JP2012504530A - パレットコンテナ - Google Patents

Abstract

本発明は、液状又は流動状の充填物を貯蔵し、かつ運搬するための、熱可塑性プラスチックより成る、薄壁状の堅い内装容器（１２）を備えたパレットコンテナ（１０）であって、プラスチック製の前記内装容器（１２）を気密に包囲する格子管支持ケーシング（１４）とベースパレット（１６）とを有しており、該ベースパレット（１６）上に前記プラスチック製の内装容器（１２）が載っていて、該内装容器（１２）に前記格子管支持ケーシング（１４）が堅固に結合されており、格子管支持ケーシング（１４）が、互いに溶接された複数の垂直な管（１８）及び複数の水平な管（２０）より成っていて、環状の水平な管（１８）がそれぞれ互いに堅固に結合されている形式のものに関する。前記複数の水平な管（１８）は、これらの水平な管（１８）の外側を変形することなしに内側の領域のみを変形することによって形成された形状結合式の締付成形部（２４）を介して互いに接続されている。

Description

本発明は、液状又は流動状の充填物を貯蔵し、かつ運搬するための、熱可塑性プラスチックより成る、薄壁状の堅い内装容器を備えたパレットコンテナであって、支持管としてのプラスチック製の前記内装容器を気密に包囲する格子管支持ケーシングとベースパレットとを有しており、該ベースパレット上に前記プラスチック製の内装容器が載っていて、該内装容器に前記格子管支持ケーシングが堅固に結合されている形式のものに関する。パレットコンテナの格子管支持ケーシング（外装容器）は、互いに溶接された複数の垂直な管及び複数の水平な管より成っている。閉じた外装容器を得るために、環状の水平な管は、それぞれ少なくとも１箇所で互いに堅固に結合されている。

従来技術：
このような形式の、溶接された格子管支持ケーシングを備えたパレットコンテナは、例えばヨーロッパ公開特許第０７３４９６７号明細書により公知である。この公知のパレット容器の格子管支持ケーシングは、溶接された交差箇所において強く圧縮されている円形横断面形状を有する管材より構成されている。ドイツ連邦共和国実用新案登録第２９７１９８３０号明細書によれば、別のパレットコンテナが公知である。この別のパレットコンテナの格子ロッドは、円形横断面とは異なる管プロフィールを有しており、しかもこの管プロフィールは、いかなる凹み若しくは横断面が減少する変形部も存在することなしに、全長に亘って同一の横断面を有しているものでなければならない。開放した断面形状を有するロッドより成る格子管支持ケーシングを有する、その他のパレットコンテナは、ドイツ連邦共和国特許公開第１９６４２２４２号明細書により公知である。従来技術によれば、さらに方形横断面を有する格子管を備えた種々異なるパレットコンテナが公知である。格子管支持ケーシングは、プラスチック、木、薄鋼板又は一部が鋼管フレームを有する薄鋼板より成るフラットなパレットとして構成されたベースプレートに、一般的な形式で、水平方向に環状に延在する下側の格子フレーム管に係合する固定手段、例えばねじ、ブラケット、クリップ又は爪を用いて固定される。この固定手段は、上部プレート上、又はパレットの上側の外縁部上に釘、ピン、ねじ又は溶接によって固定されている。パレットコンテナを産業上使用する場合、若しくは化学工場で使用する場合、そのようなパレットコンテナは、当局のサンプリング検査を受ける必要があり、この際に様々な品質基準を満たなければならない。従って例えば、充填されたパレットコンテナを所定の高さから落下させる落下検査並びに内圧検査が行われる。このような形式のパレットコンテナ若しくはコンビネーションＩＢＣ（ＩＢＣ＝intermediate Bulk Container；バルクコンテナ）は、１０００リットルのＩＢＣのために各パレット型式毎に約６０ｋｇ〜８０ｋｇの自重を有する、中実な角隅支柱なしの軽量構造で、有利には液体を運搬するために使用される。特に、充填されたコンビネーションＩＢＣ（combinationIBC）をトラックで運搬する際に、特に悪路上において運搬車両の運動及び運搬衝撃によって、流動状の充填物が強い流動運動にさらされ、それによって、内装容器の壁部に常に交番押圧力が加えられ、この交番押圧力が、方形のパレットコンテナにおいて、格子管支持ケーシングの半径方向の振動運動を引き起こす（ダイナミックな持続振動負荷）。悪路上を長時間に亘って運搬する場合、格子管ケースの構成に応じて、負荷は、交差領域の溶接箇所及び格子管の各ロッドが疲労し、破壊する程度に高くなる。

格子管支持ケーシングの水平な管の周面側の管接続部は、特に運搬負荷及び認可試験（振動試験が１時間行われ、続いて１００ｋＰａの内圧テストが１０分行われる）において、有利には疲労亀裂又は管破壊がまったく発生しない特別な箇所を形成する。今日、広く使用されているコンビネーションＩＢＣの水平な管状ロッド及び垂直な管状ロッドは、円形又は四角形の管横断面を有している。

水平な管接続部においては、一方の管側面が縮小されていて、約５０ｍｍだけ、他方の開放した管端部内に挿入され、次いで、接続箇所が種々異なる形式で後加工される。格子ロッドの円形横断面を有する公知のパレット容器（ＵＳ５６７８６８８）においては、この後加工は、内側から水平に行われる。管接続部は、半径方向で前方の管半部に当接し、次いで外側から管接続部の４つの壁部に保持舌片／保持孔が打ち抜き成形される。

四角形の管横断面を有する、別の公知のパレットコンテナにおいては（ＵＳ５６４５１８５）、内側の管端部の挿入後に、外側の管端部に、管横断面の角張った角縁領域内に押し込まれた複数の周方向切り込みが設けられる。最も強い負荷を受ける管接続部に、追加的に補強材としての固定ねじが設けられる。四角形の管横断面を有する、別の公知のパレットコンテナ（ＵＳ６２４４４５３）においては、管接続部の外側の半部が、所定の長さに亘って垂直方向で圧縮され、波形に互いに締め付けられる。この場合、管接続部の内側の半部は変形されない。例えば内圧検査時に発生する引っ張り負荷に克服するために、互いの締付成形部は比較的深く若しくは鋭角に構成されるので、一般的な負荷時に、この外側に位置する箇所に、材料過負荷の危険性が発生する。公知のすべての管接続部は、一般的に、格子管支持ケーシングの格子壁部の中央に１直線上で互いに上下に配置されており、この管接続部に、プラスチック製の内装容器の底部領域の中に配置された、液状の充填部のための抜き取り口が配置されている。

課題：
本発明の課題は、従来技術の欠点を避けて、例えばねじ等の付加的な固定手段を必要としない、改良された管接続部を提供することである。この管接続部は、特にダイナミックな振動負荷（例えば振動試験、及びそれに続いて行われる内圧試験）、及び積み重ね負荷を伴う長時間の連続的な振動負荷（例えば運搬負荷）に抗する高い抵抗力を有している。

解決策：
この課題を解決した本発明によれば、前記複数の水平な管は、これらの水平な管の外側を変形することなしに内側の領域のみを変形することによって形成された形状結合（形状による束縛）式の締付成形部によって接続されている。つまり複数の水平な管は、その内側だけが形状結合式の締付成形部によって接続されていて、前記水平な管の外側はすべて、締付成形部による変形から除外されている。締付成形部は、水平な管の内側の半部だけが、相応の押圧工具を用いて垂直方向上下に押圧することによって、波形に互いに噛み合う形状結合部として構成されている。水平な管の形状結合式の締付成形部を、本発明に従って、接続領域の内側に配置したことによって、もっぱら管端部の内側半部だけが変形され、四角形の管横断面を有する水平な管の外側半部は、あらゆる変形から除外されている。例えば締付加工等の常温加工は、材料接合部の強度を高めることになるので、常温加工によって同時に、それまでの材料が有する弾性を低下させることができる。形状結合による材料隆起部並びに、管上部及び管下部（２重管）の相互の支持部は、同時に管補強部を形成する。

振動試験の際に、格子フレームの側壁は、正常な水平位置から、液状の充填物の運動によって、交互に弾性的に内方及び外方へ振動する。側壁の弾性的な変形は、中央領域において最も大きく、この場合、外方への「膨出」は、内方への「凹み」の２倍の大きさである。従って、水平な管状ロッドの外側が外方へ変形する際に、水平な管状ロッドの内側が内方へ変形する際の２倍の引っ張り力が作用する。この引っ張り力は、押圧力とは逆に、特にダイナミックな交番圧力負荷時に非常に危険であり、所定の大きさを超えると材料の損傷を招くことになる。これによって、大抵の場合、管横断面の過大な変形箇所において亀裂が発生する。管接続部を本発明に従って構成したことによって、有利な形式で、水平な管の変形されていない外側半部の（外方への）撓みの大きい領域が、より高い引っ張り負荷にさらされ、形状結合式の締付成形部（及び高い剛性かつ低い弾性を有する）を有する水平な管の内側半部の（内方への）撓みが小さい領域が、より低い引っ張り負荷にさらされる。これによって、交番曲げ負荷及び特に長時間連続するダイナミックな振動負荷に抗する、著しく高い負荷能力及び抵抗を有している。

次に本発明のその他の実施態様について説明する：
本発明の別の実施態様によれば、格子管支持ケーシングの水平な管の締付成形部を備えた管接続部が、同じ周方向位置において、交互に異なる挿入方向を有している。この実施例において、水平な管の右側の管端部が縮小されていて、左側の管端部内に差し込まれており、その次に位置する水平な管の左側の管端部が縮小されていて、右側の管端部内に差し込まれており、この構成が交互に配置されている。このような形式で、接続領域の均一性が得られ、この場合、差込方向の優位性は存在しない。本発明の別の実施態様によれば、水平な管の管接続部が、格子管支持ケーシングの側壁の偏心的な位置に互いに上下に直線的に配置されている。最大の変形部は格子壁の中央に発生するので、この有利な手段によって、管締付成形部は、より低いピーク負荷を有する領域に移動する。本発明の別の実施態様によれば、水平な管の管接続部が、格子管支持ケーシングの側壁の、互い違いに偏心的な位置に上下に配置されている。接続領域における水平な管の締付成形部は、接続領域において常に補強部を形成するので、この実施態様によって、接続領域を有していない水平な管の格子フレームのその他の側壁と比較して、接続領域を有するすべての側壁の弾性特性の均一化が得られる。

利点：
・格子管支持ケーシングの水平な管の管接続部を、内装容器に面した内側に配置したことによって、長時間に亘る交番曲げ負荷に対する抵抗性能が改善された。
・水平な管の管接続部を、内装容器に面した内側に配置したことによって、波形の締付成形部は外から見えないか、若しくは直接見ることができないので、外観上有利である。
・管接続部は、交番曲げ負荷（一般的に長時間の運搬時又は振動試験の際に発生する）の許容引っ張り負荷範囲内の内側領域内にあるので、水平な管において、弱い切欠箇所としての締付接続部で外側から亀裂が発生することは避けられる。

本発明の別の実施態様によれば、締付接続部は、側壁の中央領域（＝撓みが最大である領域）に配置されているのではなく、側壁の中央からずれた領域に配置されている。管接続部を、格子管支持ケーシングの側壁の中央位置からずらして配置したことによって、引っ張り負荷及び押圧負荷の交番負荷時に小さいピーク値を有する、僅かな撓みが発生するだけである、という大きい利点を有している。

水平な管の（最大引っ張り負荷を有する）外方若しくは外側の横断面領域は、外装管（接続領域内において差し込まれた他方の管端部上に被せ嵌められている）内で、有利な形式で締め付けによって変形されておらず、内装管は外側が長手方向でのみ変形されているので、内装管の締付成形部を有する領域は、もっぱら害のない押圧負荷によって負荷される。

本発明を以下に図示の実施例を用いて説明する。

本発明によるパレットコンテナの側面図である。 搬送時に受けた負荷によって発生する、格子管支持ケーシングの弾性変形を示す部分的な概略図である。 格子管支持ケーシングが変形した時に格子壁の平面図である。 水平管の締付成形領域を内側から見た図である。 水平管の締付成形領域を外側から見た図である。 静止している非作業状態における、水平管と内装容器との締付成形領域を上から見た図である。 変形した状態における、水平管と内装容器との締付成形領域を上から見た図である。 図７の接続領域（締付成形領域）の断面図である。 種々異なる方向に配置された締付成形領域を備えた、本発明によるパレットコンテナの別の実施例を示す側面図である。 同一の周方向に配置された締付成形領域を有するパレットコンテナにおける、内部圧力検査による亀裂発生の原理を示す側面図である。 種々異なる方向に配置された締付成形領域を有する、本発明によるパレットコンテナの変化実施例を示す側面図である。 種々異なる周方向に配置された締付成形領域を有する格子管支持ケーシングにおける、亀裂形成の原理を示す側面図である。 小さい交番曲げ応力にさらされる箇所における締付成形領域を有するパレットコンテナの別の変化実施例を示す側面図である。

図１には、本発明によるパレットコンテナが符号１０で示されており、該パレットコンテナ１０は、特に危険な液状の充填物を貯蔵及び運搬するための熱可塑性プラスチックより成る、薄壁状の頑丈な内装容器１２と、該内装容器１２を密接包囲する支持フレームとしての格子管支持ケーシング１４と、ベースパレット１６とを有している。該ベースパレット１６上に、プラスチック製の内装容器１２が設置され、該ベースパレット１６に支持ケース１４が堅固に結合されている。パレットコンテナ１０の格子管支持ケーシング１４（外装容器）は、互いに溶接された、複数の垂直な管２０及び水平な管１８より成っている。閉じた外装容器を得るために、環状に延在する複数の水平な管１８は、それぞれ互いに結合されている。水平な管１８の結合領域は、従来公知であるように、パレットコンテナ１０の２つの短い側壁のうちの一方の中央で、しかも内装容器１２の底部領域の中央に接続された抜き取り口栓２２上に正確に位置している。図示の実施例は、水平な管１８内に記された、左方向に向いた矢の尖端によって、右側の管端部の横断面が縮小され、つまり先細りに構成されていて、横断面が縮小されていない左側の管端部内に差し込まれていることを示している。この場合、水平な管の締付成形部は内側にあり、外から見えないようになっている。

一方の管端部の横断面を縮小して、他方の管端部内に差し込むことができるようにするために、差し込み側の管端部は、それぞれ１対形式で互いに平行に延在する、まだ成形されていない方形の管横断面の側壁が、ほぼＸ字形の管横断面が得られるまで、長さ約５０ｍｍに亘って内方に押し込まれ、この管横断面の角隅もやや内方に引っ込むように変形される。それによって、一方の管端部は、他方の、成形されていない方形の管横断面内に差し込むことができる。

運搬負荷時における、パレットコンテナ１０の側壁の弾性的な撓み特性は、図２に概略的に示されている。格子管壁部の最大撓みは、充填されたパレットコンテナの質量重心点"Ｓ"の箇所に発生し、（ベースパレット１６から見て）側壁の高さの約３３％であり、外方への撓み"Ｄａ"は、内方への撓み"Ｄｉ"の約２倍である。図３の平面図に示されているように、最大の撓みは、それぞれ側壁の中央に位置している。

図４の平面図には、水平な管１８の内側における本発明による接続領域、つまり水平な管１８の内側の締付成形部が示されている。締付工具の３つの締付歯が垂直上方から、またこれに対してずらして配置された４つの締付歯が垂直下方から、水平な管１８の内側半部内に入り込み、２つの管端部２６，２８の、解除不能に結合された波形の形状結合（形状による束縛）が得られる。

また図５には、図４による水平な管１８の接続領域２４と同じ箇所が示されている。図５により明らかなように、外側の管端部２６の外側には、図４の実施例におけるような締付成形部は設けられていないので、締付工具による変形箇所は存在しない。

図６には、静力学的な非作業状態において、内側に位置するプラスチック容器１２を備えた水平な管１８の接続領域の一部断面した平面図が示されている。この場合、パレットコンテナの側壁は、撓むことがない。これに対して図７は、往復で押し寄せる液状の充填物による流動負荷を受けている時に、側壁が外方へ撓む状態を示している。図７のVIII−VIII線に沿った断面図を示す図８は、締付成形された接続領域２４の横断面を示す。図８の左側によれば、２つの管端部２６，２８が、どのようにして互いに形状結合式に締付けられているかが示されている。図面の右側における外側の管端部２６の外壁は、まったく変形されていない。まだ初期の高い弾性を有する（低下された弾性を有する、常温加工によって補強された締付領域とは異なり）、変形されていない外壁は、危険な最大引っ張り負荷を、損傷を被ることなしに吸収する。本発明に従って、水平な管の内側だけに波形の形状結合部を設けることによって、その他の管結合形式（ねじ、ねじ孔又は打ち抜き成形されたフック孔）とは異なり、最適な解決策が提供される。何故ならば、材料折り畳み部だけが形成され、亀裂発生の出発点となる、材料構造の破断又は破壊が生じることはないからである。

図９に示した実施例では、水平な管の２つの管端部２６，２８がそれぞれ互いに相互に差し込まれ、かつ締め付けられている。一方では、左側の管端部は縮小されていて（＝矢印尖端）、変形されていない右側の管端部内に差し込まれて管接続部を形成し、その次に位置する水平な管においては、前記管接続部とは逆の形の管接続部が形成されている。

図１０には、危険な管接続部における亀裂形成、及びそれに続く、隣接する締付成形部の裂開形成について図示されている。一般的に、亀裂形成は、最も強い負荷を受ける箇所において開始する。また一般的に、亀裂形成の開始は、垂直な管ＢとＣとの間の下から２番目にある水平な管３の中央領域である。この箇所で、管３の締付成形部が裂開するか、若しくは完全に破壊されると、水平な管４及び２の締付成形部に、垂直な管Ｂ及びＣを介して追加的な負荷が加えられ、水平な管４及び２は、裂開された管接続部の破壊に基づく追加的な負荷によって、その接続領域内でも裂開される。

図１１には、本発明による締付成形部の、種々異なる周方向位置における、その他の有利な配置について示されている。管接続部は、格子壁に偏心的に、それぞれ交互に、右側にずらし、また左側にずらして配置されている。このような変化実施例においては、引っ張り力が、裂開された締付成形部によって別の隣接する締付成形部に伝達されることはなく、またこの隣接する締付成形部によって吸収されることもない。

図１２に示した変化実施例では、たとえ、管の破壊が発生したとしても、管の破壊はこの実施例においてはたいしたことはない。何故ならば、破壊されて管接続部が損なわれることによって、隣接する別の管接続部が追加的な負荷を受けることはなく、ひいては過負荷を受けることもない。何故ならば、各管接続部は、垂直な管及び水平な管の、それぞれ６つの堅固に溶接された交差箇所によって取り囲まれていて、隣接する水平な管が管接続部を有していない、１つの格子領域（長方形の格子）内に位置しているからである。これに対して、隣接する水平な管の管接続部は、常に別の格子領域内に配置されていて、破壊された管接続部の曲げ負荷が次の管接続部に直接伝達され、この管接続部を負荷することはない。

図１３に示した実施例では、上下の管接続部２４が、パレットコンテナ１０の前側壁に偏心的に配置されている。管接続部２４は、側壁（正確には抜き取り口２２）の中央の右側又は左側に設けることができる。管接続部２４は、撓みの小さい領域内に位置しており、それによって、強い危険な引っ張り負荷にさらされることもない。本発明によれば、方形の管横断面を有する、溶接された複数の垂直な管及び水平な管より成るパレットコンテナのための格子フレームの抵抗力が、ダイナミックな継続的振動負荷に対して、簡単な形式で改善されるか若しくは高められた。

１〜６ 水平な管、 １０ パレットコンテナ、 １２ 内装容器、 １４ 格子管支持ケーシング（外装容器）、 １６ ベースパレット、 １８ 水平な管、 ２０ 垂直な管、 ２２ 抜き取り口、栓、 ２４ 接続領域の締付成形部、 ２６ 外側の管端部，２８ 内側の管端部、 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 垂直な管、 Ｓ 質量重心点、 Ｄａ 外方への撓み、 Ｄｉ 内方への撓み

Claims (5)

1. 液状又は流動状の充填物を貯蔵し、かつ運搬するための、熱可塑性プラスチックより成る、薄壁状の堅い内装容器（１２）を備えたパレットコンテナ（１０）であって、プラスチック製の前記内装容器（１２）を気密に包囲する格子管支持ケーシング（１４）とベースパレット（１６）とを有しており、該ベースパレット（１６）上に前記プラスチック製の内装容器（１２）が載っていて、該内装容器（１２）に前記格子管支持ケーシング（１４）が堅固に結合されており、格子管支持ケーシング（１４）が、互いに溶接された複数の水平な管（１８）と複数の垂直な管（２０）とから成っていて、環状の水平な管（１８）がそれぞれ互いに堅固に結合されている形式のものにおいて、
   前記複数の水平な管（１８）は、これらの水平な管（１８）の外側を変形することなしに内側の領域のみを変形することによって形成された形状結合式の締付成形部（２４）を介して互いに接続されていることを特徴とする、パレットコンテナ。
2. 格子管支持ケーシング（１４）の水平な管（１８）の前記締付成形部（２４）を備えた管接続部が、同じ周方向位置において、交互に異なる挿入方向を有している、請求項１記載のパレットコンテナ。
3. 水平な管（１８）の管接続部が、格子管支持ケーシング（１４）の側壁の偏心的な位置に互いに上下に直線的に配置されている、請求項１又は２記載のパレットコンテナ。
4. 水平な管（１８）の管接続部が、格子管支持ケーシング（１４）の側壁の、互い違いに偏心的な位置に上下に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のパレットコンテナ。
5. 締付成形部の深さ（締付工具の締付歯の侵入深さ）が、管接続部の中央に向かって次第に増大し、かつそれぞれ横外方に向かって次第に減少する、請求項１記載のパレットコンテナ。

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