[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschieben und Schwenken eines Behälter-Verschlusses,
insbesondere eines Behälter-Deckels oder einer Behälter-Türe zum Öffnen eines Behälters,
mit einer Verriegelungsvorrichtung, die sowohl bei Druck als auch bei Vakuum im Behälter
abdichtet.
[0002] Für Behälter, insbesondere Druck- oder Vakuum-Behälter, wie sie vom Anmelder hergestellt
werden, ist ein Türöffnungs- und Verschliessmechanismus bekannt. Bei dieser bekannten
Vorrichtung wird der Verschluss um eine ortsfeste Achse geschwenkt, die parallel zur
Behälterachse angeordnet ist. Diese Vorrichtung hat sich in der Praxis für kleine
Behälter bis zu zwei Meter Durchmesser mit entsprechend kleinen Deckeln bewährt. Bei
grösserem Behälterdurchmesser ist jedoch der Platzbedarf, speziell z.B. in der Höhe,
gross. Zudem ergeben sich erhebliche Drehmoment-Kräfte auf den Behälter, die zum Verzug
des Behälters führen können. Bei grossen Deckeln mit einem Gewicht von 2 bis 3 Tonnen
sind Gewichte und Reibungskräfte so gross, dass sie ein ruckartiges Öffnen des Deckels
verursachen können.
[0003] Solche Vorrichtungen zum Verschieben und Verschwenken sind z.B. bei Garagetoren bekannt,
welche sich beim Öffnen der Garage nicht nur wie eine Türe verschwenken lassen, sondern
zugleich auch verschoben werden, so dass sie bei geöffneter Garage oben an der Garagen-Decke
anliegen.
[0004] Die Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht in
der Schaffung einer Vorrichtung, welche es ermöglicht, den Deckel platzsparend zu
verschieben und zu schwenken, ohne dass grosse Kräfte auftreten, welche ein ruckartiges
Öffnen des Deckels verursachen.
[0005] Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist gekennzeichnet durch mindestens
eine Verschiebevorrichtung zum Verschieben und Entriegeln des Behälter-Verschlusses,
nachdem der Druck oder das Vakuum im Behälter abgebaut wurde, und durch mindestens
einen ausziehbaren Schwenkarm zum Schwenken des entriegelten Behälter-Verschlusses.
[0006] Die Ausführung gemäss Anspruch 2 hat den Vorteil, dass die grossen Kräfte, die zum
Öffnen und Schliessen des Behälter-Verschlusses notwendig sind, sich auf zwei Spindeln
und zwei Schwenkarme verteilen.
[0007] Die Ausführung gemäss Anspruch 3 hat den Vorteil, dass nur ein einziger Motor erforderlich
ist, der beide Spindeln zuverlässig synchron antreibt.
[0008] Die Ausführung gemäss Anspruch 4 hat den Vorteil, dass ein relativ teureres Winkelgetriebe
eingespart wird.
[0009] Anspruch 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Durch diese
Bauart können zwei Spindeln, die Winkelgetriebe und ein Elektromotor eingespart werden.
Beide Hubzylinder lassen sich relativ einfach durch einen gemeinsamen Hydraulikmotor
betätigen.
[0010] Vorzugsweise weist der Schwenkarm gemäss Anspruch 6 eine Gleitrolle auf, welche sich
über einen Teilbereich der Schwenkbewegung des Schwenkarmes auf einem Gleitsegment
abstützt. Dadurch ist gewährleistet, dass der geöffnete Behälter-Verschluss zuverlässig
gehalten ist.
[0011] Die Ausführung gemäss Anspruch 7 hat den Vorteil, dass der geöffnete Behälter-Verschluss
gegen jede unerwünschte Bewegung gesichert ist.
[0012] Gemäss Anspruch 8 kann diese Vorrichtung auch für einen Behälter verwendet werden,
der nur für Überdruck ausgebildet ist und nicht für Vakuum.
[0013] Durch die Ausbildung des Deckels gemäss Anspruch 9 wird erreicht, dass sowohl bei
Druck als auch bei Vakuum ein absolut dichter Verschluss des Behälters durch den Deckel
gewährleistet ist.
[0014] Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Heben und Schwenken eines
Verschlusses sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben.
[0015] Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Heben eines Behälter-Deckels,
Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Schwenken eines Behälter-Deckels,
Fig. 4 eine Einzelheit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 5 die in Fig. 4 gezeigte Einzelheit im Grundriss,
Fig. 6 eine Einzelheit der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zum Schwenken des Behälter-Deckels
gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 einen Schnitt durch den Deckel mit der Verriegelungsvorrichtung,
Fig. 8 einen Schnitt durch den Behälter mit der Verriegelungsvorrichtung,
Fig. 9 die Verriegelungsvorrichtung, wenn Druck im Behälter herrscht,
Fig. 10 die Verriegelungsvorrichtung, wenn Vakuum im Behälter herrscht,
Fig. 11 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäss einem dritten
Ausführungsbeispiel und
Fig. 12 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäss einem vierten
Ausführungsbeispiel.
[0016] Gemäss Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Behälter 1 durch einen Deckel 2 verschlossen. Dieser
Deckel ist gemäss Fig. 2 um zwei Achsen 3 auf zwei Gelenkböcken 4 schwenkbar gelagert.
Die beiden Gelenkböcke 4 können mit Hilfe zweier Gewindespindeln 5 gehoben und gesenkt
werden. Die beiden Gewindespindeln 5 sind in je einer Gewindebohrung 6 des Gelenkbockes
4 eingeschraubt. Durch Drehen der beiden Gewindespindeln 5 in der einen oder anderen
Drehrichtung können somit die beiden Gewindeböcke 4 gehoben und gesenkt werden, wobei
über die Achsen 3 auch der Deckel 2 des Behälters 1 gehoben oder gesenkt wird. Zum
Drehen der beiden Gewindespindeln 5 sind an ihren unteren Enden je ein Winkelgetriebe
7 befestigt, welche über ein zweites Winkelgetriebe 8 von einem Elektromotor 9 angetrieben
werden. Die beiden Winkelgetriebe 7 sind über je eine Welle 10 mit dem zweiten Winkelgetriebe
8 verbunden. Das Winkelgetriebe 7 weist zwei Kegelräder 11 und 12 auf, von denen das
eine 11 an der Gewindespindel 5 und das andere an der Welle 10 befestigt ist. - Das
Winkelgetriebe 8 weist drei Kegelräder 13, 14 und 15 auf. Die beiden Kegelräder 13
und 15 sind an der Welle 10 befestigt, das dritte Kegelrad 14 wird vom Elektromotor
9 angetrieben.
[0017] Gemäss Fig. 1 ist jeder Gelenkbock 4 in zwei Führungsstangen 16 und 17 verschiebbar
gelagert, wie auch aus Fig. 4 und Fig 5 ersichtlich ist. Gemäss Fig. 5 ist die Achse
3 starr am Deckel 2 befestigt und über einen Stift 18 schwenkbar im Gelenkbock 4 gelagert.
[0018] Gemäss Fig. 3 ist am Deckel 2 über ein Gelenk 19 ein Schwenkarm 20 schwenkbar angelenkt.
Dieser Schwenkarm 20 ist ferner in einem zweiten Gelenk 21 verschiebbar am Behälter
1 angelenkt. Der Schwenkarm 20 lässt sich in Richtung des Pfeils A im Gelenk 21 verschieben
und kann zugleich wie durch Pfeil B angedeutet um eine Achse 22 schwenken. Durch einen
Anschlag 23 ist die Verschiebung des Schwenkarmes 20 im Gelenk 21 begrenzt. Am rechten
Ende des Schwenkarmes 20 ist eine Rolle 24. Diese Rolle 24 kann sich auf einem bogenförmigen
Gleitsegment 25 abstützen, wenn sich der Schwenkarm 20 in der vertikalen, gestrichelt
angedeuteten Stellung befindet, in welcher der ebenfalls gestrichelt angedeutete Behälter-Deckel
2 offen ist.
[0019] Gemäss Fig. 6 kann die Rolle 24 des Schwenkarmes 20 in einer Führungskulisse 26 geführt
sein, um den Behälter-Deckel 2 in seiner offenen Stellung gegen jede unerwünschte
Verschwenkung zu sichern.
[0020] Gemäss Fig. 7 und Fig. 8 ist am Behälter 1 der Behälter-Deckel 2 in Richtung eines
Pfeils C einsetzbar. Am Behälter 1 ist ein Umfangsflansch 27 befestigt. Dieser Flansch
27 erstreckt sich über den ganzen Umfang des Behälters und weist einen rechteckigen
querschnitt auf. Am Deckel 2 ist ebenfalls ein über den ganzen Deckelumfang sich erstreckender
Umfangflansch 28 befestigt. Diese beiden Flansche weisen den gleichen querschnitt
auf.
[0021] Die Verriegelung der Vorrichtung wird anhand Fig. 7 und Fig. 8 näher erläutert. Diese
Verriegelung ist ausführlich in der CH -A5- 420 893 beschrieben. Gemäss Fig. 7 und
Fig. 8 ist der Deckel 2 durch zwei die beiden Umfangflanschen 27 und 28 übergreifenden
Schliessringe 29 und 30 am Behälter 1 befestigt. Diese Schliessringe 29 und 30 bilden
zwei Teilringe, die sich zusammen zum gesamten Umfang ergänzen. Jeder Schliessring
29 und 30 erstreckt sich somit über einen Umfangswinkel von 180°. Der Schliessring
29 ist über seine ganze Länge, z.B. mittels einer Schweissnaht, am Flansch 27 des
Behälters 1 befestigt und der Schliessring 30 ist über seine ganze Länge mittels einer
Schweissnaht am Flansch 28 des Deckels 2 befestigt. Die beiden Schliessringe 29 und
30 weisen einen U-förmigen querschnitt auf und sind gleich ausgebildet. Beim Einsetzen
des Deckels 2 liegen die Stirnflächen 31 des einen Schliessringes 29 an den Stirnflächen
32 des anderen Schliessringes 30 an. Ein Unterschied zwischen den Flanschen 27 und
28 besteht darin, dass sich im Gegensatz zum Flansch 28 im Flansch 27 ein Dichtungsring
33 befindet. Dieser Dichtungsring 33 ist in der die Trennebene zwischen Deckel 2 und
Behälter 1 bildenden Stirnseite des Flanches 27 eingesetzt. Der Dichtungsring 33 erstreckt
sich über den ganzen Umfang des Flansches 27. Fig. 9 und Fig. 10 zeigen detailliert
diese Verriegelungsvorrichtung. Zwischen dem Dichtungsring 33 und dem Flansch 27 ist
ein Druckluftraum 34 vorhanden.
[0022] Dieser Druckluftraum 34 entsteht durch Einstechen einer Nut für den Dichtungsring
33, die tiefer ist als der eingesetzte Teil des Dichtungsringes 33. Der Dichtungsring
33 ist bei angelegtem Deckel 2 mittels Druckluft in Längsrichtung des Behälters 1
verschiebbar geführt und tritt dann etwas aus der Stirnfläche des Flansches 27.
[0023] Die Druckluft kann gemäss Fig. 10 durch einen Druckwächter 35 und durch ein Magnetventil
36 gesteuert werden. Das Magnetventil 36 befindet sich in einer Druckluftleitung 37,
welche zur Umfangsnut 34 des Flansches 27 führt.
[0024] Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 11 ist der Deckel 2 ebenfalls um zwei Achsen
3 auf zwei Gelenkböcken 4 schwenkbar gelagert. Die beiden Gelenkböcke 4 können mit
Hilfe zweier Hubzylinder 40 und 41 angehoben und gesenkt werden. Die beiden Hubzylinder
40 und 41 sind ortsfest und enthalten je einen Kolben 42 und 43. Diese beiden Kolben
42 und 43 sind über je eine Kolbenstange 44 und 45 mit den Gelenkböcken 4 verbunden.
Jeder Hubzylinder 40 und 41 ist über eine hydraulische Leitung 46 an einer Hydraulikpumpe
47 angeschlossen, damit beim Einschalten dieser Hydraulikpumpe 47 Druckflüssigkeit
in die Kammern 48 der Hydraulikzylinder 40 und 41 unterhalb den Kolben 42 und 43 zugeführt
werden kann. Dadurch werden die Kolben 42 und 43 angehoben und über die Kolbenstange
44 und 45 werden die Gelenkböcke 4 und somit auch der Behälter-Deckel 2 angehoben.
[0025] Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 12 ist der Deckel 2 wiederum um zwei Achsen
3 auf zwei Gelenkböcken 4 schwenkbar gelagert. Die beiden Gelenkböcke 4 können mit
Hilfe zweier Gewindespindeln 5 gehoben und gesenkt werden. Die beiden Gewindespindeln
5 sind in je einer Gewindebohrung 6 des Gelenkbockes 4 eingeschraubt. Durch Drehen
der beiden Gewindespindeln 5 in der einen oder anderen Drehrichtung können somit die
beiden Gewindeböcke 4 gehoben und gesenkt werden, wobei über die Achsen 3 auch der
Deckel 2 des Behälters 1 gehoben oder gesenkt wird. Zum Drehen der beiden Gewindespindeln
5 sind an ihren unteren Enden je ein Elektromotor 49 angeordnet, mit deren Hilfe die
beiden Gewindespindeln in beiden Drehrichtungen angetrieben werden können. Eine an
sich bekannte Schaltvorrichtung 50 gewährleistet, dass die beiden Elektromotoren 49
synchron angetrieben werden. Im übrigen funktioniert diese Ausführungsform genau gleich
wie die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform.
[0026] Das Öffnen und Schliessen des Behälters 1 durch den Deckel 2 geht folgendermassen
vor sich: Bevor der Deckel 2 zum Öffnen des Behälters 1 verschoben werden kann, muss
zuerst der im Behälter 1 herrschende Druck oder das im Behälter 1 vorhandene Vakuum
vollständig abgebaut werden. Anschliessend muss auch der Druck im Druckluftraum 34
hinter dem Dichtungsring 33 abgebaut werden, damit der Dichtungsring 33 nicht mehr
gegen den Umfangflansch 28 angepresst wird. Der Deckel 2 lässt sich beim Öffnen des
Behälters 1 erst verschieben, wenn der Druckwächter 35 anzeigt, dass durch das Magnetventil
36 die Leitung 37 und somit der Druckluftraum 34 vollständig entlüftet sind.
[0027] Beim Verschieben des Deckels 2 zum Öffnen des Behälters 1 wird der Motor 9 eingeschaltet
und der Deckel 2 beginnt sich in Richtung des Pfeils C (Fig. 7) zu verschieben. Bei
dieser Verschiebung wird der halbe, ohne Schliessring versehene Umfang des Flansches
28 aus dem Schliessring 29 des Behälters 1 herausgezogen, ebenfalls wird der andere
halbe ohne Schliessring 29 versehene Umfang des Flansches 27 aus dem Schliessring
30 des Deckels 2 herausgeschoben.
[0028] Wenn der Behälter 1 durch den Deckel 2 geschlossen ist, kann ein Druck im Behälter
1 aufgebaut werden, dann berühren sich die Flansche 27 und 28 nicht, wie aus Fig.
9 ersichtlich ist.
[0029] Wenn der Behälter 1 durch den Deckel 2 geschlossen ist, kann aber auch ein Vakuum
im Behälter 1 erzeugt werden, dann werden die Flansche 27 und 28 aneinander gepresst,
wie aus Fig. 10 ersichtlich ist. In beiden Fällen wird im Druckluftraum 34 ein Druck
erzeugt und der Dichtring 33 wird gegen den Flansch 28 gepresst, wodurch gewährleistet
ist, dass der Deckel 2 dicht am Behälter 1 anliegt.
[0030] Statt durch einen einzigen Motor 9 können die beiden Spindeln 5 durch je einen separaten
Motor synchron angetrieben werden. Statt der Spindeln 5 können die Gelenkböcke 4 mit
dem Deckel 2 durch zwei hydraulische oder pneumatische Zylinder mit je einem Kolben
gehoben werden oder mit Hilfe von Zahnstangen.
[0031] Der Behälter 1 hat beispielsweise einen Durchmesser von 2,7 Metern und ist so stark,
dass er mindestens Drücke von +4 bar und ein entsprechendes Vakuum von -1 bar ohne
Deformation aushält. Die Länge des Behälters beträgt beispielsweise 2-10 Meter. Aus
Festigkeitsgründen ist der Deckel 2 nicht flach sondern kalottenförmig. Für den Dichtring
33 zwischen Behälter 1 und Deckel 2, d.h. zwischen dem Umfangsflansch 27 am Behälter
1 und dem Umfangsflansch 28 am Deckel 2, wird vorzugsweise ein sogenannter O-Ring
aus Gummi oder ein geeigneten Kunststoff, z.B. syntetischer Gummi, verwendet. Zum
Verschieben und Verschwenken des Behälter-Deckels 2 eignen sich Elektromotren oder
Hydromotoren, deren Grösse vom Gewicht des Deckels 2 abhängig ist. Im Druckluftraum
34 hinter dem Dichtungsring 33 herrscht beispielweise ein Druck von 4 bis 8 bar.
1. Vorrichtung zum Verschieben und Schwenken eines Behälter-Verschlusses, insbesondere
eines Behälter-Deckels (2) oder einer Behälter-Türe zum Öffnen eines Behälters (1),
mit einer Verriegelungsvorrichtung (29,30), die sowohl bei Druck als auch bei Vakuum
im Behälter (1) abdichtet, gekennzeichnet durch mindestens eine Verschiebevorrichtung
(4,5) zum Verschieben und Entriegeln des Behälter-Verschlusses (2), nachdem der Druck
oder das Vakuum im Behälter (1) abgebaut wurde, und durch mindestens einen ausziehbaren
Schwenkarm (20) zum Schwenken des entriegelten Behälter-Verschlusses (2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Behälter-Verschlusses
(2) je eine Spindel (5) zum Verschieben des Behälter-Verschlusses (2) angeordnet ist,
welche synchron angetrieben werden, und dass zu beiden Seiten des Behälter-Verschlusses
(2) je ein Schwenkarm (20) angeordnet ist, der einerseits am Behälter-Verschluss (2)
drehbar angelenkt ist und der andererseits am Behälter (1) sowohl drehbar als auch
verschiebbar angelenkt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spindeln (5)
von einem gemeinsamen Motor (9) über ein Winkelgetriebe (7,8) synchron angetrieben
werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spindel (5) durch einen
eigenen Motor (49) angetrieben ist und dass die beiden Motoren (49) synchron drehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Behälter-Verschlusses
(2) je ein hydraulischer Hubzylinder angeordnet ist mit einem Kolben zum Verschieben
des Behälter-Verschlusses.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm eine Gleitrolle
(24) aufweist, welche sich über einen Teilbereich der Schwenkbewegung des Schwenkarmes
(20) auf einem Gleitsegment (25) abstützt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm eine Gleitrolle
(24) aufweist, welche sich über einen Teilbereich der Schwenkbewegung des Schwenkarmes
auf einer Führungskulisse (26) abstützt.
8. Vorrichtung zum Verschieben und Schwenken eines Behälter-Verschlusses insbesondere
eines Behälter-Deckels (2) oder einer Behälter-Türe zum Öffnen eines Behälters (1)
mit einer Verriegelungsvorrichtung (29,30), die bei Druck im Behälter (1) abdichtet,
gekennzeichnet durch mindestens eine Verschiebevorrichtung (4,5) zum Verschieben und
Entriegeln des Behälter-Verschlusses (2) und durch mindestens einen ausziehbaren Schwenkarm
(20) zum Schwenken des entriegelten Behälter-Verschlusses (2).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit je einem Umfangsflansch (27,28) am Deckel (2) und
am Behälter (1) und mit einem die beiden Umfangsflansche übergreifenden Schliessring
(29,30) zum Zusammenhalten von Behälter (1) und Deckel (2), dadurch gekennzeichnet,
dass der Schliessring aus zwei sich zum Umfang ergänzenden Schliessringe (29,30) besteht
und dass der eine Schliessring (30) am Deckel (2) und der andere Schliessring (29)
am Behälter (1) befestigt ist zum hakenartigen Untergreifen der Umfangsflanschen (27,28)
an den Schliessringen (29,30) beim Verschieben des Deckels (2) quer zum Behälter (1).