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Spundverstärkung Die Erfindung bezieht sich auf eine Spundverstärkung
für die Spundöffnung, die in dem Mantel eines einwandigen, im wesentlichen aus rostfreiem
Stahl oder ähnlichem Material hergestellten Behälters, insbesondere eines Fasses,
in einer vom Mantel nach außen gerichteten Spundhülse ausgebildet ist, an deren
äußerem Rand allseits eine äußere Verstärkungsplatte befestigt ist, die an ihrem
Rand mit dem Behältermantel verschweißt ist.
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Es sind bereits Metallbehälter oder Fässer bekannt, bei welchen die
Spundöffnung in einer massiven Spundplatte ausgebildet ist, die in einem Ausschnitt
des Faßmantels durch Schweißung befestigt ist. Diese sehr massive Spundplatte hat
den Zweck, die an der Spundöffnung auftretenden Beanspruchungen aufzunehmen. Notwendigerweise
ist die Stärke der Spundplatte wesentlich größer als die der verhältnismäßig dünnen
Faßwandung. Dadurch treten an der Schweißnaht, welche die Platte mit der Faßwandung
verbindet, insbesondere beim Aufschlagen des Fasses auf die Spundplatte, unterschiedliche
Spannungen auf, die nach kurzer Zeit zu Rißbildungen führen.
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Eine weitere, bekannte Behälterart zeichnet sich dadurch aus, daß
zwei Halbschalen miteinander in der Behältermittelebene verschweißt sind, die die
Spundöffnung mit Spundhülse enthält, um die herum an der Behälteraußenseite eine
Verstärkungsplatte angeordnet ist, welche an ihrem äußeren und inneren Rand mit
dem Behältermantel bzw. dem äußeren Rand der Spundhülse verschweißt ist. Diese Verstärkungsplatte
ist auf einem abgeflachten Teil des Mantels angeordnet und derart geformt, daß durch
die Verstärkungsplatte auch die durch die Abflachung fortgefallenen Abschnitte der
Rollreifen des Fasses ersetzt werden. Aus diesem Grund bildet diese Verstärkungsplatte
einen sehr umfangreichen und schweren Teil, der eine erhebliche Menge Material erfordert
und merklich zum Leergewicht des Behälters beiträgt.
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Weiter ist ein Faß bekannt, das im Bereich der Spundhülse doppelwandig
ausgebildet ist, wobei die Spundhülse von einem Hohlraum umgeben wird. Die Spundhülse
wird in diesem Fall von einem massiven Ring gebildet, der unter anderem durch eine
zum Behälterinneren liegende Schweißnaht in dem Mantelausschnitt befestigt ist.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der üblichen Handhabung eines Fasses eine solche
Konstruktion nicht zweckmäßig ist. Die den Hohlraum umgebenden Mantelabschnitte
und der Spundstutzen können beim Aufschlagen des Fasses verbeulen, wodurch auch
die Schweißstellen
zwischen dem Spundstutzen und Mantel bzw. äußeren Hohlraumabschluß
Risse bekommen und der Hohlraum dadurch undicht wird Der undicht gewordene Hohlraum
bildet aber einen Sammelplatz für Flüssigkeitsreste, die ohne Öffnung des Hohlraumes
nicht zu beseitigen sind.
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Eine weitere bekannte Faßkonstruktion kann als Versuch aufgefaßt
werden, diesen Nachteil zu beseitigen. Danach soll auf den kurzen Spundöffnungsstutzen
eines einwandigen Metallbehälters oder -fasses ein Stützring aufgeklemmt werden,
der an seinem äußeren Rand mit der Außenseite des Behältermantels durch eine Schweißraupe
festverbunden ist; außerdem ist der äußere obere Rand des Stützkörpers durch eine
Schweißnaht mit einem Blechkragen verbunden, der wiederum durch eine Schweißnaht
an seinem äußeren Rand mit dem Mantel des Behälters verbunden ist und so zwischen
Mantel und Stützkörper einen Hohlraum abschließt.
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Die Aufklemmung des Stützkörpers auf den verhältnismäßig kurz ausgebildeten
Stutzen in der Behälterwand ermöglicht, daß bei Verbiegungen des Spundbereiches
Flüssigkeit in den zwischen Stützkörper und Behälterwand vorhandenen Fugenraum eindringen
und sich dort sammeln kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spundverstärkung
für die Spundöffnung eines einwandigen, im wesentlichen aus rostfreiem Stahl oder
ähnlichem Material hergestellten Behälters die äußere Verstärkungsplatte an dem
Behältermantel so abzustützen, daß trotz sparsamster Materialverwendung sich eine
äußerst widerstandsfähige Spundverstärkung ergibt. Diese Aufgabe wird für eine Spundverstärkung
der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Spundhülse einteilig mit einer
in einem Ausschnitt des Behältermantels eingeschweißten
inneren
Verstärkungsplatte hergestellt und die äußere Verstärkungsplatte innerhalb des Randes
der inneren Platte von außen her mit dieser verschweißt ist und daß ein an sich
bekannter Stützkörper in Gestalt eines Gußstückes innerhalb des von den Verstärkungsplatten
und der Spundhülse umschlossenen Raumes die Spundhülse umgibt und den wesentlichen
Teil der äußeren an der inneren Verstärkungsplatte abstützt.
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Die Erfindung ermöglicht, zwischen äußerer und innerer Verstärkungsplatte,
die aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem Material sein können, einen wesentlich leichteren
Aluminiumstützkörper anzuordnen, der trotz geringen Gewichtes die Aufgabe erfüllt,
die äußere Verstärkungsplatte an der inneren abzustützen. Dabei braucht der zwischen
innerer und äußerer Verstärkungsplatte verfügbare Raum nicht restlos ausgefüllt
zu werden. Es genügt, wenn die Spundhülse von dem Stützkörper völlig umschlossen
ist, der außerdem noch die wesentlichen Teile der äußeren an der inneren Verstärkungsplatte
abstützt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.
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F i g. 1 zeigt ein Faß und veranschaulicht die Spundöffnung und die
sie umgebende Spundverstärkung; Fig.2 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt nach
der Linie 2-2 der F i g. 1 und veranschaulicht die nach außen gezogene Spundhülse,
die einen Teil der inneren Verstärkungsplatte bildet, den diese Hülse umgebenden
Stützkörper und die äußere, auf der Außenseite der inneren Platte aufgeschweißte
Verstärkungsplatte; F i g. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2 und
zeigt die Spundhülse und die zum Schutz dienenden Rollflächen in ihren Lagen zueinander;
Fig.4 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig.3 einer etwas geänderten Ausführung,
bei der die Spundhülse an der inneren Verstärkungsplatte angeschweißt ist; F i g.
5 zeigt in auseinandergezogenem Zustand und im Schnitt den Zusammenbau der einzelnen
für einen größeren Behälter bzw. ein größeres Faß bestimmten Teile; Fig. 6 zeigt
die Teile nach Fig. 5 nach ihrem Zusammenbau, jedoch vor dem Zusammenschweißen und
nachdem die Spundhülse aufgeweitet worden ist; Fig.7 entspricht etwa der Fig.6,
zeigt jedoch die flanschartige Umbördelung der Spundhülse an ihrem oberen Ende und
veranschaulicht die einzelnen Teile der Verstärkung in zusammengeschweißtem Zustand;
F i g. 8 zeigt im Grundriß das Stützkörpergußstück für Fässer üblicher Größe; F
i g. 9 zeigt das Stützkörpergußstück in Seitenansicht gemäß den Pfeilen 9-9 der
F i g. 8; Fig. 10 zeigt das Gußstück in Seitenansicht gemäß den Pfeilen 10-10 der
Fig. 9.
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Der in F i g. 1 dargestellte Behälter bzw. das Faß 10 ist aus einzelnen
Teilen zusammengesetzt, die aus rostfreiem, also nicht korrodierendem Stahlblech
gepreßt sind. Bei Verwendung von rostfreiem Stahlblech werden die einzelnen Teile
nach dem Zusatz menfügen miteinander verschweißt, und zwar beispielsweise nach dem
Schmelzschweißverfahren, bei dem das Metall der zusammenzufügenden Teile an der
Stoßstelle verflüssigt wird und sich vereinigt.
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Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß kein zusätzliches
Schweißmaterial verwendet zu werden braucht und daß der rostfreie Stahl im Bereich
der Schweißung nicht korrodiert.
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Im allgemeinen besteht der Behälter 10 aus zwei kappenartigen Endstücken
12, 14 und einem zylindrischem Mittelstück 16. Die Endstücke werden mit dem Mittelstück
längs der Schweißnähte 18 verbunden. An den äußeren Endstückenl2 und 14 sind Verstärkungsrillen
bzw. Rippen 20 vorgesehen, um die Behälterränder vor den beim Gebrauch auftretenden
Beanspruchungen zu schützen.
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Das Mittelstück 16 wird zunächst in flacher rechteckiger Form aus
einem Stück rostfreien Stahlbleches hergestellt. Die beiden Enden werden dann zu
einem zylindrischen Band zusammengebogen und durch Schmelzschweißung miteinander
verbunden. Anschließend wird dieses zylindrische Band kalt gewalzt, wobei zwei ringförmige,
nach außen vorspringende angeflachte rippenartige Rollflächen 22 erzeugt werden.
Diese Rollflächen liegen beiderseits im Abstand von der Behältermittelebene und
begrenzen eine zwischen ihnen liegende Zylinderfläche 24; nach den Behälterenden
zu schließen sich an die Rollflächen 22 abgesetzte Ringflächen 26 an. Die Rollflächen
erleichtern das Transportieren des Behälters.
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Zwischen den Rollflächen 22 befindet sich, von ihnen geschützt, eine
Spundöffnung, die durch die erfindungsgemäße Spundverstärkung 28 verstärkt und geschützt
wird.
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Die Spundverstärkung 28 besteht aus einer inneren Verstärkungsplatte
30, die eine flanschartige Spundhülse 32 aufweist. Letztere besteht mit der Platte
30 aus einem Stück. Ein Stützkörper 34 umschließt die Spundhülse und liegt auf der
inneren Verstärkungsplatte 30. Eine äußere Verstärkungsplatte 36 umgibt gleichfalls
die Spundhülse 32 und liegt, durch den Stützkörper 34 getrennt, im Abstand von der
inneren Platte 30.
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Aus dem Mittelstück 16 ist ein etwa rechteckiges Stück Blech herausgeschnitten
bzw. herausgestanzt, 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.
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Die innere Verstärkungsplatte 30 besteht aus dem gleichen nicht korrodierenden
Material wie der Behälter. Die Platte hat leicht konvex-konkave Form und eine solche
Umfangsgestalt, daß sie in die im wesentlichen rechteckige, mit lappenartigen Vorsprüngen
versehene Öffnung im Mittelstück 16 paßt, aus dem das obenerwähnte Stück Blech ausgeschnitten
worden war. Die innere, konkav verlaufende Fläche 40 (vgl. F i g. 2 bis 4) der Platte
30 erleichtert das vollständige Entleeren und das Säubern des Behälters.
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Die innere Verstärkungsplatte 30 besteht aus stärkerem Blech als
der Behälter, und zwar mit Rücksicht auf die besonderen Beanspruchungen und Spannungen,
denen sie beim Gebrauch des Behälters ausgesetzt ist. Außerdem kann dadurch aus
der Plattenmitte die Spundhülse durch Ziehvorgang erzeugt werden, wie dies aus den
F i g. 2 und 3 zu erkennen ist.
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Fig.4 zeigt eine etwas andere Ausführung der Spundverstärkung28'
für ein Viertelfaß; in diesem Fall ist die Spundhülse 32' mit der inneren Platte
30'
durch eine Schmelzschweißung 42 verbunden und nicht durch einen
Ziehvorgang erzeugt.
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Auch bei der Ausführung nach den Fig.5 bis 7 ist - ähnlich wie gemäß
F i g. 4 - die Spundhülse 32" durch eine Schmelzschweißung 42" befestigt, anstatt
durch einen Ziehvorgang erzeugt. Die dargestellte Spundverstärkung 28" dient zur
Verwendung in einem Halbfaß und entspricht - abgesehen von einer längeren Spundhülse
32" - in allen übrigen Einzelheiten der Ausführung nach Fig. 4. Die mit ein oder
zwei Indexstrichen versehenen, in den Fig.4 bzw. 5 bis 7 verwendeten Bezugszeichen
kennzeichnen also die gleichen Bauelemente wie in den Fig. 1 bis 3.
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Die äußere Verstärkungsplatte 36 bzw. 36' bzw.
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36" wird unterstützt und im Abstand von der inneren Platte 30 bzw.
30' bzw. 30" durch einen Stützkörper 34 bzw. 34' bzw. 34" (F i g. 2 bis 7) gehalten,
der als Gußstück hergestellt ist.
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Der Spundstützkörper wird zweckmäßig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
gegossen, so daß er ein kräftiges und doch leichtes Teil bildet, das natürlich auch
noch aus anderem Material bestehen kann. Wie die F i g. 8 bis 10 erkennen lassen,
hat das Spundstück 34" eine für den Gießvorgang besonders geeignete Gestalt. Hohe
Rippen od. dgl. 44 sind so angeordnet, daß sie jene Bereiche der äußeren Verstärkungsplatte
36 unterstützen, die - wie z. B. die Rollflächen 22 - besonders starken Beanspruchungen
ausgesetzt sind; auf diese Weise werden die auftretenden Beanspruchungen über einen
breiteren Bereich verteilt. Die Rippen im mittleren Abschnitt des Stützgliedes sind
nicht so hoch ausgebildet (s. auch F i g. 9), wie an den äußeren Abschnitten, damit
sie dem im Durchmesser kleineren Mittelbereich zwischen den Rollflächen der äußeren
Platte 36" entsprechen. Diese letzterwähnten Rippen erstrecken sich von den äußeren
Rippen aus radial nach innen bis zu einem Kragen 46.
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Dieser Kragen 46 paßt lose über die Spundhülse 32", so daß er beim
Zusammenbau leicht über die Hülse gestreift werden kann. Diese lose Passung ist
auch notwendig wegen der anschließenden Aufweitung der Spundhülse 32", um ihr eine
kegelige Form zu verleihen. Der Kragen 46 dient dazu, die Spundhülse 32" gegen unerwünschte
Verformung bzw. Beanspruchung beim kräftigen Einschlagen des nicht dargestellten
Spundzapfens zu sichern.
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Zwischen den Rippen liegende Bereiche 48 sind niedriger gehalten,
um das Gewicht des Stützkörpers 34" möglichst klein zu halten. Die Unterseite des
Stützgliedes ist glatt ausgebildet und leicht konkav gegossen, wie bei 50 in den
Fig. 5, 9 und 10 angedeutet, so daß sie mit der konvexen Oberfläche der inneren
Verstärkungsplatte 30" zusammenpaßt.
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Das aus dem Mittelstück 16 aus gestanzte Stück Blech wird in einer
Presse an den äußeren Umfangskanten abgerundet und nach unten sowie außen abgebogen,
so daß ein lippenartiger Flanschrand entsteht. Außerdem wird in die Mitte des Bleches
-und zwar zweckmäßig gleichzeitig während des Preßvorganges - eine Öffnung eingestanzt,
die über die Spundhülse 32 bzw. 32' bzw. 32" paßt. Nunmehr bildet das Blechstück
die äußere Verstärkungsplatte 36, 36', 36".
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F i g. 5 zeigt die einzelnen Teile der Spundverstärkung 28" vor ihrem
Zusammenbau in auseinandergezogenem Zustand.
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Die Spundhülse 32 (F i g. 2 und 3) bzw. 32' (Fig. 4) bzw. 32" (Fig.
5 bis 7) ist ursprünglich so geformt bzw. an der inneren Verstärkungsplatte 30,
30' bzw. 30" befestigt, daß sie senkrecht zu dieser Platte gerichtet ist. Dies ist
notwendig, damit der gegossene Spundstützkörper 34 bzw. 34' bzw. 34" und die äußere
Verstärkungsplatte 36, 36', 36" leicht über die Hülse gestreift werden können.
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F i g. 6 zeigt die einzelnen Teile in zusammengefügtem Zustand; die
Spundhülse 32" hat eine kegelige Form 54 erhalten; der Kegelwinkel beträgt zweckmäßig
etwa 4 Grad. Wie diese Figur zeigt, ist die äußere Platte 36" nicht mit der inneren
Platte 30" zusammengeschweißt.
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Die Spundhülse wird nunmehr mit ihrem äußeren Rand 56 flanschartig
umgebogen (F i g. 7), und dieser Flansch wird mit der äußeren Verstärkungsplatte
36" durch eine Schweißraupe 58 verbunden. Diese äußere Platte wird mit ihrem äußeren
lippenartigen Rand 60 durch Schmelzschweißung 62 mit der Oberfläche der inneren
Platte 30" verbunden. Auf diese Weise wird der gegossene Spundstützkörper 34" zwischen
der inneren und der äußeren Platte in einer die Spundhülse umschließenden Stellung
eingeschlossen.
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Eine Ringnut 52 im Stützkörper 34" liegt konzentrisch zum Kragen
46 etwa unterhalb der Schweißverbindung 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.
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Wie z.B. aus den Fig. 6 und 7 erkennbar ist, füllt der Stützkörper
34" den Raum zwischen der inneren und der äußeren Verstärkungsplatte nicht vollständig
aus. Wird nämlich das Blech bei der Preßbearbeitung mit einer Abrundung bzw. Wölbung
64 versehen, so findet eine sehr wesentliche Versteifung und Verstärkung statt,
so daß es nicht notwendig ist, den gegossenen Stützkörper 34" mit der Wölbung 64
in Berührung treten zu lassen. Auf diese Weise kann bei der Herstellung des Gußstückes
an Material und Gewicht gespart werden.
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Da die Rippen 44 des gegossenen Stützkörpers 34" dicht an der Innenwandung
der äußeren Verstärkungsplatte 36" anliegen und die Spundhülse 32" dicht neben der
Schweißverbindung zwischen Hülse und innerer Plate 30" liegt, wie aus Fig.4 bis
7 zu erkennen ist, 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. Bei Versuchen, die über längere Zeiträume
liefen, haben die Schweißverbindungen an diesen Stellen keine Risse gezeigt. Sollte
dennoch je ein solcher Riß entstehen, so ist er an dieser dicht neben der Spundöffnung
liegenden Stelle leicht zu entdecken.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform nach den Fig.2 und 3 sind von
der äußeren Verstärkungsplatte 36 bzw. dem Stützkörper 34 abgedeckte und daher unzugängliche
bzw. nicht kontrollierbare Schweißverbindungen zwischen der inneren Verstärkungsplatte
und dem Behälterinneren überhaupt vermieden; die die einzelnen Teile der Spundverstärkung
miteinander
verbindenden Schweißnähte können leicht kontrolliert und instand gesetzt werden,
ohne daß es notwendig ist, eines der kappenartigen Endstücke des Behälters abzuschneiden.
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Die vollständige Spundverstärkung wird in die ausgestanzte Öffnung
des Mittelstücks 16 durch Schmelzschweißung eingefügt, und anschließend wird dann
dieses Mittelstück mit den Endstücken 12 und 14 durch Schmelzschweißung verbunden.
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Bei dem durch die Verstärkung ergänzten fertigen Mittelstück sind
die ringförmigen Rollflächen durch die Spundverstärkung nur geringfügig unterbrochen,
wodurch aber das Rollen des Behälters von einem Platz zum anderen in keiner Weise
beeinträchtigt wird.