专利名称：可堆放的桶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可堆放的桶，这种桶最好是由热塑性合成材料(例如PE聚乙烯)或钢制成的大容量桶，它具有基本上是圆柱形的桶外壁和桶顶端及桶底端。至少在上述桶外壁的邻近桶顶端设置一个环形的装卸环;至少圆盘形平桶顶或平桶底中的一个，通过一个突出在桶的装卸环上面其截面呈圆锥或拱形的环形件与桶外壁相连。
已知一般的塑料盖桶，如德国实用新型专利G8705916中所述的，它的上、下平桶端都是通过呈斜锥或倒圆角的环形件与圆柱形桶外壁相连的。一般，这种桶的环形装卸环具有滚动环的附加作用，它们大体上是从桶外壁径向伸出的;另外，从桶底有较大的轴向突出量使桶顶端沿轴向向外，这样在桶底端和桶顶端之间及那些向外突出的装卸环的斜锥环形件之间有相当大的间隔。在这些环形件上的轴向载荷力，不管在那一点上都只能达到非常有限的程度，因为这些载荷力会使从桶壁径向突出的L形环发生弯曲，并使桶外壁变形。装卸环对这种桶的堆放能力则没有影响。
在堆放这种桶时，堆放力的吸收只有通过产生内静压力使平桶顶和桶底端的锥形或弧形环变形后才发生，桶外壁并不随即发生轴向变形;只有在装卸环变形之后才发生(见
图1和2)。
由于这些桶一般是架在板台上进行运输并堆放的，这些板台有两或三个间隔平行的底板，在它的下侧又没有齐平的支座面，因此在堆放时没有恒定的堆放力作用在以桶底堆放的桶顶端上。
这样单向的或不规则的应力就容易使下面的桶在一侧坍塌，从而增加了所堆放的桶向一侧翻倒的危险。
此外，还有另一种带盖的大容量桶，在这种桶上装卸环是由桶外壁的轴向延伸来设置的，并使桶顶及桶底端形成收缩下沉的结构。这种桶，例如通常的钢桶，堆放载荷的吸收只有通过坚硬不易弯曲的桶外壁才出现，因此，这些桶如果是由塑料制成，它们就需有较厚的全然不容许或者较难产生弹性轴向变形的桶外壁。通常这种桶不产生内静压力，然而一旦产生了内压力，平的桶顶端和平的桶底端就会分别自由地向外呈拱形，不能具有部分地支承堆放载荷的功能，也没有抵挡堆放载荷的功能。特别是，这种情况和当时桶是空的或是满的及桶盖是开着的或密封的均没关系。由此给这种桶带来另一个缺点是它的皮重和制造材料的重量都相当大。
因而本发明的目的是改进大容量桶的堆放功能，尤其是长期堆放功能，同时使它能节省材料和减少桶的皮重。
这种功能由本发明来实现的措施是，至少从一个桶顶端或底端向外突出，超过相应装卸环的上突出量其长度约是桶外壁厚度的1至5倍。
当把装有物料的(例如液体)和密封的桶放到另一个位于底下的桶顶上进行堆放时，本发明的方案能在桶顶端下面的上部自由空间里或在装料的桶里产生0.1至0.3巴之间的、最好是0.16巴左右的内静压力，该压力是可以限定的也可以重现的，并能在减小的堆放载荷传到桶外壁和装卸环之前，向外突出的桶顶端或/和桶底端先发生弹性蠕变。
由于本发明的桶设计方案是，在邻近桶端处有整体地与桶外壁相连的、基本上是桶外壁轴向延伸部分的上桶环或/和下桶环，有面向提升运输环的轴向上、下表面沿轴向向外突出的平桶顶端和桶底端，上述环就通过锥环形外周区与外桶壁相连。只有在桶里明显地产生限定的内压力情况下，基本上是桶外壁轴向延伸部分上形成的、而且凸缘的边缘是径向向外突出的直立装卸环上就会成功地进行对堆放载荷的吸收。这里，限定的内静压力先产生，此后累积径向的初始张紧力，载荷经过装卸环沿轴向传递到桶外壁上。通过对给出局部有限载荷的装卸环的轴向连接，使堆放载荷被分配到桶外壁的较宽圆周截面上。由于内压力占主要地位，直到形成一个较大的轴向载荷，所以桶壁变形的危险受抑制，这意味着这种桶能经受相当大的堆放载荷，同时它们的翻倒危险大为减少，因此，例如把一个估计给定的大致为900公斤的载荷加到堆放在下面的桶上，例如对220升的桶作三重堆放，则能减少桶外壁的厚度，进而相应地减少桶的皮重。对钢桶而言，例如可应用0.9毫米的钢板，与此相比，在以前则是用1.0毫米壁厚的钢板。例如塑料桶的壁厚可从3.8毫米减到3.3毫米至3.2毫米。这将有利于导致空桶的料重从9.0公斤减到8.5公斤并节省合成原料。
按本发明设计的桶，由于利用了附加的稳定内压力，与其他已知的塑料桶相比显示出相当好的长期堆放性能，由于具有加在桶顶和底端上的轴向作用力和对相应板台的支承功能，所以桶外壁只要承受减少的堆放载荷。
现在，参照附图，通过实施例来说明本发明，其中图1是一个已知的塑料桶，它具有正好突出在外装卸环上面的桶顶端;
图2表示把图1所示的这个已知塑料桶作为堆放在下面的桶时所受到的应力;
图3是另一个已知的桶，它具有正好突出在桶顶端上面的装卸环;
图4表示把图3所示的这个已知桶作为堆放在下面的桶时所受到的应力;
图5是一个本发明的带桶盖的塑料桶;
图6表示把图5所示的塑料桶作为堆放在下面的桶时所受到的应力;
图7作为本发明的实施例的桶，一个处在增加应力状态的截面;
图8表示把图7所示的桶作为堆放在下面的桶时处在最终的应变状态;
图9是作为本发明实施例的另一个带盖的顶部开口的桶;
图10是把图9所示的带盖的顶部开口的桶作为堆放在下面的桶时所受到的应力。
图1用件号10表示一个众所周知的壁较薄的塑料桶外壁，顶端12通过斜锥环形件14与桶外壁10相连。从锥环形件14过渡到桶外壁10的部分设置有一个用作提升和运输的其截面呈L形的环形上部装卸环16。对该桶注入液体(充填料)到大约是上部装卸环16处的高度。在桶顶端12的下面，正好高出上述装卸环处，具有上部自由空间20。
图2表示这个已知的桶承载应变情况，并说明由于桶顶端12向下沉陷使得桶中所注有的液体18在上部自由空间20里产生内压力。在通常情况下没有预防上部装卸环16轴向变形的措施，只要承载应力逐步上升，并使桶顶端产生变形时，这个装卸环就开始轴向变形。实际上这种变形不是均匀地发生，例如由于窄的台板底板的缘故，大致是局部或片面地发生的，于是桶顶端不能吸收轴向力，或把它们传递到桶壁上，使之朝外向下地弯转，使这区域的桶外壁较早地形成变形22，因而使所堆放的桶有较大的坍塌危险，一旦这种变形减轻，这个装卸环已不牢固，它也不能再用于堆放。
图3是另一个众所周知的由较厚壁制造的塑料桶，上部装卸环24正好设置在桶外壁28延伸部分的桶顶端上面。从图4可以看出，承载轴向压力只能经过装卸环的上表面而传递，并被桶外壁28吸收。当承载的应力过量时，弹性变形能使上部装卸环24沿径向向外扩张而使桶体被压缩。结果，当内部压力产生时，桶顶端26(和桶底端)在没有外界阻力情况下没有支承堆放载荷的力)，会变得朝外突出，这种由厚壁制造的塑料桶由于它们需要大量的材料，因而是较昂贵的，并且造成较重的空桶重量。
图5表示作为本发明实施例的带桶盖的塑料桶，它有一个较薄的大体上呈圆柱形的塑料桶壁30，桶顶端32和桶底端34，一个填充/排放桶盖构成上述平整的桶顶端32的棱缘区，邻近塑料桶壁30部位设置有一个上部装卸环38和一个下部装卸环40。桶顶端32和桶底端34通过锥环形件42、44与桶外壁相连，因而在上部装卸环38和下部装卸环40的内侧，均有一个环形的自由空间46，用来啮合相应夹桶装置或升降设备吊钩的卡子。本发明这个实施例的主要特征在于，桶的顶端和/或底端32、34分别高出上、下部装卸环38、40的上、下表面48、50。由图5中所示的桶可见，桶顶端32在上部装卸环38上面高出量52，而桶底端34在下部装卸环40的下面突出量54大约都是塑料桶30壁厚的两倍。
图6概略地表示把台板56放在本发明实施例的桶顶上，由堆放载荷Ps把压力加在桶上，从而在桶上形成应力。桶端设计成便于估算应力达到某种程度，因而在一个充液的而且紧紧密封的桶里产生约0.16巴的内压力。这样，只有在初始的径向张紧之后，塑料桶壁30的轴向应变才接着形成。这种桶的优点是重叠轴向和切向拉应力以及轴向压力或堆放力，所有这些力都部分地自相进行补偿。
图7和图8说明另一个积极的作用，一旦开始发生应变(见图7)，例如把另一个桶堆放在这个桶的顶上，并且桶顶端32受压，则桶顶端的上部锥形盖环件42就开始弹性变形。另外，稳定的压力沿径向产生作用-由箭头58所示-在塑料桶壁30和上部装卸环38及桶顶端的上部锥形盖环件42之间的连接区内，从里向塑料桶壁30上形成作用力。在应变较大的情况下，例如堆放两个桶时(见图8)，大部分堆放载荷作用力沿轴向经过上部装卸环38的上表面48而传递到桶外壁30上。
由于内压力P1占优势，而且从桶顶端的上部锥形盖环件42又附加地产生起稳定作用的压力，两者对传递到内部桶壁的变形和塌陷都起反作用，因此可使本发明实施例的桶的堆放性能，特别是长期堆放性能就得到大大的改进。由于内压力作用在桶端部以及它们对台板的支承作用，所以桶外壁只要承受大为降低的压力载荷。因此，如通常塑料桶上的材料疲劳、老化和因强度损失引起的长期固有稳定性的削减就不会发生，或者是在很久以后才发生。
从图9和图10所示的那种顶部开口并带有盖的桶(宽颈桶)可见到另一个本发明的实施例，其中，上部装卸环38设置在桶盖62的周缘上，桶盖62由它的下部外边沿(凸缘)支承在从塑料桶外壁30突出的桶壁凸缘66上。塑料桶壁30的上缘啮合在桶盖62的U形凹槽里，其中设置有密封圈68，同时通过封闭环70使外边沿64和桶壁凸缘66重叠，这可对桶盖62预加应力，并且能气封和液封地牢固密封在桶开口和桶外壁上。
在没有承载时(见图9)，桶盖62的表面由大约是盖壁厚三倍的上部突出量52和在上部装卸环38的上表面48上面的桶外壁构成。在承载时(见图10)，桶盖62被向里压到上述的上部突出量的位置上。这样，在桶里就产生了内压力Pi，而轴向压缩力则可从上部装卸环38经过外边沿64和桶壁凸缘66沿轴向传递到塑料桶壁30上。在靠近齐平的桶盖处限定的变形区72里，桶顶端的上部锥形盖环件42有一个例如由锥形盖环件42的外表面和内表面上的多个圆形、环形和褶状的槽构成的限定变形区72，它改进了该区内桶盖的弹性和蠕变能力。又因为内部过压，还对桶的外壁作了加强，由于它的特别结构设计，这个顶端开口的桶也显示出较好的堆放性能，同时，改进了长期堆放性能。
由于放台板的接触区直径大(相当于上部装卸环38的直径)的缘故，压缩力就被较好地分布在塑料桶壁上，总在变形就较小，它们的侧向稳定性就较大。
从本发明还联想到别的结构，例如可以把装卸环分别地做成用滑配、热装、胶粘或/和焊接在桶外壁上的环形件。
此外，能把本发明实施例的桶做成带盖的桶，其中，整个桶顶端和/或桶底端与相应的装卸环是分别预先制成单独的构件(例如用注射塑料模)，然后与圆柱形的桶外壁粘接。
在桶外壁上邻近相应的桶顶端处至少有一个圆形的装卸环，并且至少一个桶端沿轴向朝外方向高出桶的装卸环的大容量桶其较优越的堆放性能，特别是较好的长期堆放性能已经可以通过上述的方式有效地达到了，即堆放时，放在下面的气密封闭桶中其剩余自由空间和其内的液体中产生0.1至0.3巴之间的内部静压力，最好是0.16巴左右，在堆放载荷垂直地经过桶外壁和装卸环传递到塑料桶壁之前，桶顶端或/和桶底端首先弹性蠕变，因此具有较好的堆放性能，特别是长期堆放性能。所受到的堆放载荷被有利地分配，只有某些给定的局部有限的载荷加在桶壁轴向延伸部分所形成的圆形装卸环上。
权利要求
1.一种大容量可堆放的桶，它包括一个基本上是圆柱形的桶壁和桶顶端及桶底端，至少在桶外壁上邻近桶顶端处有一个环形装卸环，圆盘形桶端中至少有一个通过几乎呈锥形或弧形截面沿轴向朝外突出的环形件与桶壁相连，其特征在于，至少一个桶端超过上部装卸环(38、40)的上突出量(52、54)的高度是塑料桶壁和桶顶及桶底端(32、34)的厚度1至5倍左右，至少有一个桶顶端(32)或/和桶底端(34)的锥形朝外突出的环形件(42、44)弹性地受堆放载荷而变形，这样，在堆入载荷经过外装卸环(38、40)和桶壁传递到塑料桶外壁(30)之前，在桶里先产生有支承作用的静压力。
2.如权利要求1所述的桶，其特征在于，只在桶顶端32设置一个能弹性变形的环形件(42)，而且在基本上是圆柱形的塑料桶壁(30)的延伸部件上设置一个上部装卸环(38)，桶底端(34)是与下部装卸环平齐或者基本上正好接近塑料桶壁(30)构成的。
3.如权利要求1或2所述的桶，其特征在于，桶顶端(32)在上部装卸环(38)上面的上部突出量(52)大约是塑料桶壁(30)和桶顶端(32)壁存的3至4倍。
4.如权利要求1所述的桶，其特征在于，桶顶端(32)在上部装卸环(38)上面的上部突出量(52)大约是塑料桶壁厚的3倍，而桶底端(34)在下部装卸环(40)下面的下部突出量大约是塑料桶壁(30)厚度的1至2倍。
5.如权利要求1、2、3或4所述的桶，其特征在于，确定顶端和底端(32、34)在上部装卸环的上面和在下部装卸环的下面的上、下突出量(52、54)的几乎呈锥形的环形件(42、44)构成能弹性变形的变形区，例如在锥形的环形件(42)的外表面和内表面上有圆形的、环形的、褶状凹槽。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的桶，其特征在于，上部装卸环(38)是由塑料桶壁(30)的延伸部分上的基本上沿轴向直伸的环形件(75)构成的，凸缘(74)的边缘径向朝外，楔形截面的自由空间是设置在上部装卸环(38)的环形件(75)的内表面和桶端(32、34)的锥形环形件(42、44)内表面之间。
7.如权利要求1至6中任一个所述的桶，其特征在于，填充/排放桶盖(36)的上缘设置成与桶顶端(32)的外表面一样高并且齐平或者稍微向下一点。
8.提高大容量桶的堆放性能，特别是长期堆放性能的堆放方法，至少一个环形的装卸环是在邻近桶外壁的相应桶端处，至少一个桶端沿轴向朝外越过桶的装卸环，其特征在于，当桶堆放在彼此的顶上时，-堆放在下面的气密封闭的桶中其剩余空间(76)和充满液体的桶及液体(18)中产生0.1至0.3巴之间的、最好是0.16巴左右的内静压力，在这之前，桶顶端32或/和桶底端34首先有弹性蠕变;-垂直的堆放载荷可通过桶外壁和上部装卸环(38)传递到塑料桶壁(30)上，由此得到较好的堆放性能，特别是得到改进了的长期堆放性能。
9.如权利要求8所述的堆放方法，其特征在于，在塑料桶壁(30)的延伸部分上沿轴向形成的环形装卸环(38，40)上只加上局部有限的载荷，把经过缩减的堆放载荷分配在塑料桶壁(30)的大圆周上。
全文摘要
本发明涉及一种可堆放的大容量桶，它包括一个基本上是圆柱形的桶外壁和桶顶端及桶底端。为了改进堆放性能，尤其是长期堆放性能，把几个桶堆放在彼此的顶上时，堆放在下面的桶里其上部自由空间和所注液体里都产生支承壁的内静压力，在堆放载荷经过桶外壁和上部装卸环38而传递到塑料桶外壁30之前，桶顶端32或/和桶底端34先弹性蠕变，然后堆放载荷的支承作用在堆放在下面的桶壁上和装卸环40上接着发生。
文档编号B65D45/32GK1054044SQ9110091
公开日1991年8月28日 申请日期1991年2月13日 优先权日1990年2月14日
发明者迪特马尔·普日图拉, 马滕·布格多失 申请人:莫塞机械装置股份公司