DE29914821U1

DE29914821U1 - Kunststoffbehälter

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Publication number: DE29914821U1
Application number: DE29914821U
Authority: DE
Original assignee: Mauser Werke GmbH
Current assignee: Mauser Werke GmbH
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2009-08-27
Also published as: NL1016003C2; DE10039061C5; FR2797849B1; DE10039061A1; DE10039061C2; FR2797849A1

Description

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MAUSER-WERKE GmbH -1- G 1058

(V-VIII/99)

Kunststoffbehälter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffbehälter zur Lagerung und zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen Füllgütern, mit einem Schraubverschluß, der einen hochstehenden Spundstutzen und einen eingeschraubten Spundstopfen - bzw. einen aufgeschraubten Schraubdeckel - mit aufgesetztem bzw. eingelegtem Dichtungsring umfaßt.

Kunststoffbehälter mit Spundverschluß wie z. B. 220 Liter L-RING-Fässer sind in der Regel mit einem 2 Zoll- und einem 3/4tel Zoll-Spundstutzen ausgestattet. Die Spundstutzen sind seitlich im Faßoberboden in eingesenkten Spundmulden bzw. Spundgehäusen angeordnet. Dabei ist der Spundstutzen üblicherweise mit einem Innengewinde und der dazugehörige Spundstopfen mit einem entsprechenden Außengewinde ausgestattet. In einer anderen Ausführungsform (Schraubdeckel-Verrsion) weist der Spundstutzen ein Außengewinde und der dazugehörige Schraubdeckel ein Innengewinde auf. Hierbei gibt es jeweils Grobgewinde- wie auch Feingewindeausführungen. Auf jeden Fall ist zum gas- und flüssigkeitsdichten Verschließen der Spundöffnung ein Dichtungsring auf den Spundstopfen aufgesetzt bzw. in den Schraubdeckel eingesetzt.

Kunststoff-Spundfässer mit Spund- oder Schraubdeckelverschlüssen werden bei Transportbelastungen wie auch bei den Bauartprüfungen mit Innendruck belastet. Bei der statischen Innendruckprüfung wird das übervoll mit Wasser befüllte Faß über 30 Minuten lang mit einem Wasser-Überdruck von 2 bar beaufschlagt. Dabei darf keine Flüssigkeit austreten. Der Oberboden des Fasses wölbt sich dabei stark nach außen. Dadurch wird das Spundgehäuse radial deformiert und auch der Spundstutzen wird oval aufgeweitet. Aufgrund hoher Zugspannungen in Formtrennnahtebebe, d. h. in Richtung über den Faßmittelpunkt wird der Spundstutzen in dieser Richtung aufgeweitet bzw. ovalisiert und in der um 90° dazu gedrehten Richtung zusammengezogen. Als Folge davon wird die Dichtung in den beiden sich gegenüberliegenden Aufweitungsbereichen entlastet. Insbesondere wenn als Dichtungswerkstoff ein PE-Material mit hoher Härte und vergleichsweise geringem Rückstellvermögen verwendet wird, besteht die Gefahr, daß der Spundverschluß bereits bei geringer radialer Deformation undicht wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunststoffbehälter mit Schraubverschluß anzugeben, der - auch bei Extrembelastungen - ein verbessertes Dichtverhalten seines Schraubverschlusses aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer radialen Aufweitung des Spundstutzens zunächst - in Axialrichtung betrachtet - eine zunehmende Verengung des Dichtungsspaltes bzw. ein stärkeres Zusammendrücken des Dichtungsringes mit erhöhter Dichtwirkung erfolgt.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es sinnvoll und zweckmäßig ist, die Dichtungsfläche des Spundstutzens oder/und des Spundstopfens bzw. Schraubdeckels konstruktiv derart zu verändern, daß bei Extrembelastungen, d. h. bei leichter radialer Deformation des Spundstutzens nicht sofort eine Verminderung der Dichtwirkung, sondern im Gegenteil zunächst eine Zunahme der Dichtwirkung eintritt. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß der Spundstutzen auf der Innenseite seiner nach oben bzw. schräg nach oben weisenden Dichtungsfläche einen in Axialrichtung bzw. in Richtung des Dichtungsringes - in Normalposition betrachtet - nach oben weisenden, umlaufenden ringförmigen Vorsprung (= Dichtungslippe) aufweist, der die den Dichtungsring umschließende Dichtungsfläche verlängert bzw. verbreitert und beim Einschrauben des Spundstopfens bzw. Aufschraubens der Schraubkappe bereits vor Erreichen des endgültigen Dichtungssitzes des Dichtungsringes mit diesem in abdichtenden Wirkungskontakt tritt.
Dadurch, daß beim Zuschrauben des Spundstopfens die Dichtung bei Erreichen ihrer endgültigen Dichtungsposition zwischen den umlaufenden Dichtleisten am Spundstopfen und am Spundstutzen eingespannt und zusammengedrückt ist, wird zuverlässig erreicht, daß ein Faß mit dem erfindungsgemäßen Spundverschluß auch bei Faßabstürzen bzw. Falltests absolut flüssigkeitsdicht bleibt und auch nicht ein Tropfen des flüssigen Faßinhaltes austritt, was insbesondere bei gefährlichem flüssigen Füllgut von ganz besonderer Bedeutung ist.

In einer anderen Ausführungsvariante kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, daß der Dichtungsring beim Zuschrauben des Spundstopfens bzw. der Schraubkappe kurz vor Erreichen seiner endgültigen Dichtungsposition stärker zusammengedrückt wird, als in der endgültigen Dichtungsposition selbst. Die erfindungsgemäße Schraubverschlußausführung kann bei den üblichen Spundverschlußgrößen von 3/4tel Zoll, 2 Zoll oder 3 Zoll ebenso realisiert werden wie bei allen gängigen Schraub-

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deckelgrößen von ca. 20 mm bis ca. 250 mm Durchmesser.

Die Erfindung zeichnet sich durch folgende wesentliche Merkmale und Vorteile aus : bei einer radialen Aufweitung des Spundstutzens erfolgt zunächst eine zunehmende Verengung des Dichtungsspaltes bzw. ein stärkeres Zusammendrücken der Dichtung,

die stutzenseitige Dichtungsfläche weist einen in Richtung der Dichtung weisenden Vorsprung auf, der die Dichtungsfläche verbreitert bzw. verlängert und bereits vor Erreichen des endgültigen Dichtungssitzes der Dichtung mit dieser in abdichtenden Wirkungskontakt tritt,

der Vorsprung der stutzenseitigen Dichtungsfläche ist in radialer oder/und axialer Richtung zur Dichtung hin ausgebildet,

die stopfenseitige Dichtungsfläche weist einen in Richtung der Dichtung weisenden Vorsprung auf, der die Dichtungsfläche verlängert, der Vorsprung der stopfenseitigen Dichtungsfläche ist in radialer oder/und axialer Richtung zur Dichtung hin ausgebildet,

die höchste Pressung der Dichtung erfolgt in einem Zustand, bei dem der Querschnitt des Spundstutzens radial geringfügig aufgeweitet ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen : Figur 1 ein 220 Liter L-Ringfaß mit erfindungsgemäßem Spundverschluß,

Figur 2 einen bekannten Spundverschluß in Teilquerschnittsdarstellung, Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt des bekannten Spundverschlusses,

Figur 4 den Ausschnitt gem. Fig. 3 im Belastungszustand, Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Spundverschlusses des in Fig. 1 dargestellten Fasses, Figur 6 den Ausschnitt gem. Fig. 5 im Belastungszustand, Figur 7 einen anderen bekannten Spundverschluss (US-Version) mit oben

abdichtender Flachdichtung,

Figur 8 einen weiteren erfifndungsgemäßen Spundverschluß und

Figur 9 einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Spund

verschlusses gem. Fig. 8.

In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein erfindungsgemäßes Spundfaß aus thermoplastischem Kunststoff mit einem gas- und flüssigkeitsdicheten Spundverschluß 12 dargestellt, der auch bei Extrembelastungen absolut dicht bleibt.
Die Teilquerschnittdarstellung in Figur 2 zeigt einen bekannten konventionellen 2 Zoll-Spundverschluß 12 mit innerem Spundstopfen 14, darauf angeordnetem Dichtungsring 18 und äußerem Spundstutzen 16. Der Spundstutzen 16 weist ein Innengewinde und der Spundstopfen 14 ein entsprechendes Außengewinde auf, hier beide als Grobgewinde ausgeführt. Zur Verdeutlichung des Sachverhaltes ist in Figur 3 in Teilschnittdarstellung der relevante Bereich des konventionellen Spundverschlusses vergrößert dargestellt. Der Spundstopfen 14 mit Dichtungsring 18 ist hier in seiner dichtenden Endposition in den Spundstutzen 16 eingeschraubt. Der Dichtungsring 18 dichtet den Spundstopfen 14 gegen eine axiale Dichtfläche 20 und eine im wesentlichen radiale Dichtfläche 22 unterhalb des Grobgewindes im Spundstutzen 16 ab. Der größte Durchmesser des Spundstopfens beträgt ca. 70 mm und der Durchmesser des Dichtungsringes ca. 65 mm bei einer Dicke des Dichtungsringes von ca. 3 - 6 mm. Der Dichtungsring 18 besteht je nach einzusetzendem Füllgut aus einem entsprechend chemisch resistenten und elastischen Dichtunhswerkstoff (z. B. Gummi, Silikon, HD-PE o. ä.).

In vergrößerter und übertriebener Darstellungsweise ist für den Verschlußzustand in Figur 4 verdeutlicht, wie der äußere Spundstutzen 16 - bei einer Extrembelastung wie insbesondere bei einer statischen Innendruckprüfung oder einem Faßabsturz mit dynamischer Spannungsspitze des inneren Überdruckes - sich partiell radial aufweitet bzw. eine von der Kreisform abweichende Ovalform einnimmt. Durch diese Aufweitung 30 - in Pfeilrichtung - entfernt sich die axiale Dichtfläche 20 und in geringerem Maße auch die im wesentlichen radiale Dichtfläche 22 des Spundstutzens 16 von dem Dichtungsring 18, d. h. die Dichtung wird in diesem Deformationsbereich entlastet und die Dichtwirkung geht verloren, wobei flüssiges Füllgut austritt bzw. herausspritzt.

In Figur 5 ist nun der erfindungsgemäße Spundverschluß 12 in seinem dichtenden Verschlußzustand dargestellt, und es wird sofort beim Betrachten deutlich, daß hierbei eine wesentlich verbesserte Dichtwirkung erzielbar ist. Im Gegensatz zu dem in Fig. 3 dargestellten konventionellen Spundverschluß beträgt hier aufgrund der Vorsprünge 24, 26 der Umschlingungswinkel bzw. die dichtende Anlagefläche 28 des Dichtungs-

ringes 18 auf dem Spundstopfen 14 in Querschnittsbetrachtung mehr als 180°. Der Vorsprung 24 der stutzenseitigen Dichtungsfläche wie auch der Vorsprung 26 der stopfenseitigen Dichtungsfläche weist eine etwa dreiecksförmige Querschnittsfläche auf und ist in radialer oder/und axialer Richtung zum Dichtungsring 18 hin vorstehend ausgebildet. Wichtig hierbei ist, daß der Durchmesser des spundstutzenseitigen Vorsprunges 24 etwas kleiner als der Durchmesser des spundstopfenseitigen Vorsprunges 26 ausgebildet ist.

Figur 6 zeigt nun den erfindungsgemäßen Spundverschluß im Belastungszustand. Dabei ist der Dichtungsring 18 nun mehr als zuvor bombenfest zwischen den Vorsprüngen 24 und 26 bzw. Dichtlippen am Spundstutzen 16 und Spundstopfen 14 eingeklemmt. Die gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung über den Dichtungsring 18 geht auf jeden Fall in keinem Moment verloren. Im Gegenteil, der Dichtungsring 18 des eingeschraubten Spundstopfens 14 bzw. des aufgeschraubten Schraubdeckels entfaltet bei geringfügiger radialer Deformation des Spundstutzens 16 eine größere Dichtwirkung als in Normalposition (ohne Aufweitung/ Deformation) des Spundstutzens 16. Hieraus wird deutlich, daß die höchste Pressung des Dichtungsringes 18 in einem Zustand erfolgt, bei dem der Querschnitt des Spundstutzens 16 partiell an einer oder zwei Stellen radial geringfügig aufgeweitet ist, wobei sich dann an diesen Stellen der spundstutzenseitige Vorsprung 24 und der spundstopfenseitige Vorsprung 26 mit dazwischen eingeklemmtem Dichtungsring 18 etwa gegenüberliegen.
Ein anderer bekannter Spundverschluß (= US-Version) ist in Figur 7 dargestellt. Hierbei ist der Dichtungsring 18 als rechteckförmige Flachdichtung ausgeführt, sitzt oberhalb des Gewindes und dichtet einen oberen Flanschrand des Spundstopfens 14 gegen den oberen Rand des Spundstutzens 16 ab. Eine erfindungsgemäße Ausführung dieser Version eines Spundverschlusses ist in Figur 8 gezeigt. Auch hierbei weisen die Dichtungsflächen des Spundstutzens und des Spundstopfens jeweils den ringförmigen Vorsprung 26 bzw. 24 für den Flach-Dichtungsring 18 auf.
Zur Verdeutlichung ist der linke Teilbereich dieses Spundverschlusses in Figur 9 noch einmal vergrößert dargestellt.

Durch die erfindungsgemäße, an sich konstruktiv einfache Maßnahme der beiden zusätzlichen D/chtlippen wird eine wesentliche Verbesserung der Dichtwirkung von Schraubverschlüssen erzielt.

MAUSER-WERKE GmbH -6- G 1058

	Bezuqsziffernliste	L-Ringfaß
10	Spundverschluß
12	Spundstopfen
14	Spundstutzen
16	Dichtungsring
18	axiale Dichtungsfläche
20	radiale Dichtungsfläche
22	umlaufender Vorsprung (16) = Dichtlippe
24	umlaufender Vorsprung (14) = Dichtlippe
26	Dichtungsfläche (14)
28	Aufweitung (16)
30

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Claims

1. Kunststoffbehälter (10) zur Lagerung und zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen Füllgütern mit einem Schraubverschluß (12), der einen hochstehenden Spundstutzen (16) und einen eingeschraubten Spundstopfen (14) - bzw. einen aufgeschraubten Schraubdeckel - mit aufgesetztem bzw. eingelegtem Dichtungsring (18) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer radialen Aufweitung des Spundstutzens (16) zunächst - in Axialrichtung betrachtet - eine zunehmende Verengung des Dichtungsspaltes bzw. ein stärkeres Zusammendrücken des Dichtungsringes (18) mit erhöhter Dichtwirkung erfolgt.

2. Kunststoffbehälter (10) zur Lagerung und zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen Füllgütern mit einem Schraubverschluß (12), der einen hochstehenden Spundstutzen (16) und einen eingeschraubten Spundstopfen (14)- bzw. einen aufgeschraubten Schraubdeckel - mit aufgesetztem bzw. eingelegtem Dichtungsring (18) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuschrauben des Spundstopfens (14) bzw. des Schraubdeckels der Dichtungsring (18) kurz vor Erreichen seiner endgültigen Dichtungsposition zunächst stärker zusammengedrückt wird, als in der endgültigen Dichtungsposition selbst.

3. Kunststoffbehälter (10) zur Lagerung und zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen Füllgütern mit einem Schraubverschluß (12), der einen hochstehenden Spundstutzen (16) und einen eingeschraubten Spundstopfen (14)- bzw. einen aufgeschraubten Schraubdeckel - mit aufgesetztem bzw. eingelegtem Dichtungsring (18) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spundstutzen (16) auf der Innenseite seiner nach oben bzw. schräg nach oben weisenden Dichtungsfläche (20, 22) einen in Axialrichtung bzw. in Richtung des Dichtungsringes (18) - in Normalposition betrachtet - nach oben weisenden, umlaufenden ringförmigen Vorsprung (24) ( = Dichtungslippe) aufweist, der die den Dichtungsring (18) umschließende Dichtungsfläche (20, 22) verlängert bzw. verbreitert und beim Einschrauben des Spundstopfens (14) bzw. Aufschraubens der Schraubkappe bereits vor Erreichen des endgültigen Dichtungssitzes des Dichtungsringes (18) mit diesem in abdichtenden Wirkungskontakt tritt.

4. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (24) der stutzenseitigen Dichtungsfläche eine etwa dreiecksförmige Querschnittsfläche aufweist und in radialer oder/und axialer Richtung zum Dichtungsring (18) hin vorstehend ausgebildet ist.

5. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spundstopfen (14) bzw. der Schraubdeckel einen in Axialrichtung bzw. in Richtung des Dichtungsringes (18) - in Normalposition betrachtet - nach unten weisenden ringförmigen Vorsprung (26) aufweist, der die Dichtungsfläche (20, 22) verbreitert bzw. verlängert.

6. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (26) der stopfenseitigen Dichtungsfläche eine etwa dreiecksförmige Querschnittsfläche aufweist und in radialer oder/und axialer Richtung zum Dichtungsring (18) hin vorstehend ausgebildet ist.

7. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des spundstutzenseitigen Vorsprunges (24) etwas kleiner als der Radius des spundstopfenseitigen Vorsprunges (26) ausgebildet ist.

8. Kunststoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (18) des eingeschraubten Spundstopfens (14) bzw. aufgeschraubten Schraubdeckels bei geringfügiger radialer Deformation des Spundstutzens (16) eine größere Dichtwirkung entfaltet als in Normalposition (ohne Aufweitungl Deformation) des Spundstutzens (16).

9. Kunststoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Pressung des Dichtungsringes (18) in einem Zustand erfolgt, bei dem der Querschnitt des Spundstutzens (16) partiell an einer oder zwei Stellen radial geringfügig aufgeweitet ist, wobei sich dann an diesen Stellen der spundstutzenseitige Vorsprung (24) und der spundstopfenseitige Vorsprung (26) mit dazwischen eingeklemmtem Dichtungsring (18) etwa gegenüberliegen.

10. Kunststoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Dichtungsring (18) mit rundem Querschnitt der Umschlingungswinkel des spundstopfenseitigen Dichtungssitzes durch den Vorsprung (26) vergrößert wird und ca. 180° oder mehr beträgt.

11. Kunststoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der umlaufenden Vorsprünge (24, 26) etwa 0,5 bis 2 mm beträgt.