Verfahren und Werkzeug zum Verschliessen und Abdichten einer Öffnung in einer Behälterwand. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum Verschliessen und Ab dichten einer Öffnung in einer Behälterwand, mit einem die Öffnung umgebenden Ring flansch, insbesondere der Füll- bezw. Eut- leerungsöffnung von Metallbehältern für die Aufbewahrung und Beförderung von Gasolin, Öl und dergleichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine mit einem im wesentlichen zu ihrem Boden senkrecht ste henden Stulp versehene Kappe über das freie Ende des Flansches so bewegt wird, class der Stulp frei über den Flansch nieder ragt und dass nur ein radialer Druck auf den untern Teil des Stulpes ausgeübt wird, wobei die dadurch erzeugte radiale Bewegung des Stulpes eine achsiale Bewegung der gan zen Kappe bewirkt,
ohne dass eine Drucl@- richtungsänderung stattfände und ohne Ein nirkung eines nennenswerten Achsialdruckes auf die Behälterwand, und dass der Umfang des untern Teils des Kappenstulpes durch Verengung gleichmässig zur Anlage an.' den Flansch gebracht wird. Hierdurch ist die Kappe so sicher befestigt, dass sie nicht ohne eine solche Verzerrung und Zerstörung ge öffnet werden kann, dass dies auffällig in Erscheinung tritt.
Anderseits kann der Behälter bequem und rasch mit geeigneten Werkzeugen verschlos sen und abgedichtet werden. Der Verschluss kann leicht und rasch zwecks Zuganges zum Behälterinhalt entfernt werden, und es wird eine leichte und billige Dichtung von grösster Wirksamkeit geschaffen.
Zweckmässigerweise wird der Stulp, der mit einer Dichtung versehenen Kappe, nach dem er frei längs des mit einem Wulst ver- sehenen freien Endes des Flansches nieder ragt und nur unter radialen Druck gesetzt worden ist, zur Anlage gegen den Wulst unterhalb dessen grössten Umfanges gebracht, wobei diese radiale Bewegung eine achsiale Bewegung der ganzen Kappe bewirkt, zum Zwecke, die Dichtung auf dem Wulst zu sammenzudrücken.
Gleichzeitig kann bei dieser radialen Bewegung der Kappenstulp allmählich und gleichmässig unter den Wulst zur Anlage gegen den Flansch ohne Anwen dung eines nennenswerten Achsialdruckes auf den Kappenboden oder die Behälterwand ge bracht werden. Dadurch kann man unter an derem folgende Vorteile erzielen: Die Kappe und Dichtscheibe können achsial als Ganzes auf den Flansch und seinen Wulst ohne Aus übung eines erheblichen Druckes auf den Flansch und die Behälterwand in aehsialer Richtung niedergepresst werden.
Würde die Kappe unmittelbar auf den Flansch gedrückt, so würde dieser Druck bestrebt sein, die relativ dünne Behälterwand zu deformieren und ein gutes Abdichten der Öffnung zu ver hindern. Auf diese Weise kann ein unbe dingt luftdichter und leckdichter Verschluss geschaffen werden, der mindestens so hohem Druck wie der ganze Behälter widersteht, und es wird eine gleichmässig gute Abdich tung auf dem ganzen Dichtungsbereich der Kappe erzielt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Werk zeug zur Durchführung des erfindungsgemä ssen Verfahrens, das den Verschlusskappen- stulp erfassen und radial einwärts gegen den Flanschenwulst bewegen kann, wobei die Kappe ohne Deformierung des Kappenbodens oder der Behälterwand niedergepresst wird. Dabei soll das Werkzeug auch gleichzeitig imstande sein, den Umfang des Kappenstulpes gleichmässig zu verengen und zur satten An lage an den Flansch hinter dem Wulst zu bringen.
Zweckmässig sind Mittel zur Selbstzen trierung des Werkzeuges auf der Kappe vor gesehen, welche ein gleichmässiges Angreifen der Kappenpresseinrichtung des Werkzeuges auf dem ganzen Umfang des Kappenstulpes ohne Verkantung des Werkzeuges gewähr leisten. Dadurch wird ein gleichförmiges Niederpressen der Kappe auf den Flansch und ein gleichförmiges Zusammenpressen der Dichtscheibe zwischen Kappe und Wulst erzielt.
In der Zeichnung ist beispielsweise ein zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung geeignetes Werkzeug in verschie denen Arbeitsstellungen schematisch darge stellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil einer Behälterwand, Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstel lung mit einem eingesetzten Spund, Fig. 3 eine der Fig. 2' ähnliche Darstel- tung, zum Teil in Ansicht, mit Hinzufügung einer aufgesetzten Dichtkappe fertig für de ren Anfalzung, F'ig. 4 ein Aufriss eines zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Werkzeuges,
Fig. 5 ein senkrechter Schnitt durch Fig.4 in grösserem Massstabe, Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI-VI der F'ig. 5, Fig. 7 ein wagrechter Schnitt durch das Werkzeug zur Darstellung seiner Lage zur Dichtkappe,
Fig. 8 ein senkrechter Schnitt durch den untern Teil des Werkzeuges nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 mit weiterer Darstel lung der Lage des Werkzeuges relativ zum Verschlusskörper, Fig. 9 eine der Fig. 7 ähnliche Darstel lung, aber mit Veranschaulichung der Lage des Werkzeuges zur Kappe während einer früheren Arbeitsstufe, Fig. 10 eine der Fig. 8 ähnliche Darstel lung mit Veranschaulichung des Werkzeuges in der Arbeitslage nach Fig. 9,
Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Dar stellung mit voll zusammengezogenem Werk zeug zum endgültigen Niederdrücken und Befestigen der Dichtkappe auf dem Verschluss- körper, Fig. 12 einer Darstellung ähnlich der Fig. 7 und 9, aber mit Werkzeuglage nach Fig. 11.
Der Behälter kann eine metallene TroDi- mel oder ein Gefäss mit oberem Boden 1 sein, dessen Spundöffnung durch einen ein Stück damit bildenden, auswärts ragenden, zum Beispiel ausgepressten, Ringflansch 2 begrenzt wird. Der Gefässboden ist relativ dünn, und zur Verstärkung der Flanschöffnuno-,
sowie zur Vorsorge für die Aufnahme eines Schraubspundes ist eine relativ dickwandige zylindrische Büchse 3 satt in den Flansch 2 eingepasst. Ihre Öffnung 4 kann zum Füllen tind/oder Entleeren dienen. Die Büchse 3 hat unten einen seitlich gerichteten Ringflansch 5 von vorzugsweise achteckiger Form, der in eine entsprechend geformte Warze 6 ein gepasst ist, die sich um den Fuss des Wand flansches 2 herum erstreckt. Die Unterfläche der Büchse 3 kommt mit der Innenseite des Bodens 1 in die gleiche Ebene zu liegen, so dass das Entleeren des Behälters durch die Öffnung .I nicht behindert wird.
Das obere Ende der Büchse 3 ist schräg verjüngt und ragt über die Aussenkante des Flansches 2 hinaus. Zwecks Vervollständigung der Be festigung der Büchse ist das obere Ende der Büchse über die Aussenkante des Flansches 2 gebördelt. Die Formgebung und Gestaltung des äussern Endes der Büchse 3 schafft dort am äussern Ende des Flansches 2 einen Ring wulst 7. Diese Art der Befestigung der Büchse 3 gewährleistet eine luftdichte und leckdichte Fuge zwischen dem Flansch 2 und der Büchse 3; doch könnte gegebenen falls auch eine Dichtung zwischen dem Büchsenflansch 5 und der Warze 6. ein geschaltet werden.
In gewissen Fällen kann die Büchse 3 entbehrt werden, und das äussere Ende des Flansches 2 wird auswärts und ein wärts in sich gefalzt, um einen dem Wulst 7 erstsprechenden Wulst zu schaffen. Zwecks luftdichten und leckdichten Abschlusses der Offnung -1 hat sie Gewinde für einen me tallischen Schraubspund 8 (Fig. 2). Dieser hat einen etwas verdickten Kopf 9 und zwi schen diesem und dem Gewindekörper eine Ringnut 10 zur Aufnahme einer vom Spund getragenen, zusammendrückbaren Dichtung 11.
Zur Gewichtsersparnis und zur Erleich terung des Einsetzens und Entfernens hat der Spund 8 eine unregelmässig geformte mitt lere Schlüsselöffnung 12. Beim Einschrauben des Spundes 8 setzt sich die Dichtung 11 auf einen Sitz 13 am äussern Ende des Büchsen gewindes 14 und unter der Oberkante des Wulstes 7 und wird zusammengepresst. Der Druck der Dichtung beim endgültigen Ein fügen des Spundes sichert diesen gegen Los rütteln usw., so dass der Spund schon an sich einen festen, dauerhaften, luft- und leck dichten Verschluss bildet. Er kann in die ser Hinsicht am Bestimmungsort verwendet werden, wenn der Behälterdruck beliebig geöffnet und geschlossen werden soll.
Während der Beförderung und Auf bewahrung sollte aber der Spund 8 gegen unbefugtes Öffnen gesichert sein, um Dieb stahl usw. zu verhindern. # Sollte der Spund nicht genügend angezogen sein oder sich bei der Beförderung lockern, so könnte der Behälterinhalt herauslecken, und daher ist eine äussere Abdichtung zusätzlich erwünscht. Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf die Befestigung einer luft- und leckdichten Dichtkappe auf dem Wulst 7, die den Stöl)- sel 8 unzugänglich macht.
Diese Kappe ist bei Anbring-ung schon an sich als Dichturig voll wirksam, so dass sie einen luft- und leck dichten Verschluss' bewirkt. Praktische Er probung hat gezeigt, dass eine solche ange brachte Kappe ohne Undiclitheit mindestens so hohe Drucke wie der ganze Behälter aus hält. Daher kann gegebenenfalls der Metall spund 8 fortgelassen oder durch einen höl zernen oder sonstigen leichten Spund ersetzt werden. In diesem Falle braucht der Spund nur Reibungspassung in der Behälteröffnung zu haben und kann durch die Dichtkappe gegen Lockerung und Verlagerung geschützt werden.
Dadurch kann das Gewicht der Be hälter erniedrigt werden, was besonders bei Schiffsverladungen, bei denen die Anzahl Behälter für eine Verschiffung beschränkt ist, von Vorteil ist. Auch kann dadurch die Her stellung ahne Aufgabe der Dichtungsvorteile verbilligt werden.
Der Kappenstulp 16 (Fig. 3) ist so be messen, dass er frei über die äussere runde Seitenwand des Wulstes bis unter dessen grössten Umfang niederragt. Der Kappen- Boden ist in der Mitte etwas eingelassen, um rund herum neben dem Stulp einen etwas abgesetzten Ringraum 17 zur Aufnahme einer Dichtung 18 von ziemlicher Dicke zu bilden. Vorzugsweise ist zur Erleichterung der gleichmässigen Verengung der Kappenstulp 16 um seinen ganzen Umfang herum gekräuselt; dies ist aber nicht nötig.
Das Befestigen und Abdichten der Kappe 15 wird dadurch erzielt, dass man sie gleich förmig auf den Wulst 7 zwecks Zusammen drückens der Dichtung 18 niederpresst und gleichzeitig den untern Teil des Kappenstulpes verengt und gleichförmig gegen den Flansch 2 unter dem Wulst 7 zur Anlage bringt. Diese Befestigung der Kappe sollte ohne Ausübung starken Druckes in achsialer Richtung auf Büchse 3 und Flansch 2 bewirkt werden, weil sonst das Bestreben zur dauernden Ver zerrung des Behälterbodens 1 und zum Un- brauchbarmachen des Behälters für Weiter gebrauch auftreten würde.
Diese Nachteile werden bei der dargestellten Befestigungs art dadurch vermieden, dass der untere Teil des Kappenstulpes auf im wesentlichen gleichförmiger Tiefe um seinen Umfang herum umfasst und dann gegen die benach barte abgerundete Fläche'des Wulstes 7 und auf ihr radial einwärts bewegt wird. Mit andern Worten, die fortgesetzte, eben erläu terte Radialbewegung setzt sich in achsiale Bewegung ohne achsialen Druck am Flansch 2 und Boden 1 wegen des Eingriffes des Kap- penstulpes mit der Wulstfläche unter dem.
grössten Wulstumfange um, wodurch die Kappe niedergepresst und ihr unterer Rand gegen den Flansch 2 unter dem Wulst ge- presst wird.
Gemäss F'ig. 4 bis 12 trägt ein mittlerer Schaft unten mittelst Gewinde die Nabe 20 eines Sternes, dessen Hebelarm 21 bei 22 vier gleiche Druckglieder 23 gelenkig stützen. Diese Druckglieder sind so geformt, dass sie in zusammengefügter Schlusslage einen ring förmigen, in Sektoren geteilten glocken förmigen Presskörper bilden. Jeder Sektor 23 desselben ist von allgemein keilförmiger Ge stalt mit bogenförmigem untern Rand.
Dieser untere Rand jedes Körpers 23 ist ungefähr rechtwinklig nach einwärts umgebogen, so dass eine Backe 2'4 mit im wesentlichen vier kantig profilierter Arbeitsfläche 25 geschaf fen wird, Die obere Fläche 26 jeder Backe ist schräg abwärts nach dem Werkstück zu gegen die gegenüberliegende Fläche geneigt. Das obere Ende jedes Körpers 23 ist über den Zapfen 22 nach oben verlängert und hat oben eine Nut 27 zur Aufnahme einer Ringfeder 28, welche die untern Backen kanten der Körper 23 ausser Kontakt mit dem Werkstück halten (Fig. 5, 7, 8).
In Offenlage liegen die Backenflächen 25 (Fig 7) in geringem radialem Abstande von der Aussenkante des Kappenstulpes 16. Werden aber die Körper 23 gegeneinander geschlos sen, so ist der Umfang der vereinten Innen kanten der Backenflächen 25 kleiner als der normale Umfang des Kappenstulpes, und die ser Umfang nähert sich dem äussern Umfange des Flansches 2.
Die Körper 2,3 werden wie folgt erweitert und zusammengezogen. Ein glockenförmiger Teil 2;9, dessen Unterkante gewöhnlich um ein bestimmtes Mass gehoben ist, umgibt die Sektoren 23 und hält diese in einer bestimm- ten Ruhelage (Fig. 5). Durch Senkung des Teils 29 werden die Sektoren einander ge nähert (Fig. 10 und 11).
Das obere Ende des Teils 29 hat eine mittlere Büchse 30, die verschiebbar auf dem Schaft 19 sitzt und einander diametral gegenüberliegende Wan gen 31 besitzt, mit denen das Triebwerk zum Hin- und Herbewegen des Glockenkörpers verbunden ist. Dieses weist ein Querhaupt 32 auf, das auf das obere Ende des Schaftes 19 geschraubt ist und durch eine Mutter 33 ver riegelt wird. Die gegenüber liegenden Gabel enden des Querhauptes 32 stützen gelenkig bei 34 die untern Enden von Griffhebeln 35.
Das untere Ende jedes Hebels ist an einem quer und senkrecht relativ zum Zapfen 3.1 versetzten Punkte bei 36 auch gelenkig mit einem Lenker 37 verbunden, der seinerseits bei 38 mit der benachbarten Wange 31 ge lenkig verbunden ist. Bei dieser spreiz- gelenkartig wirkenden Hebelanordnung ver- ursacht ein Auseinanderbewegen der Hebel 35 ein Senken der Glocke 29, was wiederum ein radiales Einwärtsbewegen der Presskörper 23 bewirkt. Die umgekehrte Wirkung tritt beim gegenseitigen Annähern der Hebel 35 ein.
Zwecks sicherer Befestigung und Abdich tung der Kappe auf dem Verschlusskörper sollte sie auf ihrem ganzen Umfange gleich mässig niedergepresst und dadurch die Dich tung auf der Oberseite des Wulstes 7 über ihren ganzen Umfang hin gleichmässig zu sammengepresst werden. Ein solches gleich mässiges Niederpressen ist auch erwünscht, um ein gleichmässiges Befestigen des Kappen- stulpes hinter dem Wulst 7 gegen die Aussen wand des Flansches 2 zu bewirken.
Hierzu ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Werkzeug auf der Kappe 15 zuverlässig so zu zentrieren, dass die Backenflächen 25 eine vorbestimmte zentrische Lage relativ zum untern Teil des Kappenstulpes 16 einnehmen. Das untere Ende des Mittelschaftes 19 trägt in dem durch die Druckkörper 23 bestimmten Raum einen glockenförmigen Zentrierkopf 39, dessen Ringrand 40 etwa denselben Durch messer wie das obere Ende der Kappe 15 hat.
Dieser gegenüber den Druckkörpern 23 un bewegliche Kopf 39 stellt das Werkzeug in die richtige wagrechte Lage zur Kappe ein und verhindert ein Verkanten des Werkzeu- ges bei seiner Arbeit. Um das Zentrieren des Werkzeuges auf dem Werkstück weiter zu unterstützen und die richtige Anbringung des Kopfes 39 darauf zu erleichtern, weist das Querhaupt 32 vier Füsse 41 auf. Das Werkzeug ist auf diesen Füssen abgestützt. Ausserdem schützen sie die Presskörper 23 bei Nichtgebrauch des Werkzeuges.
Die Füsse 41 besitzen ferner an ihren untern Enden ein stellbare Muttern, die so eingestellt sind, dal3 die Stirnflächen 46 der Muttern beim Auf setzen des Werkzeuges in einem Abstand über der Behälterwand liegen (Fig. 10) und dass beim Senken des Teils 29 diese Stirnflächen auf der Behälterwand aufliegen (Fig. 11).
Bei der gezeichneten Ausführungsform ist der Kopf 39 am untern Teile des Schaf tes 19 durch eine mittlere Schraube 42 be- festigt und wird in vorbestimmtem Abstande relativ zu den Pressbacken 24 durch eine Scheibe 43 gehalten, die zwischen den Kopf und das untere Ende des Schaftes eingeschal tet ist. Die Scheibe 43 könnte aber gegebenen falls auch fehlen, und der Kopf 39 könnte un mittelbar am untern Ende des Schaftes 19 befestigt, zum Beispiel festgeschraubt sein.
in jedem Falle ist der Kopf 39 so relativ zum Werkzeugkörper befestigt, und seine Form und Lage ist relativ zu den Pressbacken 24 so, dass er nur als Zentrierorgan dient und keinen Achsialdruck auf die Kappe 15 bei ihrer Befestigung ausübt.
Im Betriebe wird das Werkzeug zunächst auf die Kappe 15 aufgesetzt (Fig. 8). Der Kappenstulp 16 ist so lang, dass seine freie Kante unter den grössten Umfang des Wul stes 7 hinabragt. Bei dieser Lage des Werk zeuges und Aufsitzen des Kopfes 39 auf der Kappe nehmen die Pressflächen 25 der Backen 24 eine solche Lage ein, dass sie bei radialer Einwärtsbewegung den Kappen- stulp nahe seiner freien Kante umklammernd erfassen, und zwar in gleicher Tiefe auf sei nem ganzen Umfang.
Da der Halbmesser der Pressflächen 25 der geschlossenen Presseinrich- tung (Fig. 9) kleiner als der Halbmesser des Kappenstulpes ist, so nähern sich die End- kanten 44 der Pressflächen in ihrer geöff neten Lage dem Kappenstulp mehr als ihre Mittelteile. Werden daher durch das Werk zeug die Teile 23 zusammengezogen, so wird der Kappenstulp zunächst umklammernd durch die Endkanten 44 der Pressflächen er fasst.
Werden die Hebel 35 auseinander bewegt, so erfassen die sich radial bewegen den Backenflächen 25 zuerst die Unterkante des Kappenstulpes, wie eben erwähnt, und er fassen allmählich den Stulp auf dessen gan zer Oberfläche und bewegen ihn einwärts gegen den Wulst 7 etwas unterhalb seines grössten Umfanges (Fig. 10). Natürlich nä hern sich dabei die Seitenkanten der Sek toren 23 einander, der Arbeitsdurchmesser der Presseinrichtung wird verengt und der Umfang der Kappe wird allmählich ein gezogen.
Die fortgesetzte Bewegung der Presskörper radial einwärts bei Anlage des umklammer ten Kappenstulpes an der gekrümmten Wulstfläche führt schliesslich zum Nieder ziehen des Kappenbodens 15 in die Lage nach Fig. 11. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Presseinrichtung dabei ganz zusammen gezogen, und der Durchmesser des umklam merten Kappenstulpes ist zu sattem Anliegen an die Aussenwand des Flansches 2 hinter dem Wulst 7 verengt.
Das Niederpressen der Kappe 15 und der Dichtung wird durch die Zusammenpi@ssbar- keit der Dichtung 18 ermöglicht, die, wie Fig. 11 zeigt, bei der Endlage des Werk- zeuges auf etwa die Hälfte oder noch weniger ihrer ursprünglichen Dicke zusammengepresst ist. Mit andern Worten, die Dichtung wird um den Betrag der Senkung der Backen 24 und des Kopfes 39 zusammengedrückt, die der senkrechten Verlagerung der untern En den der Backen 24 bei ihrer Bogenbewegung entspricht.
Da während dieser Bewegung der senkrechte Abstand zwischen den Enden der Backen 24 und der Unterkante des Kopfes 39 sich nur um den kleinen, durch die Bo genbewegung der untern Enden der Backen 24 bedingten Betrag ändert, so ist klar, dass der Kopf 39 zu keiner Zeit einen nennens werten Achsialdruck auf den Kappenboden beim Niederpressen der Kappe ausübt. Jede etwaige Druckwirkung des Kopfes 29 auf die Kappe ist nur durch das Gewicht des Werkzeuges und den Druck, den der Arbeiter beim Bewegen der Hebel 35 ausübt, bedingt.
Dieser Druck deformiert die Behälterwand nicht und bewirkt auch nicht die eigent liche Befestigung der Kappe, sondern er hilft nur, die Kappe fest und gleichmässig auf den Wulst 7 zwecks richtigen Arbeitens des Werkzeuges aufzusetzen.
Die Kappe wird gleichmässig auf ihrem ganzen Umfang niedergepresst und die Dich tung 18 gleichmässig zusammengedrückt, wo durch eine gute Abdichtung erzielt wird. Wegen der Zusammenziehung der Unterkante des happenstulpes gegen die Flanschwand hinter dem Wulst 7 wird die Kappe fest in dieser niedergepressten Lage gehalten, und es wird eine zuverlässige, leckdichte und luft dichte Abschliessung und Abdichtung erzielt.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Absehliessung und Abdichtung der mittelst des dargestellten Werkzeuges angebrachten Kappe so zuverlässig ist, dass sie allein Drücken widersteht, die ebensogross und so gar noch grösser sind als diejenigen, die der Behälter selbst ohne Undichtheit aushalten kann. Daher kann in gewissen Fällen eine derart angebrachte Kappe den einzigen Yer- schluss' bilden, so dass also der Spund 8 feh len kann.
In andern Fällen kann der Spund durch einen hölzernen oder sonstigen leich ten Spund ersetzt werden, der im Flansch nur Reibungpassung statt Gewindepassung hat und durch die Kappe gegen Lockerung gesichert wird.
Die derart erzielte Befestigung der Kappe ist so zuverlässig, dass die Kappe nicht ohne eine solche Verzerrung und Zer störung entfernt werden kann, dass dies zu fällig in Erscheinung tritt. Mit andern Wor ten, um die Kappe zu entfernen, muss der obere Teil der Kappe mit einem Einschnitt versehen sein, der durch ein geeignetes Werk zeug durchbrochen werden kann, so dass der obere Teil der Kappe und der Stulp geteilt werden, worauf der Stulp gelöst und frei gemacht werden kann. Natürlich sichert ein Verschluss dieser Art, abgesehen von obigen Vorteilen, auch noch gegen Unred lichkeit.