DE2550600A1 - Behaelterverschluss-kombination - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

American Flange & München: d,pl.-.ng. hans-h.wey

Manufacturing Company, Inc.

New York, N.Y. (V.St.A.) _{Berlin/ d(m ?}_ _{November 1975}

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Behälterverschluß-Kombination

Die Erfindung betrifft eine Behälterverschluß-Kombination mit einem metallischen Verschlußstutzen, der einen mit Innengewinde versehenen aufrecht stehenden zylindrischen Hals zur Aufnahme eines Verschluß Stopfens aufweist, eine sich seitwärts erstreckende, nicht-kreisförmige Basis, die das unterste Ende des Halses umgibt,sowie eine elastische Dichtung, die den Stutzenhals dicht umgibt und auf der Stutzenbasis aufliegt, wobei der Stutzen innerhalb eines metallischen Behälterwandabschnitts eingesetzt ist, der einen aufrecht stehenden, den Stutzenhals eng umgebenden Hals aufweist.

Man hat auf dem Gebiet der Stahlbehältertechnik beträchtliche Bemühungen unternommen, um die Kosten von Werkstoffen, die bei der Herstellung von vornehmlich für den Transport und die Lagerung von Industrieerzeugnissen verwendeten Stahltrommeln benutzt werden, zu verringern. Jede Verringerung der Behälterwandstärke wird natürlich

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als eine wesentliche Ersparnis angesehen. Es gibt jedoch bestimmte Bereiche der Trommelkonstruktion, wo die Viandstärke recht kritisch wird. Ein solcher kritischer Bereich ist der Abschnitt der Behälterwand, der den ständig in die Trommelwand eingesetzten TrommelverSchluß unmittelbar umgibt.

Dieser Verschluß besteht in vielen Fällen aus einer Stahlbuchse oder einem Stahlstutzen, der einen mit Innengewinde versehenen Hals mit einer elastischen Dichtung um diesen herum sowie eine polygonale, sich seitwärts erstreckende Basis aufweist, die das untere Ende des Halses umgibt. Ein mit einem Loch versehener Behälterwandabschnitt liegt über dem Stutzenhals und der Stutzenbasis, wobei der obere gewindefreie Teil des Stutzenhalses außen mit einer Wulst versehen ist, die über dem umgebenden Trommelmaterial liegt und so den Stutzen ständig an seiner Stelle hält. Der Verschluß wird durch den Gewindeeingriff des Verschlußstopfens und Anbringung eines darüberliegenden, eingriff sicheren Trommelverschlußsiegels vervollständigt. Es leuchtet ein, daß, wenn die Starrheit des Trommelmaterials, das den Verschlußstutzen unmittelbar umgibt, verringert wird, während alles übrige gleich bleibt, eine entsprechende Verringerung des Verdrehungswiderstands zwischen dem Stutzen und dem Trommelmaterial die Folge ist. Da ein hoher Drehmomentwiderstand für ein ordnungsgemäßes Instellungbringen und Herausnehmen des Verschlußstopfens für eine gute Verschlußwirkung wesentlich ist, sind verschiedene Versuche gemacht worden, um die Drehmomentcharakteristiken bei der Einfügung von Stutzen in leichtgewichtige Trommelnzu verbessern. Bisher richteten sich diese Versuche auf das Vorsehen von geeigneten Verstärkungshälsen, die so ausgebildet waren, da β sie den Trommelmaterialabschnitt, der den Stutzen unmittelbar umgibt, bedeckten, um die erforder-

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liehe Festigkeit zu erzielen. Diese Lösung, obwohl sie funktionell angemessen ist, führt zu einem unerwünschten, zusätzlichen Kostenfaktor.

Die vorliegend beschriebene Erfindung erstrebt, die erforderliche Drehmomentfestigkeit in der Behälterwand-Verschluß-Verbindung zu erzielen, ohne zu zusätzlichen Verstärkungsteilen und den damit verbundenen Kosten Zuflucht zu nehmen. Dies wurde erreicht dadurch, daß das Trommelmaterial so geformt wurde, daß es den Stutzenhals und die Stutzenbasis umgibt und dicht darüberliegt und sich beträchtlich unter die äußere, freiliegende Kante der Stutzenbasis erstreckt. Diese Ausbildung des Trommelmaterials veranlaßt den Umfang der Stützenbasis zu einer vollständigen Einbettung in die Trommelmaterial-Prägung, so daß nur nach einer beträchtlichen Verformung der Prägung eine relative Drehbewegung zwischen dem Stutzen und der Behälterwand stattfinden kann. Diese spezielle Ausbildung des Trommelmaterials um die Stutzenbasis herum im Verein mit anderen Merkmalen der Erfindung, die noch zu beschreiben sein werden, hat zu einer deutlichen Verbesserung auf dem Gebiet der Trommelverschlüsse und insbesondere zu einer Verbesserung der Verdrehungsfestigkeit von Stutzeneinsätzen in leichtgewichtige Trommeln geführt.

Es ist demgemäß Hauptaufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Gewindeverschlußkonstruktion für leichtgewichtige Stahltrommeln vorzusehen.

Eine weitere Aufgabe ist es, einen neuen und verbesserten Stutzeneinbau in leichtgewichtige Trommeünanzugeben, der höhere Drehfestigkeitseigenschaften aufweist, sowie einen Verschluß für leichtgewichtige Trommeln vorzusehen, bei dem die Abdichtungswirkung der Stutzendichtung gegen die ■ zerstörerische Wirkung höherer Temperaturen geschützt ist, wie sie gewöhnlich beim Härten von Trommelbe Schichtungen

auftreten. 609821/073S

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Trommelverschlußkonstruktion vorzusehen, die ein darüberliegendes Trommelverschluß siegel umfaßt, das eine verbesserte Eingriff ssicherheit aufweist.

Andere und mehr ins einzelne gehende Gegenstände der Erfindung sind z.T. offensichtlich und werden z.T. im Lauf der Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergenommene, perspektivische Ansicht einer Stahltrommel, die die Verschlußkombination nach der Erfindung enthält;

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Verschlußkombination gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linien 3-3 in Fig. 2 in Pfeilrichtung gesehen; und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3 dargestellten unter Einschluß eines Stopfens und eines Trommelverschlußsiegels.

Betrachtet man zunächst die Gesamtumgebung der Erfindung, so zeigt Fig. 1 eine Stahltrommel 1 für 248 1, wie sie gewöhnlich für den Transport und die Lagerung industrieller flüssiger Produkte benutzt wird, als nicht-beschränkendes Beispiel. Bei der speziellen dargestellten Trommelbauweise ist der Trommelkopf .2 mit einem Paar mit Gewinde versehenen Verschlüssen 3 versehen, um das Füllen und die Entnahme des Trommelinhalte zu erleichtern. Normalerweise haben die Verschlüsse unterschiedliche Abmessungen, wobei der eine eine 50 mm-Größe und der andere eine 20 mm-Größe aufweist, aber beide im wesentlichen di-eselbe Bauweise haben.

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Betrachtet man die Bauweise der Trommelverschlußeinheit mehr im einzelnen, so ist die Verschluß-Buchse oder der Verschlußstutzen 5 mit einem aufrechtstehenden Hals versehen, der eine äußere zylindrische Oberfläche 7 und ein Innengewinde 8 für das Einschrauben eines Verschlußstopfens 4 aufweist. Das unterste Ende des Halses 6 wird von einer sich seitwärts erstreckenden, polygonal ausgebildeten Basis 9 umgeben, die eine untere Fläche 10 und eine obere Fläche 11 hat, die sich an die Halsaußenfläche 7 an der Innenkante 12 anschließt. Die Außenkante 13 der Basis wird in Form eines Achtecks ausgebildet, das acht Seitenflächen 14 und acht Kanten 15 aufweist. Eine obere Kante 16 und eine untere Kante 17 sind am Zusammenstoß der Basiskante 13 mit der oberen und unteren Basisfläche ausgebildet. Eine elastische Dichtung 18 umgibt das untere Ende des Stutzenhalses an der Innenkante 12.

Der Einsatz des vorstehend beschriebenen Verschlußstutzens in eine geeignet geformte Öffnung in einer Behälterwand besteht aus der Formung des umgebenden Behältermaterials 19 in einen aufwärts gezogenen Hals 20, der in einer freien Kante 21 endet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der obere gewindefreie Teil des Stutzenhalses radial nach außen gebogen, indem er eine abgerundete Wulst 22 bildet. Die Wulst 22 umschließt den oberen Teil des Trommelmaterialhalses und stößt gegen die freie Kante 21 des Halses, indem sie mit der Außenfläche des Halses, wie bei 23 dargestellt, in Berührung steht. Der obere Teil des Trommelmaterialhalses 20 ist radial auswärts gebogen infolge des formschlüssigen Anliegens der Halskante 21 gegen die Innenfläche der Wulst 22.

Das untere Ende des Halses 20 erstreckt sich in eine seitwärts gerichtete Trommelmaterial-Prägung, die mit einer

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ringförmigen Tasche 24 beginnt, welche eine konvex geformte Außenfläche aufweist und die Dichtung 18 dicht innerhalb des Bereiches umschließt, der unmittelbar der Innenkante 12 des Stutzens benachbart ist. Die Trommelmaterialprägung setzt sich radial nach außen in einen abgeflachten Abschnitt 24a fort, der dicht über der Stutzenbasis 9 liegt und in einer sich nach unten erstreckenden achteckig ausgebildeten Wand 25 endet. Die Wand 25 ist dicht über die obere Kante 16 an der Stutzenbasis gezogen und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht unter die Stutzenbasis zu dem abgerundeten Teil 26, wo si& sich an das umgebende, sich seitwärts erstreckende Trommelmaterial 19 anschließt. Abgesehen von einer sehr kleinen Lücke in der Nähe der unteren Stutzenbasiskante 17 infolge eines unvermeidbaren Rücksprunggrades umschließt die Prägungswand 25 dicht die Basiskante 13 und erstreckt sich zu einem Punkt, an dem die obere Fläche des Trommelmaterials 19 senkrecht unter die untere Fläche 10 der Stutzenbasis verlagert ist. Die Ausbildung der Trommelmaterial-Prägung in dieser Weise verstärkt wesentlich die Widerstandsfähigkeit gegen eine relative Drehbewegung zwischen dem Stutzen und dem Trommelmaterial. Optimale Ergebnisse in dieser Beziehung treten auf, wenn die vertikale Verschiebung zwischen der unteren Fläche 10 der Stutzenbasis und der oberen Fläche des Trommelmaterials angenähert zweimal die Dicke des Trommelmaterials ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die geringste Drehbewegung der Stutzenbasis 10 unmittelbar durch die Einbettung der Achteck-Ecken 15 in die Prägungswand 25 festgehalten. Ein gewisser Starrheitsgrad wird diesem drehmomentaufnehmenden Eingriff auch durch die Druckkraft verliehen, die auf die Trommelmaterial-Halskante 21 ausgeübt wird, die jedes freie Spiel in vertikaler Richtung beseitigt. Nur durch starke Verformung der Trommelmaterial-Prägung kann der vorstehend beschriebene Verdrehungswiderstand überwunden werden«

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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Verschlußkonstruktion besteht in ihrer relativen Fähigkeit, die Stutzendichtung 18 gegen Zerstörung zu schützen, wenn die fertiggestellte Trommel Erhitzungszyklen von hoher Temperatur unterworfen wird, die für das Härten der Trommelinnenlackierung erforderlich sind. Der Einschluß der Dichtung in einen verhältnismäßig dicken Querschnitt verzögert den Zusammenbruch der Dichtungselastizität unter Hochtemperaturbedingungen.

Ein noch weiterer Vorteil ist aus Fig. 4 ersichtlich, wo der Stutzen 5 mit einem Verschlußstopfen 4 versehen istj der bei 4a gegen den Stutzenwulst 22 abgedichtet ist. Um vollständigen Schutz gegen Lecker scheinungen und unbefugte Eingriffe zu gewähren, wird ein Trommelmaterialsiegel 27 über dem Stopfen 4 angebracht und ständig an dem darunterliegenden Trommelmaterial befestigt. Das Siegel 27 besteht aus einer oberen Wand 28, von der ein zylindrischer Mantel 29 herunterhängt, der in einer unteren freien Kante 30 endet. Eine Dichtung 31 ist innerhalb des Trommelsiegels an der Verbindungsstelle der oberen Wand und des Mantels zum Eingriff mit dem Stutzenwulst 22 vorgesehen. Das Trommelsiegel 27 wird durch Umbördeln des Mantels 29 unter den Stutzenwulst 22 dicht gegen den Trommelmaterial-Hals 20 angebracht. Bei dieser Ausbildung des Siegelmantels ist leicht ersichtlich, wie die vorher freiliegende Kante ,30 des Mantels wirksam durch die Dichtungsaufnahmetasche 23 in der Trommelmaterial-Prägung geschützt wird. Diese besondere Beziehung zwischen der Siegelmantelkante und dem darunterliegenden Trommelmaterial hat den Vorteil einer wirksamen Entmutigung jedes Versuchs eines unbefugten Eingriffs infolge des Schutzes der Mantelkante gegen das Eindringen jedes EingriffWerkzeugs, wie z.B. eines Schraubenziehers.

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Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit polygonal geformten Trommelverschlüssen beschrieben, es ist je—. doch zu bemerken, daß sie ebenso gut bei irgendeinem Behälter- oder Tank-Yerschluß verwendbar ist, der eine nicht-kreisförmige drehmomentaufnehmende Ausbildung verwendet.

Patentansprüche t

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Claims (5)

Patentansp r ü c h e :

1. I Behälterverschluß-Kombination mit einem metallischen Verschlußstutzen, der einen mit Innengewinde versehenen aufrechtstehenden zylindrischen Hals zur Aufnahme eines Verschlußstopfens aufweist, eine sich seitwärts erstreckende, nicht-kreisförmige Basis, die das unterste Ende des Halses umgibt, sowie eine elastische Dichtung, die den Stutzenhals dicht umgibt und auf der Stutzenbasis aufliegt, wobei der Stutzen innerhalb eines metallischen Behälterwandabschnitts eingesetzt ist, der einen aufrechtstehenden, den Stutzenhals eng umgebenden Hals aufweist, gekennzeichnet durch eine Behälterwand-Prägung an der Basis des Halses (20), die einen sich seitwärts erstreckenden Teil (24a) aufweist, der über der Stutzenbasis (9) an den aufwärts gekrümmten Dichtungsbegrenzungsmitteln (24) liegt, die in dem sich seitwärts erstreckenden Prägungsteil ausgebildet und radial nach außen gegenüber dem Hals (20) angeordnet sind, wobei die Prägung eine polygonale Wand aufweist, die von dem sich seitwärts erstreckenden Teil (24a) herabhängt und sich nach unten benachbart zu der Stutzenbasis (9) zu einem Punkt erstreckt, an dem die obere Fläche des Behälterwandabschnitts (19) vertikal unter die obere Fläche (10) der Stutzenbasis (9) verschoben ist und eine nach außen gebördelte Wulst (22) am obersten Ende des Stutzenhalses (20) das obere Ende (21) des Halses (20) umfaßt.

2. Behälterverschluß-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der vertikalen Verschiebung größer ist als die Dicke der Behälterwand (19).

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3. Behälterverschluß-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsbegrenzungsmittel (24) aus einer ringförmigen Tasche bestehen, die in dem sich seitwärts erstreckenden Prägungsteil ausgebildet ist, der über dem inneren Teil (12) der Stutzenbasis (9) liegt und eine konvex geformte Fläche (24) aufweist.

4. Behälterverschluß-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (21) des Behälterwandhalses (20), der innerhalb der Stutzenwulst (22) aufgenommen ist, radial nach außen gebogen ist.

5. Behälterverschluß-Kombination mit einem Verschlußstutzen, der einen mit Innengewinde versehenen, aufrechtstehenden, zylindrischen Hals für die Aufnahme eines Verschlußstopfens aufweist, mit einer sich seitwärts erstreckenden, nicht-kreisförmigen Basis, die das unterste Ende des Halses umgibt, mit einer elastischen Dichtung, die den Stutzenhals dicht umgibt und auf der Stutzenbasis aufliegt, wobei der Stutzen in einen Behälterwandabschnitt eingesetzt ist, der einen aufrechtstehenden Hals aufweist,' welcher den Stutzenhals dicht umgibt, gekennzeichnet durch eine Behälterwand-Prägung an der Basis des Halses, die einen sich seitwärts erstreckenden Teil (24a) aufweist, der über der Stutzenbasis (9) liegt, eine konvex geformte Außenfläche (24), die innerhalb des sich seitwärts erstreckenden Teils (24a) ausgebildet ist, und ein eingriffsicheres Siegel (27), das fest an dem Stutzen angebracht ist und eine

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kreisförmige obere Wand (28) aufweist, die von einem herabhängenden Mantel (29) umgeben ist, der in einer untersten freien Kante (30) endet, wobei der untere Teil des Mantels (29) radial nach innen zum Eingriff mit dem Trommelmaterial-Hals gebogen ist und die freie Kante in dichter Nachbarschaft zu der konvex geformten Prägungsoberfläche liegt.

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