DE4208807C2 - Hohlkörper mit lösbarem Deckelverschluß sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hohlkörper mit mindestens einer randseitigen Wulst oder einer randseitigen Bordur, und einem diese abdichtend mit einem Deckelrand um etwa 180° übergreifenden Deckel und einem den Deckelrand und die Wulst bzw. Bordur übergreifenden außenseitig herumgeführter Verschlußring, der mit einem Klammerbereich den Deckelrand und die Wulst bzw. Bordur umklammert und der außenseitig einen schräg nach außen abgewinkelten Kragen aufweist, der radial in Abschnitte geteilt ist.

Ein derartiger Hohlkörper ist aus der DE AS 10 53 398 bekannt, der einen Spannbandverschluß mit einem Spannschloß aufweist. Da dabei die Schließkraft des Verschlusses auf der Außenseite des Klammer-Spannbandes eingebracht wird, sind die den Deckelrand umgreifenden Bereiche der Klammern deckel- und faßmantelseitig geschlitzt. Ein Zupressen des Deckels ist deshalb, insbes. bei annähernd rechteckiger Deckelform nur mit begrenzter Kraft möglich, so daß ein derartiger Spannbandverschluß nicht für Gefahrengüter geeignet und zulässig ist.

Ein solches Hohlkörper, nämlich ein Faß mit einer randseitigen Bordur, mit einem Deckelverschluß ist auch aus der DIN EN 209, S. 5 bekannt, dessen Verschluß ein Spannring gemäß DIN 66 444 T2, S. 3 ist. Dieser ist durch einen totpunktnahen Hebel umfangsmäßig zum Hohlkörper unter Spannung gehalten und hält durch seinen keilförmigen Querschnitt, den Deckelrand übergreifend und die Bordur untergreifend indirekt form- und kraftschlüssig in axialer Richtung zusammen. Die Druckpunkte am Deckel und an der Bordur liegen dabei bezüglich des Umfangs der Bordur um weniger als 180°, etwa 120°, auseinander. Dieser Verschluß hält hohen Belastungen bei einem Fall eines Fasses nicht stand und ist deshalb für die Sicherung gefährlicher Güter in einer Stahlblechverpackung nicht geeignet, weshalb z. B. ein Faß für solche Verwendungen mit einer Sicherheitsfalz verschlossen werden muß, was ein Recyclen eines so verschlossenen Fasses erschwert und ein einfaches Öffnen nicht zuläßt.

Weltweit ist deshalb die Entsorgung von Stahlblechgroßverpackungen mit mehr oder weniger großen Füllgutresten ein Problem. Die später nicht mehr zu definierenden Reste, die in einer Faßreinigungsanlage anfallen, die aus über 3200 bekannten und in Stahlblech-Ver­ packungen transportierten Stoffen bestehen, können nicht einfach so entsorgt werden. Die im Faß jeweils verbleibenden Rest-Füllgutmengen sind abhängig von der Sorgfalt des Entleerers unterschiedlich groß. Nur selten ist der Kennzeichnung der Stahlblechverpackungen zu entnehmen, welches Füllgut zuletzt darin transportiert wurde. Egal, ob die Stahlblechverpackungen verschrottet, entsorgt oder wieder verwendet (recycelt) werden, müssen sie grundsätzlich von allen Füllgutresten restlos befreit werden.

Während Stahlblechverpackungen mit einem abnehmbaren Deckel und mit einem eingebrachten Foliensack, der aus einer dünnen Kunststoffolie zusammengeschweißt ist, oder mit einem sogenannten Einstellbehälter, der dickwandiger aus Kunststoff geblasen ist, jeweils nur geöffnet werden müssen, um den Foliensack oder den Einstellbehälter mit den Füllgutresten zu entnehmen, müssen Stahlblech-Ver­ packungen mit kleineren Füll- und Entleerungsöffnungen, also solche, deren Deckel sich nicht öffnen läßt, gewaschen werden um sie von den Füllgutresten zu befreien. Dabei werden gewöhnlich Füllgutreste mit einer Waschflüssigkeit, die schon andere Füllgutreste enthält, gemischt. Dieses Innenwaschen hinterläßt somit einen dünnen Belag an der Faßwand aus den Füllstoffresten, die von dieser Waschflüssigkeit gereinigte Stahlblechverpackungen enthielten. Damit ist die Wiederverwendbarkeit gereinigter Fässer erheblich eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten lösbaren Deckelverschluß dahingehend zu verbessern, daß er eine wesentlich höhere Verschlußsicherheit bietet und den Hohlkörper insbes. auch für Gefahrguttransporte sicher schließt.

Die Lösung besteht darin, daß der Klammerbereich den Deckelrand vollständig umschließt und an ihm ein sich auf den Deckel erstreckender Flansch angeformt ist und der Klammerbereich wulstartig ausgeprägte radiale Sicken trägt, die jeweils den Deckelrand und die Wulst bzw. Bordur umgreifen.

Das Herstellverfahren dazu ist in den Ansprüchen 8 und 9 angegeben und ein Verschließwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens ist in den Ansprüchen 10 bis 12 spezifiziert.

Der Kopf der Stahlblechverpackung ist in einer ersten Ausführung rund, und deren Öffnung ist mit einer stabilen Bordur versehen. Der zum Schließen in die Öffnung zu bringende und als Topf geformte Deckel hat rundum eine Nut, die mit elastischem Dichtungsgummi ganz oder teilweise gefüllt ist.

Die Stahlblechverpackungen sind so mit den Verschließringen verschlossen, daß sie die Ringnuten der Deckel und die Bordierungen so zusammenpressen, daß die Dichtungen dazwischen komprimiert sind.

Es wird insbesondere eine Stahlblechverpackung mit abnehmbarem Deckel geschaffen, die generell, also auch für gefährliche und flüssige Füllgüter zu nutzen ist, wobei der Deckelverschluß so stabil ist, daß sie die UN-Forderungen für den Transport gefährlicher Güter erfüllt und so ausgebildet ist, daß sie mit einer Vorrichtung schnell, auch ohne besondere Verrichtung, nur mit einem einfachen Werkzeug, z. B. einem Schraubendreher, zu öffnen ist, ohne daß dabei der Hohlkörper und der Deckel, insbesondere die Stahlblechverpackung beschädigt wird.

Falls die gefüllten Verpackungen beim Transport von den Transportmitteln auf festen Untergrund fallen, so werden sie deformiert, und gleichzeitig entsteht ein sehr großer Innendruck. Die krallenförmigen radialen Verstärkungsrippen der Verschließringe verhindern dabei das Aufbiegen der geschlossen Ringprofile. Wenn die gefüllten Verpackungen auf den Verschlußring fallen, so schließt sich dieser noch enger, egal ob der Stoß radial oder axial erfolgt.

Die große Anzahl der in Umlauf befindlichen gebrauchten Stahlblech-Verpackungen lassen sich vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verschluß ausrüsten; sie werden dadurch recycelbar. Dafür werden diese gebrauchten Verpackungen umgeformt. Am Beispiel von 200 l Spundfässer wird dies dargestellt. Zunächst werden diese gebrauchten Fässer durch Waschen von den Füllstoffresten befreit. Danach werden die Deckel abgeschnitten oder durch Aufrollen der Falz abgenommen. So geöffnete Fässer werden dann sortiert, worauf zuerst die innen mit einer Lackierung oder ausgehärteten Füllstoffresten behafteten Fässer gesandstrahlt werden. Dann werden alle Fässer auf containerkonforme Außenabmessungen gebracht, indem zunächst die Faßmantelkopfdurchmesser reduziert werden und dann die Kopfenden mit stabilen Borduren versehen werden. Nachdem ein Kunststoff-Foliensack oder ein Kunststoff-Ein­ stellbehälter eingebracht wurde, werden diese Fässer mit abnehmbaren Deckeln und mit den Verschlußringen verschlossen.

Für flüssige Füllgüter sind die Foliensäcke oder Einstellbehälter mit angeformten oder angeschweißten Spundhülsen versehen, die durch die 2′′ Spundöffnungen geführt und nach dem Füllen mit 2′′ Stopfen verschlossen werden. Ein geöffneter 3/4′′-Stopfen im Deckel entlüftet den Raum zwischen der Stahlblechverpackung und dem Foliensack oder Einstellbehälter beim Füllen des Fasses.

Weiterhin wird eine Umweltentlastung beim Recyclen der Stahlblechverpackungen und der Entsorgung der Füllgutreste erreicht, indem die Aufwendungen durch die Leertransporte der großvolumigen Verpackungen reduziert werden.

Bekanntlich durchlaufen die Stahlblechverpackungen folgende Wege:

• 1) vom Verpackungshersteller als Leergut zum Abfüller,
• 2) vom Abfüller gefüllt zum Entleerer,
• 3) vom Entleerer als Leergut zum Reiniger (Rekonditionierer),
• 4) vom Rekonditioner als Leergut zum Abfüller.

Für ein 200 l Faß heißt das: 0,32 Kubikmeter Leerverpackungsvolumen mit einem Gewicht von ca. 18,5 kg/Stck. wird 4×200 km (im Durchschnitt) transportiert, um 1×200 l Füllgut in unserem Lande 200 km weit zu transportieren. Selbst wenn die Leerwege durch eine universellere Verwendbarkeit der Stahlblech-Großverpackung auf ein Minimum verkürzt werden, so bleibt doch die Notwendigkeit unumgänglicher Leertransporte. Um diesen Aufwand zu reduzieren, ist die leere Verpackung in besonderer Ausgestaltung ineinander stapelbar, wobei die Beibehaltung der international handelsüblichen und genormten Faßabmessungen und Füllinhalte sichergestellt ist. Damit ist auch gewährleistet, daß vorhandene Füll-, Entleerungs- und Handlingsgeräte ohne Änderung weiter verwendet werden können. Das ineinander Stapeln der Fässer (nesteln) wird durch eine pyramidenförmige Faßmantelgestaltung erreicht.

Durch die Verjüngung verlieren die Fässer bei gleicher Höhe einen Teil ihres Füllvolumen, jedoch wird dazu ein Ausgleich geschaffen durch einen annähernd quadratischen, statt einen runden Querschnitt. Bei genormter Bauhöhe hat ein solches neuartiges Faß das gleiche oder sogar ein größeres Füllvolumen als das bekannte zylindrische. Die Deckelformen, die eventuellen Füllöffnungen, die Kunststoffeinsätze, alles das bleibt wie bei runden Fässern gestaltet.

Für das Verschließen der nicht runden sondern annähernd quadratischen Stahlblechverpackungen mit abnehmbaren Deckeln, auch für flüssige Gefahrgüter, werden ausschließlich entsprechend annähernd quadratische Verschließringe mit radialen krallenförmigen Versteifungen verwendet, die mit einer, vorzugsweise automatisch arbeitenden, Vorrichtung verschlossen werden.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen axialen Querschnitt eines Faßausschnittes;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Faßausschnittes;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Faßausschnittes mit einem Verschließwerkzeug im axialen Schnitt;

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf ein pyramidenstumpfförmiges Faß.

Fig. 1 zeigt den randseitigen Abschnitt eines Fasses (2) im axialen Schnitt mit einem aufgesetzten Deckel (3), der mit einem hochgezogenen Deckelrand (30), der etwa um 180° unter Zwischenlage eines Dichtringes (4), die völlig eingerollte Bordur (20) der Faßwand übergreift. Dieser Deckelrand (30) einschließlich der Bordur (20) sind von einem Verschlußring (1) weitgehend umschlossen und somit konzentrisch zur Bordur (20) zusammengepreßt. Der Verschlußring (1) erstreckt sich einerseits abgewinkelt über den Deckel (3) mit einem Flanschbereich (11) etwa parallel zur radialen Deckelfläche zur Faßachse hin und andererseits mit einem äußeren Kragen (12) schräg ab von der Faßwand. Der Flanschbereich und der Kragen erhöhen somit die Stabilität der Umschließung des Deckel- und Faßrandes. Weiterhin weist der Verschlußring (1) wulstartig ausgeprägte Sicken (5) auf, welche den umlaufenden Klemmbereich (13) des Verschlußringes (1) versteifen. Auf diese Weise hat der Verschlußring von Sicke zu Sicke eine erhebliche Preß- und Schließkraft sowie einen starken Formschluß für den Deckelrand (30) mit der umschlossenen Bordur (20). Zusätzlich ergibt sich durch die Ringform des Verschlußringes (1) ein umlaufender Formschluß des Verschlusses.

Vorteilhaft ist die Faßwandung im Bereich des Verschlusses mit einer Einziehung (22) versehen, so daß das Faß durch die Verschlußzone nicht über die äußeren Normabmessungen hinausragt und das genormte Volumen nicht eingeschränkt ist.

Zum Öffnen des Verschlußringes mit einem einfachen Werkzeug oder auch mit einem Großwerkzeug welches eine allseitige Öffnung gleichzeitig vornimmt, sind in den Kragen (12) Ausstanzungen (6) eingebracht. Außerdem ist der Kragen (12) mit radialen Schlitzen (7) versehen die teilweise in den Klemmbereich (13) zwischen den Sicken (5) hineinragen, so daß die einzelnen Laschen (9), denen jeweils eine Sicke (5) zugeordnet ist, einzeln zu lösen sind wonach der Verschlußring abzunehmen ist. Auf diese Weise bleibt der Deckel und das Faß beim Öffnen völlig unbeschädigt und wiederverwendbar, wenn der innere Kunststoffsack (34) ausgetauscht wird.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht auf einen Deckelausschnitt mit einem aufgesetzten Verschlußring (1). Es ist zu ersehen, daß jeweils einer Sicke (5) eine Lasche (9) in dem Kragen (12) zugeordnet ist und zwischen den Laschen (9) Schlitze (7) eingestanzt sind, welche ein Stück bis in den Klemmbereich (13) eingeschnitten sind. Jede Lasche weist eine Ausstanzung (6) auf, die dem Öffnen mittels eines einfachen Werkzeuges, z. B. eines Meißels oder eines Schraubendrehers, dient. Die Abstände (SA) der Sicken (5) entsprechen dem 1- bis 2fachen Außendurchmesser (SD) der Sicken (Fig. 1). Die Weite (WK) des Kragens und die Weite (WL) des Flansches entsprechen dem 1/2- bis einfachen des äußeren Sickendurchmessers (SD).

Fig. 3 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Bordur (20) mit dem Deckelrand (30) und einem aufgesetzten Rohling eines Verschlußringes (1*). Der Rohling ist oberhalb des Deckels (3) von einer Stützbacke (8) erfaßt, welche in einem Werkzeugkörper (86) radial zum Faß verschieblich gelagert ist und von einem ersten Konus (82) mittels einer Zentralachse (81), welche in dem Werkzeugkörper (86) axial verschieblich gelagert ist, radial nach außen zu verbringen ist. Von außen ist der Verschlußring (1*) von einer Krümmerbacke (80) erfaßt, die sich an einem 2armigen Hebel (84) befindet, welcher um einen Drehpunkt oberhalb der Bordur (20) an dem Werkzeugkörper (86) schwenkbar gelagert ist und mit seinem anderen Hebelarm durch einen zweiten Konus (83) mit der Zentralachse (81) betätigbar ist. Die Krümmerbacke (80) hat eine etwa halbrunde Ausnehmung, welche bei verschwenktem Schwenkhebel (84) den Verschlußring einschließlich des Deckelrandes und der Bordur umschließt und somit den Verschlußring in seine endgültige krallenförmige umschließende Form bringt. Die Krümmerbacke (80) und die Stützbacke (8) weisen stirnseitige Ausnehmungen (85, 85A) auf so daß die Sicken (5) darin Platz finden. Zur Verminderung der Reibung arbeiten die Konen (82, 83) über Rollen (8A, 80A) auf die Stützbacke (8) und den Schwenkhebel (84) der Krümmerbacke (80). Vorzugsweise ist das Werkzeug aus zahlreichen mit den Backen (8, 80) besetzten Segmenten zusammengesetzt, so daß es durch eine zentrale Betätigung der Zentralachse (81) mittels eines Kraftantriebes, z. B. eines Hydraulikantriebes, allseitig gleichzeitig betätigt wird und dadurch in kürzester Zeit ein Faß fest verschlossen werden kann.

Der Rohling des Verschlußringes (1*), ist vorteilhaft aus einem Reifen hergestellt, der durch Umformung in die Querschnittgestalt, wie dargestellt, verbracht wird und in den die Sicken (5) eingeprägt und die Ausstanzungen (6) sowie die Schlitze durch Stanzen eingebracht sind. Der Kragen (12*) und der Flanschbereich (11*) erstrecken sich bei dem Rohling annähernd radial zum Ring, und der Klemmbereich (13*) wölbt sich um annähernd 180° über den Kragen- und dem Flanschbereich hinaus. Der Materialeinsatz des Klemmbereiches (13*) entspricht dabei der Absenkung des Deckels vom Deckelrand einerseits und andererseits dem Umfang des zu umschließenden Deckelrandes und der Bordur. Derartige Verschlußringrohlinge sind ein eigenständiges Handelsgut.

Fig. 4 zeigt einen besonderen Anwendungsfall des neuartigen Verschlußringes, nämlich ein pyramidenstumpfartig gestaltetes Faß, beispielsweise nach der Patentanmeldung P 41 39 133.0, das einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist und in axialer Richtung verjüngt gestaltet ist, so daß derartige Fässer bei abgenommenen Deckel ineinander stapelbar sind, wodurch nur ein geringes Transportvolumen für Leergut benötigt wird. Die engsten Abmessungen im Bereich der kurzen Querschnittachsen (QA) liegen innerhalb der für die Paletten passenden Faßnormabmessungen runder Fässer. Der Deckel weist eine Füllspundöffnung (32) und eine kleinere Entlüftungsspundöffnung (33) auf, welche in bekannter Weise mit Schraubverschlüssen verschließbar sind. Zum Befüllen befindet sich in dem Faß ein passender Kunststoffsack mit einer Spundhülse (35), welche durch die Füllspundöffnung (32) geführt und befüllbar ist. Nach dem Befüllen wird die Spundhülse mit einem Spund dicht verschlossen.

Der Hohlkörperverschluß nach der Erfindung ist vorteilhaft auch für das lösbare, jedoch sichere Verschließen von stationären Großbehältern und von Hohlkörpern, die Teile in Maschinenanlagen oder Fahrzeugen sind, z. B. Schalldämpfer oder Katalysatoranlagen, einzusetzen.

Claims (12)

1. Hohlkörper (2) mit mindestens einer randseitigen Wulst (20) oder einer randseitigen Bordur, und einem diese abdichtend mit einem Deckelrand (30) um etwa 180° übergreifenden Deckel (3) und einem den Deckelrand (30) und die Wulst (20) bzw. Bordur übergreifenden außenseitig herumgeführter Verschlußring (1), der mit einem Klammerbereich (13) den Deckelrand (30) und die Wulst (20) bzw. Bordur umklammert und der außenseitig einen schräg nach außen abgewinkelten Kragen (12) aufweist, der radial in Abschnitte geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammerbereich (13) den Deckelrand (30) vollständig umschließt und an ihm ein sich auf den Deckel (3) erstreckender Flansch (11) angeformt ist und der Klammerbereich (13) wulstartig ausgeprägte radiale Sicken (5) trägt, die jeweils den Deckelrand (30) und die Wulst (20) bzw. Bordur umgreifen.

2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (SA) der Sicken (5) dem ein- bis zweifachen äußeren Sickendurchmesser (SD) entspricht.

3. Hohlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (12) radial zum Hohlkörper (2) geschlitzt ist und diese Schlitze (7) sich zwischen die Sicken (5) vertikal erstrecken, so daß zwischen den Schlitzen (7) einzelne Laschen (9) ausgebildet sind.

4. Hohlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (9) und/oder der Flanschbereich eine Weite (WL, WK) aufweisen, die jeweils dem 1- bis 1/2fachen des Sickendurchmessers (SD) entspricht.

5. Hohlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkörper (2) unterhalb des Randes eine Einziehung (22) aufweist, so daß der Verschlußring (1) eine größte Ausladung der Faßwand seitlich nicht überragt.

6. Hohlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkörper (2) und der Verschlußring (1) einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen.

7. Hohlkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) axialgerichtet zum Deckel (3) hin erweitert im wesentlichen als ein Pyramidenstumpf geformt ist und seine beiden kürzesten Achsenabmessungen (QA) seines größten Querschnittes kleiner oder gleich dem Durchmesser eines runden Normfasses sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (1*) aus einem Blechstreifen gestanzt, gesickt und gerollt wird, so daß dessen Klemmbereich (13*) etwa 180° umschließt und dessen Flanschbereich (11*) etwa radial reifeninwärts und dessen Kragen (12*) etwa radial reifenauswärts gerichtet sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (1*) auf dem Deckel (3) und mit diesem abgedichtend auf der Wulst (20) aufgesetzt wird und zwischen inneren, radial nach außen verschieblichen Stützbacken (8) und außen durch radial nach innen verbringbare hakenförmige Krümmerbacken (80) so verformt wird, daß sein Klemmbereich (13) den Deckelrand (30) und die Bordur (20) vollständig umschließt.

10. Verschließwerkzeug zum Herstellen eines Hohlkörpers (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer hohlkörpermittigen in einem Werkzeugkörper (86) axialverschieblichen Zentralachse (81) zwei Konen (82, 83) befestigt sind, von denen der eine mit radial verschieblichen in dem Werkzeugkörper (86) verschieblichen, zum Verschlußring (1, 1*) innen anliegendem Stützbacken (8) kraft- und formschlüssig verbunden ist und der andere Konus (83) über zweiarmige in dem Werkzeugkörper (86) schwenkbar gelagerten Schwenkhebel (84) kraft- und formschlüssig mit am Verschlußring (1, 1*) außenseitig anliegenden Krümmerbacken (80) verbunden ist.

11. Verschließwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (1, 1*) segmentartig mit Stützbacken (8) innenseitig und Krümmerbacken (80) außenseitig annähernd vollständig besetzt ist.

12. Verschließwerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmerbacken (80) und die Stützbacken (8) Ausnehmungen (85, 85A) zur Aufnahme der Sicken (5) aufweisen.