-
Die
Erfindung betrifft ein Deckelfass mit einem Deckel und einem Spannring,
wobei das Fass einen Mantelflansch und der Deckel einen Außenflansch
aufweist, der im geschlossenen Zustand des Fasses auf dem Mantelflansch
aufliegt, wobei der obere Rand des Deckels im geschlossenen Zustand des
Fasses den Fassmündungsrand
umgreift oder übergreift
und wobei der Spannring den Mantelflansch des Fasses und den Außenflansch
des Deckels umfasst.
-
Ein
derartiges Deckelfass ist zum Beispiel aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 296 12 506 U1 ,
veröffentlicht
am 07.11.1996 (Mauser-Werke GmbH, Brühl) bekannt. Ein entsprechender
Spannring ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 88 15 876 U1 ,
veröffentlicht
am 16.03.1989 (Mauser-Werke GmbH, Brühl) bekannt. Details des Deckelfasses,
des Deckels und des Spannrings sind in diesen beiden Schriften beschrieben.
Zur Ergänzung
der Offenbarung wird darauf Bezug genommen, um unnötige Wiederholungen
zu vermeiden.
-
Derartige
Deckelfässer,
bestehend aus einem Fass aus HD-Polyethylen, einem Deckel aus HD-Polyethylen
und einem Spannring aus Stahl sind seit längerem bekannt und werden unter
anderem für feste
und flüssige
Chemikalien sowie für
feste Gefahrgüter
verwendet. Sie werden als leere Fässer im geschlossenen Zustand
beim Hersteller der Chemikalien angeliefert, welcher die Fässer über ein
mittig angeordnetes Spundloch befüllt, dann mit einem Spundstopfen
fest und sicher verschließt
und zum Anwender transportiert. Der Anwender öffnet den Spannring und entfernt
den Deckel, um das Produkt zu entnehmen. Der Vorteil des Deckelfasses
gegenüber
einem so genannten Spundfass liegt in der Möglichkeit, nach dem Abnehmen
des Deckels das Produkt noch innerhalb des Fasses durchzurühren und erst
dann aus dem Fass zu entnehmen.
-
Die
Verwendung eines solchen Deckelfasses für flüssige Gefahrgüter erfordert
eine entsprechend hohe mechanische Stabilität. Für eine weltweite Zulassung
für flüssige Gefahrgüter muss
das Deckelfass einem Innendruck von 1 bar während eines Zeitraums von 30
Minuten standhalten.
-
Während des
Zeitraumes von 30 Minuten verformt sich der thermoplastische Kunststoff
HD-Polyethylen allmählich
(Kriechverhalten). Dennoch darf während dieses Zeitraumes keine
Undichtigkeit auftreten oder gar der Deckel vom Fass abspringen.
-
Bekannt
sind entsprechende Fässer
mit einem Volumen von 150 Litern. Die dort angewendeten Maßnahmen
reichen aber nicht aus, um auch eine entsprechende Stabilität und Zulassung
für größere Fässer, insbesondere
Fässer
mit einem Volumen von beispielweise 220 Litern zu erreichen.
-
Die
erforderliche mechanische Stabilität der 150-Liter-Fässer wurde
im Stand der Technik durch entsprechende konstruktive Maßnahmen
zur Stabilisierung des Deckels erreicht, ohne dass der Spannring
geändert
wurde.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mechanisch stabiles
Deckelfass für
flüssige
Gefahrgüter
zu entwickeln, welches die oben genannten Zulassungskriterien erfüllt und
ein deutlich größeres Volumen
als die bekannten 150-Liter-Deckelfässer hat. Insbesondere soll
ein 220-Liter-Deckelfass aus HD-Polyethylen
einem Innendrucktest mit einem Innendruck von 1 bar über einem
Zeitraum von 30 Minuten standhalten. Das neue Deckelfass soll also
erheblich stabiler gegenüber
einem länger andauernden
Innendruck als die bisher bekannten Deckelfässer sein.
-
Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Deckelfass erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Spannring (zusätzlich)
auf dem oberen Rand des Deckels aufliegt, welcher den Fassmündungsrand
umgreift oder übergreift.
-
Im
Gegensatz zu der bisherigen Entwicklungsgeschichte der für flüssige Gefahrgüter zugelassenen
Deckelfässer
aus Kunststoff wurde nicht die Stabilität des Deckels verbessert, sondern
ein verbesserter Spannring entwickelt. Durch das Aufliegen des Spannrings
zusätzlich
auf dem oberen Rand des Deckels wird die Stabilität des Verschlusses
am Umfangsbereich des Deckels erheblich verstärkt, so dass die Zulassungsbedingungen
für flüssige Gefahrgüter auch
bei Deckelfässern
mit einem erheblich größeren Volumen
als 150 Litern erfüllt
werden. Der Spannring umfasst also nicht nur die Außenflansche von
Deckel und Fass, sondern ist außerdem
noch weiter nach oben über
den ringförmigen
verstärkten Rand
des Deckels hochgezogen und nach innen radial umgebogen und nimmt
bei einem Innendruck den nach oben gerichteten Druck auf den Umfangsbereich
des Deckels auf.
-
Eine
zusätzliche
Stabilität
wird erreicht, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
am Deckel mindestens ein Vorsprung ausgebildet ist, der in eine
entsprechende Öffnung
im Spannring eingreift. Dazu ist es in einer konkreten Ausgestaltung
besonders günstig,
wenn mindestens zwei gegenüberliegende
langgestreckte und in Umfangsrichtung des Deckels verlaufende Vorsprünge auf dem
Zylindermantel des Deckels zwischen dem Außenflansch und dem oberen Rand
des Deckels vorgesehen sind, die in entsprechende Längsschlitze des
Spannrings eingreifen. Die langgestreckten Vorsprünge können gleichzeitig
als Grifflaschen am Deckel dienen. Insbesondere die Erstreckung
in Umfangsrichtung führt
zu einer deutlichen Verbesserung der Stabilität des Umfangsbereiches des
Deckels und damit des gesamten Deckelfasses im geschlossenen Zustand.
-
Die
Stabilität
des Deckelfasses wird weiter verbessert, wenn die Enden des Spannrings
in dessen geschlossenem Zustand überlappen.
-
Das
erfindungsgemäße Deckelfass
konnte problemlos die Testbedingungen erfüllen, wobei sogar ein Innendruck
von 1,3 bar auf das erfindungsgemäße Deckelfass einwirkte, ohne
dass dieses Undichtigkeiten zeigte.
-
Wesentlich
in der Erfindung ist es, dass der Spannring nicht wie im Stand der
Technik nur die Flansche von Deckel und Fass zusammenpresst, sondern
zusätzlich
auch den oberen Rand im Umfangsbereich des Deckels gegen eine Bewegung nach
oben hin stabilisiert.
-
Vorzugsweise
bestehen das Fass und der Deckel aus einem thermoplastischen Kunststoff.
Hier wirken sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Spannrings besonders stark
aus, denn der thermoplastische Kunststoff zeigt ein langsames Kriechverhalten
bei anliegendem Innendruck und bei Raumtemperatur, wobei sich zusätzlich die
Flächen
der Fasswände
und des Deckels ausdehnen.
-
Die
Erfindung betrifft nicht nur ein Deckelfass mit Deckel und Spannring,
sondern auch den Spannring selber, der für ein solches Deckelfass ausgebildet
ist. Zur Lösung
der oben genannten erfindungsgemäßen Aufgabe
wird hier vorgeschlagen, dass die Querschnittsform des Spannrings
aus einem "U" und einem an dem
linken oberen Ende des "U" anschließenden "L" gebildet wird. Das "U" ist
der klammerartige Ringteil des Spannrings, der die Außenflansche von
Deckel und Fass zusammenpresst. Das Teil des Spannrings mit der
L-Form hält
den oberen Deckelrand beziehungsweise liegt auf diesem mit dem lotrechten
Teil des "L" auf (siehe 4).
-
Vorzugsweise
ist der Spannringverschluss am U-förmigen Bereich angebracht,
also an dem Teil, welcher die Außenflansche von Deckel und
Fass umfasst, weil an dieser Stelle die größten Kräfte auf den Spannring einwirken.
Aber auch eine Anordnung des Spannringverschlusses auf dem hochgezogenen breiteren
Bereich 3 (siehe 1) wäre möglich, z.
B. wenn eine breitere Ausführung
des Spannringverschlusses gewünscht
ist, welcher nicht an dem schmaleren U-förmigen Bereich anzubringen
wäre.
-
Der
sich axial erstreckende Teil des Spannrings, welcher dem Abstand
des Mantelflansches des Fasses vom Fassmündungsrand entspricht, also
der waagerechte Strich des "L" ist vorzugsweise
länger als
der lotrechte Strich, welcher dem sich radial erstreckenden Ringteil
des Spannrings entspricht, der auf dem oberen Deckelrand aufliegt.
-
Die
Einzelheiten und insbesondere auch die Geometrie des Spannrings
und des Deckelfasses gehen deutlich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung hervor, welches anhand von Zeichnungen näher beschrieben
wird. Es zeigen
-
1 eine
perspektivische Skizze eines erfindungsgemäßen Spannrings nach einem Ausführungsbeispiel,
-
2 eine
perspektivische Skizze eines Deckels für ein Deckelfass, welches zum
Gebrauch mit dem erfindungsgemäßen Spannring
besonders gut geeignet ist,
-
3 einen
Längsschnitt
durch den oberen Bereich des erfindungsgemäßen Deckelfasses mit dem Spannring
nach 1,
-
4 eine
schematische Darstellung der Querschnittsform des Spannrings nach 1 bei
liegender Anordnung des Fasses bzw. horizontaler Achse des Spannrings,
-
5 das
Detail V aus 3,
-
6 das
Detail VI nach 3,
-
7 eine
schematische Darstellung des Querschnitts des Deckelfasses mit dem
erfindungsgemäßen Spannring,
nachdem das Deckelfass 30 Minuten lang unter Überdruck
gesetzt worden ist und
-
8 eine
Draufsicht auf einen Spannring nach dem Stand der Technik im Bereich
des Spannringverschlusses in Öffnungsstellung.
-
In
allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung
und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.
-
Der
erfindungsgemäße Spannring
nach
1 entspricht in vielen Merkmalen dem Stand der Technik.
So wird der ringförmige
Spannring mit Hilfe eines Spannringverschlusses, im Einzelnen dargestellt
in
8, mit einem Spannhebel
2 gespannt, so dass
die Enden des Spannrings übereinander
zu liegen kommen, wie es in
8 dargestellt
ist. Die Bewegungsrichtung des Spannhebels
2 ist durch
einen Pfeil angedeutet, wobei der Pfeil die Bewegungsrichtung beim
Schließen
des Spannrings angibt. Weitere Einzelheiten des Spannringverschlusses
gehen aus
8 hervor und sollen, da sie
zum Stand der Technik gehören,
hier nicht näher
erläutert
werden. Diese Einzelheiten finden sich zum Beispiel in der
DE 88 15 876 U1 ,
worauf zum Zwecke der Ergänzung
der Offenbarung ausdrücklich
Bezug genommen wird.
-
Wesentlich
in der Erfindung sind zwei besondere Merkmale des Spannrings nach 1.
Zum einen ist der Spannring über
den Bereich hinaus, an dem der Spannringverschluss angreift, nach
oben hochgezogen. Der hochgezogene Beeich besteht zum einen aus
einem sich axial erstreckenden breiteren reifen- oder mantelartigen
Bereich 3, an den sich oben ein nach innen gerichteter
und sich radial erstreckender Kragen 4 anschließt. Der
untere Bereich 5 des erfindungsgemäßen Spannrings nach 1 hat
in üblicher
Weise einen U-förmigen
Querschnitt.
-
Das
zweite besondere erfindungsgemäße Merkmal
besteht in der Anordnung der Längsschlitze 6 in
Umfangrichtung des Spannrings, welche im reifenartigen Bereich 3 vorgesehen
sind und sich gegenüberliegen.
-
Diese
Längsschlitze 6 sind
angepasst an so genannte Grifflaschen 7 des Deckels an
der Außenseite
eines hochgezogenen reifenartigen Bereiches 8. Die Grifflaschen 7 liegen
sich ebenfalls gegenüber. Die
Grifflaschen 7 und die Längsschlitze 6 sind
so angeordnet und haben eine derartige Form, dass die Grifflaschen 7 in
die Längsschlitze 6 eingreifen
und durch die Schlitze hindurch ragen, wenn der Spannring um den
auf dem Fass aufgesetzten Deckel gespannt ist.
-
In
der Mitte des Deckels nach 2 ist das zentrale
Spundloch 9, welches mit einem entsprechenden Stopfen mit
Schraubgewinde verschlossen ist und zum Einfüllen des Produktes in das geschlossene
Fass dient, zu erkennen.
-
Der
reifenartige Bereich 8 des Deckels bildet die Außenseite
des oberen Randes 10 des Deckels, welcher im geschlossenen
Zustand des Fasses den Fassmündungsrand 11 (siehe 3, 5 und 6) übergreift.
Im geschlossenen Zustand liegt außerdem ein Außenflansch 12 des
Deckels auf dem Mantelflansch 13 ("Stauchbund") des 220-Liter-Fasses 14 auf,
wobei beide Flansche 12 und 13 vom Spannring umfasst
und umgriffen sowie aufeinandergepresst werden.
-
Die
Einzelheiten von Deckel, erfindungsgemäßem Spannring und Fassmündungsrand
gehen deutlich aus den 5 und 6 hervor,
wo das geschlossene Deckelfass in fertiger Position (5) und
bei noch nicht fest anliegendem Spannring (6) gezeigt
wird. Zu erkennen ist außerdem
eine ringförmige umlaufende
Dichtung 15 zwischen dem Fassmündungsrand 11 und
der Innenseite des oberen Randes 10 des Deckels.
-
Die
Querschnittsform des erfindungsgemäßen Spannrings ist schematisch
in 4 dargestellt. Zu erkennen ist die L-Form, gebildet
aus dem hochgezogenen reifenartigen Bereich 3 und dem nach
innen gebogenen Kragen 4 sowie der untere U-förmige Bereich 5 des
Spannrings.
-
Wird
das geschlossene Deckelfass mit dem dargestellten Deckel und dem
erfindungsgemäßen Spannring
unter Überdruck
gesetzt, so bleibt das Deckelfass auch nach längerer Zeit dicht. Dabei verformt
sich der obere Bereich des Fasses, wie es schematisch in 7 dargestellt
ist. Dennoch wurde selbst bei einem Überdruck von etwa 1,3 bar während einer
halben Stunde keine Undichtigkeit festgestellt, obwohl sich die
Innenwand 16 des oberen Randes des Deckels aus der nach
unten gerichteten Position nach oben umbog und der innere kreisförmige Bereich 17 annähernd die
Gestalt einer Kugelschale annahm, wie es in 7 schematisch
dargestellt ist.
-
Wichtig
für die
Dichtigkeit des relativ großen Fasses,
insbesondere eines 220-Liter-Polyethylenfasses
sind vier Merkmale:
- 1. Die an sich bekannte
Umklammerung von Außenflansch 12 und
Mantelflansch 13 durch den U-förmigen Bereich 5 des
Spannrings,
- 2. der erfindungsgemäße einwärts gerichtete
Kragen 4 des Spannrings, welcher bei geschlossenem Fass
auf dem oberen Rand 10 aufliegt und diesen in seiner Lage
hält,
- 3. die Grifflaschen 7, die durch die erfindungsgemäßen Längsschlitze 6 des
Spannrings hindurch greifen und
- 4. die an sich bekannte Überlappung
der Enden des Spannrings, wie es beispielsweise in 8 dargestellt
ist. Ohne die Überlappung
entstünde an
der nicht überlappenden
Stelle ein Schwächungsbereich,
an dem der plastische Kunststoff nicht abgestützt wird und sich dort vergleichsweise
stark und auf jeden Fall stärker
als im übrigen Bereich
ausdehnt.
-
Eine
zusätzliche
mechanische Verstärkung wird
durch eine ringförmige
Erhebung 18 an der Oberseite der Deckelfläche 17 erreicht,
wie es in den 2 und 3 dargestellt
ist.
-
Eine
weitere mechanische Verstärkung
ergibt sich durch den Innenring 19 an der Unterseite des
Deckels, dargestellt in den 3, 5 und 6.
-
Vorzugsweise
besteht der Spannring aus verzinktem Stahlblech und ist aus einem
1–2 mm starkem
Blech gefertigt.
-
- 1
- Spannringverschluss
- 2
- Spannhebel
- 3
- reifenartiger
Bereich des Spannrings
- 4
- Kragen
- 5
- unterer
Bereich, U-förmig
- 6
- Längsschlitz
- 7
- Grifflasche
- 8
- reifenartiger
Bereich des Deckels
- 9
- Spundloch
- 10
- oberer
Rand
- 11
- Fassmündungsrand
- 12
- Außenflansch
- 13
- Mantelflansch
- 14
- Fass
- 15
- Dichtung
- 16
- Innenwand
- 17
- innerer
kreisförmiger
Bereich
- 18
- ringförmige Erhebung
- 19
- Innenring