DE7029199U - Behaelter mit falzverbindung - Google Patents

Description

29. Oktober 197ο

KONINKLIJKE EMBALLAGE INDUSTRIE VAN LEER N.V. Amstelveen, Holland

u.Z.: F i»42M + a (Dr.S/Kl.) J-Behälter mit Falzverbindung?·

Prioritäten: 1. August 1969; Niederlande; Anrr.=.i.cie-Nr.: 69.11769 lo. Juni 197o; Niederlande; A-'iw-j.dti-Nr.:" 7o.o9657

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter mit Falzverbindung zwischen mindestens zwei Flachmaterialrändern, von denen mindestens einer um mindestens 36o° umgebogen ist. Solche Falzverbin- ' düngen und Verfahren zum Herstellen derselben sind P¹lgemein be-,kannt, wozu beispielsweise auf die veröffentlichte holländische !Patentanmeldung 6l|.o6427 oder die entsprechende brititsche Patentschrift 1 153 872 hingewiesen wird.

Falzverbindungen nach dem bekannten Verfahren werden durch Walzen der Flachmaterialränder hergestellt, die mittels

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einer Profilwalze miteinander verbunden werden, wobei der Rand des die äußere Schicht des Falzes bildenden Flachmaterials einsn Vorsprung gegenüber des anderen Flachmater.i.alTand erhält,. und wobei der Au3enrand dieses Bereichs bereits etwas in Richtung des Falzes gebogen ist, ehe die eigentliche Falzverbindung hergestellt wird, und wobei während der Herstellung der Falzverbindung eine Abdichtmasse aufgebracht wird.

Wenn der Walzvorgang beendet ist, greifen die Flachmaterialränder umeinander, wobei jedoch noch ein großes Spiel vorhanden ist. Um dieses Spiel zu beseitigen und einen engen Falz zu erhalten, werden die gewalzten Flachmaterialränder in einem letzten Arbeitsvorgang fiachgewalzt, so daß ein Falz entsteht, in dem die Flachmaterialränder in scharfen Falten umeinäüdergreifen. Bei einem einfachen, allgemein bekannten doppelten Falz ist mindestens einer der Flachmaterialränder zweimal um 180° gefaltet. Bei der in Fig. 6 der oben erwähnten britischen Patentschrift gezeigten Falzverbindung ist mindestens einer der Flachmaterialränder dreimal um 180° gefaltet. Je größer die Anzahl der Falten, umso schwieriger ist es, die Flachmaterialränder innerhalb des Falzes in richtiger Anordnung zueinander vorzusehen. Die Ränder müssen einander nämlich so weit wie möglich überlappen. In der Praxis ist es schwer, diese Ränder in ricntigem Verhältnis zueinander anzuordnen, da das Material ständig von verschiedener Qualität ist und das Flachmaterial unterschiedliche Stärke hat. Diese Paktoren bestimmen auch die Lange der zusammenzufalzenden Flachmaterialien, und es ist un-Böglich, diese Länge und die Walzen zum Falzen ständig zu ändern.

Sine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines FaI*es ohne derartige Nachteile.

Gemäe der Erfindung wird dieser Falz dadurch erzielt, da£ die Ränder des Flachnaterials in folgenden ohne Besehrän-

kung der Allgemeinheit kurz Blech genannt, in eine entsprechende spiralförmige Windung gerollt werden, die bis zu ihrer Mitte im wesentlichen geschlossen ist. Das bedeutet, daß die Blechränder beim Palten eng umeinandergerollt werden, so daß am Ende des Roll- oder Walzvorgangs ein PaIz erhalten wird, der nahezu massiv ist, oder, anders ausgedrückt, kein Spiel hat und der nicht mehr flachgedrückt werden kann und auch nicht mehr flachgedrückt zu werden braucht. Die oben erwähnten Toleranzen spielen keine Rolle mehr, da die umzufaltende Materialmenge der Materialmenge in dem eng aufgerollten, fertigen Falz entspricht. Angesichts der Tatsache, daß der fertige PaIz spiralförmig ist, sind Höhe und Breite desselben nahezu gleich. Wenn der Falz zum Verbinden der Seitenwand und des Bodens eines Behälters, beispielsweise eines Fasses, dient, bedeutet das, daß zumindest , in radialer- Richtung ein größeres Trägheitsmoment im Falz gemäß der Erfindung erzielt wird, als bei dem bekannten Falz, der von der gleichen Materialmenge ausgeht. Dementsprechend wird in der erwähnten Richtung, in der es am meisten erwünscht ist, eine größere Stärke erzielt.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß keine Gefahr des sogenannten "Überfalzens" besteht, worunter verstanden wird, daß das Material beim Flachdrücken des Falzes nach innen über das Gegendrucklager bzw. die Falzspannvorrichtung hinausgedrückt wird. Diese Gefahr besteht nicht, weil der Flachpreßvorgang völlig ausgeschaltet ist. Beim Herstellen von Behältern, wie Fässern, bedeutet das die Einsparung eines Arbeitsganges. Ein weiterer Vorteil der Spiralform besteht darin, daß die Anzahl der Windungen des Falzes der für eine bestimmte Leistung erforderlichen Stärke des Faires angepaßt werden kann.

Wichtig ist ferner, daä der bekannte Falz angesichts des Innendrucks innerhalb des Falzes beispielsweise beim Herunterfallen des BehÄlters die Tendenz hat, sich zu öffnen, indem er sich teilweise ebrollt, was zu Undichtheiten führt. Dieses teilweise Abrollen beruht auf der Tatsache, daß der mehr oder

weniger rechteckige Querschnitt des bekannten Falzes einen unterschiedlichen Biegewiderstand in den verschiedenen Richtungen hat) so daß sr durch Verformungen bein» Hinfallen verbeul"fe und sich abwickelt. Der eng aufgewickelte Spiralfalz hat dagegen praktisch den gleichen Biegewiderstand in allen Richtungen, verbeult sich nicht durch Biegen und wickelt sich folglich auch nicht ab.

Das Flachdrücken des bekannten Falzes hat zur Folge, daß der Werkstoff insbesondere an der Stelle der verhältnismäßig scharfen Falten mehr verhärtet ist. Unter Belastung kann der Falz an dieser Stelle platzen. Dies passiert nicht mit dem Falz gemäß der Erfindung. Dieser bildet sozusagen einen kreisförmigen, massiven Reifen um den Behälter. ' · -* *·_ν · ,

Es sei noch darauf hingewiesen, daß bereits Versuche zur Herstellung eines Rundfalzes unternommen wurden. Zu diesem Zweck wurden jedoch zunächst die Blechränder zusammengeschweißt und erst anschließend in eine offene Rolle herumgebogen.

Es ist bekannt, zum Herstellen eines Falzes Walzen zu verwenden. In der ci>en erwähnten britischen Patentschrift ist ein Verfahren zum Herstellen eines dreifachen Falzes beschrieben, in dem zunächst mittels einer ersten Falzwalze der vorspringende Blechrand um den anderen Blechrand herumgefaltet wird, woraufhin mittels einer weiteren Falzwalze beide Ränder in noch offene, spiralförmige Gestalt gewalzt werden, welche anschließend mittels einer dritten Walze flachgedrückt wird, so daß der bekannte dreifache Falz entsteht, welcher sieben Schichten umfaßt. Diese sieben Schichten können als sieben ineinanderpassende Zylinder betrachtet werden.

Im allgemeinen wird während der oben beschriebenen Verfahrensschritte eine Dichtmasse, z.B. eine Emulsion aus Kautschuk und Wasser, eingespritzt.

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Das bekannte Verfahren erfordert, daß nach dem Zusammenbringen der vorher geformten Teile drei verschiedene Falzrollen mit den Blechrändern in Eingriff treten müssen, um den geschlossenen Falz herzustellen. Dies trifft auch dann zu, wenn anstelle des dreifachen Falzes der üblichere Doppelfalz hergestellt wird. Die"so erhaltene Falzverbindung, gleichgültig, ob sie doppelt oder dreifach ist, hat den Nachteil, daß der zylindrische Bereich des Falzes zu unterschiedlichen Trägheitsmomenten gegenüber den verschiedenen Biegeachsen führt, da der im wesentlichen rechteckige Querschnitt eines Falzes an einem Behälter in axialer Richtung langer ist als in radialer Richtung. Wenn beim Transport eine Verformung auftritt, so erzeugt diese Verdrehungen mit dem Ergebnis, daß sich der Falz, wie oben bereits erwähnt, öffnet.

Darüberhinaus erfordern die zylindrischen Bereiche des Falzes, die den unerwünschten, ungleichmäßigen Biegewiderstand erzeugen, zusätzliches Material gegenüber einem spiralförmig aufgerollten Falz, so daß ein spiralförmig aufgerollter Falz bei gleicher Anzahl von Lagen weniger Material beansprucht als ein Falz nach der oben erwähnten britischen Patentschrift.

Ferner ist es nahezu unmöglich, mit doppelten oder dreifachen Falzen eine luftdichte Verbindung zu erzielen, und sehr häufig ist es nicht einmal möglich, eine wasserdichte Verbindung zu erhalten. Das Dichtungsmittel, welches während des Falzvorgangs eingespritzt wird, ist durch den Falzvorgang beliebig zwischen den Schichten der Bleche ausgebreitet und bildet folglich keine zusammenhängende Schicht, die darüberhinaus noch durch Trocknen an Volumen verliert, so daß sich kleine Öffnungen bilden. Wenn man, um diesen Nachteil zu vermeiden, das Dichtungsmittel vor dem Falzvorgang aufbringt, so schneiden die Blechränder, die sich beim Falzen übereinanderschieben, das Dichtungsmittel ein, verschieben es durch Verdrängen und zerkratzen es.

Eine weitere Aufgabe de: Er/indung "besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mittels dem e_n FaIs nach der Erfindung ohne die bekannten Verfahren —inewohnenden Nachteile hergestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zunächst der erwähnte äußere Rand mittels einer getrennten Falzwalze mit kleinem Radius um etwa 180° umgebogen wird, ohne daß sich das Blech anlegt oder den Einbau des anderen Blechs stört, woraufhin in den auf diese Weise gebildeten Hohlraum eine Dichtung oder eine Abdichtmasse eingebracht und in gebrauchsfertigen Zustand gebracht wird, wonach beide Blechränder mittels einer einzigen Falzwalze zu einer im Querschnitt geschlossenen Spirale eng aufgerollt werden. In erster Linie -wird also der Blechrand des vorspringenden Teils mit einem hohlen oder rinnenartigen Abschnitt versehen, in den das Dichtungsmi si eingebracht.wird. Dieser umgebogene Bereich hat einen so kleinen Radius, daß er den Kern für das weitere Palten oder Rollen bildet, wobei die öffnung des das Dichtungsmittel enthaltenden, uingefalteten Randes zu dem benachbarten anderen Blechrand hin weist. Beim weiteren Falzen wird der andere Rand · in den umgebogenen Hohlrand, d.h. in die darin vorhandene Abdichtmasse oder Dichtung, eingesetzt, kann sich jedoch nicht gegenüber diesem Rand verschieben, so daß die Dichtung, wenn sie auch zusammengepreßt wird, und eine Abdichtung gewährleistet, nicht verschoben oder weggekratzt werden kann. Angesichts der Tatsache, daß das Falzen oder Rollen mittels einer einzigen Walze erfolgt, sind im ganzen nur zwei Walzen zum Herstellen des geschlossenen Falzes nötig. Folglich ist die Zahl der Arbeitsvorgänge um einen reduziert, und es entsteht ein geschlossener, massiver Falz mit Trägheitsmomenten, die in axialer und radialer Richtung gleich oder zumindest nahezu gleich sind.

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Wenn der Plansch eines Deckels oder Behältererides mit dem Flansch am Ende eines Behälterkörpers verbunden werden soll. d.h. wenn eine Verbindung zwischen Blechrändern hergestellt verclen soll, die sich senkrecht zur Achse der zylindrischen A^-.-.hnitte <les D"":- kels und des Behälterkörpers erstrecken, dann muß, um c 3 Zusammensetzen des Behälterkörpers und des Deckels zu ermöglichen,gemäß der Erfindung der Rand des Behälters an der Übergangsstelle in den Flansch einen Radius erhalten, der erheblich größer ist als der Krümmungsradius an der Übergangsstelle zwischen dem Flansch des Deckels und dem zylindrischen Bereich des Deckels, während ferner der Innendurchmesser des Randes des Deckels, der während des ersten Arbeitsganges um im wesentlichen l8o° umgebogen wird, ein bißchen größer sein muß als der Außendur chinese er des Flansches des Behälters. Dies ist nötig, damit .der Deckel · nach dem Aufbringen des Abdichtmaterials auf den umgebogenen Rand des. Deckels auf den Körper des Behälters aufgesetzt werden kann. Der größere Radius ist nötig, damit die Innenschicht mit der Außenschicht ohne unerwünschte Verformungen und Stauchungen zu einer geschlossenen Spirale aufgewickelt werden kann. Diese Verformungen könnten auftreten, wenn die Flansche des Behälterkörpers und des Deckels an den Übergangsstellen Radien hätten, durch die sie genau ineinanderpassen würden. Die umeinanderzurollenden oder zu falzenden Bereiche haben eine unterschiedliche Bogenlänge. Bei dem in der obigen Patentschrift beschriebenen Verfahren stützen die zylindrischen Bereiche des Deckels und des Behälterkörper einander während des Falzvorgangs ab, und folglich müssen die Ränder sich gegenüber einander verschieben, während sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sich nicht gegeneinander verschieben können, so daß die relative Bewegung während des Falzvorganges nach hinten erfolgen muß, d.h. in Richtung der zylindrischen Bereiche. Angesichts der Tatsache, daß sich die zylindrischen Bereiche nicht gegenüber einander verschieben dürfen, ist die nötige Bogenlänge durch den größeren Radius geschaffen.

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wird nach der Erfindung "bevorzugt, die Dichtungen Tor c Izvorgang in den endgültigen Zustand zu bringen. Das bedeu'v . z.B., daß "beim Aufbringen einer Flüssigkeit diese zunächst getrocknet sein muß, um einen fortlaufenden, gut haftenden Film zu bilden. Es ist auch möglich, einen losen Ring aus Kunstharz "oder Kautschuk vorzusehen, der in den Hohlraum paßt. Gemäß der Erfindung ist die Verwendung von in den Hohlraum eingesprühtem und gehärtetem Polyurethan oder die Verwendung einer Verbindung auf Kautschukbasis bevorzugt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen mehrerer Ausfülmmgsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Falz im Querschnitt nach, dem Falzvorgang, jedoch vor dem Flachdrücken;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Falz in fertiger, flachgedrückter Gestalt;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Falz;

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Falzes gemäß der Erfindung;

Fig. 5a bis 5d zeigen die Herstellungsschritte eines dreifachen Falzes gemäß dem aus der britischen Patentschrift 1 153 872 bekannten Verfahren;

Fig. 6 zeigt die Deckelform gemäß der Erfindung;

Fig. 7 zeigt den gleichen Deckel wie Fig. 6 nach dem Umbiegen des Randes um 180°;

Fig. 8 zeigt die gegenseitige Lage der zu verbindenden Bereiche vor dem Falzvorgang.

Aus Fig. 1 geht klar hervor, wie nach dem bekannten Walzvorgang die umgebogenen Blechränder mit großem Spiel miteinander in Eingriff stehen. Um den Falz zu schließen, damit die in Fig. 2 gezeigte Gestalt erhalten wird, muß ein Vorgang zum Flachdrücken mittels Walzen vorgenommen werden. Dabei er-

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-S-hält der Falz cine Höhe, die größer ist als seine Dicke.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiei des Falzes nach der Erfina^dng in Form einer ununterbrochenen, spiralförmigen Windung.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiei eines Falzes nach der Erfindung, welches sich von dem in Fig. 3 gezeig ten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, deß die Blechränder um einen kleineren Winkel umgerollt sind.

Während bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die äußere Platte "3 um mehr als 540° und das innere Blech um mehr als 360° umgerollt iat, ist bei dem in Fig. 4 gezeigten , Ausführungsbeispiel das äußere Blech 1a UiS fcj.n wenig menr als 450° umgefaltet und das innere Blech Π& um ein wenig mehr als 270°.

Fig. 3 und 4 zeigen einen Deckel 1 bzw. 1a und eine Seitenwand 2 bzw. 2a eines Behälters, die mittels eines Falzes 3 untereinander verbunden sind, der zu einer geschlossenen Spirale aufgewickelt ist. Da die hier gezeigten Ausführungsbeispiele einen kreisförmigen Falz haben, müssen die Blechränder während des Falzvorgangs zu einem kleineren Durchmesser verformt werden, was zu einer Zunahme der Metallblechstärke führt. Das geschieht bei allen Falzen und folglich auch bei dem erfindungsgemäßen Falz. Diese Zunahme an Materialstärke trägt jedoch zum Füllen der Falzmitte bei, während sie bei abgeflachten Falzen keinen besonderen Vorteil hat.

Während zum Herstellen des bekannten Falzes eine Falzwalze mit einer Nut verwendet wird, deren Durchmesser s> bemessen ist, daß eine offene, nahezu spiralförmige Windung entsteht, die flachgedrückt werden kann, muß zur Herstellung der spiralförmigen Windung gemäß der Erfindung eine Falzwalze ver-

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wendet werden, deren Nut Abmessungen hat, die den Maßen h bzw. d in Fig. 3 für die Höhe bzw. Tiefe entsprechen.

Fig. 5a bis 5d zeigen die Herstellung des bekannten Falzes.

Fig. 5a zeigt einen Deckel 5 mit einem Flansch 6 und einem vorstehenden Bereich 7 sowie einen Behälterkörper 9 mit einem Flansch 10. Fig. 5h zeigt, wie in einem ersten Walzvorgang mit der Walze i1 der vorstehende Bereich 7 um den Flansch 10 umgeschlagen wird. Fig. 5c zeigt, wie mittels einer weiteren Walze 12 derjenige Walzvorgang ausgeführt wird, bei dem der Flansch 6 dreimal umgebogen wxrd, so daß im Querschnitt sieben Schichten gebildet werden, wobei der Falz, jedoph nicht, geschlossen ist. Fig. 5d zeigt, wie mittels der Walze 13 der offene Falz geschlossen wird, um den im Querschnitt nahezu rechteckigen Falz durch Flachdrücken des in Fig. 5c noch offenen Falzes zu erhalten.

Die endgültig erhaltene Form ähnelt im Schnitt dem in Fig.-2 gezeigten Falz.

Während des Flachdrückvorgangs ist es in der Praxis sehr schwierig, den Abflachungsgrad genau zu bestimmen. Die Toleranzen bei der Plattenstärke und -härte und der Abnutzungsgrad der Maschine führen dazu, daß die Druckkraft ziemlich hoch eingestellt wird. Das bedeutet jedoch, daß dickere und weichere Bleche zu stark zusammengepreßt werden, und daß diese übermäßige Verformung die Verformbarkeit des Werkstoffs häufig so stark verringert, daß beim Auftreten weiterer Verforaiungen während des Transports Risse im Blech entstehen.

Das Verfahren nach der Erfindung geht von einer Deckelgestalt gemäß Pig. 6 aus, die im Prinzip nicht von der in Pig. 5a gezeigten Form abweicht. Der Deckel ist aus einem

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ebenen Blech ausgestanzt und hat am Plansch 14 einen Außenrand 13, der bereits etwas nach innen gebogen ist. Es ist also möglich, auf diesen Bereich bereits das Abdichtmaterial, beispielsweise Polyurethan oder eine Kautschukverbindung, aufzubringen, was bei 15 angedeutet ist.

Der in Fig. 7 gezeigte nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß der Rand 13, der bereits mit Abdichtmaterial 15 versehen sein kann oder nicht, mittels der Rolle 16 zu einem Hohlrand mit sehr kleinem Radius gekrümmt wird. Wenn noch kein Abdichtmaterial vor diesem Vorgang aufgebracht wurde, so muß es jetzt aufgebracht werden und, wenn nötig, in seinen endgültigen Zustand gebracht werden, beispielsweise durch Trocknen, Härten, Vulkanisieren, oder durch Ankleben eines Kautschukrings oder dergl. ' . -, ·.

Danach werden Deckel 17 und Behälter 18 zusammengesetzt. Fig. 8 zeig-?, daß der Rand des Behälters mit einem Flansch 19 versehen ist, wobei die Ubergangsflache zwischen dem Flanschrand und dem Behälterkörper einen großen Krümmungsradius 20 hat. Der Außendurchmesser des Flansches 19 ist kleiner als der Innendurchmesser des umgebogenen, mit Abdichtmittel gefüllten Randbereichs 13.

Mittels der Walze 21 erfolgt der weitere Falzvorgang. Dieser geht von der in Fig. 8 gezeigten Stellung aus, bei der mittels der einzigen »falze 21 die Blechränder zu einer fertigen, geschlossenen Spirale verformt werden. Dabei werden die Flansche unabhängig von ihrer Breite ineinander und zweimal um 180° zu beispielsweise dreimal 180° aufgerollt, wobei der Mittelpunkt von dem mit Hilfe der Walze 16 gebildeten kreisförmigen Querschnittsbereich des hohlen Randes 13 gebildet ist.

Der Radius der Nut in der Walze 21 ist von der Blechstärke und der Anzahl der zu bildenden Windungen bestimmt.

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Wenn die Spiralwindung zweieinhalbmal 180° beträgt, so ist die Außenseite des Falzes im Prinzip kreisförmig. Wenn die Windung weiter fort^PHetzt wird zu "beispielsweiae dreimal 130 , dann kann die obere Hälfte des Falzes eine etwas andere kreisförmige Gestalt haben als die untere Hälfte. Das Ergebnis dieser zuletzt erwähnten Möglichkeit geht aus Fig. 3 hervor. Fig. 4 zeigt einen Falz in einer zweieinhalbmal um 180 gewickelten Spiralform, dessen Außenprofil im wesentlichen kreisförmig ist.

Patentansprüche

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Claims (3)

KONINKLIJKE EMBALLAGE INDUSTRIE VAN LEER N.V. Amstelveen, Holland u.Z.: F i|i!2M + a (Dr.S/Kl.) Schutzansprüche

1. Behälter mit einer Falzverbindung zwischen mindestens zwei Blechrändern, von denen mindestens einer um mindestens 360⁰ umgebogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blech^ ränder (13,I¹*, 19) zu einer spiralförmigen Windung aufgerollt sind, die bis zu ihrer Mitte hin im wesentlichen geschlossen ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Spiralwindung mit einem an der Innenseite des Randes (13) des äußeren Blechs (17) haftenden Abdichtmaterial (15) gefüllt ist, welches mit dem Rand (19) des anderen Blechs (l6) in Eingriff steht.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzverbindung zwischen einer Seitenwand (2, 2a) des Behälters und mindestens einer Endwand (1) bzw. einem Deckel vorgesehen ist.

l». Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtmittel ein Polyurethan ist.