: – wenigstens einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise konischen und/oder zylindrischen, Mittelabschnitt (2), – eine Mehrzahl (N) oder Anzahl (N) von Einzellagen (n = 1 bis N) die jeweils wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfasern (7, 7‘), aufweisen, wobei die Einzellagen (n = 1 bis N) in einer örtlichen Abfolge entlang einer Senkrechten (S) zur Rotationsachse (11) des Mittelabschnittes (2) übereinander liegen, und wobei eine innere Anfangslage (n = 1) einen innerhalb des Speicherelementes angeordneten Hohlkörper (4) umgibt oder diesen Hohlkörper bildet, und wobei eine oberhalb der Anfangslage (n = 1) angeordnete Abschlusslage (n = N) vorgesehen ist, und wobei die Verstärkungsfaser (7, 7‘) oder die Verstärkungsfasern (7, 7‘) in jeder der Einzellagen (n = 1 bis N) einen lagenabhängigen Faserwinkel φn relativ zu der in die jeweilige Einzellage (n = 1 bis N) projizierten Rotationsachse (11‘) aufweist oder aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Anfangslage (n = 1) bis zur Abschlusslage (n = N) die Winkeldifferenzen ∆φn der Faserwinkel φn zweier aufeinanderfolgender Einzellagen (n = 1 bis N – 1) definiert ist über die Gleichung ∆φn = φn+1 – φn mit n = 1 bis N – 1, und für mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, aller Winkeldifferenzen ∆φ1 bis ∆φN-1 die Bedingung ∆φn ≥ 0 erfüllt ist.
  2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (1) wenigstens einen rotationssymmetrischen, zylindrischen Mittelabschnitt (2) aufweist und wenigstens eine der Einzellagen (n = 1 bis N) einen Faserwinkel φn von 54,7° aufweist oder in der örtlichen Abfolge der Einzellagen (n = 1 bis N) ein Faserwinkel φn von 54,7° überstrichen wird.
  3. Druckbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine der Einzellagen (n = 1 bis N) oder der Bereich der örtlichen Abfolge der Einzellagen (n = 1 bis N) in einem Mittelbereich (M) zwischen der Anfangslage (n = 1) und der Abschlusslage (n = N) befindet.
  4. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lagenabhängigen Faserwinkel φn der Einzellagen (n = 1 bis N) von der Anfangslage (n = 1) bis zur Abschlusslage (n = N) monoton (m) und/oder linear (l) ansteigt.
  5. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsfaserwinkel (φ1) der Anfangslage (n = 1) zwischen 39° bis 54°, vorzugsweise zwischen 47° bis 53°, bevorzugt zwischen 49° bis 52° liegt.
  6. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endfaserwinkel (φN) der Abschlusslage (n = N) zwischen 55° bis 70°, vorzugsweise zwischen 56° bis 65°, bevorzugt zwischen 57° bis 60° liegt.
  7. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl (N) oder Anzahl (N) von Einzellagen (n = 1 bis N) wenigstens 15 Einzellagen, vorzugsweise wenigstens 20 Einzellagen, weiter vorzugsweise wenigstens 25 Einzellagen, bevorzugt wenigstens 30 Einzellagen umfasst.
  8. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine geflochtene oder gewickelte Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise die wenigstens zwei geflochtenen oder gewickelten Verstärkungsfasern (7, 7‘), der Einzellagen (n = 1 bis N) in einer thermoplastischen oder in einer duroplastischen Matrix eingebettet ist / sind.
  9. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern (7, 7‘), der Einzellagen (n = 1 bis N) durch eine oder mehrere Glasfaser(n) und/oder Karbonfaser(n) und/oder Basaltfaser(n) und/oder Aramidfaser(n) gebildet ist / sind.
  10. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise der wenigstens zwei Verstärkungsfasern (7, 7‘), in den Einzellagen (n = 1 bis N) gleich ist.
  11. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Art der wenigstens einen Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise der wenigstens zwei Verstärkungsfasern (7, 7‘), innerhalb und/oder zwischen den Einzellagen (n = 1 bis N) ändert.
  12. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern (7, 7‘), eine geflochtene Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise wenigstens zwei geflochtene Verstärkungsfasern (7, 7‘) sind, und der Faserwinkel (φn) ein Faserflechtwinkel und der Anfangsfaserwinkel (φ1) ein Anfangsfaserflechtwinkel und der Endfaserwinkel (φN) ein Endfaserflechtwinkel ist.
  13. Druckbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verstärkungsfaser (7, 7‘), vorzugsweise die wenigstens zwei Verstärkungsfasern (7, 7‘), durch eine Vielzahl von Einzelfasern oder Filamenten gebildet ist / sind.
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