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Spundverstärkung für einen Metallbehälter, insbesondere für ein Fass
Die Erfindung betrifft eine Spundverstärkung für einen Metallbehälter, insbesondere für ein Fass, bei welcher eine in einem entsprechenden Ausschnitt der Behälterwandung eingefügte innere Verstärkungs- platte die das Spundloch bildende bzw. umgebende Spundhülse trägt. Bei einer bekannten Spundverstär- kung dieser Art ist zum Schutze der nach aussen vorragenden Spundhülse vor mechanischen Beschädigun- gen der äussere Spundhülsenrand mit einer die Spundhülse allseitig umschliessenden äusseren Verstärkungs- platte vereinigt, die ihrerseits an ihrem freien äusseren Ranz mit der inneren Verstärkungsplatte z. B. durch Schweissung verbunden ist.
Findet eine solche Abdeckung der Spundhülse durch eine äussere Verstärkungsplatte Anwendung, so entsteht zwischen dieser äusseren und der inneren Verstärkungsplatte ein die Spundhülse umgebender
Hohlraum. Bei den harten Beanspruchungen, denen ein Metallfass vielfach ausgesetzt ist, bilden sich nun im Material der Verstärkungsplatten oder auch in den sie verbindenden Schweissnähten leicht Risse, durch die Flüssigkeit in den erwähnten Hohlraum eindringen kann. Dies ist ein grosser Nachteil, da die
Flüssigkeit beim Reinigen des Fasses nicht restlos wieder aus dem Hohlraum entfernt werden kann. Es findet infolgedessen eine chemische Zersetzung statt, so dass sich eine Flüssigkeit üblen Geruches und
Geschmackes bildet.
Dieser Übelstand wird gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass der von den beiden Verstärkungs- platten umschlossene Hohlraum von einem an sich bekannten, die Spundhülse umfassenden Stützkörper od. dgl. vollständig oder nahezu vollständig ausgefüllt ist. Unter diesen Umständen kann in den Hohlraum keine Flüssigkeit eindringen und es können daher die erwähnten Übelstände auch gar nicht mehr auftreten. Um diesen Erfolg zu erzielen, ist es nicht unbedingt notwendig, dass der Hohlraum vollständig ausgefüllt ist.
Entscheidend kommt es darauf an, dass die Füllung des Hohlraumes dergestalt ist, dass er sich nicht mit Flüssigkeit füllen kann, die etwa aus dem Fass innen in den Hohlraum einzudringen bestrebt ist. Der Stützkörper kann also z. B. jene Teile des Hohlraumes unausgefüllt lassen, die der inneren Verstärkungs- platte bzw. der Spundhülse abgewandt liegen.
Demgemäss zeichnet sich eine Ausführungsform der Spundverstärkung nach der Erfindung dadurch aus, dass der Stützkörper wenigstens den der Spundhülse und ihrem Übergang in die innere Verstärkungsplatte benachbarten Bereich des Hohlraumes vollständig ausfüllt. In diesem Falle schmiegt sich also die Ausfüllung dem gefährdeten Bodenbereich des Hohlraumes an.
Wie oben erwähnt, ist die Verwendung eines die Spundhülse umfassenden Stützkörpers an sich bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung erfüllt der Stützkörper jedoch nicht die Aufgabe, einen Hohlraum auszufüllen, in den Flüssigkeit eindringen könnte ; er dient also nicht der Lösung des Problems, die durch chemische Zersetzung dieser eingedrungenen Flüssigkeit bedingten üblen Nachteile zu vermeiden. Im übrigen hat die bekannte Bauart den Nachteil eines nicht ausreichenden Schutzes der Spundhülse ; denn der diese Spundhülse umgebende Stützkörper ist allein nicht geeignet, der Spundhülse vollen Schutz gegen mechanische Beanspruchungen zu gewähren.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Fig. l zeigt einen Behälter bzw. ein
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Fass und veranschaulicht die die Spundöffnung umgebende Spundverstärkung. Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 und veranschaulicht Spundhülse, Stützglied und innere sowie äussere Verstärkungsplatte. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2. Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 3 eine geänderte Ausführung, bei der die Spundhülse an der inneren Verstärkungsplatte angeschweisst ist. Fig. 5 zeigt die einzelnen Teile einer weiteren Ausführungsform der Spund verstärkung zusammengefügt, jedoch vor dem Zusammenschweissen.
Fig. 6 entspricht etwa der Fig. 5 und veranschaulicht die einzelnen Teile der Spundverstärkung in zusammengeschweisstem Zustand. Fig. 7 zeigt im Grundriss den Stützkörper für die Spundverstärkung nach den Fig. 5 und 6. Fig. 8 zeigt den Stützkörper in Seitenansicht gemäss den Pfeilen 9-9 der Fig. 7. Fig. 9 zeigt den Stützkörper in Seitenansicht gemäss den Pfeilen 10-10 der Fig. 8.
Der in Fig. 1 dargestellte Behälter bzw. das Fass 10 ist aus einzelnen Teilen zusammengesetzt, die vorzugsweise aus rostfreiem, also nicht-korrodierendem Stahlblech gepresst sind. Die einzelnen Teile werden nach dem Zusammenfügen miteinander verschweisst, u. zw. zwe ckmässig nach dem sogenannten
Atomic-Schweissverfahren, bei dem das Metall der zusammenzufügenden Teile an der Stossstelle ver- flüssigt wird und sich vereinigt.
Im wesentlichen besteht der Behälter 10 aus zwei kappenartigen Endstücken 12,14 und einem zy- lindrischen Mittelstück 16. Die Endstücke werden mit dem Mittelstück längs der Schweissnähte 18 verbun- den. An den Stirnkanten der Endstücke 12,14 sind Verstärkungsrillen bzw. -rippen 20 vorgesehen, um die Behälterränder vor Beschädigung bei den im Gebrauch auftretenden scharfen Beanspruchungenzuschüt- zen.
Das Mittelstück 16 wird aus einem flachen Blech rechteckiger Form hergestellt. Die beiden Enden des Blechstückes werden dann zu einem zylindrischen Band zusammengebogen und durch Schmelzschwei- ssung miteinander verbunden. Anschliessend wird dieses zylindrische Band kalt gewalzt, wobei zwei ringförmige, nach aussen vorspringende, flache rippenartige Rollflächen 22 erzeugt werden. Diese Rollflächen begrenzen eine zwischen ihnen liegende Zylinderfläche 24 ; sie erleichtern das Transportieren des
Behälters. Nach den Behälterenden zu schliessen sich an die Rollflächen 22 abgesetzte Ringflansche 26 an.
Zwischen den Rollflächen 22 befindet sich eine Spundöffnung. Gegenstand der Erfindung ist die Spundverstärkung 28, die dazu dient, die Spundöffnung zu verstärken und zu schützen.
Die Spundverstärkung besteht aus einer inneren Verstärkungsplatte 30, die eine flanschartige Spundhülse 32 aufweist. Ein Stützkörper 34 liegt auf der inneren Verstärkungsplatte 30 und umschliesst die Spundhülse. Eine äussere Verstärkungsplatte 36 umgibt gleichfalls die Spundhülse 32 und liegt, durch den Stützkörper 34 getrennt, im Abstand von der inneren Platte 30.
Aus dem Mittelstück 16 ist ein etwa rechteckiges Stück Blech ausgeschnitten bzw. ausgestanzt, das sich in Umfangsrichtung erstreckende lappenartige Ansätze 38 aufweist ; diese Ansätze bilden einen Teil der Rollflächen 22. Das ausgestanzte Stück Blech dient noch näher zu beschreibenden Zwecken.
Die innere Verstärkungsplatte 30 hat eine leicht gewölbte Form und eine solche Umfangsgestalt, dass sie in die im wesentlichen rechteckige, mit lappenartigen Vorsprüngen versehene Öffnung im Mittelstück 16 passt, aus dem das oben erwähnte Stück Blech ausgeschnitten worden war. Die konkav verlaufende Innenfläche 40 (Fig. 2-4) der Platte 30 erleichtert das vollständige Entleeren und Säubern des Behälters.
Die innere Verstärkungsplatte 30 besteht aus stärkerem Blech als der Behälter, u. zw. mit Rücksicht auf die besonderen Beanspruchungen und Spannungen, denen sie beim Gebrauch des Behälters ausgesetzt ist. Ausserdem wird es dadurch möglich, aus der Plattenmitte die Spundhülse durch einen Ziehvorgang zu erzeugen, wie dies aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist.
Fig. 4 zeigt eine etwas andere Ausführung der Spundverstärkung 28'. In diesem Falle ist die Spundhülse 32'mit der inneren Platte 30'durch eine Schmelzschweissung 42 verbunden und nicht durch einen Ziehvorgang erzeugt. Auch bei der Ausführung nach den Fig. 5 und 6 ist die Spundhülse 32" durch eine Schmelzschweissung 42" mit der inneren Platte 40"verbunden. Die Spundverstärkung 28"entspricht im übrigen der Ausführung nach Fig. 4. Die in den Fig. 4 bzw. 5 und 6 mit Indexstrichen versehenen Bezugszeichen kennzeichnen die entsprechenden Bauelemente wie in den Fig. 1-3.
Die äussere Verstärkungsplatte 36 wird unterstützt und im Abstand von der inneren Platte 30 durch ein Gussstück 34,34', 34"gehalten, das als Stützkörper wirkt.
Der Stützkörper wird zweckmässig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen, so dass
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ausgesetzt sind. Dadurch werden diese Beanspruchungen über einen breiten Bereich verteilt.
Die Rippen in mittleren Abschnitt des Stützkörpers sind nicht so hoch ausgebildet (vgl. z. B. Fig. 8) wie an den äusseren Abschnitten, damit sie dem im Durchmesser kleineren Mittelbereich zwischen den Roll- flächen entsprechen. Diese letzterwähnten Rippen erstrecken sich von den äusseren Rippen aus radial nach innen bis zu einem kragenartigen Teil 46.
Dieser kragenartige Teil 46 passt lose über die Spundhülse, so dass er beim Zusammenbau leicht übergestreift werden kann. Diese lose Passung ist auch notwendig wegen der anschliessenden Aufweitung der Spundhülse, bei der ihr eine kegelige Form verliehen wird. Der Teil 46 dient dazu, die Spundhülse gegen unerwünschte Verformung bzw. Beanspruchung beim kräftigen Einschlagen der (nicht dargestellten)
Spundzapfens zu sichern.
Zwischen den Rippen liegende Bereiche 48 sind niedriger gehalten, um das Gewicht des Stützkörpers möglichst klein zu halten. Seine Unterseite 50 ist glatt ausgebildet und leicht konkav gewölbt (Fig. 5, 8 und 9), so dass sie mit der konvexen Oberfläche der inneren Verstärkungsplatte zusammenpasst.
Eine in Fig. 5 zu erkennende Ringnut 52 liegt konzentrisch zum Teil 46 und dient einem noch zu beschreibenden Zweck.
Das aus dem Mittelstück 16 ausgestanzte Stück Blech wird in einer Presse an den äusseren Umfangs- kanten abgerundet und nach unten und aussen umgebogen, so dass ein lippenartiger Flanschrand entsteht.
Ausserdem wird in der Mitte des Bleches eine Öffnung eingestanzt, die über die Spundhülse 32 bzw. 32' bzw. 32" passt. Nunmehr bildet das Blechstück die äussere Verstärkungsplatte 36, 36', 36".
Die Spundhülse 32 (Fig. 2, 3) bzw. 32' (Fig. 4) bzw. 32" (Fig. 5, 6) ist ursprünglich so geformt bzw. an der inneren Verstärkungsplatte 30, 30'bzw. 30" befestigt, dass sie senkrecht zu dieser Platte gerichtet ist. Der gegossene Stützkörper 34 bzw. 34'bzw. 34"und die äussere Verstärkungsplatte 36, 36', 36"kaon- nen also leicht über die Hülse gestreift werden.
Fig. 5 zeigt die einzelnen Teile in zusammengefügtem Zustand ; die Spundhülse 32" hat kegelige
Form 54 ; der Kegelwinkel beträgt zweckmässig etwa 4 Grad. Die äussere Platte 36" ist noch nicht mit der inneren Platte 30"zusammengeschweisst.
Die Spundhülse wird nunmehr an ihrem äusseren Rand 56 flanschartig umgebogen (Fig. 6) und dieser
Flansch wird mit der äusseren Verstärkungsplatte 36" durch eine raupenartige Schweissnaht 58 verbunden.
Anschliessend wird die äussere Platte mit ihrem äusseren, lippenartigen Rand 60 durch Schmelzschweissung
62 mit der Aussenfläche der inneren Platte 30"verbunden. Auf diese Weise wird der Stützkörper 34" zwi- schen der inneren und der äusseren Platte in seiner die Spundhülse umschliessenden Stellung eingeschlos- sen.
Die oben erwähnte Ringnut 52 im Stützkörper 34 liegt unterhalb der Schweissnaht zwischen dem Flansch der Spundhülse und der äusseren Verstärkungsplatte. Die Nut verhindert, dass der Stützkörper die äussere
Platte an jener Stelle berührt, an der die Schweissung stattfindet. Der Stützkörper kann daher keine abkühlende Wirkung auf die Schweissung ausüben und die Erzeugung einer gleichmässigen Schweissverbindung beeinträchtigen.
Wie z. B. aus den Fig. 5 und 6 erkennbar ist, füllt der Stützkörper 34" den Raum zwischen der inneren und der äusseren Verstärkungsplatte nicht vollständig aus. Wird nämlich das Blech dieser Verstärkungsplatte bei der Pressbearbeitung mit einer Abrundung bzw. Wölbung 64 versehen, so findet eine sehr kräftige Versteifung und Verstärkung statt, so dass es nicht notwendig ist, den gegossenen Stützkörper 34" mit dem gewölbten Schulterbereich 64 in Berührung treten zu lassen. Auf diese Weise kann bei der Herstellung des Stützkörpers an Material und Gewicht gespart werden.
Da die Rippen 44 des Stützkörpers 34, 34', 34" dicht an der Innenwandung der äusseren Verstärkungsplatte 36,36', 36"anliegen und die Spundhülse 32, 32', 32" dicht neben der Schweissnaht zwischen Hülse und innerer Platte 30,30', 30" liegt (Fig.4 - 6),ist praktisch die Gefahr der Rissbildung in der Schweissnaht und damit des Eindringens von Feuchtigkeit in den Raum zwischen der inneren und der äusseren Verstärkungsplatte beseitigt. Über längere Zeiträume durchgeführte Versuche habengezeigt, dass die Schweissverbindung an diesen Stellen keine Risse erhält.
Sollte dennoch je ein solcher Riss entstehen, so ist er an dieser dicht neben der Spundöffnung liegenden Stelle leicht zu entdecken. Die die einzelnen Teile der Spundverstärkung miteinander verbindenden Schweissnähte können leicht kontrolliert und instandgesetzt werden, ohne dass es notwendig ist, eine der kappenartigen Endstücke des Behälters abzuschneiden.
Die vollständig zusammengebaute Spundverstärkung wird in die ausgestanzte Öffnung des Mittelstükkes 16 durch Schmelzverschweissung eingefugt und anschliessend wird dann dieses Mittelstück mit den Endstücken 12 und 14 durch Schmelzschweissung verbunden. Die ringförmigen Rollflächen sind durch die
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Spundverstärkung nur auf kurzer Strecke unterbrochen, wodurch das Rollen des Behälters von einem Platz zum andern in keiner Weise beeinträchtigt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spundverstärkung für einen Metallbehälter, insbesondere für ein Fass, bei welcher eine in einen entsprechenden Ausschnitt der Behälterwandung eingefügte innere Verstärkungsplatte die das Spundloch bildende bzw. umgebende Spundhülse trägt, deren äusserer Rand mit einer diese Hülse allseitig umschlie- ssenden äusseren Verstärkungsplatte vereinigt und deren freier Rand mit der inneren Verstärkungsplatte ver- bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der von den beiden Verstärkungsplatten (30,36) umschlossene Hohlraum von einem an sich bekannten, die Spundhülse (32) umfassenden Stützkörper od. dgl. (34) vollständig oder nahezu vollständig ausgefüllt ist.