DE3934210A1 - Mit einem innengewinde ausgestatteter rohrstutzen eines behaelters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter mit mindestens einem einer Füllöffnung zugeordneten, mit einem Innengewinde zum Aufnehmen eines Verschlußstopfens ausgestatteten Rohrstut­ zen.

Aus der US-PS 20 25 852 ist es bekannt, Behälter, bspw. aus Stahlblech gefertigte Fässer, mit einer oder zwei Füllöff­ nungen zu versehen, die mit Rohrstutzen, sogenannten Spun­ den, ausgestattet werden, die mit einem Innengewinde verse­ hen sind, in die die Füllöffnung abschließende, mit einem entsprechenden Außengewinde ausgestattete Verschlußstopfen einschraubbar sind. Derartige Fässer können für unterschied­ liche flüssige oder schüttfähige Füllgüter verwendet werden oder als Getränkefässer, Bierfässer, Kegs oder sonstige Behälter ausgebildet sein und werden allgemein als Spundbe­ hälter bezeichnet. Hierbei ist es erforderlich, einen in relativ enger Passung zu fertigenden Spund herzustellen und mit dem Deckel des Behälters durch Verschrauben, Umbördeln, Verpressen, Einschweißen oder Aufschweißen zu verbinden, so daß zur Fertigstellung des Behälters nicht nur gesonderte maßhaltige weitere Teile erforderlich werden, sondern diese auch mit dem Deckel fest und sicher zu verbinden sind, wobei meist noch gesonderte Maßnahmen zum Abdichten der zwischen Deckel und Spund hergestellten Verbindung zu treffen sind.

So ist bspw. bei einem einzubördelnden Spund mindestens ein zusätzlicher Dichtring einzubringen, und beim Einschweißen von Spunden ist die für das dichte Abschließen verantwort­ liche Schweißnaht entsprechend sorgfältig auf eine vollstän­ dig rund umgehende und sichere Verbindung zu überprüfen.

Nach der DE-OS 37 06 581 wird zur Vereinfachung und Verbil­ ligung der Herstellung von Spundbehältern als Spund ein relativ dünnwandiger Rohrstutzen benutzt, der in die Füll­ öffnung eingeschweißt wird. Hierbei ist es aber noch erfor­ derlich, in den Rohrstutzen ein Gewinde einzuschneiden oder einzurollen, so daß eine durch das Gewinde bestimmte Stärke des Rohrstutzens nicht unterschritten werden kann.

Nach der DE-OS 39 26 821 werden Füllöffnungen umgrenzende Rohrstutzen einstückig mit der Behälterwand aus dieser ge­ formt, so daß der Material- und Herstellungsaufwand weiter­ hin gesenkt werden und ein völlig dichter Anschluß des Rohr­ stutzens an die Behälterwand durch Einstückigkeit gesichert ist. In allen diesen Fällen aber bleibt es erforderlich, in Rohrstutzen Gewinde einzuschneiden, einzurollen, einzuwalzen oder dergleichen, und insbesondere bei dünnwandigen Rohr­ stutzen ergeben sich nicht nur Herstellungsschwierigkeiten, auch die Haltbarkeit eines derart eingebrachten Gewindes erweist sich im rauhen Betriebe oft nicht als ausreichend. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich bei aus Kunststoff erstellten Behältern, da deren die Füllöffnung umschließen­ de, einstückig mit dem Behälter aus Kunststoff erstellte Rohrstutzen Verschlußstopfen mit einem Material zu halten haben, das nur mäßige Belastungen zuläßt. Ähnlich verhält es sich bei aus Leichtmetallen bzw. Leichtmetallegierungen erstellten Behältern, wie bspw. die GB-PS 7 41 559 zeigt: Der aus Aluminium bestehende Behälter weist einen die Füllöff­ nung umgrenzenden, aus gleichem Material bestehenden einge­ schweißten Rohrstutzen auf, in den zur Erzielung einer höhe­ ren Standfestigkeit des Gewindes ein Gewindering aus höher belastbarem Material eingesetzt ist. An die Stelle einer Erleichterung der Herstellung tritt hier das Erfordernis des Einschneidens eines ersten, den Gewindering dauernd halten­ den Innengewindes sowie die Herstellung des gesonderten, einzubringenden, mit einem Innen- sowie einem Außengewinde ausgestatteten Gewinderinges.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, für Spundbehälter mit aus nur mäßig belastbaren und/oder dünnen Material be­ stehenden, Spunde bildenden Rohrstutzen eine Ausbildung zu finden, die mit geringem Aufwande den Aufbau eines hochbe­ lastbaren Innengewindes gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentan­ spruches 1. Durch Einfügen eines aus Stahldraht gebildeten Wendels bieten sich einzubringenden Verschlußstopfen die mit hoher Belastbarkeit ausführbaren Windungen des Wendels als tragende Gewindeflanken, so daß auch bei hohen Belastungen sich ein nur minimaler Verschleiß ergibt. Zur Erreichung einer festen Passung wird der Drahtwendel zweckmäßig mit einem Außendurchmesser ausgeführt, der im entspannten Zu­ stande des Wendels die lichte Weite des Rohrstutzens über­ schreitet. Das Festlegen kann durch Verschweißen des Wendels mit der Innenwandung des Rohrstutzens erfolgen, wobei zwar eine Verschweißung entlang der gesamten Länge des Wendels möglich ist; bewährt hat es sich jedoch, nur Bereiche der Länge des Wendels abdeckende Schweißnähte zu verwenden. Ein sicherer Halt des Wendels läßt sich auch erreichen, indem die Innenwand des Rohrstutzens schraubenlinienförmig verlau­ fende Ausnehmungen oder Mulden aufweist. Weiterhin bzw. zusätzlich ist es möglich, ein Ende der Drahtspirale etwa radial nach außen abzubiegen und das abgebogene Ende in eine Ausnehmung des Rohrstutzens eingreifen zu lassen oder aber durch eine Durchbrechung des Rohrstutzens hindurchzuführen. Es ist auch möglich, nur ein Ende der Drahtspirale mit der Innenwandung des Rohrstutzens zu verschweißen. Bewährt haben sich für solche Schweißungen Laser-Schweißnähte. Bewährt haben sich und hohe Belastungen lassen zu Wendel, die aus Stahldraht oder Edelstahldraht bestehen. Es kann sich hier­ bei empfehlen, den Querschnitt des den Wendel bildenden Drahtes von der üblichen Kreisform abweichen zu lassen und Drähte zu verwenden, die zur Achse der Drahtspirale hin dem Außengewinde des Verschlußstopfens angepaßte Flanken auf­ weisen, während der im Wendel außenstehende Bereich Mulden bzw. Ausnehmungen des Gewindestutzens angepaßt sein kann oder aber dessen zylindrischer Innenfläche. Eine besonders hohe Belastbarkeit des durch den Wendel gebildeten Innen­ gewindes ergibt sich, wenn Mulden und in diese eingreifende Querschnittsbereiche des den Wendel bildenden Drahtes ein sägezahnähnliches Profil aufweisen, so daß in einer Richtung eine verbesserte axiale Abstützung erreicht wird. Zweck­ mäßige weiterbildende Maßnahmen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im einzelnen wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 im Querschnitt einen aus einer Behälterwandung herausgeformten Rohrstutzen mit bereichsweise ein­ geschweißtem Wendel,

Fig. 2 einen in eine Behälterwand eingeschweißten Rohr­ stutzen mit einem Wendel, der sich in einer Ausneh­ mung des Stutzens hält und zusätzlich durch einen nach innen gerichteten Kragen gehalten wird,

Fig. 3 einen mit einem Wendel ausgestatteten Rohrstutzen, bei dem die Windungen des Wendels in muldenförmigen Vertiefungen gehalten sind,

Fig. 4 einen variierten Rohrstutzen, bei dem zur Bildung des Wendels ein profilierter Draht verwendet ist, der in sägezahnartig geformte Mulden des Rohrstut­ zens eingreift, und

Fig. 5 stark vergrößert den Querschnitt eines der Aufgabe besonders angepaßten Drahtes zum Aufbau von Wen­ deln.

In der Fig. 1 ist abgebrochen ein Abschnitt der Wand 1 eines aus Blech gefertigten Behälters dargestellt. Zur Bil­ dung einer Füllöffnung 21 ist aus der dieser entsprechenden Grundfläche der Wand 1 ein Rohrstutzen 2 herausgedrückt und gegebenenfalls durch axiales Stauchen in seiner Wandstärke erhöht, dessen oberes freies Ende zu einem U-förmig profi­ lierten Kragen gebildet ist. In dem Behälter eingebracht ist ein schraubenlinienförmig ausgebildeter, aus Stahl- oder Edelstahldraht geformter Wendel 4, dessen Steigung der des Außengewindes des zugehörigen, nicht dargestellten Ver­ schlußstopfens entspricht, und der bereichsweise durch kurze Schweißnähte 5 mit der Innenwand des Rohrstutzens 2 ver­ schweißt ist. Das Einpassen wird erleichtert, wenn der Wen­ del 4 in entspanntem Zustande einen Außendurchmesser auf­ weist, der die lichte Weite des Rohrstutzens 2 überschrei­ tet, so daß er elastisch federnd in den Rohrstutzen ein­ bringbar ist, und bewährt hat es sich, die Schweißnähte 5 mittels eines Laser-Schweißgerätes zu bewirken.

Zum Abschließen der vom Rohrstutzen 2 umgrenzten Füllöffnung 21 des Behälters wird in diesen Rohrstutzen ein in der Fig. nicht dargestellter Verschlußstopfen eingeschraubt, dessen Gewindegänge in das durch den Wendel 4 gebildete Innengewin­ de des Stutzens 2 eingreifen, und der beim völligen Ein­ schrauben eine ebenfalls nicht dargestellte Dichtung gegen den Scheitel 22 des Kragens 3 verspannt. Damit wird er­ reicht, daß der aus der Behälterwand im Bereiche der Füll­ öffnung herausgeformte, dünnwandige Rohrstutzen 2 mit einem hochbelastbaren Gewinde in Form des Wendels 4 versehen wird, das aus derart hartem Material besteht, daß auch nach länge­ rem Gebrauch Verschleißspuren nicht festzustellen sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in eine abgebrochen dargestellte Wand 1 eines Behälters, bspw. in dessen Deckel, eine runde Füllöffnung 21 eingearbeitet, deren Rand mit einem Rohrstutzen 6 durch eine durchgehende und überlappende Laser-Schweißnaht 7 verbunden ist. Um einen definierten Sitz zu erhalten, ist der untere Randbereich geringfügig ausgedreht, so daß der entstehende rohrförmige Ansatz in die Füllöffnung einführbar ist und der Rohrstutzen sich auf die am Ende des Ansatzes entstehende Schulter stützt. Am freien Ende ist der Rohrstutzen 6 mit einem nach innen gerichteten Flansch ausgestattet, welcher der Dichtung eines einzuschraubenden Verschlußstopfens eine ausreichende Stirnfläche bietet. Im Rohrstutzen ist ein schraubenlinien­ förmig aus Draht 22 gewickelter Wendel 4 angeordnet. Auch hier wird zweckmäßig ein Stahl- oder Edelstahldraht verwen­ det, und der Wendel 4 ist so weit gewickelt, daß er vorge­ spannt auf der Innenwandung des Rohrstutzens 6 aufliegt. Fixiert ist der Wendel mit seinem rechtwinklig abgekanteten und radial nach außen stehenden freien Ende 9, das in eine Ausnehmung 10 des Rohrstutzens 6 eingreift und sich hier arretiert. Eine derartige Fixierung läßt sich auch leicht bei aus Kunststoff bestehenden Behältern verwenden, die im allgemeinen einstückig mit ihrem die Füllöffnung umgrenzen­ den Rohrstutzen ausgeführt sind. Zwar lassen sich auch die Gewindegänge zum Halten eines schließenden Verschlußstopfens mit einformen; da sie jedoch aus Kunststoff bestehen und keine hohen Flächenpressungen aufzunehmen vermögen, lassen sich solche Verschlußstopfen nicht allzu fest einschrauben, und überdies kann das Entformen ausgeprägter Gewindegänge Schwierigkeiten bereiten. Das Einbringen eines Drahtwendels zum Aufbau eines Innengewindes erlaubt auch hier eine hohe Belastbarkeit. Insbesondere wenn die Abdichtung nicht auf einem oberen Kragen 3 oder entsprechenden Flansch 8 vorge­ nommen wird, sondern auf einem im unteren Bereiche des Rohr­ stutzens vorgesehenen ringförmigen Vorsprung entsprechend dem Vorsprung 15 der Fig. 4 läßt sich ein abgekantetes freies Ende 9 des Wendels mittels einer Durchbrechung des Rohrstutzens fixieren. Wird dagegen am oberen Ende des Rohr­ stutzens abgedichtet, so empfiehlt es sich, das abgekantete Ende 9 des Wendels in einer Ausnehmung 10 zu halten. Eine erhöhte Sicherheit läßt sich erreichen, wenn das freie Ende des Rohrstutzens 6 durch einen nach innen gerichteten Flansch 8 abgeschlossen wird, der so bemessen ist, daß er das Einschrauben des Verschlußstopfens gestattet, in dessen Gewinde eingreifende Windungen von Wendeln 4 aber zurückzu­ halten vermag. - Es ist andererseits natürlich möglich, auch hier bei der Verwendung metallischer Rohrstutzen einen zu­ sätzlichen Halt durch Schweißnähte 5 der Fig. 1 zu erwirken.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit aufgezeigt: Der hier wieder einstückig aus der Wand 1 des Behälters, bspw. dessen Deckel, geformte Rohrstutzen 11 ist an seinem freien Ende durch einen Flansch 13 abgeschlossen, bei dem das Material des Stutzens im Profil gesehen zunächst nach außen ausgebo­ gen ist und das freie Ende, um 180° gewendet, wiederum nach innen zeigt und in den Lichtraum des Rohrstutzens 11 ein­ kragt. Damit wird wiederum eine Abstützung zumindest der äußeren Windung des eingebrachten Wendels 4 erreicht, und gleichzeitig wird eine relativ breite Auflagefläche 24 für eine Dichtung des einzubringenden Verschlußstopfens geboten, die auf jeden Fall eine wesentlich geringere Belastung der Dichtung ergibt als die schmale Auflagefläche 23 des Flan­ sches 8 der Fig. 2, und die auch eine geringere Belastung bedingt als die gewölbte Auflagefläche 22 des Kragens 3 der Fig. 1.

Ein weiterer Halt wird dem Wendel 4 durch eine schrauben­ linienartig geführt Mulde 12 geboten, die in ihrer Steigung der des Gewindes des Verschlußstopfens gleicht, und in die hinein sich die einzelnen Windungen des Wendels 4 abstützen. Beim Anziehen eines eingebrachten Verschlußstopfens werden zwar nach oben gerichtete Axialkräfte bewirkt, gleichzeitig aber werden die Windungen des Wendels 4 in axialer Richtung in der Mulde 12 gehalten. Gegen die durch die schräge Wand der Mulde bewirkten, zur Achse gerichteten Kräfte werden die Windungen des Wendels 4 durch den Kern des Verschlußstopfens selbst abgestützt, dessen Gewindeflanken gleichzeitig die Form des Wendels stabilisieren.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist anhand der Fig. 4 und 5 erläutert. In Fig. 4 ist wiederum eine Wand 1, bspw. ein Bereich des Deckels, eines abgebrochen dargestellten Behäl­ ters gezeigt. Beim Einbringen der Füllöffnung 21 ist das dort ursprünglich anstehende Material zu einem Rohrstutzen 14 umgeformt, dessen freies Ende durch einen mit U-Profil ausgeführten Kragen abgeschlossen ist, so daß einerseits freistehende Kanten, die eine Verletzungsgefahr bedingen könnten, vermieden sind, und andererseits eine Möglichkeit der Abdichtung durch eine durch einen eingebrachten Ver­ schlußstopfen gegen die Auflagefläche 22 gedrückte Dichtung besteht. Andererseits aber ist auch im Wurzelbereich des Rohrstutzens 14 das Material der Wand 1 zunächst von der Füllöffnung aus um 180° nach außen umgelegt, so daß ein ringförmiger Vorsprung 15 geschaffen ist, der einerseits den Wurzelbereich des Rohrstutzens zusätzlich verstärkt und andererseits einer Dichtung eines einzubringenden Verschluß­ stopfens als dichtende Auflagefläche zu dienen vermag.

In die Innenwandung des Rohrstutzens 14 ist eine schrauben­ linienförmige Mulde 16 gepreßt, die mit einem sägezahnarti­ gen Querschnitt ausgeführt ist, wobei die obere Flanke steil gegen die Achse des Rohrstutzens gerichtet ist. Der den Wendel 4 bildende Stahldraht 25 ist im Querschnitt stark vergrößert in Fig. 5 aufgezeigt. Dieser Querschnitt ist nicht wie der üblicher Drähte kreisförmig, sondern den hier vorliegenden Verhältnissen angepaßt profiliert. So sind die zur Achse des Wendels und damit des Rohrstutzens gerichteten Bereiche durch Gewindeflanken 17 und 18 begrenzt, die denen des Verschlußstopfens angepaßt sind, und nach außen ist der Draht 25 im oberen Bereiche durch eine steil auf der Achse stehenden Flanke 20 begrenzt, während er nach unten hin durch eine flach verlaufende Flanke abegrenzt ist. Damit wird ein sägezahnartiges Profil gebildet, das dem der Mulde 16 gleicht, und bei der Verankerung des Drahtes 25 des Wen­ dels 4 in der Mulde 16 wird dieser in der Beanspruchungs­ richtung, nämlich nach oben hin, eine entsprechend steile Flanke geboten, so daß die beim Festspannen des Verschluß­ stopfens entstehenden Axialkräfte leicht und ohne wesentli­ che radial gerichtete Kräfte zu bewirken aufgenommen werden.

Damit wird in jedem der Fälle das Ziel erreicht, auch bei dünnwandigen Behältern und insbesondere Rohrstutzen, die zudem aus relativ weichem Material bestehen, mit geringem Aufwande ein hochbelastbares Gewinde zur Aufnahme eines Verschlußstopfens zu schaffen.

Claims (16)

1. Behälter mit mindestens einem einer Füllöffnung zugeord­ neten, mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Ver­ schlußstopfens ausgestatteten Rohrstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (2, 6, 11, 14) als in das Schrauben­ gewinde des Verschlußstopfens eingreifende Gewindegänge einen aus Draht (25) schraubenlinienförmig geformten Wendel (4) aufweist, dessen Steigung mindestens nach Einschrauben des Verschlußstopfens der Steigung von des­ sen Gewindegängen entspricht.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Wendels (4) im entspannten Zustande die lichte Weite des Rohrstutzens (2, 6, 11, 14) überschreitet.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, mit einem aus Metall bestehenden Rohrstutzen (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Wendel (4) mindestens bereichsweise mit der In­ nenwand des Rohrstutzens (2) durch Schweißnähte (5) ver­ schweißt ist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Rohrstutzens (11, 14) eine schrau­ benlinienförmig verlaufende Ausnehmung oder Mulde (12) aufweist, deren Steigung der des Schraubengewindes des Verschlußstopfens entspricht.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (9) des Wendels (4) radial nach außen abge­ kantet ist und in eine Ausnehmung (10) des Rohrstutzens (6) eingreift oder eine Durchbrechung des Rohrstutzens durchgreift.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Wendels (4) mit der Innenwand des Rohr­ stutzens (2) verschweißt ist.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 3 oder 6, gekennzeichnet durch Laser-Schweißnähte (5, 7).

8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen aus Stahldraht (25) oder Edelstahldraht bestehenden Wendel (4).

9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des den Wendel (4) bildenden Drahtes (25) von der üblichen Kreisform abweicht und zur Achse des Wendels hin dem Außengewinde des Verschlußstopfens angepaßte Gewindeflanken (17, 18) und/oder nach außen hin Ausnehmungen bzw. Mulden (12) des Gewindestutzens (11, 14) und/oder dessen (2, 6) zylindrischer Innenfläche angepaßte Querschnittsbereiche (19, 20) aufweist.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen oder Mulden (12) und in diese eingrei­ fende Querschnittsbereiche (Auflageflächen 19, 20) des Drahtes des Wendels (4) ein sägezahnähnliches Profil aufweisen.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (2) an seinem freien Ende sich nach außen in Form eines Flansches oder eines im Profil um 180° ausgebogenen Kragens (3) erstreckt.

12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (6) an seinem freien Ende einen nach innen gerichteten Flansch (8) aufweist.

13. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (11) an seinem freien Ende einen nach außen gewandten und dann in scharfer Krümmung um 180° umgelegten und nach innenweisenden Flansch (13) auf­ weist.

14. Behälter nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Flansches (8, 13) in die lichte Weite des Rohrstutzens (6, 11) eingreift.

15. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (16) in seinem unteren Wurzelbereich einen nach innen auskragenden ringförmigen Vorsprung (15) aufweist.

16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der die Füllöffnung (21) aufweisende Bereich seiner Wandung (1) und/oder der Wurzelbereich des Rohrstutzens (2, 6, 11, 14) durch treppenförmige Sicken versteift sind.