Mit Armierungen versehenes Kunststoff-Fass
Die Erfindung betrifft ein aus Kunststoff hergestelltes Fass, insbesondere Bierfass, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fasses und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die seit langer Zeit zum Transport und zur Lagerung von Bier ausschliesslich verwendeten Fässer aus Holz haben gegenüber Fässern aus Leichtmetall und Kunststoff den Vorteil einer weitgehenden Volumenkonstanz auch bei stark wechselnder Temperatur sowie eines verhältnismässig geringen Wärmeleitvermögens.
Demgegenüber sind Kunststoff-Fässer, insbesondere wenn sie, wie dies heutzutage angestrebt wird, eine nur geringe Wandstärke aufweisen, verhältnismässig grossen Wärmeausdehnungen unterworfen.
Da die Volumenvergrösserung eines Fasses aus Kunststoff infolge einer bestimmten Temperaturerhöhung grösser ist als die Volumenvergrösserung des flüssigen Fassinhaltes bei einer Temperaturerhöhung um denselben Betrag, ändert sich der auf der Flüssigkeit lastende Gasdruck, was im Zusammenhang mit der Temperaturerhöhung des flüssigen Fassinhaltes im Falle von Bier zu einer für den Geschmack und das Aussehen des Biers nachteiligen, irreversiblen Entbindung der kolloidal gebundenen Kohlesäure führt.
Diese Nachteile werden bei tonnenförmigen Fässern aus Kunststoff gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass die Stirnseitenteile des Fasses nach innen gewölbt sind und der Stirnrand- sowie Fassmantelumfang eine Einfassung aus einem Werkstoff aufweisen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient kleiner ist als derjenige des zur Herstellung des Fasses verwendeten Kunststoffes.
Durch diese Form der stirnseitigen Teile eines Kunststoff-Fasses und deren Einfassung oder auch am Umfang vorgesehenen Verstärkung wird erreicht, dass die durch die Wärmeausdehnung des Fassmantels hervorgerufene Volumenvergrösserung des Fasshohlraumes nicht nur wieder rückgängig gemacht wird, sondern sogar noch eine Verkleinerung des Fasshohlraumes erzielt wird, die eine Steigerung des Gasdruckes im Inneren des Fasses bewirkt, infolge deren trotz der Erhöhung der Temperatur des flüssigen Fassinhaltes die Menge der im Bier kolloidal gebundenen Kohlesäure erhalten bleibt, da durch die Wärmeausdehnung der nach innen gewölbten stirnseitigen Fasswandungsteile das Mass der nach innen gerichteten Wölbung dieser Wandungsteile vergrössert und damit die gewünschte Drucksteigerung bewirkt wird.
Die Randeinfassungen bzw. Randverstärkungen der stirnseitigen Wandungsteile sind vorzugsweise als stirnseitig vorspringende Ringe ausgebildet, die zum Zwecke der Stapelmöglichkeit solcher Fässer eine Mehrzahl über die Ringstirnfläche hervorstehender Segmente aufweisen. Hierbei werden die hervorstehenden Ringsegmente, um sowohl eine rotatorische als auch eine translatorische Verschiebemöglichkeit zweier aufeinandergestapelter Fässer auszuschliessen, im Wechsel radial gegeneinander versetzt angeordnet.
Die durch die Randeinfassungen bzw. Randverstärkungen gebildeten Stapelringe können, wie auch andere mit der Fasswandung zu verbindende vorgefertigte Armaturenteile, wie beispielsweise Zapflochund Spundloch-Verstärkungsplatten oder -Verstärkungsringe, aus armierten, vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoffteilen bestehen, die vor dem Blasen des Fasses in die Blasform eingesetzt und beim Blasprozess mit der entstehenden Fasswandung verbunden werden.
An den die vorgefertigten Armaturteile aufnehmenden Stellen der Blasform können zusätzliche Wärmequellen angeordnet sein, die eine sichere Verbindung der vorgefertigten Armaturenteile mit dem die Fasswandung bildenden Kunststoff gewährleisten.
Auf diese Weise können die vorgefertigten Armatu renteile durch Vorerwärmung in einen plastischen Zustand gebracht werden, der die Einbettung dieser Teile in die Kunststoffmasse der Fasswandung erleichtert, so dass ein örtliches Verschweissen entbehrlich werden kann.
Als Werkstoff für die Herstellung des Fasses werden vorzugsweise Niederdruck-Polyäthylene verwendet, es können jedoch auch, wie vorzugsweise für die vorgefertigten Armaturenteile, Harze auf Butadien-Styrol-Basis verwendet werden.
Der Fassmantel und gegebenenfalls auch die stirnseitigen Wandungsteile des Fasses können auch als Ganzes mit einer dünnen Armierung versehen werden, die aus Metall- oder Stahllegierungen gebildet werden oder auch durch Kunstharz-Pressteile, in die metallische Drähte oder Ringe oder auch Glasfasern eingebettet sind. Diese Armierung kann auf den kalten Fasskörper aufgebracht, aufgeklebt, warm aufgezogen oder auch mit der Kunststoffwandung verschweisst werden oder auch im Falle der Herstellung des Fasses im Blasverfahren in die Blasform eingelegt und in einem Arbeitsgang mit der anschliessenden Herstellung des Fasses mit der Kunststoffwandung verbunden werden.
Durch Wahl des Werkstoffes für die Armierung sowie der Dicke der Armierung können die Voraussetzungen geschaffen werden, um bei einer Temperaturerhöhung des Fasses und seines Inhaltes eine Drucksteigerung im Inneren des Fasses ergeben. Solche Armierungen können selbstverständlich auch nur an Teilen des Fassmantels vorgesehen sein.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Fasses sowie einer Vorrichtung zur Herstellung des Fasses in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 und Fig. 2 je ein zur Hälfte in einem senkrechten Achsenschnitt dargestelltes Fass,
Fig. 3 eine zur Hälfte geschnittene Blasform und
Fig. 4 zwei aufeinandergestapelte Fässer in schaubildlicher Darstellung mit einer Draufsicht auf die Stirnfläche des oberen Fasses.
Das Fass besteht aus einem ganz oder teilweise mit einer Armierung 1, 1' versehenen, aus Kunststoff bestehenden Fassmantel 2, an dem sich an den beiden Stirnseiten die einwärts gewölbten Stirnseiten Wandteile 3 anschliessen. Mit diesen Stirnseitenteilen 3 sind an deren Rand Verstärkungsringe 4 verbunden, die, wie oben ausgeführt, aus Metall oder auch me taliverstärktem bzw. glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Diese Verstärkungsringe sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist, als Stapelringe ausgebildet, an deren Umfang radial gegeneinander versetzt mehrere segmentförmige Höcker 41 vorgesehen sind. In den Fassmantel ist ein Zapflochring 5 eingesetzt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in die untere Stirnseitenwand ein Spundlochring 6 eingesetzt, bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 auf die obere Stirnseitenwand eine Spundlochringplatte 6' aufgesetzt.
Am Umfang des Mantels sind Verstärkungsreifen
7 vorgesehen.
Die in Fig. 3 dargestellte Blasform 10 weist Aussparungen auf, in die die zur Armierung des Fassmantels und zur Versteifung der Stirnseitenränder dienenden vorgefertigten Teile eingelegt und während des Blasvorganges mit dem Kunststoff verbunden werden.
Reinforced plastic barrel
The invention relates to a barrel made of plastic, in particular a beer barrel, as well as a method for producing such a barrel and a device for carrying out the method.
The barrels made of wood, which have been used exclusively for the transport and storage of beer for a long time, have the advantage over barrels made of light metal and plastic that they are largely constant in volume, even when the temperature fluctuates greatly, as well as having a relatively low thermal conductivity.
In contrast, plastic barrels are subject to relatively large thermal expansions, especially when they have only a small wall thickness, as is the aim nowadays.
Since the increase in volume of a plastic keg due to a certain increase in temperature is greater than the increase in volume of the liquid keg contents when the temperature increases by the same amount, the gas pressure on the liquid changes, which in connection with the temperature increase of the liquid keg contents in the case of beer leads to irreversible release of the colloidally bound carbonic acid, which is detrimental to the taste and appearance of the beer.
These disadvantages are avoided in barrel-shaped barrels made of plastic according to the invention in that the front side parts of the barrel are curved inward and the front edge and barrel jacket circumference have an enclosure made of a material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the plastic used to manufacture the barrel.
This shape of the end-face parts of a plastic barrel and its edging or reinforcement provided on the circumference ensures that the increase in volume of the barrel cavity caused by the thermal expansion of the barrel jacket is not only reversed, but also that the barrel cavity is reduced in size, which causes an increase in the gas pressure inside the keg, as a result of which, despite the increase in the temperature of the liquid keg contents, the amount of carbonic acid bound in the beer is retained, since the degree of inward curvature of the inwardly directed barrel wall parts due to the thermal expansion of the inwardly curved frontal barrel wall parts Wall parts enlarged and thus the desired increase in pressure is effected.
The edge surrounds or edge reinforcements of the end wall parts are preferably designed as rings protruding at the end which have a plurality of segments protruding beyond the ring end face for the purpose of stacking such barrels. Here, the protruding ring segments are alternately arranged radially offset from one another in order to exclude both a rotational and a translational displacement possibility of two barrels stacked on top of one another.
The stacking rings formed by the edging or edge reinforcements, like other prefabricated fitting parts to be connected to the barrel wall, such as tap hole and bunghole reinforcing plates or reinforcing rings, can consist of reinforced, preferably glass fiber reinforced plastic parts that are inserted into the blow mold before the barrel is blown and connected to the resulting barrel wall during the blowing process.
Additional heat sources can be arranged at the points of the blow mold that receive the prefabricated fitting parts, which ensure a secure connection of the prefabricated fitting parts with the plastic forming the barrel wall.
In this way, the prefabricated fittings can be brought into a plastic state by preheating, which makes it easier to embed these parts in the plastic compound of the barrel wall, so that local welding can be dispensed with.
The material used for the manufacture of the barrel is preferably low-pressure polyethylene, but resins based on butadiene-styrene can also be used, as is preferred for the prefabricated fittings.
The barrel jacket and optionally also the front wall parts of the barrel can also be provided as a whole with a thin reinforcement, which is formed from metal or steel alloys or also from synthetic resin pressed parts in which metallic wires or rings or glass fibers are embedded. This reinforcement can be applied to the cold barrel body, glued on, drawn on warm or also welded to the plastic wall or, in the case of the manufacture of the barrel in the blow molding process, placed in the blow mold and connected to the plastic wall in one operation with the subsequent manufacture of the barrel.
By choosing the material for the reinforcement and the thickness of the reinforcement, the conditions can be created to result in an increase in pressure inside the drum when the temperature of the drum and its contents increases. Such reinforcements can of course also be provided only on parts of the barrel jacket.
In the drawing, two exemplary embodiments of the barrel according to the invention and a device for producing the barrel are shown in a schematic manner. They show: FIGS. 1 and 2 each a barrel shown half in a vertical axis section,
Fig. 3 is a blow mold cut in half and
4 shows two barrels stacked on top of one another in a diagrammatic representation with a plan view of the end face of the upper barrel.
The barrel consists of a barrel jacket 2 which is provided wholly or partially with a reinforcement 1, 1 'and is made of plastic, to which the inwardly curved front sides wall parts 3 adjoin on the two front sides. With these end face parts 3 reinforcement rings 4 are connected at the edge, which, as stated above, are made of metal or me taliver-reinforced or glass fiber reinforced plastic. As shown in FIG. 4, these reinforcing rings are designed as stacking rings, on the circumference of which a plurality of segment-shaped bumps 41 are provided, radially offset from one another. A mortise ring 5 is inserted into the barrel jacket.
In the embodiment according to FIG. 1, a bunghole ring 6 is inserted into the lower end wall, in the embodiment according to FIG. 2 a bunghole ring plate 6 'is placed on the upper end wall.
There are reinforcement hoops around the circumference of the jacket
7 provided.
The blow mold 10 shown in FIG. 3 has recesses into which the prefabricated parts used to reinforce the barrel jacket and stiffen the front edges are inserted and connected to the plastic during the blow molding process.