DE2258096A1 - Kunststoffass mit abnehmbarem deckel und spannring - Google Patents
Kunststoffass mit abnehmbarem deckel und spannringInfo
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Description
DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT
5202 HENNEF/SIEG 1 · ALLNER, ZUM WEINGARTEN 11
den 27. Oktober 1972 921/72 Dr/gr
Wilhelm Hammes, 5203 Much, Hauptstraße
"Kunststoffaß mit abnehmbarem Deckel und Spannring"
Deckelfässer aus Kunststoff haben eine große Verbreitung
für vielerlei Füllgüter gefunden. Es werden in Deutschland jährlich mehrere Millionen Stück hergestellt.
Die bekannten Ausführungen dieser Fässer weisen jedoch alle schwerwiegende Nachteile auf, da das Problem, eine
große Öffnung absolut dicht und sicher gegen die vielfältigen
Lager- und Transportbeanspruchungen zu verschliessen, bisher nicht befriedigend gelöst warden konnte.
Eine bekannte Ausführung verwendet einen Auflagedeckel aus Stahlblech mit U- oder V-förmigem Spannring, wie er
bei Deckelfässern aus Stahlblech seit langem eingesetzt wird. Diese Lösung ist völlig unbefriedigend, da der relativ
elastische Faßkörper mit dem starren Deckel nicht harmoniert und kleinste Deformationen des Faßrandes bereits
zu Undichtigkeiten oder zum Lösen des Verschlusses führen.
— 2 —
A09822/0207
Das deutsche Patent 2 008 111 beschreibt ein Deckelfaß, das mit einem Kunststoffdeckel vaschlossen wird, der mit
einer großen Hinterschneidung über einem entsprechenden Wulst des Faßkopfes einrastet und zusätzlich mit einem
Spannband zusammengeschnürt wird. Die Dichtung befindet sich dabei unterhalb einer zusätzlichen Hinterschneidung
an der Außenseite der Faßbordur.
Diese Faßausführung ergibt zwar eine ausreichende Sicherheit gegen Transportbeanspruchungen, hat jedoch ebenfalls
schwerwiegende Nachteile. Durch die Ausführung des Verschlusses als sogenannter Schnappdeckel muß dieser aus
weichem Kunststoff bestehen, da die für die Funktion notwendigen großen Hinterschneidungen sonst ein Verschließen
und Öffnen des Fasses von Hand nicht zulassen wurden.
Da die Dichtung auf der Außenseite der Faßbordur aufliegt, die aber verfahrensbedingt nicht völlig eben ist und eine
rauhe Oberfläche aufweist, muß zur Erzielung einer ausreichenden Dichtigkeit ein hoher Anpreßdruck erzeugt werden.
Dieser Anpreßdruck kann bei der beschriebenen Ausführung nur durch Einbringen entsprechender Spannung in
das plastische Material von Faßkopf und Deckel erzeugt werden. Die bekannte plastische Langzextverformung von
thermoplastischen Kunststoffen unter Spannung (kalter Fluß) führt zu einem schnellen Erlahmen der Verschlußspannung
und damit zu Undichtigkeit. Dieser Vorgang wird dadurch beschleunigt, daß das weiche Deckelmaterial ohnehin zum
schnellen Kaltfluß neigt.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines weichen Faßdeckels die Stapelung solcher Fässer mit den übliehen
Paletten nicht zuläßt. Da der Druck der Palettenkufen nicht gleichmäßig auf die Deckelfläche verteilt wird,
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drücken sich diese Kufen in den weichen Deckel ein und finden in der weit ausgeblasenen Paßbordur mit ihrer
herstellungsbedingten Wandstärkenschwächung keinen ausreichenden Widerstand· Deckel und Faßbordur werden partiell
verformt, das Faß wird undicht und unbrauchbar. Die Verwendung von speziellen Doppeldeckpaletten kann
dieses Problem zwar teilweise lösen, ist jedoch wirtschaftlich nicht tragbar·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Deckelfaß aus Kunststoff zu schaffen, das mit einem Deckel aus
hartem Kunststoff absolut dicht und sicher zu verschliessen ist, wobei einerseits der Verschlußvorgang selbst
leicht und mühelos zu bewerkstelligen sein soll, andererseits eine sichere und nicht mit der Zeit erlahmende Verschlußspannung
erzeugt wird,·
Es wurde ein Kunststoffaß mit einem abnehmbaren und eingezogenen
Deckel und einem Spannring gefunden, dessen Faßkopf als zur Mittelachse des Fasses etwa parallel verlaufender
Hals mit einer in der Nähe der Oberkante nach innen gewölbten Sicke ausgebildet ist und dessen Deckel
auf seiner Unterseite einen an die Wölbung dieser Sicke anliegenden lippenartigen Wulst sowie einen auf der Ebene
des Deckelbodens senkrecht nach unten stehenden und in Segmente aufgeteilten Rand aufweist, wobei zwischen dem
lippenartigen Wulst und dem Deckelrand eine Dichtung angeordnet ist. Kennzeichnend ist für dieses Kunststoffaß,
daß die äußere Fläche des auf der Unterseite des Deckels befindlichen lippenartigen Wulstes mit der Innenseite des
Deckelrandes eine Nut bildet, in die die Dichtung einge- und die obere Kante des Faßhalses eingeschoben sind und
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jedes der Segmente des Deckelrandes an seiner Unterkante einen nach außen vorspringenden Wulst sowie der Faßhals
in den Zwischenräumen zwischen den Segmenten des Deckelrandes jeweils einen nach außen gewölbten Vorsprung aufweisen,
wobei die oberen Flächen dieser Wülste wenig unterhalb der unteren Flächen der Vorsprünge angeordnet sind
und wechselweise dem Spannring als Auflage dienen, der um den Faßhals und die Segmente des Deckelrandes herum lösbar
gespannt ist.
Der als praktisch senkrechter Hals ausgebildete Kopf des erfindungsgemäßen Fasses soll etwas langer sein als die
Segmente des Deckelrandes. Dieser Hals geht dann an seiner unteren Kante in den Faßkörper über, während die obere
Stirnfläche des Halses vorzugsweise waagrecht ausgebildet ist. Wenig unterhalb dieser oberen Stirnfläche weist der
Hals des Fasses eine nach innen gewölbte Sicke auf, deren Wölbung sich an die Außenseite der lippenartigen Wulst anlegt,
die auf der Unterseite des Deckels angeordnet ist und mit diesem ein Stück bildet. Dieser lippenartige Wulst ist
gegenüber dem, den Deckelboden nach oben umgebenden Wulst, den Ausmaßen der Dichtung und der nach innen gewölbten Sikke
des Faßhalses entsprechend, so nach innen gekröpft, daß seine Außenfläche nach Aufsetzen des Deckels dicht an der
inneren Wölbung der Sicke des Faßhalses anliegt. Dadurch wird die Faßöffnung und der Faßhals in seiner Form gegen
mechanische Beeinflussungen stabilisiert. Dieser lippenartige Wulst begrenzt außerdem den eigentlichen Deckelboden,
der nach oben von einer abgerundeten Wulst umgeben ist, die mit dem Deckelboden und dem dazu senkrecht verlaufenden
Deckelrand ein Stück bildet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kunststoffaß begrenzen der lippenartige
Wulst auf der Unterseite des Deckels und der
Deckelrand eine Nut, die vorzugsweise bis in den abgerundeten Wulst, der den Deckelboden umgibt, eingeschnitten
ist. In diese Nut ist eine im Querschnitt runde oder rechteckige Dichtung aus einem elastisch verformbaren Material, wie beispielsweie Gummi, eingelegt. Die Breite dieser
Dichtung ist vorteilhaft so zu wählen, daß sie wenig
größer ist als die Abstände der die Nut begrenzenden Seitenwände. Beim Auflegen des Deckels schiebt sich auch der obere Faßrand in diese Nut und legt sich mit seiner oberen Stirnfläche gegen die Dichtung. Insbesondere bei geblasenen Faßkörpern ist diese Stirnfläche völlig plan und glatt, da sie als Schnittfläche nach dem Abschneiden des verlorenen Kopfes von dem Faßkörper als Fläche verbleibt, die durch mechanische Bearbeitung entstanden ist. Durch die Kröpfung des den Deckelboden umgebenden Wulstes wird ein Hohlraum zwischen Faßhals und Deckel weitgehend vermieden, wodurch die Dichtung in ihrer Lage fixiert wird und bei Beanspruchungen keine Ausweichmöglichkeit erhält.
Deckelrand eine Nut, die vorzugsweise bis in den abgerundeten Wulst, der den Deckelboden umgibt, eingeschnitten
ist. In diese Nut ist eine im Querschnitt runde oder rechteckige Dichtung aus einem elastisch verformbaren Material, wie beispielsweie Gummi, eingelegt. Die Breite dieser
Dichtung ist vorteilhaft so zu wählen, daß sie wenig
größer ist als die Abstände der die Nut begrenzenden Seitenwände. Beim Auflegen des Deckels schiebt sich auch der obere Faßrand in diese Nut und legt sich mit seiner oberen Stirnfläche gegen die Dichtung. Insbesondere bei geblasenen Faßkörpern ist diese Stirnfläche völlig plan und glatt, da sie als Schnittfläche nach dem Abschneiden des verlorenen Kopfes von dem Faßkörper als Fläche verbleibt, die durch mechanische Bearbeitung entstanden ist. Durch die Kröpfung des den Deckelboden umgebenden Wulstes wird ein Hohlraum zwischen Faßhals und Deckel weitgehend vermieden, wodurch die Dichtung in ihrer Lage fixiert wird und bei Beanspruchungen keine Ausweichmöglichkeit erhält.
Von außen wird der Hals des Fasses von dem senkrecht gerichteten Deckelrand möglichst eng anliegend umschlossen.
Dazu geht der Deckelboden in die ihn begrenzende und nach oben aufgewölbte Wulst über, die auch die Nut mit der Dichtung
umschließt und endet schließlich in dem Deckelrand, der
etwa bis zur Hälfte seiner Hähe noch keine Einschnitte oder andere Öffnungen aufweist. Erst der zur Abschlußkante hin
sich erstreckende Teil des Deckelrandes ist in Segmente aufgeteilt. Die Gesamthöhe des Deckelrandes soll vorteilhaft
größer sein als die Höhe der lippenartigen Wulst auf der Deckelunterseite und etwas geringer als die Höhe des Faßhalses.
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Die Segmente an der unteren Hälfte des Deckelrandes haben untereinander gleichen Abstand. Die Breite dieses Abstandes
von Segment zu Segment ist dabei vorteilhaft der Breite eines Segments etwa gleich. Die zwischen den Segmenten liegenden
Öffnungen sind von den nahezu senkrecht verlaufenden Seitenkanten der benachbarten Segmente begrenzt, die dann
in einem Bogen in die untere Kante des in sich geschlossenen Teiles des Deckelrandes übergehen.
Jedes der Segmente des Deckelrandes weist an seiner Unterkante einen nach außen vorspringenden Wulst auf, der mit
dem Segment vorteilhaft ein Stück bildet. In seiner Länge kann der Wulst die Breite des Segmentes überragen. Hierbei
ist es jedoch günstig, wenn die dem Segmentzwischenraum zugekehrten kleinen Stirnflächen der Wulst als Schräge ausgebildet
sind, die die Segmentkante mit der Umfangskante der Wulst verbindet. Diese Schräge schließt mit der Umfangskante
der Wulst vorteilhaft einen spitzen Winkel ein. Diese schrägen Stirnflächen dienen bei aufgesetztem Spannring
dazu, den Spannring sicher auf die für ihn vorgesehenen Auflageflächen zu führen und zu halten. Die obere Fläche
eines jeden solchen Wulstes kann vorteilhaft nach aussen oder innen leicht gewölbt sein und/oder mit der Senkrechten
einen stumpfen Winkel einschließen. Insbesondere bei dieser Ausführungsform des Wulstes ist dessen obere
Fläche nach außen abwärts geneigt.
In dem Zwischenraum zwischen den Segmenten des Deckelrandes weist der Faßhals nach außen gewölbte Vorsprünge auf.
Besonders vorteilhaft sollen diese Vorsprünge in ihrer Form so ausgebildet sein, daß sie den jeweiligen Segment-Zwischenraum
nahezu vollständig ausfüllen und ihrer Höhe nach daraus hervorragen. Besonders günstig ist es jedoch,
wenn die am Hals des Fasses nach außen gewölbten Vorsprünge in ihrer Länge auch die Breite des zugeordneten
Segmentzwischenraumes voll ausfüllen.
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Wesentlich ist die Anordnung der oberen Flächen der an der Unterkange der Segmente nach außen vorspringenden
Wülste und der unteren Flächen der aus dem Faßhals nach außen gewölbten Vorsprünge zueinander, und zwar in der
Weise, daß am verschlossenen Faß die oberen Flächen der Wülste wenig unterhalb der unteren Flächen der Vorsprünge
liegen· Der Abstand zwischen diesen beiden Flächen soll dabei vorteilhaft kleiner sein als die parallel zur
Faßachse gemessene größte Breite des Spannringes, dem die-se Flächen wechselweise als Auflage dienen. Insbesondere,
wenn diese Flächen als einander zugekehrte Schrägen oder Wölbungen ausgebildet sind, sollen sie so angeordnet sein,
daß der Spannring im lose gespannten Zustand auf diesen Flächen bereits aufliegt und mit zunehmender Spannung den
Faßdeckel nach unten zieht. Dabei werden nicht nur die Segmente des Deckels fest an die Außenfläche des Faßhalses
gepreßt, sondern auch der Deckel soweit auf den Faßhals aufgezogen, daß sich dessen obere Stirnfläche fest
gegen die in die Ringnut des Deckels eingelegte Dichtung preßt. Zur Erleichterung des Aufsetzens des Spannringes
kann es vorteilhaft sein, wenn die Wülste an der Unterkante der Segmente in ihrer Höhe etwas weiter vorstehen als die
Wölbungen des Faßhalses.
Durch die Anordnung der oberen Flächen der Segmentwülste
wenig unterhalb der unteren Flächen der FaßhalsvorSprünge
wird der Spannring im gespannten Zustand durch die oberen Flächen der Segmentwülste nach oben und durch die unteren
Flächen der Faßhalsvorsprünge nach unten gedrückt,
wodurch sich eine wellenförmige elastische Verformung des vorteilhaft aus rundem, dreieckigem oder ovalem Federstahldraht
bestehenden Spannringes ergibt. Die Enden dieses Spannringes sind durch ein herkömmliches Spannschloß verbunden·
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Derartige Spannschlösser, die durch Umlegen eines Hebels oder Anziehen einer Schraube in ihrer Länge verkürzt werden,
sind bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden. Durch das Verkürzen der Länge des Spann-Schlosses
wird der Umfang des Spannringes soweit verkleinert, daß der Spannring sich fest auf die oberen Flächen
der Segmentwülste und die unteren Flächen der Faßhalsauswölbungen auflegt und unter Zug in die von diesen Flächen
wechselweise begrenzte Rinne hineingezogen wird. Der dabei wellenförmig verformte Federstahldraht wirkt mit seiner Federkraft
dem Druck der oberen Flächen der Segmentwülste ebenso entgegen, wie dem Druck der unteren Flächen der Faßhalsauswölbungen.
Damit übt die Federkraft des Spannringmaterials einen ständig und nach dem Faßboden hin gerichteten
Zug auf den Deckelrand aus und preßt dessen Dichtung ständig auf die völlig plan gearbeitete Oberkante des Faßhalses.
Die Anpressung bleibt auch dann bestehen, wenn eine nicht-bleibende Deformierung des Fasses auftritt, die
durch mechanische Einwirkung, wie beispielsweise Schlag, Fall oder Lagerdruck bewirkt sein kann. Vor allem aber ist
diese Federkraft imstande, den im Deckel- und Faßmaterial auftretenden kalten Fluß zu kompensieren und damit das Faß
auch über lange Zeit dicht zu halten.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasses ist als
Beispiel in Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellt.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt der Deckelzone des erfindungsgemäßen
Kunststoffasses im Schnitt. Auf den Faßkörper 1 ist mit diesem ein Stück bildend der Hals 2 aufgesetzt,
der eine nach innen gewölbte Sicke 3 und nach außen gewölbte Vorsprünge 4 aufweist. Der auf den Hals 2 des
Fasses aufgesetzte Deckel weist einen eingezogenen Deckel-
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boden 5 und einen diesen randständig umgebenden Wulst 6 auf. An seiner Unterseite ist der Deckel mit einer lippenartigen
Wulst 7 versehen, die sich an die Wölbung der Sicke 3 anlegt. Die lippenartige Wulst 7 und der senkrecht
zu dem Deckelboden 5 verlaufende Deckelrand 8 schließen eine Nut 9 ein, in der eine Dichtung 10 angeordnet ist,
die sich gegen die obere Fläche des Faßhalses 2 drückt. Der Deckelrand 8 ist in seinem unteren Teil in Segmente
aufgeteilt, die die gewölbten Vorsprünge des Faßhalses umschließen. Diese Segmente 11 weisen an ihrem unteren Ende
einen nach außen vorspringenden Wulst 12 auf, deren obere Fläche zusammen mit der unteren Fläche der Auswölbung 4
dem Spannring 13 wechselweise als Auflage dienen.
Figur 2, in der die gleichen Bezugsziffern gleiche Teile
wie in Figur 1 bezeichnen, ist eine seitliche Draufsicht auf die Faßregion, die in Figur 1 gezeigt ist, während Figur
3 eine Draufsicht auf die gleiche Region darstellt. In diesen Figuren 2 und 3 ist gezeigt, daß der Wulst 12 in
seiner Länge die Breite des Segments 11 überragt, wobei die den Segmentzwxschenräumen zugekehrten Stirnflächen 14 und
15 als Schrägen ausgebildet sind, die mit der Umfangskante
16 der Wulst 12 einen spitzen Winkel einschließen. In FigUr
2 ist ferner die wellenförmige Verformung des Spannringes 13 unter Verschlußspannung dargestellt.
Die erfindungsgemäßen Kunststoffässer können aus extrudierbaren
Kunststoffen, wie beispielsweise Polyolefinen, hergestellt werden. Hierbei ist von besonderem Vorteil,
daß der Faßkörper und der Faßdeckel aus dem gleichen Material und in etwa gleicher Wandstärke gefertigt werden können.
Da somit Faßkörper und Faßdeckel gleiche physikalische und mechanische Eigenschaften haben, ergeben sich keine
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Unterschiede in der thermischen und mechanischen Belastbarkeit zwischen Faßkörper und Faßdeckel, wie bei den eingangs
als bekannt beschriebenen Kunststoffässern. Durch die kombinierte Wirkung und Anordnung des Spannringes mi t
den Segmentwülsten und den Auswölbungen am Faßhals wird der Deckel mit seiner Dichtung fest auf die völlig plane
Oberkante des Faßhalses gezogen und daran mit einer nicht erlahmenden Verschlußspannung angepreßt. Auf diese Weise
kann das erfindungsgemäße Faß mit seinem leicht aufzusetzenden Deckel durch Umlegen und Anziehen des Spannringes
mühelos absolut dicht und sicher verschlossen werden.
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Claims (1)
- Patentansprüche( 1.j Kunststoffaß mit einem abnehmbaren und eingezogenen ^— Deckel und einem Spannring, dessen Faßkopf als zur Mittelachse des Fasses etwa parallel verlaufender Hals mit einer in der Nähe der Oberkante nach innen gewölbten Sicke ausgebildet, ist, und dessen Deckel auf seiner Unterseite einen an diese Sicke anliegenden lippenartigen Wulst sowie einen auf der Ebene des Deckelbodens senkrecht nach unten stehenden in Segmente unterteilten Rand aufweist, wobei zwischen dem lippenartigen Wulst und dem Deckelrand eine Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Fläche des auf der Unterseite des Deckels befindlichen lippenartigen Wulstes mit der Innenseite des Deckelrandes eine Nut bildet, in die die Dichtung eingelegt und der obere Rand des Faßhalses eingeschoben sind und jedes der Segmente des Deckelrandes an seiner Unterkante einen nach außen vorspringenden Wulst sowie der Faßhals in den Zwischenräumen zwischen den Segmenten des Deckelrandes nach außen gewölbte Vorsprünge aufweisen, wobei die obere Fläche dieser. Wülste wenig unterhalb der unteren Fläche der Vorsprünge angeordnet sind und wechselweise dem Spannring als Auflage dienen, der um den Faßhals und die Segmente des Faßrandes herum lösbar gespannt ist·2. Kunststoffaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Unterseite des Deckelbodens befindliche lippenartige Wulst gegenüber dem, den Deckelboden nach oben umgebenden Wulst nach innen gekröpft ist.- 12 -409822/02073. Kunststoffaß nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche jedes an dem Hals des Fasses nach außen gewölbten Vorsprungs mit der Senkrechten einen stumpfen Winkel einschließt.4. Kunststoffaß nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche jedes an dem Hals des Fasses nach außen gewölbten Vorsprungs leicht gewölbt ist.b. Kunststotfaß nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche jedes an der Unterkante eines Deckelrandsegmentes simsartig vorspringenden Wulstes mit der Senkrechten einen stumpfen Winkel einschließt.υ. Kunststoffaß nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche jedes an der Unterkante eines Deckelrandsegments simsartig vorspringenden Wulstes leicht gewölbt ist.7. Kunststoffaß nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Segmentzwischenräumen zugekehrten Stirnflächen der an jedem Segment des Deckelrandes nach außen vorspringenden Wulstes als Schräge ausgebildet sind, die die Segmentkante mit der Umfangskante der Wulst verbinden, mit der diese Stirnflächen einen spitzen Winkel einschließen.V,a Kunststoff aß nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Hals des Fasses nach außen gewölbten Vorsprünge in ihrer Länge die Breite der zugeordneten Segmentzwischenräume ausfüllen und in der Höhe daraus hervorragen.- 13 4098 2 2/02079. Kunststoffaß nach Ansprüchen \ xts -S, iadurch 7«»kennzeichnet, daß die an dem Hai ; ier> PmnseiJ nach außen gewölbten Vorrspriinqe in ihrer /orm Jen .suqeordne^.fn Segmentzwischenraum ausfüllen ■'and in der lohe daraus hervorragen.10. Kunststoffali nach Ansprüchen ' bis '-). dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring ius Pederstahl besteht und einen runden Querschnitt aufv;eist.409822/0 20 BAD ORIGINAL
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