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Die Erfindung betrifft ein zylinderförmiges Deckelfaß mit zylinderförmigem Faßkörper, mit Faßdeckel und Spannringverschluß, bei dem der Faßkörper mit Fußring aus thermoplastischem Kunststoff besteht, zur Lagerung und zum Transport von insbesondere pastösen Füllgütern.
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Derartige spezielle Deckelfässer mit unterem Fußring am Faßkörper werden insbesondere zur Lagerung und zum Transport von pastösen Füllgütern verwendet, wobei das pastöse Füllgut zur Entnahme aus dem Faßkörper üblicherweise mittels eines hohlen Druckstempels ausgedrückt wird. Für diesen Einsatzzweck wurden in früheren Zeiten zylindrische Stahlfässer eingesetzt, die aber den großen Nachteil haben, dass sie im Vergleich zu Kunststoff-Fässern um einiges schwerer sind, sehr rostanfällig sind und bei den kleinsten Deformationen (Beulen, Dellen) nicht mehr für eine Entleerung mittels eintauchendem Druckstempel geeignet sind und dann entsorgt werden müssen.
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Dagegen sind zylindrische Kunststoff-Fässer aufgrund ihrer Materialelastizität wesentlich unempfindlicher gegen Stöße und rauhe Handhabung. Durch die vorhandene Elastizität des Kunststoff-Faßkörpers können allerdings Probleme bei dem Füllgutentnahmevorgang entstehen, weil bei steigendem Druck das Füllgut teilweise außenseitig über den Druckstempel quillt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten verschiedene weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung. Um das oben beschriebene Phänomen bei einem Kunststoff-Faß in den Griff zu bekommen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass der Faßkörper im mittleren Faßbereich, dort wo die größte Faßaufweitung stattfindet, einen kleineren Faßdurchmesser aufweist, als im unteren Faßbereich. Dadurch wird unter Berücksichtigung der elastischen Faßaufweitung erreicht, dass die innere Fasswandung immer gleichbleibend fest am Außenrand des Druckstempels anliegt und kein Überquellen des pastösen Füllgutes (z. B. Fett) mehr erfolgen kann. Da beim Einfahren des Druckstempels in den oberen Bereich des Faßkörpers noch keine besonders hohen Preßdrücke auftreten und die dadurch bedingte elastische Faßaufweitung auch nur vergleichsweise gering ist, ist es zweckmäßig, wenn der Faßkörper im oberen Faßbereich einen größeren Faßdurchmesser aufweist, als im mittleren eingeengten Faßbereich. Im unteren Faßbereich in Richtung Faßboden hin, der letztendlich die untere Faßwandung in Radialrichtung fixiert, nimmt die elastische Faßaufweitung wieder ab. Daher ist es sinnvoll, wenn der Faßkörper im oberen Faßbereich einen gleich großen Durchmesser aufweist wie im unteren Faßbereich. Dabei soll der Übergang vom oberen Faßbereich zum engeren mittleren Faßbereich zweckmäßigerweise linear abnehmend ausgebildet sein. Ebenso kann der Übergang vom engeren mittleren Faßbereich zum weiteren unteren Faßbereich linear zunehmend ausgebildet sein.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mittlere Faßbereich in Axialrichtung über ein Stück vollzylindrisch mit konstantem (kleinerem) Durchmesser ausgebildet ist.
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In fertigungstechnischer Hinsicht kann vorgesehen sein, dass die geometrische Gestalt des Faßkörpers mit einem engeren Faßdurchmesser im mittleren Faßbereich in einfacher Weise durch eine entsprechende Vorgabe der Geometrie mit etwas kleinerem Durchmesser im mittleren Bereich der verwendeten Blasform ausgebildet wird. Dabei bleibt die Wandstärke im Faßkörper weitestgehend überall gleich. Es kann aber auch nur durch steuerungstechnische Maßnahmen im Düsenbereich der Ausstoßdüse für den extrudierten schlauchförmigen Vorformling bewirkt werden, dass der engere Faßdurchmesser im mittleren Faßbereich durch eine etwas dicker eingestellte Wandstärke ausgebildet wird. Eine dafür verwendete vollzylindrische Blasform bleibt dann völlig unverändert. Dabei ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Wandstärke des Faßkörpers im mittleren Faßbereich etwa 5% bis 50%, vorzugsweise ca. 20% dicker ausgebildet ist als im oberen Faßbereich oder/und im unteren Faßbereich. In anderer Ausgestaltung der Erfindung kann für einen konkreten Faßkörper mit ca. 220 l Füllvolumen vorgesehen sein, dass der Faßdurchmesser im mittleren Faßbereich ca. 561 mm (plus-minus 3 mm) und im oberen oder/und unteren Faßbereich ca. 571 mm (plus-minus 3 mm) beträgt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der obere Übergang vom oberen weiteren Faßbereich zum engeren mittleren Faßbereich in Axialrichtung (Höhenrichtung) länger ausgebildet ist, als der untere Übergang vom engeren mittleren Faßbereich zum unteren weiteren Faßbereich. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Übergang vom oberen Faßbereich zum engeren mittleren Faßbereich in Axialrichtung über ca. 1/3 der Faßkörperhöhe ausgebildet. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Deckel-Faßkörper in Querschnittsdarstellung,
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2 einen anderen Deckel-Faßkörper in Querschnittsdarstellung,
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3 einen weiteren Deckel-Faßkörper in Querschnittsdarstellung,
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4 eine andere Ausführungsform eines Deckel-Faßkörpers,
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5 eine weitere Ausführungsform eines Deckel-Faßkörper in Querschnittsdarstellung und
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6 eine bevorzugte Ausführungsform eines Deckel-Faßkörpers in Quer-Schnittsdarstellung
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Deckelfässer aus thermoplastischem Kunststoff mit Faßdeckel aus Kunststoff oder Stahlblech und Stahl-Spannringverschluß sind allgemein bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich konkret auf einen im Blasformverfahren hergestellten Kunststoff-Faßkörper.
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In 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein erfindungsgemäßer zylinderförmiger Faßkörper bezeichnet, der als Ausführungsbeispiel für ein 220 l Deckelfaß steht. Der Faßkörper 10 weist oben an seiner Faßwandung 12 eine Faßmündung oder Faßöffnung 14 und unten außenseitig am scheibenförmigen Faßboden 16 einen umlaufenden stabilen Fußring 18 auf und besteht wie erwähnt aus thermoplastischem Kunststoff HD-PE (High Density – Polyethylen). Die Höhe des Faßkörpers 10 beträgt ca. 880 mm und die Wandstärke desselben ca. 2–3 mm. Der Faßkörper 10 weist einen oberen, einen mittleren und einen unteren Faßbereich 20, 22, 24 auf und ist besonders tailliert ausgebildet, wobei der Faßkörper 10 im mittleren Faßbereich 22 einen kleineren Faßdurchmesser aufweist, als im unteren Faßbereich 24. Demgegenüber weist der Faßkörper 10 auch im oberen Faßbereich 20 einen größeren Faßdurchmesser auf, als im mittleren Faßbereich 22. Der Gesamteindruck dieses Faßkörpers läßt sich also wie folgt beschreiben: im oberen Bereich weit, im mittleren Bereich enger, und im unteren Bereich wieder etwas weiter, im Design etwa vergleichbar mit einer Eieruhr (Sanduhr). Dabei kann der Faßkörper 10 im oberen Faßbereich 20 einen gleichgroßen Durchmesser aufweisen wie im unteren Faßbereich 24. Vorzugsweise ist der obere Übergang 26 vom oberen Faßbereich 20 zum engeren mittleren Faßbereich 22 linear abnehmend ausgebildet ist. Entsprechend ebenso ist der untere Übergang 28 vom engeren mittleren Faßbereich 22 zum weiteren unteren Faßbereich 24 wieder linear zunehmend ausgebildet. In vorteilhafter Weise ist dabei der mittlere Faßbereich 22 in Axialrichtung betrachtet über ein vergleichsweise langes Stück – hier über die Hälfte der Faßkörperhöhe – vollzylindrisch mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Insgesamt ist die Faßinnenwandung vollkommen glattwandig ausgeführt, so daß der Druckstempel zum Ausdrücken des pastösen Füllgutes satt abdichtend entlang der Faßinnenwandung nach unten geführt werden kann.
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Bei dem in 2 dargestellten Faßkörper 10 sind die Längen- oder Höhen-Verhältnisse des mittleren Faßbereiches 22 zugunsten der leicht konischen Übergangsbereiche 26, 28 verschoben. Hier ist der mittlere Faßbereich 22 in Axialrichtung betrachtet etwa über ein Drittel der Faßkörperhöhe vollzylindrisch mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Der obere und der untere leicht konische Übergang 26, 28 sind dabei etwas länger gestaltet. Bei weiterer Veränderung der Längen- oder Höhen-Verhältnisse der einzelnen Faßbereiche kann eine mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Faßkörpers 10 etwa so aussehen, wie in 3 gezeigt ist. Der mittlere vollzylindrische Faßbereich 22 ist hierbei sehr kurz ausgefallen, während der obere Übergangsbereich 26 und der untere leicht konische Übergang 28 jeweils etwa ein Drittel der gesamten Faßkörperhöhe ausmachen.
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Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Faßkörpers 10 mit konstanter Wanddicke ist in 4 dargestellt. In vorteilhafter Weise ist hier der obere Übergangsbereich 26 vom oberen vollzylindrischen Faßbereich 20 zum vergleichsweise sehr kurz ausgebildeten mittleren vollzylindrischen Faßbereich 22 sehr langgezogen ausgeformt. Der obere Übergangsbereich 26 macht hier wenigstens die Hälfte der Faßkörperhöhe (oder sogar etwas mehr) aus. Die zuvor beschriebenen Faßvarianten weisen über die gesamte Faßkörperhöhe eine gleichbleibende Wandstärke auf. Ihre Herstellung im Blasformverfahren erfordert eine entsprechend angepaßte Blasform, die letztendlich die äußere Geometrie des fertig geblasenen Produktes vorgibt.
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Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel findet bei der Faßkörperherstellung eine unveränderte vollzylindrische Blasform Anwendung. Lediglich durch besondere Steuerung der Wandstärke des extrudierten Vorformlings erfolgt eine gezielte Änderung und beabsichtigte Einstellung der Wandstärke in der Faßwandung 12 des erfindungsgemäßen Faßkörpers 10 dahingehend, dass – bei konstantem vollzylindrischen Faß-Außendurchmesser – der innere Faßdurchmesser D(im) im mittleren Faßbereich 22 kleiner ausgebildet ist als der innere Faßdurchmesser D(io) im oberen Faßbereich 20. Die bei dieser Fertigungsart bevorzugte Faßkörper-Variante ist in 6 dargestellt, wobei die Wandstärke der Fasswandung 12 von einer normalen Wandstärke mit ca. 2,5 mm im oberen vollzylindrischen Faßbereich 20 über einen langgezogenen oberen Übergangsbereich 26 kontinuierlich zunimmt z. B. bis auf 3,5 mm (oder 4 mm), diese ”dickere” Wandstärke im mittleren vollzylindrischen Faßbereich 22 beibehält, um dann über den unteren, sehr kurz ausgebildeten konischen Übergangsbereich 28 mit kontinuierlich abnehmender Wandstärke in den unteren, ebenfalls sehr kurz gehaltenen Faßbereich 24 einzumünden, wo die Wandstärke wieder das ursprüngliche Maß von ca. 2,5 mm erreicht. Die exakte Einstellung der unterschiedlichen Wanddicken erfolgt in einfacher Weise über ein entsprechendes Wanddickensteuerungsprogramm für die verstellbare Ausstoßdüse des schlauchförmigen Vorformlings.
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An dieser Stelle sei noch einmal besonders darauf hingewiesen, dass die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele nur schematisch und in stark übertriebener Weise skizziert sind. Die unterschiedlichen Wandstärken liegen in einem Bereich von mindestens 2 mm bis höchstens 5 mm. Eine dicke Wandstärke (z. B. 4 mm) ist etwa bis zu 50% dicker als eine normale dünne Wandstärke (mit z. B. 2,5 mm).
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Die angesprochenen inneren Faßdurchmesser bewegen sich in einem Bereich von maximal 571 mm bis höchstens 561 mm. Es geht also hier nur um wenige aber wichtige Millimeter. Die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen verschiedenen Faßkörper können in Querschnittsbetrachtung als ”negativ bauchig” oder mit negativer Bombierung versehen bezeichnet werden. Diese negative Bombierung kann im Prinzip über drei Ansätze erzeugt werden: A) eine entsprechende Geometrie der Blasform, B) über eine Düsensteuerung mit unterschiedlicher Wandstärke unter Berücksichtigung einer unterschiedlichen Schrumpfung des Faßkörpers im mittleren Sektor oder C) über eine Kombination von A und B.
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Sofern nicht anders beschrieben ist mit Faßdurchmesser immer der freie innere Faßdurchmesser gemeint, der hier zum Fettauspressen mittels Druckstempel relevant ist. Durch die beim Entleeren verwendete Druckfolgeplatte wird ein Innendruck erzeugt der bei einem normalen Kunststoff-Faß zu einem ungewollten übermäßigen Ausbauchen des zylindrischen Faßkörpers führen kann. Dies könnte dann eine Leckage zur Folge haben, mit außenseitigem Überquellen des Faßinhaltes über die Druckfolgeplatte.
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Durch die besonderen Merkmale der Erfindung wird der Innendurchmesser der nachgiebigen Fasswandung aus bedingt elastischem Kunststoff bei anliegendem Druck nur gezielt und begrenzt bis auf das Maß der Druckfolgeplatte aufgeweitet und ausgeglichen. Wichtig für den Entleerungsprozeß ist nicht zuletzt der außenseitig am unteren Rand des Deckel-Faßkörpers 10 im Übergangsbereich zum scheibenförmigen Faßboden 16 ebenfalls angestauchte, weit nach außen abstehende massive Flanschrand bzw. Bodenrollring 18, an dem der Faßkörper 10 fixiert wird, wenn der Druckstempel bzw. die scheibenförmige Druckfolgeplatte wieder aus dem leeren Faßköper 10 herausgezogen wird.
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Fazit: Der innere Faßdurchmesser ist in dem mittleren Bereich nur um wenige Millimeter kleiner als der äußere Durchmesser des Druckstempels (scheibenförmige Druckfolgeplatte), wir bewegen uns hier nur im Millimeterbereich!
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Die Zunahme der Wandstärke im mittleren Faßbereich kann – bezogen auf eine mittlere Wandstärke von etwa 3,0 mm – bis zu 50% betragen. Vorzugsweise ist die Wandstärke im mittleren Faßbereich ca. 20–30% dicker ausgebildet.
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Das Besondere an diesen zylinderförmigen Faßvarianten ist also, dass der Durchmesser der oberen Faßmündung bzw. Faßöffnung größer ausgebildet ist als der Faßdurchmesser im mittleren Faßbereich. Das trifft prinzipiell zwar auch auf konische Faßkörper zu, es gibt aber bisher noch kein zylinderförmiges Faß, das dieses besondere Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Deckel-Faßkörper
- 12
- Faßwandung
- 14
- obere Faßöffnung
- 16
- scheibenförmiger Faßboden
- 18
- umlaufender Fußring
- 20
- oberer Faßbereich
- 22
- mittlerer Faßbereich
- 24
- unterer Faßbereich
- 26
- oberer Übergang
- 28
- unterer Übergang
