一种用于储存和输送压力下的液态和/或气态介质的装置以及燃料能量转换装置和用于装配所述装置的方法

摘要

本发明涉及一种用于储存和输送压力下的液态和/或气态介质的装置，其具有由塑料材质、优选由聚酰胺制成的容纳介质的介质容器(1)、至少一个与介质容器(1)连接的阀连接元件(2)、至少一个可与阀连接元件(2)连接的阀元件(3、3a、3b)，其中，介质容器(1)具有一体成型且从介质容器(1)伸出的具有套管外壁(5)和套管内壁(6)的套管(4)。复位元件(11、11a、11b)设置为在装配阀元件(3、3a)时套管(4)和复位元件(11、11a、11b)共同压缩在壁部(9)的部分区域(9a)和压缩部(10)之间，其中，复位元件(11、11a、11b)由交联塑料材质、优选由交联聚乙烯制成，并且其中，压缩部(10)、套管(4)和复位元件(11、11a、11b)相互匹配且构造成使得通过套管(4)和复位元件(11、11a、11b)的共同压缩可调节复位元件(11、11a、11b)的弹性变形(X)，该弹性变形大于在装置的使用期限中套管(4)的最大蠕变变形(Y)，从而套管(4)的蠕变变形(Y)可通过复位元件(11、11a、11b)补偿。此外，本发明涉及一种燃料能量转换装置、一种机动车和一种用来装配用于储存和输出在压力下的液态和/或气态介质的装置的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于储存和输送压力下的液态和/或气态介质的装置， 其具有由塑料材质制成的容纳该介质的介质容器、至少一个与该介质容器 连接的阀连接元件和至少一个可与该阀连接元件连接的阀元件，其中，介 质容器具有一体成型且从介质容器伸出的具有套管外壁和套管内壁的套 管。在此，套管的端部限定介质容器的开口的自由截面，其中，阀连接元 件布置在该开口的区域中并且套管外壁的部分区域与阀连接元件的壁部 的部分区域相对布置。

背景技术

例如由EP2115343B1已知这种用于储存和输送压力下的液态和/或 气态介质的装置。在此，阀元件的一部分穿过开口并且被套管壁包围。为 了防止压力下的液态和/或气态介质可能从介质容器的内部泄露，在此设 置成，在该部分的区域中在该部分和套管内壁之间设有多个O型密封环。 基于O型环的变形特性可持久地防止介质的泄漏。然而在此不利的是，由 于O型环的设计尺寸仅能够在非常微小的、即圆形环绕的区域中实现在阀 元件的部分和套管内壁之间的密封。因此由该文件可得出，为了增大密封 面积需要至少第二个O型环，以保证持久的介质密封性。此外，O型环相 对于介质容器的套管内壁密封，从而必须保证O型环相对于塑料材质的持 久密封性，塑料材质的长久变形或其蠕变变形很可能会导致非泄漏。

而文献EP0821104B1提出，可将夹紧环拧入阀连接元件中，该夹紧 环过渡到截锥形区段中。于是，最后提及的截锥形区段将介质容器(其设 有对应于该部分的斜面)的颈部的内壁压紧在阀连接元件的内壁上。在此 不利的是，截锥形区段的斜面和套管内壁的对应的斜面必须非常精确地彼 此匹配，以保证足够的密封性，使得处于压力下的介质不从夹紧环和阀连 接元件的内壁之间(以及因而从阀连接元件的内壁和套管外壁之间)扩散 过去或流过去且不从介质容器逸出。特别是当涉及由热塑性塑料材质制成 的介质容器时，则难以实现持久的密封性。由于在由热塑性塑料材质制成 的套管和截锥形部分之间产生的剪应力/压应力，因此热塑性塑料材质趋 向于避开施加的剪应力/压应力。在此，这就是所谓的塑料材质的流动或 蠕变。这导致该压缩部随着时间松动或松开并且由此不可避免地产生非密 封性。

因此现有技术的缺点是，特别是为了持久地保证介质容器的在阀连接 元件和介质容器套管之间的密封性需要高成本的且特别是附加的密封元 件。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于储存和输送压力下的液态和/ 或气态介质的装置，其在使用很少数量的密封元件的情况下确保改善的且 持久的密封性。

根据本发明，通过具有以下部件的用于储存和输出在压力下的液态和 /或气态介质的装置实现该目的：

–容纳介质的介质容器，其由塑料材质制成、特别是由热塑性塑料材 质制成、优选由聚酰胺制成，

–至少一个与介质容器连接的阀连接元件，

–至少一个可与阀连接元件连接的阀元件，

其中，介质容器具有一体形成且从介质容器优选向外伸出的具有套管 外壁和套管内壁的套管，其中，套管的端部限定介质容器的开口的自由截 面，其中，阀连接元件设置在开口的区域中并且套管外壁的部分区域与阀 连接元件的壁部的部分区域相对布置，并且其中，阀元件具有压缩部，该 压缩部在装置的装配状态下与套管内壁的部分区域相对布置，其中，在壁 部的部分区域和压缩部之间附加地布置有至少一个复位元件，使得在装配 阀元件时套管和复位元件共同压缩在壁部的部分区域和压缩部之间，其中， 复位元件由交联的塑料材质制成、优选由交联聚乙烯制成，并且其中，压 缩部、套管和复位元件相互匹配且构造成使得通过套管和复位元件的共同 压缩可调节复位元件的弹性变形，该弹性变形大于套管在装置的使用期限 中的最大蠕变变形，从而套管的蠕变变形可通过复位元件补偿并且在压缩 部、套管、复位元件和壁部的部分区域之间产生持久的压配合。因此，对 于复位元件贴靠在壁部的部分区域处的情况，能够相对于处于压力下的介 质而密封在壁部的部分区域和复位元件之间的密封区域与在复位元件和 套管之间的密封区域。同样对于套管贴靠在壁部的部分区域处的情况，也 能够相对于处于压力下的介质而密封在壁部的部分区域和套管之间的密 封区域。就此而言，持久的压配合意指至少在根据本发明的装置的通常的 使用期限中并且在通常的使用条件下保持得到该压配合。使用期限特别是 可相当应于5000次数量的从20bar到875bar的装置填充周期，其中，将 一个介质或多个介质的填充率和温度调节为使得在填充时阀元件、特别是 压缩部和/或阀连接元件的温度达到最高85℃的数值。在具有用于500km 行程范围的油箱填充容量的机动车所用的装置中，五千次填充周期的数量 例如相应于机动车的250000km的常规使用期限。根据本发明，套管的塑 料材质的蠕变变形可通过由交联的塑料材质制成的复位元件来补偿。交联 塑料、特别是热塑性交联塑料显示没有或仅可忽略不计的少量流动过程 (蠕变)并且在很大程度上表现为纯弹性。因此，交联的塑料材质本身不 受到或仅受到明显较少的蠕变变形并且在一定程度上进行回弹，从而补偿 套管的蠕变变形，使得在压缩部、套管、复位元件和壁部的部分区域之间 产生持久的压配合，该压配合相对于处于压力下的介质进行密封。

在此，使用交联聚乙烯用于复位元件的交联塑料材质已证实是特别有 利的。在此，作为交联，特别是聚乙烯在高温下通过形成自由基的过氧化 物的交联(PE-Xa)已证实是有利的。此外，还可应用聚乙烯的硅烷交联 (PE-Xb)或聚乙烯的辐射交联(PE-Xc)。根据本发明，热塑性塑料或 聚乙烯的交联度可为20％至95％，优选为50％至90％，并且特别优选为75％ 至85％。至少70％的交联度已证实特别适用于具有明显高于500bar的介 质允许压力的介质的装置。原理上阀元件还称为油箱阀(On-Tank-Valve， 简写为OTV)。处于压力下的介质特别是可为氢(H₂)。则装置用于储 存和输送压力下的液态和/或气态氢。在根据本发明的装置内部的介质允 许压力可位于200bar至1500bar之间，优选位于400bar和1250bar之间， 更优选位于600bar和1000bar之间，特别优选位于600bar和800bar之间。

介质容器可由塑料材质制成，优选由热塑性塑料材质制成。对此适用 的特别是聚酰胺(优选聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺12、PA6.10、PA6.12、 PA10或PA11)或者弹性体改性的聚酰胺(优选PA6.66)、聚丙烯、聚 乙烯(优选具有高密度的聚乙烯“HDPE”)、聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚 砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、类似的技术材料或高 温塑料材质或者前述塑料材质的组合。作为替代，介质容器还可由交联的、 优选比复位元件的塑料材质更少交联的塑料材质制成。例如可为具有在 5％和50％之间、优选在5％和25％之间的交联度的交联聚乙烯。

压缩部、套管和复位元件优选彼此匹配和构造为使得通过套管和复位 元件的共同压缩可调节复位元件的弹性变形，该弹性变形相当于在装配阀 元件之前套管壁厚的至少0.3倍、优选至少0.5倍、更优选至少0.8倍、更 加优选至少1.0倍、特别优选至少1.2倍。复位元件的壁厚相对于套管的壁 厚或在复位元件的弹性变形和套管的壁厚之间的相应匹配的尺寸或设计 尺寸已证实是特别有利的。这对于在保证装置的足够的介质密封性和在装 配阀元件时须施加的装配力之间的平衡方面可以看出。

复位元件的壁厚优选比套管的壁厚大至少1.0倍、优选至少1.2倍、 更优选至少1.5倍、更加优选至少1.8倍、更加优选至少2.2倍、更加优选 至少2.5倍。在此，套管的壁厚特别是相应于由套管外壁的部分区域和套 管内壁的部分区域包围的壁厚。

压缩部可具有柱形或截锥形几何形状。特别是柱形几何形状或连续阶 梯式柱形几何形状在这种装置的制造中已证实是特别优选的，因为可最简 单地实现且遵循在此须符合的公差。此外，柱形几何形状沿着在压缩部和 套管或复位元件(根据设置复位元件的位置)之间的整个接触面(密封面) 具有均匀的压配合和均匀的压应力分布。

复位元件和套管可构造为套筒形并且在此可插入彼此之中或插在彼 此上面。在此，套筒形还指在纵截面中构造为梯形或者矩形和梯形的几何 形状。在此，套管和/或复位元件可具有漏斗形。在此，压缩部可被复位 元件和套管包围，其中，压缩部在装配阀元件之前的外径大于套管和/或 复位元件在装配阀元件之前的内径。最后提到的内径取决于在复位元件- 套管的零件对中是复位元件还是套管设置在内部，其中存在的可能性是， 两个内径(即套管和复位元件的内径)本身都小于压缩部的外径。在截锥 形几何形状的情况中，压缩部在阀元件装配之前的相应的外径大于复位元 件和/或套管相应的(在已装配状态中则是对应的或对置的)内径。

优选地，压缩部的外径与复位元件和/或套管的内径的差相对于复位 元件和/或套管的内径的比例位于在0.001和0.3之间的范围中、优选在0.01 和0.2之间的范围中、更优选在0.08和0.15之间的范围中、更加优选在0.1 和0.12之间的范围中。这种可称为过盈的比例对于这些范围具有最优化的 值。这些最优化的值在持久保证密封性的压配合下保证阀元件的可接受的 装配力。该过盈例如在装配阀元件时促使套筒形的套管和复位元件压缩， 其中，复位元件优选构造为其不仅在径向上压缩而且在装配方向上延长。

作为替代，复位元件可构造为圆盘形。在此，可在套管的上端部处模 制出围绕开口的、优选与套管围成20°至170°范围的角的凸缘，其中，凸 缘下侧形成套管外壁的部分区域并且凸缘上侧形成套管内壁的部分区域。

作为替代，可考虑将复位元件构造为由套筒形和圆盘形几何形状的组 合形成。在此，则可在阀元件处设置多个压缩部，其中，一个压缩部被复 位元件和套管包围，其中，在装配阀元件之前该压缩部的外径大于套管和 /或复位元件的内径，并且其中，在套管的上端部处附加地模制有围绕开 口的、优选与套管围成20°至170°范围的角的凸缘，其中，凸缘下侧形成 套管外壁的部分区域并且凸缘上侧形成套管内壁的部分区域，并且在装配 状态下另一压缩部与凸缘上侧对置。

复位元件在其表面上或其表面中可具有至少一个特别是由成型部或 凹口形成的限定的表面不平整性。该表面不平整性引起压应力的逐点或线 性的提高并且可实现密封效果的进一步改善。

作为替代或以组合的形式，同样套管或者说套管外壁或套管内壁也可 具有至少一个限定的表面不平整性。该表面不平整性引起压应力的逐点或 线性的提高并且可实现密封效果的进一步改善。限定的表面不平整性例如 为在复位元件和/或套管的表面上或表面中的有针对性地调节的粗糙度、 限定地引入的人字形花纹、肋部或其他成型部或凹口。

限定的表面不平整性特别是可由在纵截面和/或横截面中波浪形的复 位元件和/或波浪形的套管形成。在此，复位元件和/或套管优选具有不变 的壁厚。

在纵截面和/或横截面中构造为波浪形的复位元件和/或在纵截面和/ 或横截面中构造为波浪形的套管可在部分区域中、区段性地或在整个长度 上构造为波浪形。由于套管和复位元件的共同压缩，在纵截面和/或横截 面中波浪形的套管和/或在纵截面和/或横截面中波浪形的复位元件在很 大程度上变平滑，使得不出现波浪形或者出现与在阀元件装配之前的初始 状态相比扁平的波浪形。由此可有利地实现具有更高压缩性的压配合，而 不会以相同的程度提高阀元件的装配力。由于根据本发明使用交联塑料材 质、优选交联聚乙烯用于复位元件，交联塑料材质在温度变化、特别是温 度提高的情况下会有再次具有初始波浪形的趋势，使得在温度变化、特别 是温度提高的情况下此外还在阀连接元件的壁部的部分区域、套管、复位 元件和压缩部之间产生自密封的效应。阀连接元件的壁部的部分区域同样 具有优选呈肋部或成型部形式的限定的表面不平整性，肋部或成型部更优 选地同样以波浪形设置，由此可促进上述效应。于是，套管和/或复位元 件的近乎记得其原来形状的材料在温度变化、特别是温度提高的情况下自 动密封地拉伸到肋部或成型部之间的间隙中。阀连接元件的内壁的表面不 平整性优选由设置成波浪形的肋部或成型部形成，其中，波浪形的波长和 /或幅度选为小于在纵截面和/或横截面中波浪形的复位元件和/或套管的 波长和/或幅度。这有利地保证了在纵截面和/或横截面中波浪形的复位元 件和/或套管的波峰与阀连接元件的壁部的部分区域的波峰对置并且在该 区域中细节地产生非常高的压缩性和与之结合的进一步改善的密封性。

特别优选的是，在复位元件处设置至少一个锁定元件，该锁定元件与 在阀连接元件的内壁处构造的锁定匹配元件共同作用，使得在装配阀元件 时防止复位元件相对于阀连接元件和/或套管的移动。在此，锁定元件优 选一体地模制在复位元件处并且进一步优选地在装配状态中设置在套管 的上方。可有利地进一步增强压配合或压缩，因为在此虽然需要更高的装 配力以装配阀元件，然而该更高的装配力不会导致复位元件和/或套管的 不利的移动或压皱，因为由于锁定元件-锁定匹配元件的元件组对妨碍或防 止了复位元件和/或套管的移动。锁定元件特别是可从复位元件侧向伸出， 使得锁定元件由于阀元件的引入到套管或复位元件中的压缩部而不再能 从锁定匹配元件退回。

作为替代，锁定匹配元件可从阀连接元件的壁部的部分区域或在该部 分区域上方伸出并且锁定元件可由在复位元件和/或套管中的凹口或开口 形成，锁定匹配元件可接合在该凹口或开口中。

锁定元件优选与锁定匹配元件或套管构造为一体，例如由锁定匹配元 件或套管以机械的方式构造(例如通过铣削)或者已经在制造中进行模制 或成型(例如在制造复位元件11、11a时通过注塑工艺)。

套管的壁厚优选小于相邻的介质容器的壁厚。介质容器的典型的壁厚 位于2至6mm的范围中，其中，套管的减小的壁厚优选位于0.5至2mm 的范围中。

阀元件可构造为多件式，其中，压缩部优选设置在阀元件的独立的、 更优选为套筒形的第一区段处。多件式的结构对于根据本发明的装置的维 护或维修情况是有利的，因为必要时仅须更换或维护阀元件的一个部件或 一个区段。

优选的是，在套管和/或复位元件上方设置附加的密封元件、优选O 型环，其相对于阀元件密封阀连接元件。由此，有利地在阀连接元件和阀 元件之间密封，而不在阀连接元件和套管之间密封。特别是当阀连接元件 和阀元件由金属材料(特别是由如铝、钛或镁这样的轻金属)制成时，则 这是有利的。这种金属材料在装置的工作温度下没有蠕变的倾向，使得通 过金属阀连接元件相对于金属阀元件的借助于密封元件的直接密封保证 了附加的持久密封。密封元件可通过支撑元件(例如支撑环)固定位置。 支撑元件防止在装置的使用中或使用期间密封元件进入到在阀元件和阀 连接元件之间的间隙中的位置变化。此外，支撑元件可防止密封元件从其 在阀元件处的容纳部(例如在阀元件内部的环绕的环槽)松脱。支撑元件 优选与密封元件位于相同的容纳部中。

阀元件构造为多件式，其中压缩部设置在阀元件的独立的、优选为套 筒形的第一区段处并且在套管和/或复位元件上方设有密封元件、优选O 型环，其相对于阀元件密封阀连接元件，对于这种情况密封元件优选设置 在阀元件的独立的第二区段处。则可有利地更容易地更换或维护密封元件。

特别优选的是，在压缩部的区域中且在壁部的部分区域中不设有单独 的密封元件。特别是同样在压缩部的区域和壁部的部分区域之间也不设有 单独的密封元件。复位元件和套管的根据本发明的压缩促使在阀连接元件 的壁部的部分区域和压缩部之间形成比在现有技术的至今已知的装置中 明显更大的密封面积，使得在该区域中可完全省去附加的密封元件。对于 复位元件贴靠在壁部的部分区域处的情况，可在没有附加密封元件情况下 相对于处于压力下的介质密封在壁部的部分区域和复位元件之间的密封 区域和在复位元件和套管之间的密封区域。同样对于套管贴靠在壁部的部 分区域处的情况，也可在没有附加密封元件情况下相对于处于压力下的介 质密封在壁部的部分区域和套管之间的密封区域。

介质容器可在套管或复位元件的区域外部与阀连接元件固定地连接， 使得保持获得尽可能平面贴靠的压配合的优点。对此可设置成，介质容器 借助于螺纹连接和/或借助于粘接剂层与阀连接元件固定地连接。

在套管上方设有在阀元件和阀连接元件之间的螺纹连接。作为替代， 在构造为套筒形的插入彼此之中或插在彼此上面的复位元件和套管的情 况下，压缩部被复位元件和套管包围，其中在装配阀元件之前压缩部的外 径大于套管和/或复位元件的内径，在这种情况下可通过压入阀元件或阀 元件的独立的、优选为套筒形的第一区段而省去螺纹连接。通过力配合连 接和形状配合连接，阀元件足够固定地与阀连接元件连接。

阀连接元件的壁部的部分区域可具有至少一个限定的表面不平整性。

介质容器可被优选为缠绕的或编织的加强层包围。特别是为了在介质 容器内部实现在几百巴内压的典型范围中的介质压力，加强层是强制必需 的。加强层可具有例如呈丝线或纤维形式的细丝。细丝可由碳、玻璃、聚 酰胺、矿物材料或所列举材料的组合制成。加强层可埋置在由热塑性或热 固性树脂形成的基质中。

本发明的另一部分是燃料能量转换装置，其具有燃料电池单元、至少 一个介质连接管路、至少一个减压器和至少一个根据本发明的装置、特别 是根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，介质连接管路将装 置与燃料电池单元传导介质地连接并且减压器在介质流动方向上设置在 燃料电池单元之前。

此外，本发明的又一部分是机动车，其具有根据本发明的装置、特别 是根据权利要求1至16中任一项所述的装置或具有根据权利要求17所述 的燃料能量转换装置。

用于装配根据本发明的用于储存和输出在压力下的液态和/或气态介 质的装置、特别是根据权利要求1至16中任一项所述的装置的方法包括 以下步骤：

-提供以成形工艺、优选以吹塑成形工艺制造的介质容器，

-将阀连接元件布置在介质容器上，

-装配阀元件，其中，将套管和复位元件共同压入在壁部的部分区域和压 缩部之间，

-继续进行阀元件的装配，直到套管和复位元件的共同压缩促使复位元件 变形，该变形大于套管在装置的使用期限中的最大蠕变变形，

-从而套管的蠕变变形通过复位元件得以补偿并且在压缩部、套管、复位 元件和壁部的部分区域之间产生持久的压配合。

附图说明

下面借助于仅示出实施例的附图阐述本发明。其中示意性地：

图1a、图1b示出了在装配阀元件之前和之后根据本发明的装置的轴 向纵截面，

图2a、图2b示出了在装配阀元件之前和之后另一根据本发明的装置 的轴向纵截面，

图3a、图3b示出了在装配图1a、图1b、图2a、图2b中的阀元件之 前和之后的轴向纵截面的细节图示，

图4a、图4b示出了另一根据本发明的装置的轴向纵截面的细节图示，

图5a、图5b示出了又一根据本发明的装置的轴向纵截面的细节图示，

图6a、图6b、图6c示出了根据本发明的装置的工作原理的图示，

图7示出了根据本发明的燃料能量转换装置的图示，

图8示出了图1a至图3b中的复位元件的部分的三维图示。

在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1a、图2a和图3a中示出了在装配阀元件3之前根据本发明的装 置的轴向纵截面。在此示出的用于储存和输送压力下的液态和/或气态介 质、特别是氢的装置具有由塑料材质制成(在本情况中由聚酰胺制成)的 容纳介质的介质容器1、与介质容器1连接的优选由铝制成的阀连接元件 2、和可与阀连接元件2连接的阀元件3。介质容器1具有一体成型且从介 质容器1向外伸出的具有套管外壁5和套管内壁6的套管4。套管4的端 部7限定介质容器的开口8的自由截面。阀连接元件2设置在该开口8的 区域中并且套管外壁5的部分区域5a与阀连接元件2的壁部9的部分区域 9a相对而置。阀元件3具有压缩部10，在装置的在图1b、图2b和图3b 中所示的装配状态下该压缩部部分与套管内壁6的部分区域6a相对布置。 在壁部9的部分区域9a和压缩部10之间附加地设置有复位元件11、11a， 使得在装配阀元件3时套管4和复位元件11、11a共同压缩在壁部9的部 分区域9a和压缩部10之间。在此，复位元件11、11a由交联塑料材质、 特别是交联聚乙烯制成。如图1b、图2b和图3b所示，压缩部10、套管4 和复位元件11、11a相互匹配且构造成使得通过套管4和复位元件11、11a 的共同压缩可调节复位元件11、11a的弹性变形X，该弹性变形大于套管 4在装置的使用期限中的最大蠕变变形Y，使得套管4的蠕变变形Y可通 过复位元件11、11a补偿并且在压缩部10、套管4和复位元件11、11a以 及壁部9的部分区域9a之间产生持久的压配合。压配合可实现相应的密 封区域相对于处于压力下的介质的密封。在图3a和图3b中可看到图1a、 图2a、图1b和图2b所示的根据本发明的装置的轴向纵截面的相应放大的 细节图示。在此可看出，弹性变形X、即复位元件的壁厚R和在套管4和 复位元件11、11a共同压缩之后复位元件的壁厚r的差相当于在装配阀元 件3、3a之前套管4的壁厚K的至少0.3倍、优选至少0.5倍、更优选至 少0.8倍、更加优选至少1.0倍、最优选至少1.2倍。复位元件11、11a的 壁厚R比套管4的由套管外壁5的部分区域5a和套管内壁6的部分区域 6a围成的壁厚K至少大1.8倍。复位元件11a和套管4分别构造为套筒形 并且彼此插入在一起，并且压缩部10被复位元件11a和套管4包围。作为 替代，不同于图1a至图3b所示的图示，复位元件还可插在套管上而不插 在套管中。在装配阀元件3、3a之前(参见图1a、图2a和图3a3b)压缩 部10的外径D大于套管4和/或复位元件11a的内径d(参见图1a、2a和 3a)。在装配阀元件3、3a之前压缩部10的外径D与套管4和/或复位元 件11a的内径d的差(D-d)相对于(除以)在装配阀元件3、3a之前套管4 和/或复位元件11a的内径d的比值(D-d)/d位于0.001和0.3之间的范 围中、优选位于0.01和0.2之间的范围中、更优选位于0.08和0.15之间的 范围中、更加优选位于0.1和0.12之间的范围中。复位元件11、11a在其 表面上或其表面中具有特别是由成型部或凹口形成的限定的表面不平整 性。该限定的表面不平整性由在纵截面中波浪形的复位元件11、11a形成， 其中，复位元件11、11a在此具有不变的壁厚R。在图1a至图3b所示的 复位元件11、11a处布置有多个锁定元件20，这些锁定元件与构造在阀连 接元件2的内壁9处的锁定匹配元件21(在此呈环绕槽的形式)共同作用， 使得在装配阀元件3、3a时防止复位元件11、11a相对于阀连接元件2和/ 或套管4的移动。设置至少一个锁定元件20提供的优点是，在装配阀元 件3、3a时复位元件11、11a几乎自主地确保不朝介质容器1的方向压皱， 这是由于一个或多个锁定元件20不再能从一个或多个锁定匹配元件21脱 开，因为受到在回位弹簧处的压缩部10的阻碍。至少一个锁定元件20的 另一优点在于，在将阀连接元件2与介质容器1连接(例如借助于螺纹连 接和/或借助于粘接剂层)之前，已经能够将复位元件11、11a插在套管4 上或套管4中，因为在将阀连接元件2安装到套管4上时复位元件20可 能退回并且在阀连接元件2相对于介质容器1处于最终位置中时复位元件 才以底切的形式锁定到多个或一个锁定匹配元件21中。锁定元件20优选 与复位元件11、11a一体形成，例如由复位元件以机械的方式形成(例如 通过铣削)或者已经在制造中进行模制或成型(例如在制造复位元件11、 11a时通过塑料注塑工艺)。套管4的壁厚K小于相邻的介质容器1的壁 厚M。此外，复位元件11、11a在压缩期间伸长，从而在未压缩的复位元 件11、11a和套管4的较小壁厚K与相邻的介质容器的壁厚M的过渡部之 间设有自由空间F。在套管4和/或复位元件11、11a的上方设有呈O型环 形式的密封元件15，该密封元件相对于阀元件3附加地密封阀连接元件2。 然而，在压缩部10的区域和壁部9的部分区域9a之中和之间不设有单独 的密封元件。基于装置的根据本发明的结构不需要该密封元件。壁部9的 部分区域9a具有至少一个呈波浪形结构形式的限定的表面不平整性。介 质容器1被优选为在热固性基质中缠绕的或编织的碳纤维制成的加强层17 包围。

从图2a和图2b可看到，阀元件3还可构造为多件式，其中，压缩部 10设置在阀元件3的独立的、在本情况中为套筒形的第一区段3a处。在 套管4和/或复位元件11、11a的上方同样设有呈O型环形式的密封元件 15，该密封元件相对于阀元件3附加地密封阀连接元件2。然而，在压缩 部10的区域和壁部9的部分区域9a中和这两个区域之间不设有单独的密 封元件。基于装置的根据本发明的结构不需要该密封元件。前文提及的密 封元件15设置在阀元件3的独立的第二区段3b处并且因此可容易地更换 或维护。不仅阀元件3的第一区段3a而且阀元件的第二区段3b可借助于 螺纹连接16a、16b与阀连接元件2连接。对此在套管4的上方在第一区段 3a和阀连接元件2之间设有第一螺纹连接16a并且在阀元件3的第二区段 3b和阀连接元件2之间设有第二螺纹连接16b。阀元件3的第一区段3a 具有用于内六角扳手(Innensechskantschlüssel)的扳手容纳部，借助于该 内六角扳手可将第一区段3a通过第一螺纹连接16a与阀连接元件2连接。 阀元件阀连接元件3的第二区段3b具有引导介质的阀导通部的延长部， 借助于该延长部可通过阀元件阀连接元件3或3b导出或导入介质。延长 部构造为其穿过或接合阀连接元件3的第一区段3a的贯通孔并且在装置 的已装配状态下伸入到介质容器1中的程度使得减小装置特别是在给介质 容器1灌注时的热负荷。对此，延长部穿过第一区段3a伸到介质容器1 中。优选的是，在装置的已装配状态下延长部的下部的伸到介质容器中的 端部与第一区段3a间隔有至少大于或等于阀元件阀连接元件3的第一区 段3a的压缩部10的外径D的间距。

从图4a和图4b可看到根据本发明的装置的另一细节图。在此，复位 元件11a和套管4同样构造为套筒形且插入彼此并且压缩部10被复位元件 11a和套管4包围。在装配阀元件3、3a之前压缩部10的外径D(参见图 4b)大于在装配阀元件3、3a之前套管4和/或复位元件11a的内径d(参 见图4a)。在装配阀元件3、3a之前压缩部10的外径D与套管4和/或复 位元件11a的内径d之差(D-d)相对于(除以)在装配阀元件3、3a之前 套管4和/或复位元件11a的内径d的比值(D-d)/d位于在0.001和0.3 之间的范围中、优选在0.01和0.2之间的范围中、更优选在0.08和0.15之 间的范围中、更加优选在0.1和0.12之间的范围中。复位元件11、11a由 交联塑料材质制成。压缩部10、套管4和复位元件11、11a相互匹配且构 造成使得通过套管4和复位元件11、11a的共同压缩可调节弹性变形X(等 于壁厚R相比于在装配阀连接元件2之后复位元件的壁厚r的差值)，该 弹性变形大于在装置的使用期限中套管4的最大蠕变变形Y，从而套管4 的蠕变变形Y可通过复位元件11、11a补偿并且在压缩部10、套管4、复 位元件11、11a和壁部9的部分区域9a之间产生持久的压配合，该压配合 相对于处于压力下的介质进行密封。在此，弹性变形X相当于在装配阀元 件3、3a、3b之前套管4的壁厚K的至少0.3倍、优选至少0.5倍、更优 选至少0.8倍、更加优选至少1.0倍、特别优选至少1.2倍。套筒形的复位 元件11、11a在其背离介质容器1的端部处具有侧向伸出的法兰25，该法 兰部分区段地或环绕地设置、特别是一体成型在复位元件11、11a处。在 此，法兰25与在阀连接元件2的壁部9之内的阶梯形的底切(Hinterschnitt) 共同作用并且因此防止在装配阀元件3、3a时复位元件11、11a和/或套管 4朝介质容器1的方向压皱或压到介质容器1中。复位元件11、11a在介 质容器1与阀连接元件2连接之后插到套管4中或套管4上。

图5a和图5b示出了根据本发明的装置的另一实施方式的细节图，其 中，复位元件11b构造为圆盘形，并且其中，在套管4的上端部7处成型 有包围开口8的、与套管4围成在80°至100°范围的角α的凸缘30，其中， 凸缘下侧31形成套管外壁5的部分区域5a并且凸缘上侧32形成套管内壁 6的部分区域6a。如图5b所示，通过装配阀元件3、3a进行套管4和复位 元件11b的共同压缩，其中，套管4的凸缘30和复位元件11b共同压缩在 壁部9的第一部分区域9a和第一压缩部10之间。构造为圆盘形的复位元 件11b附加地与构造为套筒形的复位元件11a连接为一体。除了这样组合 的复位元件11a、11b的更加改善的密封性之外，在装配阀元件3、3a时通 过在套筒形的和圆盘形的复位元件11a、11b之间形成的底切有效地防止了 压缩部10或阀元件3、3a将复位元件11a、11b和/或套管4压皱或者移动 到介质容器1中。在此，弹性变形X分别相当于在装配阀元件3、3a之前 套管4的壁厚K的至少0.3倍、优选至少0.5倍、更优选至少0.8倍、更加 优选至少1.0倍、特别优选至少1.2倍。对于本实施方式，阀连接元件2 可构造为两件式或多件式，使得阀连接元件2可围绕套管4或凸缘30装 配。作为替代，凸缘30还可在将阀连接元件2和介质容器1连接之后才 形成(例如通过成型工具由套管4的一部分区域形成)。

用于装配在图1a至图5b中所示的用于储存和输送压力下的液态和/ 或气态介质的装置的方法包括以下步骤：提供以成型工艺、优选以吹塑工 艺制造的介质容器1；将阀连接元件2设置在介质容器1处；装配阀元件 3、3a，其中，套管4和复位元件11、11a、11b共同压缩在壁部9的部分 区域9a和压缩部10之间；继续进行阀元件3、3a的装配，直到套管4和 复位元件11、11a、11b的共同压缩引起复位元件11、11a、11b的变形X， 该变形大于套管4在装置的使用期限中的最大蠕变变形Y，使得套管4的 蠕变变形Y可通过复位元件11、11a、11b补偿并且在压缩部10、套管4、 复位元件11、11a、11b和壁部9的部分区域9a之间产生持久的压配合。 该压配合可实现相对于处于压力下的介质而密封相应的密封区域。在此， 弹性变形X相当于在装配阀元件3、3a之前套管4的壁厚K的至少0.3倍、 优选至少0.5倍、更优选至少0.8倍、更加优选至少1.0倍、特别优选至少 1.2倍。

从图6a至图6c可看到根据本发明的装置的优点的示意图。在此，图 6a示出了在装配阀元件3、3a之前或将其与阀连接元件2连接之前装置的 状态。套管外壁5的部分区域5a与阀连接元件2的壁部9的部分区域9a 对置，其中，阀元件3、3a具有压缩部10，该压缩部在装置的装配状态下 (参见图6b和6c)与套管内壁6的部分区域6a对置。在壁部9的部分区 域9a和压缩部10之间附加地设置有复位元件11、11a、11b，使得在装配 阀元件3、3a时套管4和复位元件11、11a、11b共同压缩在壁部9的部分 区域9a和压缩部10之间(参见图6b和6c)。复位元件11、11a、11b由 交联塑料材质、优选由交联聚乙烯制成。压缩部10、套管4和复位元件 11、11a、11b相互匹配且构造成使得通过套管4和复位元件11、11a、11b 的共同压缩可调节复位元件11、11a、11b的弹性变形X，该弹性变形大于 在装置的使用期限中套管4的最大蠕变变形Y。在此，弹性变形X相当于 在装配阀元件3、3a之前套管4的壁厚K的至少0.3倍、优选至少0.5倍、 更优选至少0.8倍、更加优选至少1.0倍、特别优选至少1.2倍。由此待补 偿的蠕变变形Y计算为壁厚k1和在达到最大蠕变变形时或者在套管4的 纯弹性变形状态下最初的变形(相当于壁厚k1)和在蠕变变形期间或在最 大蠕变变形Y下壁厚k2之间的中间阶段中的壁厚k2的差。套管4的蠕变 变形Y可通过复位元件11、11a、11b补偿，使得在压缩部10、套管4、复 位元件11、11a、11b和壁部9的部分区域9a之间产生持久的压配合。该 压配合可实现相对于处于压力下的介质而密封相应的密封区域。在此，复 位元件11、11a、11b的壁厚R比在装配阀元件3、3a之前套管4的壁厚K 至少大1.8倍。在图6c中通过虚线箭头示意性地表明了通过复位元件11、 11a、11b的弹性回弹实现套管4的蠕变变形Y的回弹和补偿。

图7示出了根据本发明的具有燃料电池单元40、介质连接管路41、 减压器42和根据本发明的装置43的燃料能量转换装置。介质连接管路41 将装置43与燃料电池单元40传导介质地连接。通过介质连接管路41，储 存在根据本发明的装置43中的介质(在此为氢)可流向燃料电池40。因 为在根据本发明的装置43内部处于压力下的介质处于急剧提高的压力(在 本实施例中氢具有750bar)下，在介质流动方向上在燃料电池单元40之 前设置有减压器42。在燃料电池40中由燃料(在本情况中由氢)转换的 电能通过电连接线44输送到用电器50(例如电动马达)或储能器50(例 如牵引电池)。

图8示出了在图1a至3b中所示的复位元件11、11a，其具有多个锁 定元件20，这些锁定元件相应地与构造在阀连接元件2的内壁9处的锁定 匹配元件21共同作用，使得在装配阀元件3、3a时防止复位元件11、11a 相对于阀连接元件2和/或套管4的移动。在此，锁定元件20与复位元件 11、11a构造为一体。