DE1486602C - Einstückiger Metallboden für zylindrische Behälter - Google Patents

Description

50

Die Erfindung betrifft einen einstückigen Metallboden für zylindrische Behälter relativ großen Fassungsvermögens mit einem zylindrischen, teleskopisch in das Behälterende einschiebbaren, zur Herstellung einer Bördelverbindung geeigneten Rand, einem innen an den Rand angrenzenden ebenen, ringförmigen Bereich, der im wesentlichen rechtwinklig zu dem Rand verläuft und in diesen über eine Kante übergeht, einem sich an diesen ebenen Bereich anschließenden, kegelstumpfförmigen, nach außen sich zur Bodenmitte verjüngenden Verstärkungsbereich und einem kreisscheibenförmigen Mittelbereich.

Mit derartigen bekannten Metallboden (deutsches Gebrauchsmuster 1 828 073) versehene Behälter werden vorzugsweise als Transport- und Lagerfässer für Flüssigkeiten in den unterschiedlichsten Größenabmessungen verwendet. Werden solche Fässer, besonders mit einem Fassungsvermögen von 2001 und mehr, über längere Strecken mit dem Lastkraftwagen befördert, so treten an den Böden Risse auf. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich die Risse benachbart zur Bördelverbindung in Radial- und Umfangsrichtung der Böden erstrecken und durch Schwingungen der im Faß enthaltenen Flüssigkeit hervorgerufen werden.

In Verbindung mit dem vorerwähnten bekannten Metallboden wurde ferner vorgeschlagen, diesen zusammen mit einem an seinem seitlichen Rand und dem ebenen, ringförmigem Bereich innen oder außen anliegenden ringförmigen Verstärkungsstreifen einzubördeln. Mit einer derartigen, erhöhten Materialaufwand- und Bearbeitungszeit erfordernden Maßnahme läßt sich der eingebördelte Rand steifer ausbilden. Hinsichtlich der Verhinderung von Rissen im Boden ist aber ein innenliegender Verstärkungsstreifen wirkungslos, während bei außenliegender Anordnung praktisch nur die Zone erhöhter Beanspruchung des Bodens in dessen kegelstumpfförmigen Verstärkungsbereich verschoben wird.

Bekannt ist ferner (USA.-Patentschrift 1 997 188) ein für einen Pappbehälter bestimmter Verschlußdeckel, der eine Verschlußscheibe aufweist, weiche mit ihrem zylindrischen Rand in ein auf den Behälter aufsteckbares zylindrisches Teil eingebördelt ist. Ausgehend von dieser Bördelverbindung, an der die Verschlußscheibe eine zum Behälterinneren weisende Sicke besitzt, ist der gesamte Mittelbereich schwach konvex gekrümmt ausgebildet.

Bei bestimmungsgemäßer Verwendung des bekannten Verschlußdeckels tritt mangels einer darauf aufruhenden Flüssigkeit keine zur Rissebildung führende Beanspruchung an der Verschlußscheibe auf. Würde letztere als Boden eines Behälters verwendet, so könnte der praktisch die ganze Fläche bildende gekrümmte Mittelbereich nicht den eingebördelten 'Rand in erwünschter Weise in radialer Richtung verstärken und würde auch die auf ihn einwirkende Stoß- und Schwingungsenergie nahezu ohne Formänderung aufnehmen und in die bei der Bördelverbindung vorgesehene Sicke einleiten, wo dann die Gefahr einer Rissebildung besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Metallboden so zu formen, daß er bei einstückiger Ausbildung und unter Aufrechterhaltung einer radialen Abstützwirkung für den eingebördelten Rand ohne Erhöhung des Materialaufwandes wesentlich widerstandsfähiger gegen Rissebildung wird.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Metallboden der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zwischen den kegelstumpfförmigen Verstärkungsbereich und den angenähert in einer Ebene mit dem äußeren Ende des eingebördelten Randes liegenden kreisscheibenförmigen Mittelbereich ein konvex gekrümmter ringförmiger Teil eingefügt ist und daß der Verstärkungsbereich eine kurze Längsabmessung im Verhältnis zu der Längsabmessung des konvex gekrümmten ringförmigen Teils aufweist.

Bei derart ausgebildeten Metallboden konnte bei gleicher Blechdicke eine wesentlich gesteigerte Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und insbesondere gegen langdauernde Schwingungsbeanspruchungen festgestellt werden. Eine Erklärung für diesen Sachverhalt ist darin zu sehen, daß durch die Einfügung des konvex gekrümmten ringförmigen Teils die Krümmung an der Ubergangskante zu dem ebenen, ringför-

migen Bereich erheblich kleiner wird, wobei gleichzeitig die Stoßenergie der Flüssigkeit von dem kreisscheibenförmigen Mittelbereich elastisch aufgenommen und von dem konvex gekrümmten ringförmigen Teil unter Dämpfung an den kegelstumpfförmigen Verstärkungsbereich weitergegeben wird. Diese Stoßenergie würde bei ausschließlicher bombierter Ausbildung des mittleren Bereiches, bei der auch keine wesentliche Versteifung des eingebördelten Randes erzielbar wäre, in die schmale, unmittelbar an die Bördelverbindung angrenzende Ringzone übertragen und dort zu Rissebildungen führen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mit erfindungsgemäß ausgebildeten Metallböden ausgestattetes Faß und

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt eines Metallbodens nach Fig. 1.

In F i g. 1 ist ein Metallfaß 11 gezeigt, das einen zylindrischen Körper 12 aufweist, der an seinen Enden mit einander ähnlichen oberen und unteren Metallböden 13 verschlossen ist. Der zylindrische Körper 12 ist vorzugsweise zur Verstärkung mit mehreren, am Umfang verlaufenden Prägerippen 14 versehen. Zusätzlich sind die Endabschnitte 16 und 17 des Körpers 12 bzw. der Böden 13 als doppelt gebördelte Falzränder 18 ausgebildet.

Der Boden 13 weist einen ebenen ringförmigen Bereich 19 auf, der mit einer Kante 21 von geringem Radius in einen sich in Längsrichtung des Fasses nach außen erstreckenden zylindrischen Rand 22 übergeht, welcher an seinem äußeren Endabschnitt 17 unter Bildung der Bördelverbindung nach außen gebogen ist. An dem Ebenenbereich 19 schließt sich in Richtung auf die Bodenmitte ein Verstärkungsbereich 23 an, der in Form eines sich nach außen und in Richtung zur Bodenmitte verjüngenden Kegelstumpfes ausgebildet ist. Auf den Verstärkungsbereich folgt ein konvex gekrümmter ringförmiger Teil 27, an den sich ein kreisscheibenförmiger Mittelbereich 26 anschließt, der in Faß-Längsrichtung eine geringe Versetzung bezüglich des äußeren Endes des eingebördelten Randes 22 aufweist.

Die bevorzugten, aufeinander bezogenen Abmessungen der verschiedenen Bestandteile des Metallbodens 13 ergeben sich unter Bezugnahme auf den Faßbodendurchmesser D wie folgt:

Die radiale Breite des ebenen, ringförmigen Bereiches 19 beträgt etwa 1/45 D, während der Radius der Kante 21 etwa 1/90 D ist. Die Längserstreckung des Verstärkungsbereiches 23 beträgt etwa 1/180 D und dieser verläuft vorzugsweise unter einem Winkel von 45° zu dem ebenen Bereich 19. Im Gegensatz

ίο zu bekannten Prägenuten verläuft der Verstärkungsbereich 23 wesentlich flacher. Eine längere Ausbildung kann zu Verwölbungen führen, während bei zu flacher Ausbildung der Bereich nicht genügend starr wird. Der ebene Mittelbereich 26 ist etwa 16/45 D,

während die radiale Ausdehnung des ringförmigen Teiles 27 gleich 187/720 D ist. Die Entfernung (Bilgenhöhe) in Längsrichtung zwischen dem ebenen Mittelbereich 26 und dem ebenen ringförmigen Bereich 19 beläuft sich auf etwa 1/36 D und der ebenfalls in Längsrichtung gemessene Abstand zwischen dem ringförmigen Bereich 19 und dem äußeren Ende des Randes 22 ist 5/144 D. Der Wölbungsradius des konvex gekrümmten ringförmigen Teils 27 ist 2 27/45 D. Die Praxis hat gezeigt, daß Metallboden mit den vorstehend genannten relativen Abmessungen aus Blech mittlerer Stärke von etwa 0,72 bis 1,59 mm keine Rissebildung zeigen.

Für den speziellen Fall eines Fasses 11 mit einem Inhalt von 2101 ergeben sich die folgenden Abmessungen:

Der Faßkörper 12 hat einen Außendurchmesser an den Prägerippen 14 von 597 mm und eine Länge von 882 mm. Der Faßbodendurchmesser der Außenseite des Randes 22 beträgt 572 mm. Der Abstand zwisehen dem ebenen ringförmigen Bereich 19 und dem äußeren Ende des Randes ist 19,8 mm und der Radius der Kante 21 ist 6,3 mm. Die radiale Ausdehnung des ebenen, ringförmigen Bereiches 19 ist 12,7 mm und die Längsausdehnung des Verstärkungsbereiches 23 ist 3,18 mm, wobei dieser unter einem Winkel von 45° zu dem ebenen, ringförmigen Bereich verläuft. Der ebene, kreisscheibenförmige Mittelbereich 26 hat einen Durchmesser von 203 mm und der Wölbungsradius des konvex gekrümmten, ringförmigen Teils 27 beträgt 1485 mm. Die Bilgentiefe beläuft sich dann auf 11,5 mm. Das spezielle, vorstehend beschriebene Faß kann aus einem beliebigen Stahlblech mit einer Blechstärke von 0,72 bis 1,59 mm hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstückiger Metallboden für zylindrische Behälter relativ großen Fassungsvermögens, mit einem zylindrischen, teleskopisch in das Behälterende einschiebbaren, zur Herstellung einer Bördelverbindung geeigneten Rand, einem innen an den Rand angrenzenden ebenen, ringförmigen Bereich, der im wesentlichen rechtwinklig zu dem Rand verläuft und in diesen über eine Kante übergeht, einem sich an diesen ebenen Bereich anschließenden, kegelstumpfförmigen, nach außen sich zur Bodenmitte verjüngenden Verstärkungsbereich und einem kreisscheibenförmigen Mittel- bereich, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kegelstumpfförmigen Verstärkungsbereich (23) und dem angenähert in einer Ebene mit dem äußeren Ende des eingebördelten Randes (18) liegenden kreisscheibenförmigen Mittelbereich (26) ein konvex gekrümmter ringförmiger Teil (27) eingefügt ist und daß der Verstärkungsbereich (23) eine kurze Längsabmessung im Verhältnis zu der Längsabmessung des konvex gekrümmten ringförmigen Teils (27) aufweist.

2. Metallboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Längsabmessung des Verstärkerbereichs (23) zu der Längsabmessung des konvex gekrümmten ringförmigen Teils (27) in der Größenordnung von 1 zu 5 liegt.

3. Metallboden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsbereich (23) unter einem Winkel von 45° zu dem ebenen ringförmigen Bereich (19) verläuft und eine Längsabmessung von etwa 1/180 D aufweist, wobei D der Außendurchmesser des zylindrischen Randes (22) ist.

4. Metallboden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisscheibenförmige Mittelbereich (26) einen Durchmesser von etwa 16/45 D und der konvex gekrümmte ringförmige Teil (27) einen Krümmungsradius von etwa 2 27/45 D aufweist, wobei

D der Außendurchmesser des zylindrischen Randes (22) ist.