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Stoßfestes Verschlußsystem für Kunststoff-Fässer
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine stoßfeste Vorrichtung zum
Verschließen von r.unststoff-Fässern, bestehend aus einem in seinem Durchmesser
kleiner als der maximale Faßdurchmesser gehaltenen Deckel, einem an der Unterseite
dieses Deckels senkrecht angebrachten, ringförmigen Widerlager (Verstärkungsring),
mehreren am äußeren Deckelrand angebrachten und parallel zum Verstärkungsring verlaufenden
Laschen und einem an der Außenseite des Faßöffnungsrandes ringförmig umlaufenden
Wulst. Wulst und Verstärkungsring weisen zusammen ein so hohes Flächenträgheitsmoment
auf, daß eine bleibende Biegedeformation trotz des elastischen Verhaltens von Kunststoff
auch bei außergewöhnlicher Krafteinwirkung ausgeschlossen wird. Dadurch weist das
beschriebene Verschlußsystem sowohl bei schockartigen Wurfbelastungen sowie periodisch
einwirkenden Querkräften, selbst bei Temperaturen von - 200 C, eine hohe Verschlußsicherheit
auf.
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Deckel aus Kunststoff zum Verschließen von Fässern aus gleichem Material
haben üblicherweise einen Durchmesser, der gleich oder geringfügig kleiner ist,
als der des Fasses. Dadurch ist die Dichtungszone für mechanische Einwirkungen während
des Transportes, wie sie z. B.
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durch Rangierstöße oder als Hadialbelastung beim Rollen eines Schiffes
auftreten, ungehindert erreichbar. Erfahrungsgemä können bei entsprechender Größe
des Stoßes oder bei Langzeiteinwirkungen von Radialkräften Undichtigkeiten an einem
Kunststoff-Faß auftreten.
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Man hat daher versucht, die Deckel wesentlich kleiner zu gestalten,
z. B. ein 120-1-Faß mit einem Durchmesser von 500 mm mit einem Deckel des Durchmessers
von 220 mm auszurüsten und diesen bzw. die zu verschließende Faßöffnung in einen
waagrecht verlaufenden Oberboden einzubetten. Zur Vermeidung von Schwallbildung
bei der Entleerung wurde die Öffnung noch asymmetrisch angeordnet.
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Diese Verschlüsse sind sehr stoßfest und bleiben auch bei hohen Radialbelastungen
noch dicht. Jedoch der kleinere Öffnungsdurchmesser erschwert die visuelle Kontrolle
der Reinigung von gebrauchten Fässern.
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Man hat daher zwar die Faßöffnung mit geringerem Durchmesser beibehalten,
zur Vermeidung des waagrechten Oberbodens aber den Übergang vom größeren Faß- auf
den kleineren Offnungsdurchmesser durch eine schräg verlaufende Schulter verwirklicht.
- Durch den schrägen Verlauf des oberen Faßteiles erfolgt die Einleitung der durch
einen Stapel ausgeübten Stauchkraft jedoch nicht mehr senkrecht, so daß man bei
großen Stapelhöhen und unzureichenden Wandstärken mit Einbeulungen rechnen muß.
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Da der Deckel außerdem nicht in den Oberboden eingebettet ist, ist
er wegen seines kleineren Durchmessers zwar weniger häufig Transportstößen ausgesetzt,
jedoch ist die Verbundzone zwischen Faß und Deckel bei weitem nicht so gut geschützt,
wie bei Einbettung im Oberboden.
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3iesen Mangel soll das beschriebene Verschlußsystem beheben.
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Nachteilig bei den bekannten Verschlußsystemen ist weiterhin, daß
die Deckelverschlüsse sowohl mit annähernd gleichen wie stark unterschiedlichen
Durchmessern, verglichen mit denen des Fasses, gleiche Verbundprinzipien aufweisen.
Entweder besitzen die Deckel Laschen mit großen Zwischenräumen, in die im Faßrand
angeordnete Nocken eingreifen und durch abwechselnd ober- und unterhalb beider Verschlußelemente
verlaufende Spannbänder oder Spanndrähte gehalten werden, oder Faßrand und Deckel
besitzen einen umlaufenden, nach außen zu abgeflachten Wulst aus Vollmaterial und
werden durch einen im Querschnitt parabolisch verlaufenden Spannring aus Eisenblech
miteinander verbunden. - Der Spannring verstärkt gleichzeitig die Verbundzone und
macht sie stoßunempfindlicher. Bei ausreichend starken Stößen deformiert der eiserne
Spannring irreversibel, was wiederum zu Undichtigkeiten führen kann.
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weiterhin nachteilig sind auch die hohen Kosten für einen stabilen
Ring.
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Die Verwendung eines Spanndrahtes, z. B. aus Federstahl, gestaltet
die beschriebene Verbindung von Deckel und Faßkörper durch Laschen und Nocken zwar
so elastisch, da9 irreversible Verformungen ausgeschlossen sind, jedoch schlüpfen
bei klein ausgeblasenen Nocken und der Einwirung grober Deformationskräfte die Verbindungselemente
aus dem Haltering, was wiederum zu Undichtigkeiten führen kann. Stark ausgeformte,
hohle oien mindern andererseits den Stapelstauchdruckwiderstand, was ebenfalls nachteilig
ist.
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Es war Aufgabe vorliegender Erfindung, ein stoßfestes Verschlußsystem
zu entwerfen, bestehend aus einem Deckel mit star!-em, ringf;irmig verlaufendem
Widerlager und einem an der Faßöffnung angeordneten, gescolossen umlaufenden Wulst,
das die aufgeführten Nachteile nicht ausweist und unter Verwendung eines einfacnen
und kostengünstigen ,pannringes aus Eisendraht außergewöhnlichen Wurfbelastungen
sowie der periodischen Einwirkung hoher, radial wirKender Kräfte, wie sie z. B.
durch Schiffsbewegungen entstehen können, widersteht.
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Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß an dem senkrecht verlaufenden
Faßhals ein ringförmig geschlossener, an der Außenseite befindlicher und im Querschnitt
nasenförmig ausgebildeter Wulst und an der Deckelinnenseite der Faßöffnung ein an
ihr anliegendes, senkrecht zur Oberfläche des Deckels und ringförmig verlaufendes
Widerlager (Verstärkungsring) mit einem Querschnitt angeordnet ist, der zusammen
mit demjenigen des außen liegenden Wulstes der Faßöffnung eine ausreichende Biegesteifigkeit
gegen Stoß- und vurfbelastungen aufweist.
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Der am Faßrand angeordnete, ringförmige Verstärunp;sirulst dienst
gleich zeitig als Verriegelungselement für die in gleielrem abstand durch Schlitze
voneinander getrennten und am äußeren Deckelrand senkrecht zur Deckelfläche angeordneten
Xaltelaschen.
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Nach dem Verschluß der Faßöffnung durch Übergreifen der gespreizten
klaltelaschen über den ringförmigen Wulst erfolgt die Verriegelung durch einen kostengünstigen
Spannring aus einfachem Eisendraht.
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Abb. 1 zeigt den in den Oberboden (1) des Fasses mündenden Hals (2)
und den ringförmig umlaufenden Wulst (3) mit nasenförmigem Querschnitt sowie den
senkrecht an der Deckelinnenseite (4) angeordneten Verstärkungsring, bestehend aus
Vollmaterial (5) oder aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Ringen (6),
die durch radiale Verstärkungsrippen (7) miteinander verbunden sind.
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Eine weitere, materialsparende Versteifung des Verstärzungsringes
kann dadurch erreicht werden, daß die durch die radial verlaufenden Verstärkungsrippen
(7) und die beiden Segmente der konzentrischen Ringe gebildeten Hohlräume durch
Diagonalverstrebungen (8) ausgefüllt werden.
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Abb. 2 stellt den Grundriß der beschriebenen Ausführung dar. Die Lascnen
(9) greifen - nach einem durch senkrechte Druckbeaufschlagung erzwungenen Spreizvorgang
- unter den Verstärkungsring (3) und werden in dieser Lage durch Cuerschnittsverringerung
des Spannrings (10) beim Schließen des Spannschlosses über den ganzen Umfang angepreßt,
wobei die Dichtung (11) auf die Kante des Faßrandes gedrückt wird.
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Durch die über den ganzen Laschenkranz radial wirkende Kraft sowie
die zwei sich verstärkenden, formstabilen Widerlager wird eine hohe Verschlußsicherheit
erreicht, zumal, wenn die Deckelfläche klein ist und somit die durch hydrostatische
Druckbelastung auf den Verschluß wirkenden Kräfte relativ klein gehalten werden
können.
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Abb. 3 zeigt eine Variante der Deckelausführung, bei der der Deckel
leicht vom Füllgut zu reinigen ist.
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Hierbei werden die beiden konzentrischen Ringe (6) dadurch ausgebildet,
daß sie die Begrenzungsflächen einer unterhalb der Deckelfläche liegenden, ringförmigen
Vertiefung bilden. Das Widerlager (Verstärkungsring) erhält dadurch die Form einer
umlaufenden Rinne mit U-förmigem Querschnitt, in der radial und diagonal verlaufende
Verstärkungen angeordnet sind. Die Draufsicht entspricht dem in Abb. 2 dargestellten
Grundriß, nur mit dem Unterschied, daß die Verstärkungsrippen in der Rinne liegen
und somit gegen das Füllgut abgedeckt sind.
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