DE3533406A1 - Druckfester metallbehaelter zur aufnahme von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckfesten Metallbehälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten, insbesondere Faß zur Lagerung und zum Transport von Bier, der an mindestens einem Endboden eine Anschlußmuffe aufweist.

Druckfeste Metallbehälter dieser Art sind bereits bekannt und stehen auch als Fässer zur Lagerung und zum Transport von Bier im praktischen Gebrauch. Sie sind für einen maximalen Betriebsdruck von 3 bar ausgelegt, werden nach ihrer Fertigstellung im Rahmen einer Sicherheitsprüfung mit 10 bar abgedrückt und widerstehen bis zum Bersten ei­ nem Druck von mindestens 25 bar.

Der gegen den inneren Überdruck empfindlichste Bereich liegt bei den bekannten druckfesten Behältern, insbesondere Bierfässern, dort, wo die Anschlußmuffe auf den Endboden aufgesetzt ist. Das heißt, wenn der Berstdruck erreicht wird, zerreißt der Behälter an dieser Stelle, wobei die Anschlußmuffe mit der eingesetzten Armatur mit großer Kraft und Geschwindigkeit fortgeschleudert werden und dadurch Un­ fälle verursachen kann.

Da Bier regelmäßig durch Einleitung von Kohlensäure aus den Fässern ausgetrieben wird und diese Kohlensäure in Hochdruckflaschen gespeichert ist, die unter Zwischenschal­ tung von Druckminderern an die Bierfässer angeschlossen werden, ist es nicht mit absoluter Sicherheit zu vermeiden, daß sich bei Defekten am Druckminderer im jeweils mit Kohlensäure beaufschlagten Bierfaß ein Druck aufbauen kann, der letztlich ein Bersten des Fasses zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen druckfesten Behälter der eingangs näher spezifizierten Gattung, und zwar insbesondere ein Faß zur Lagerung und zum Transport von Bier, so zu verbessern, daß ein Bersten desselben im Bereich der Anschluß­ armaturen wirksam verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des An­ spruchs 1 dadurch erreicht, daß in die Behälterwandung, vorzugsweise des Endbodens, eine Kerbe oder eine Durch­ prägung als Sollbruchstelle eingearbeitet ist, die einen begrenzten Bereich der Behälterwandung wenigstens nahezu ein­ schließt.

Aufgrund dieser Maßnahmen wird sichergestellt, daß der Druck­ abbau beim Überschreiten des Berstdruckes des Behälters bzw. Fasses an einer definierten Stelle und unter definierten Bedingungen stattfindet.

Bewährt hat sich nach der Erfindung eine Ausgestaltung, bei welcher gemäß Anspruch 2 die die Sollbruchstelle bildende Kerbe oder Druchprägung einen kreis-, polygon- oder auch stern­ förmigen Flächenbereich nahezu vollständig umschließt und da­ bei die Enden der Kerbe bzw. Durchprägungen einander zugewendet sind, aber einen gewissen Abstand voneinander haben. Im Falle eines Berstens wird dann der aufgesprengte Flächenbereich scharnierartig zurückgeklappt, ohne daß er sich von der Be­ hälterwand gänzlich lösen und Verletzungen verursachen kann.

Die die Sollbruchstelle bildende Kerbe oder Durchprägung kann gemäß Anspruch 3 einen kreis-, polygon- oder auch sternförmigen Flächenbereich vollständig umschließen und eine unter­ schiedliche Tiefe aufweisen, wobei die Sollbruchstellen­ bereiche minimaler und maximaler Tiefe sich gegenüber­ liegen. Auch bei dieser Ausgestaltung der Sollbruchstelle wird im Falle eines Berstens der aufgesprengte Flächen­ bereich scharnierartig zurückgeklappt.

Der gleiche Zweck wird aber auch dann erfüllt, wenn gemäß Anspruch 4 die Sollbruchstelle von zwei sich kreuzenden, jeweils endlichen Kerben gebildet ist. Im Falle der Zer­ störung der Sollbruchstelle klappen dann die sektorförmig begrenzten Flächenbereiche einfach aus der Grundflächenebene der Tasse heraus und ermöglichen dadurch einen ungefährlichen Druckabbau aus dem Behälter.

Besonders empfehlenswert ist es, wenn erfindungsgemäß nach Anspruch 5 die Kerbe einen spitzwinkligen Querschnitt mit einer steil und einer flach gegen die Ebene der Behälter­ wandung geneigten Flanke aufweist und dabei gemäß Anspruch 6 die steil geneigte Flanke der Kerbe an deren Außenrand liegt.

Optimale Bedingungen erfüllt die Sollbruchstelle, wenn gemäß Anspruch 7 die Kerbe durch Abtragbearbeitung, z. B. Fräsen, Schleifen, Hobeln, Funkenerodieren oder auch Ätzen, in die Behälterwandung eingeformt ist, weil hierdurch einer Kalt­ verfestigung des Materials entgegengewirkt wird, wie sie beim Einstanzen der Kerbe entstehen kann. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Herstellung der Kerbe durch Stanzdrücken möglich, wenn sich die anschließende eventuell erforderliche Beseitigung der Kaltverfestigung kostengünstig durchführen läßt.

Nach der Erfindung ist es gemäß Anspruch 8 des weiteren wichtig, daß die Sollbruchstelle an der Außenseite der Behälterwandung liegt. Abgesehen davon, daß sich die Sollbruchstelle in diesem Fall gegebenenfalls auch noch nach Fertigstellung des Behälters anbringen läßt, kommt diese Lage der Soll­ bruchstelle aber auch einem günstigen Druckabbau im Be­ hälter entgegen. Zudem bleibt die Innenseite des Behälters glatt und reinigungsfreundlich.

Nach Anspruch 9 ist vorgesehen, daß die Flächengröße des von der Sollbruchstelle eingegrenzten Bereichs an der Be­ hälterwandung etwa 1°/_oo der Querschnittsfläche des Behälters beträgt. Durchgeführte Versuche haben nämlich gezeigt, daß hierdurch der Abbau des im Behälterinnern herrschenden Überdrucks gefahrlos ermöglicht wird.

Es hat sich herausgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn der Durchmesser des Umkreises der Sollbruchstelle 5 bis 15 mm, vorzugsweise 10 mm beträgt. Nach dem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung gemäß Anspruch 11 beträgt die Tiefe der Kerbe 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/2 bis 2/3 der Blechdicke der Behälterwandung des Endbodens.

Die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich auch bei einem Bierfaß mit einer dünnwandigen Innenblase aus Metallblech, z. B. rostfreiem Edelstahl, und einer allseitigen Ummantelung aus fest mit der Innenblase verbundenem Kunststoff, vorzugs­ weise Polyurethan-Integralschaum, verwirklichen, das an mindestens einem Endboden eine Anschlußmuffe und an ihrem anderen Endboden eine ausgeformte Tasse mit wenigstens an­ nähernd ebener Grundfläche aufweist. Mit Vorteil wird dann gemäß Anspruch 12 die Sollbruchstelle in die ebene Grund­ fläche der Tasse eingearbeitet. Schließlich hat es sich nach der Erfindung auch noch bewährt, wenn gemäß Anspruch 13 die Sollbruchstelle mit Kunststoffmaterial der Ummantelung aus­ gefüllt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend an in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in räumlicher und teilweise aufgeschnittener Dar­ stellung einen als Bierfaß ausgelegten druckfesten Behälter,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung III der Fig. 2 auf die Innenblase des druckfesten Behälters, während die

Fig. 4 bis 7 der Fig. 3 entsprechende Ansichten abge­ wandelter Ausführungsmöglichkeiten wiedergeben und in

Fig. 8 ein der Fig. 2 entsprechender Schnitt durch eine abgewandelte Ausgestaltung gezeigt wird.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein als Bierfaß 1 ausgebildeter druckfester Behälter dargestellt, welcher eine dünnwandige Innenblase 2 aus Metallblech, insbesondere rostfreiem Edel­ stahlblech aufweist. Diese Innenblase 2 ist dabei aus zwei durch Tiefziehen geformten Halbschalen 2 a und 2 b gebildet, die an ihren gegeneinanderstoßenden Mantelrändern durch eine Schweißnaht 3 fest und dicht miteinander verbunden sind.

Die Innenblase 2 ist allseitig von einer Ummantelung 4 aus Kunststoff umhüllt, die fest mit ihr verbunden ist und vor­ zugsweise aus Polyurethan-Integralschaum besteht.

Jede Halbschale 2 a und 2 b der Innenblase 2 hat einen ge­ wölbten Endboden 5 a bzw. 5 b. Der Endboden 5 a ist dabei in seinem Flächenzentrum mit einem Loch versehen, in dem eine von einer Verstärkungsplatte getragene Anschluß­ muffe 6 mit einem in die Innenblase 2 hineinragenden Tauch­ rohr 7 druckdicht befestigt, insbesondere verschweißt ist. Über die Anschlußmuffe 6 und das Tauchrohr 7 können die Zapfarmaturen mit dem Bierfaß 1 verbunden werden. In das Flächenzentrum des anderen Endbodens 5 b ist eine nach außen gerichtete Vertiefung in Form einer Tasse 8 eingedrückt, die eine wenigstens annähernd ebene Grundfläche 9 hat, bis an die das freie Ende des Tauchrohres 7 mit einem gewissen Abstand heranreicht.

In die ebene Grundfläche 9 der Tasse 8 ist eine Sollbruch­ stelle 10 eingearbeitet, welche gemäß Fig. 2 von einer Kerbe 11 gebildet wird. Diese Kerbe 11 hat einen spitzwinkligen Querschnitt mit einer steilen nämlich etwa rechtwinklig zur Ebene der Grundfläche 9 liegenden Flanke 11 a und einer flach geneigten Flanke 11 b.

Bewährt hat es sich, die Kerbe 11 durch Abtragbearbeitung, z. B. Fräsen, Schleifen, Hobeln, Funkenerodieren oder auch Ätzen, in die Grundfläche 9 der Tasse 8 einzuarbeiten, und zwar so, daß die steile Flanke 11 a derselben den Außenrand der Sollbruchstelle 10 bildet.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es wichtig, daß die Soll­ bruchstelle 10 von der Außenseite der Innenblase 2 her in die Grundfläche 9 der Tasse 8 eingearbeitet ist.

Die Tiefe der die Sollbruchstelle 10 bildenden Kerbe 11 kann so bemessen werden, daß sie zwischen 1/4 bis 3/4 der Blech­ dicke an der Grundfläche 9 der Tasse 8 beträgt.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß die die Sollbruchstelle 10 bil­ dende Kerbe 11 einen kreisförmigen Flächenbereich 12 nahezu umschließt und dabei die Enden der Kerbe 11 einander zuge­ wendet sind, aber einen gewissen Abstand voneinander haben.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die die Sollbruchstelle 10 bildende Kerbe 11 auch einen annähernd dreieckförmigen Flä­ chenbereich 13 umschließen kann, wobei auch dort die Enden der Kerben nebeneinander, aber mit einem gewissen Abstand voneinander auslaufen. Ein zick-zack-förmiger Verlauf der die Sollbruchstelle bildenden Kerbe 11 ist in Fig. 5 zu sehen, wobei dort ein annähernd sternförmiger Flächenbereich 14 eingegrenzt wird.

In Fig. 6 wird durch die die Sollbruchstelle 10 bildende Kerbe 11 ein etwa rautenförmiger Flächenbereich 15 einge­ grenzt. Schließlich ist in Fig. 7 noch zu sehen, daß die Sollbruchstelle 10 auch von zwei sich kreuzenden, jeweils endlichen Kerben 11 gebildet werden kann.

Bei allen in den Fig. 3 bis 7 gezeigten Ausbildungsformen der Sollbruchstelle 10 ist vorgesehen, daß die von den Ker­ ben 11 eingegrenzten Flächenbereiche 12, 13, 14, 15, wie auch die von den sich kreuzenden Kerben 11 gegeneinander ab­ gegrenzten Zwickel 16 noch einen die volle Materialstärke aufweisenden Verbindungssteg 17 zur umgebenden Grundfläche 9 der Tasse 8 hin haben. Hierdurch wird sichergestellt, daß die betreffenden Flächenbereiche 12 bis 16 auch beim Durch­ brechen der Sollbruchstellen 10 noch festgehalten werden und nicht unkontrolliert davonfliegen können.

Die Sollbruchstelle kann auch einen kreis-, polygon- oder sternförmigen Flächenbereich vollständig umschließen. In diesem Fall weist die Kerbe oder Durchprägung zweckmäßiger Weise unterschiedliche Tiefe auf, wobei sich die minimale Tiefe und die maximale Tiefe gegenüberliegen (nicht darge­ stellt). Auch bei dieser Ausbildung der Sollbruchstelle wird sichergestellt, daß der Bereich der minimalen Tiefe der Kerbe bei Ansprechen der Sollbruchstelle den Verbindungs­ steg zur umgebenden Grundfläche der Tasse bildet.

Aus Fig. 2 ist noch erkennbar, daß die Sollbruchstelle 11 in der Grundfläche 9 der Tasse 8 außenseitig mit Kunststoff­ material der Ummantelung 4 ausgefüllt ist. Dabei kann die Ummantelung 4 selbst auch eine kerbenartige Einformung 18 haben, die sich dabei vorteilhafterweise mit dem Verlauf der Kerbe 11 in der Grundfläche 9 der Tasse 8 deckt.

Die Flächengröße des von der Sollbruchstelle 10 eingegrenzten Bereichs 12 bis 16 der Grundfläche 9 in der Tasse sollte zweckmäßigerweise so bemessen werden, daß sie etwa 1°/_oo der freien Querschnittsfläche der Innenblase 2 beträgt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß diese Größenordnung des von der Sollbruchstelle 10 eingegrenzten Flächenbereichs 12 bis 16 völlig für einen gefahrlosen Druckabbau aus der Innenblase 2 ausreicht, zugleich aber sicherstellt, daß das Bierfaß 1 durch die beim Ansprechen der Sollbruchstelle 10 ausströmen­ de Flüssigkeit nicht von seiner Standfläche abgehoben wird.

In Fig. 8 ist noch gezeigt, daß eine Sollbruchstelle 19 in der Grundfläche 9 der Tasse 8 auch dadurch gebildet werden kann, daß dort eine Durchprägung 20 vorgenommen wird, die sich über einen vorbestimmten Bruchteil der Blech­ dicke erstreckt.

Beim Ausführungsbeispiel der Sollbruchstelle 10 nach Fig. 3 hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Umkreis der Kerbe (Fig. 3 bis 7) einen Durchmesser von 5 bis 15 mm aufweist.

Claims (13)

1. Druckfester Metallbehälter zur Aufnahme von Flüssig­ keiten, insbesondere Faß zur Lagerung und zum Transport von Bier, der an mindestens einem Endboden eine Anschluß­ muffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Behälterwandung, vorzugsweise des End­ bodens, eine Kerbe (11) oder eine Durchprägung (20) als Sollbruchstelle (10 bzw. 19) eingearbeitet ist, die einen begrenzten Bereich (12 bis 16) der Behälterwandung wenigstens nahezu einschließt.

2. Druckfester Metallbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sollbruchstelle (10 bzw. 19) bildende Kerbe (11) oder Durchprägung (20) einen kreis-, polygon- oder auch sternförmigen Flächenbereich (12 bis 15) nahezu vollständig umschließt und dabei die Enden der Kerbe (11) oder Durchprägung (20) einander zugewendet sind, aber einen gewissen Abstand (17) voneinander haben.

3. Druckfester Metallbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sollbruchstelle (10 bzw. 19) bildende Kerbe (11) oder Durchprägung (20) einen kreis-, polygon- oder auch sternförmigen Flächenbereich (12 bis 15) vollständig umschließt und unterschiedliche Tiefe aufweist, wobei die Sollbruchstellenbereiche minimaler und maximaler Tiefe sich gegenüberliegen.

4. Druckfester Metallbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (10) von zwei sich kreuzenden, jeweils endlichen Kerben (11) gebildet ist (Fig. 7).

5. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe (11) einen spitzwinkligen Querschnitt mit einer steil und einer flach gegen die Ebene der Behälter­ wandung geneigten Flanke (11 a und 11 b) aufweist (Fig. 2).

6. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die steil geneigte Flanke (11 a) der Kerbe (11) an deren Außenrand liegt (Fig. 2).

7. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe (11) durch Abtragbearbeitung, z. B. Fräsen, Schleifen, Hobeln, Funkenerodieren, Ätzen, in die Behälter­ wandung eingeformt ist.

8. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (10) an der Außenseite der Behälter­ wandung liegt.

9. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächengröße des von der Sollbruchstelle (10) eingegrenzten Bereichs (12 bis 16) an der Behälterwan­ dung etwa 1°/_oo der freien Querschnittsfläche des Be­ hälters beträgt.

10. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Umkreises der Sollbruchstelle (10) 5 bis 15 mm, vorzugsweise 10 mm beträgt.

11. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Kerbe (11) 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/2 bis 2/3 der Blechdicke der Behälterwandung beträgt.

12. Druckfester Metallbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einer dünnwandigen Innenblase aus Metall­ blech, z. B. rostfreiem Edelstahlblech, und einer all­ seitigen Ummantelung aus fest mit der Innenblase ver­ bundenem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan-Integral­ schaum, wobei die Innenblase an ihrem einen Endboden die Anschlußmuffe und an ihrem anderen Endboden eine ausgeformte Tasse mit wenigstens annähernd ebener Grund­ fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (10) in die ebene Grundfläche (9) der Tasse (8) eingearbeitet ist.

13. Druckfester Metallbehälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (10) mit Kunststoffmaterial der Ummantelung (4) ausgefüllt ist (Fig. 2).