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Die
Erfindung betrifft einen Deckelbehälter zur Lagerung und
zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen
Füllgütern, mit einem äußeren Behälterkörper,
mit einem oberen Behälterdeckel und einem eingesetzten
dünnwandigen Inliner. Der Behälterdeckel weist
wenigstens eine gas- und flüssigkeitsdicht verschließbare
Einfüll- und Entleerungsöffnung auf und kann z.
B. mittels U-förmigem Spannringverschluss oder ohne Spannring
als Schnappdeckel mittels Schnappverschluss oder als Schraubdeckel
mittels Schraubverschluss auf der oberen Behälteröffnung
des Behälterkörpers an einem entsprechend ausgebildeten
Flanschrand fixiert sein.
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Stand der Technik:
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Üblicherweise
werden Flüssigkeiten, insbesondere gefährliche
Flüssigkeiten wie Chemikalien oder dergleichen in Stahl-
oder Kunststoff-Spundfässern abgefüllt.
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Diese
Stahl- oder Kunststoff-Spundfässer haben eine besondere
UN-Zulassung, damit darin gefährliche Flüssigkeiten
transportiert und gelagert werden dürfen. Um eine UN-Zulassung
für Fässer zu erhalten, müssen diese
bestimmte Tests (z. B. Diagonal-Falltest, Kältefalltest,
Innendruckprüfung, Stauchdruckprüfung etc.) durchlaufen
und besonders hohe Leistungsanforderungen erfüllen.
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Es
gibt bereits auch einige Deckelfässer mit UN-Zulassung,
die allerdings nur für weniger gefährliche Flüssigkeiten
verwendet werden dürfen, weil ein Deckelfaß (Open
Top Drum) verständlicherweise nicht die hohe Fallfestigkeit
und Innendruckbeständigkeit wie ein Spundfass (Closed Head
Drum) erreichen und aufweisen kann.
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Weiterhin
ist eine Verwendung von dünnwandigen Inlinern (Foliensäcke)
bei Deckelfässern allgemein bekannt, so z. B. aus der
DE-A 1009101 oder
DE-A 4321550 . Man
hat sogar auch versucht, Spundfässer mit Inlinern auzustatten,
wie z. B. aus der
DE 4007617 oder
EP-B 0 501 015 bekannt
wurde. Derartige Inliner werden in der Regel eingesetzt um eine
Verunreinigung des Behälterkörpers zu vermeiden
und dadurch eine Wieder- bzw. Mehrfachverwendung des Außenbehälters
zu ermöglichen. Bei Deckelfässern werden die Inliner
immer im Mündungsbereich bzw. am Außenrand des
Deckelbehälters befestigt; bei Spundfässern haben
die Inliner zur Befestigung innerhalb der Spundöffnung
des Fasses zumeist spezielle Befestigungshülsen an der
Einfüll- und Entleerungsöffnung. Das Einsetzten
von Kunststoff-Inlinern in Spundfässer und das spätere
Herausnehmen ist jedoch äußerst kompliziert und
aufwendig und hat sich in der Praxis nicht bewährt.
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Problematik:
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß übliche
befüllte Deckelbehälter – auch mit eingesetzten
Inlinern – nur in begrenztem Maße für
gefährliche Flüssigkeiten eingesetzt werden können,
weil sie bei Behälterabstürzen – insbesondere
bei einem kritischen Diagonalfall – im Verbindungsbereich
von äußerem Behälterkörper und oberem
Behälterdeckel hohen Belastungen ausgesetzt sind, die – insbesondere
bei Kunststoff-Deckelfässern mit Stahl-Spannringverschluss – häufig
zu Undichtigkeiten führen und somit den Einsatzbereich von
Deckelfässern auf ungefährliche partikelförmige oder
pastöse Füllgüter einschränken.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile des Standes
der Technik zu beseitigen und einen Deckelbehälter anzugeben,
dessen Dichtigkeitsverhalten auch bei höheren bzw. kritischen
Belastungsfällen verbessert ist, und für den – gegenüber üblichen
Deckelfässern – eine höhere UN-Zulassung
erreichbar ist. Weiterhin soll das Einsatzgebiet dieser Deckelbehälter
in Hinblick auf gefährliche flüssige Füllgüter
unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer
Gesichtspunkte erweitert und eine kostengünstige Wiederverwendung des äußeren
Behälterkörpers ermöglicht werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Behälterdeckel mit wenigstens einer kleineren,
mittels Verschlussdeckel gas- und flüssigkeitsdicht verschließbaren
Deckelöffnung zum Einfüllen und zur Entnahme des
Füllgutes versehen ist, und daß der dünnwandige
Inliner auf der Unterseite des Behälterdeckels im äußeren
Umfangsbereich gas- und flüssigkeitsdicht befestigt bzw-
fixiert ist, wobei Behälterdeckel und Inliner eine gas-
und flüssigkeitsdichte Hohlkörper-Einheit bilden.
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Auf
diese Weise wird ein vollständig geschlossener Behälter
zur Aufnahme des flüssigen Füllgutes geschaffen,
der hinsichtlich einer Flüssigkeitsdichtigkeit aus den
zwei wesentlichen Teilen Inliner und Behälterdeckel besteht,
die unlösbar gas- und flüssigkeitsdicht miteinander
verbunden sind. Die Befüllung und Entleerung erfolgt ausschließlich über
eine oder zwei kleine Spundöffnungen (z. B. 2 Zoll-Öffnung)
im Behälterdeckel, die für sich mittels entsprechender
Schraubdeckel oder Spundstopfen gas- und flüssigkeitsdicht
verschließbar sind.
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Der
untere Behälterkörper ist hierbei an der Abdichtung
des flüssigen Füllgutes nicht mehr direkt beteiligt
und hat im wesentlichen nur noch eine Stützfunktion zu
erfüllen. Da der Behälterkörper mit dem flüssigen
Füllgut nicht mehr in Kontakt kommt, ist er hervorragend
für eine Mehrfachverwendung geeignet. Der Behälterkörper
kann aus thermoplastischem Kunststoff (z. B. HD-PE) bestehen und
im Spritzgussverfahren, im Blasformverfahren oder nach dem Rotationsschmelzverfahren
(Rotational Moulding) hergestellt sein. Der Behälterkörper
kann aber auch aus Metall (z. B. Stahlblech) oder gewickeltem Kraftpapier
(Papptrommel, Fiberdrum) bestehen.
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Bei
Behälterabstürzen führen kleinere Deformationen
von Spannring und Deckelrand bzw. Behältermündung
nicht sofort zu Undichtigkeiten mit Flüssigkeitsaustritt,
solange der innere Inliner nicht beschädigt wird. Der erfindungsgemäße
Deckelbehälter widersteht nun auch – etwa so wie
ein Spundfass – erheblich höheren Innendrücken
im Vergleich zu üblichen Deckelfässern, da die
flüssigkeitsdichte Abdichtung zum Behälterinneren
nicht mehr über einen am Außenumfang eingelegten
Dichtungsring gegenüber der durchmessergroßen
Behälteröffnung, sondern lediglich an dem wesentlich
kleineren Spundverschluss (2 Zoll) bzw. Schraubdeckel (z. B. 150
mm Durchmesser) innerhalb des Behälterdeckels erfolgt. Durch
das erheblich bessere Dichtigkeitsverhalten wird ermöglicht,
daß höherwertige UN-Zulassungen – auch
für gefährliche flüssige Füllgüter – erreicht werden
können.
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Spundfässer
aus thermoplastischem Kunststoff haben z. B. bei Heißabfüllung
von flüssigen Chemikalien (mit Prozesswärme) den
Nachteil, daß die verschlossenen Fässer durch
nachfolgende Abkühlung des Füllgutes einem inneren
Unterdruck (Vakuumbildung) unterliegen und sich dadurch häufig seitliche
Einbeulungen der Fasswandung ausbilden. Dies ist bei übereinander
gestapelten Spundfässern besonders kritisch hinsichtlich
von Fassabstürzen durch Stapelumfälle. Bei dem
erfindungsgemäßen Kunststoff-Deckelfass mit eingeschweißtem
Inliner tritt dieser nachteilige Effekt nicht mehr auf, weil der Spannringverschluss
von Fassdeckel und Fasskörper nun gerade nicht mehr gas-
und flüssigkeitsdicht ist, sondern der Inliner kann sich
nach Heißabfüllung problemlos einziehen und eine
Vakuumbildung ausgleichen, ohne daß dies eine Auswirkung
auf die Form bzw. Gestalt und damit auf die Stapelbelastbarkeit
des äußeren Fasskörpers und des Fassdeckels hat.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Behälterdeckel
aus thermoplastischem Kunststoff besteht und im Spritzguss- oder
Blasformverfahren hergestellt ist, und daß der Inliner
im äußeren Umfangsbereich des Behälterdeckels
unlösbar gas- und flüssigkeitsdicht aufgeschweißt
oder aufgeklebt ist. Wenn Inliner und Behälterdeckel beide
aus Kunststoff bestehen wird das gegenseitige Verschweißen
bzw. Aufschweißen des Inliners auf den Rand des Behälterdeckels
bevorzugt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung bestehen
Fasskörper, Fassdeckel und angeschweißter Inliner
gleichermaßen aus thermoplastischem Kunststoff (HD-PE),
wobei der Fassdeckel mit seitlich in der Deckelscheibe angeordneter Spundöffnung
mittels eines Stahl-Spannringes auf dem Fasskörper befestigt
ist. Diese bevorzugte Ausführungsvariante ist – mit
entsprechender UN-Zulassung – als Ersatz für normale
Kunststoff-Spundfässer vorgesehen, die üblicherweise
für die Lagerung und den Transport von gefährlichen
flüssigen Füllgütern verwendet werden.
Bei Mehrfachverwendung des zylindrischen Deckelfasskörpers
ist eine derartige Verpackungseinheit kostengünstiger als
ein vergleichbares Spundfass.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Behälterdeckel aus Metall besteht und der Inliner im äußeren
Umfangsbereich des Behälterdeckels gas- und flüssigkeitsdicht
aufgeklebt ist. Das flächige Verkleben mit hochwertigen
Industrieklebern stellt hierbei die optimale Form einer unlösbaren
Verbindung von Fassdeckel und Inliner dar.
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Der
erfindungsgemäße Deckelbehälter kann natürlich
auch für feste, partikelförmige oder zähfließende,
pastöse Füllgüter verwendet werden, solange diese
wie Flüssigkeiten mit einem Füllrohr durch die Einfüll-
und Entleerungsöffnung im Behälterdeckel einfüllbar
und mittels Saugrohr aus dem Deckelbehälter heraus absaugbar
sind.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Behälterdeckel
einen nach unten offenen U-förmigen Rand mit einem vertikalen äußeren und
einem vertikalen inneren Deckelflansch aufweist, und daß der
Inliner außenseitig auf den inneren Deckelflansch aufgeschweißt
oder aufgeklebt ist. Hierbei wird der Inliner in einem vertikalen
Befestigungsbereich am Fassdeckel fixiert. In vorteilhafter Weise ist
der innere Deckelflansch dabei verlängert ausgebildet und
bietet dadurch eine breitere Verschweißungszone.
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In
anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Inliner an seinem oberen Ende einen nach außen ausgeformten
Rand nach Art eines Radialflansches aufweist und im wesentlichen
in dem der Stirnfläche der Behältermündung
gegenüberliegenden U-förmigen Deckelrand eingeschweißt
oder eingeklebt ist. Hierbei ist der Befestigungsbereich mehr in
Horizontalrichtung ausgerichtet. Dabei reicht der Inliner-Rand bis
in die Auflagefläche des Fassdeckels und wird dort sozusagen
zusätzlich eingeklemmt. Dies wirkt einerseits schädlichen
Zugbelastungen entgegen und verhindert ein "Klappern" des Fassdeckels,
denn auf übliche fassdeckelgroße Dichtungsringe
im Deckelrand bzw. auf der Fassmündung kann bei dem erfindungsgemäßen
Deckelfass verzichtet werden.
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Der
Inliner ist normalerweise als zylinderförmiger Foliensack
ausgebildet und aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Dabei
kann der flüssigkeitsdichte Inliner zur Verstärkung
mit einer Gewebeeinlage ausgestattet sein.
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In
vorteilhafter Weise kann der Inliner an seinem oberen Rand in seinem
Befestigungsbereich verdickt ausgebildet sein und eine Wanddicke
von wenigstens 1 mm aufweisen. Um ein Verdrehen des Inliners im
Fasskörper zu Verhindern kann der Inliner in sich mit einer
Vielzahl von in Vertikalrichtung verlaufenden Versteifungsrippen
ausgestattet sein. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in
den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Deckelbehälter in perspektivischer
Ansicht,
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2 einen
Querschnitt durch den Deckelbehälter mit Inliner gemäß 1,
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3 einen
Querschnitt durch den Behälterkörper ohne Inliner,
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4 eine
Draufsicht auf den Behälterdeckel,
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5 ausschnittsweise
einen vergrößerten Querschnitt des Deckelbehälters.
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In 1 ist
mit der Bezugsziffer 10 ein erfindungsgemäßer
Deckelbehälter in einer bevorzugten Ausführungsform
als vollzylindrisches 220 Liter Deckelfaß bezeichnet, der
einen Behälterkörper 12 mit aufgesetztem
Behälterdeckel 14 und Spannringverschluss 16 zeigt.
Der Behälterdeckel 14 weist eine zentrale flache
Deckelscheibe 18 mit darin angeordneten, sich diametral
gegenüberliegenden Spundöffnungen und einen U-förmigen,
nach unten offenen Deckelrand 20 mit einem äußeren
Ringstück 22 und einem inneren Ringstück 24 auf
(5). Die zentrale Deckelscheibe 18 ist
gegenüber einer flachen, außenseitig umlaufenden
Ringscheibe 32 etwas erhöht ausgebildet.
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Im Übergangsbereich
von außenseitiger Ringscheibe 32 zu der zentralen
Deckelscheibe 18 sind zwei sich diametral gegenüberliegende,
jeweils mit einem Spundstopfen 38 gas- und flüssigkeitsdicht verschließbare
Spundöffnungen in kleinen Spundmulden derart versenkt angeordnet,
daß im Verschlusszustand die Oberfläche der eingeschraubten Spundstopfen 38 mit
der Oberfläche des aufgesetzten Spannringes 16 und
der zentralen Deckelscheibe 18 in einer Höhenebene
liegen.
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Am
unteren Rand des Behälterkörpers 12 ist für
eine bessere Stabilität, sowie höhere Standfestigkeit
und Abrollbarkeit des gefüllten Fasses in gekippter Schrägpositionierung
ein massiv ausgeformter umlaufender Boden-Rollring bzw. Fußring 40 angeordnet.
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Der
Spannring 16 übergreift mit seinem oberen Schenkel
den U-förmigen Deckelrand 20 und mit seinem unteren
Schenkel einen oben an der Behälteröffnung 36 an
der Außenwandung des Behälterkörpers 12 angeordneten,
im wesentlichen radial nach außen abstehenden Mantelflansch 34 und presst
den Behälterdeckel 14 auf die Behälteröffnung 36.
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2 zeigt
den Fassdeckel 14 in Draufsicht. Hier sind im Deckel zwei
gegenüberliegende Spundöffnungen mit 2 Zoll-Spundstopfen 38 gas-
und flüssigkeitsdicht verschlossen. Außenseitig
in der flachen Ringscheibe 32 und innenseitig direkt hinter dem
U-förmigen Deckelrand sind mehrere Stapelnocken 28 in
Form von Ringsteg-Teilstücken vorgesehen. Diese Stapelnocken 28 greifen
bei Stapelung gleichartiger Fässer formschlüssig
in die innenseitig hinter dem Boden-Rollring 40 (Foot-Ring)
angeordnete Eingreifnut 30 ein und verhindern z. B. bei Transporterschütterungen
ein seitliches Verrutschen von übereinander gestapelten
Fässern.
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In 3 ist
der Behälterkörper bzw. ein Fasskörper 12 mit
oberer Einfüllöffnung 36, mit oberem
Mantelflansch 34 als Spannring-Gegenlager, und mit bodenseitigem
Fußring 40 in Querschnittsansicht dargestellt.
Direkt hinter dem Fußring 40 ist die Eingreifnut 30 in
den flachen Faßunterboden eingeformt.
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4 zeigt
das vollzylindrische Deckelfaß 10 als bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung mit Fasskörper 12,
mit aufgesetztem Fassdeckel 14 und mit an den Fassdeckel 14 angeschweißtem Kunststoff-Inliner 26.
Das Deckelfaß hat ein Fassungsvermögen von ca.
220 Liter bzw. 55 US-Gallonen. Mit einer Höhe von 890 mm
und einem äußeren Durchmesser von 585 mm weist
es nahezu die gleichen Abmessungen auf wie ein entsprechendes Stahlfass
und ist mit den gleichen Stahlfass-Fassgreiferwerkzeugen handhabbar.
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Der
Fassdeckel 14 ist im Spritzgussverfahren aus Kunststoff-Neumaterial
(HD-PE virgin material) hergestellt. Der Inliner 26 besteht
ebenfalls aus Kunststoff-Neumaterial (HD-PE) und kann im Spritzgußverfahren,
im Tiefziehverfahren oder aus zusammengesetztem Folienmaterial hergestellt
sein. Der Inliner 26 kann als zylinderförmiger
Foliensack einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein und dabei
eine Wandstärke von 0,6 bis 2 mm und ein Gewicht von ca.
1,2 bis 3,4 kg aufweisen. Ein mehrschichtiger Inliner ist vorzugsweise
mit einer Barriereschicht (Permeationssperre) gegen ein Durchwandern
von Kohlenwasserstoffen, Kohlendioxid oder Sauerstoff ausgestattet.
Der gas- und flüssigkeitsdichte Inliner 26 kann
weiterhin zur Verstärkung mit einer Gewebeeinlage und gegen
eine Verdrehsicherheit innerhalb des Fasskörpers bei schrägem
Abrollen eines befüllten Fasses mit in Vertikalrichtung
verlaufenden Versteifungsrippen ausgestattet sein. Der Fasskörper 12 kann
im Spitzgussverfahren oder im Blasformverfahren hergestellt sein
und kann aus Kunststoff-Neumaterial (HD-PE) oder Recycle-Kunststoffmaterial
bestehen. Bei einer Wandstärke von ca. 2,5 bis 5 mm kann
das Gewicht des Fasskörpers von ca. 5,0 bis 9,5 kg betragen.
Durch eine Mehrfachverwendung des Fasskörpers können
in vorteilhafter Weise die Verpackungskosten, der Verbrauch von
Neumaterial und damit die Materialkosten gesenkt werden, und es
vermindert die Menge an Abfallmaterial von gebrauchten Verpackungsbehältern.
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Der
Kreisausschnitt "A" links oben in 4 ist in 5 als
vergrößerter Teilquerschnitt dargestellt. Darin
ist ersichtlich, daß das innere Ringstück 24 des
U-förmigen Deckelrandes 20 derart verlängert ausgebildet
ist, so daß es sich um ein ganzes Stück in die
Behälterkörperöffnung 36 hinein
erstreckt. Die "Eintauchtiefe" des Ringstückes 24 (= Höhe
des Ringstückes) kann zwischen 10 und 60 mm betragen. In
bevorzugter Ausführung weist die glatte Außenseite
des Ringsteges 24 als Befestigungsbereich 42 für
das Aufschweißen oder Aufkleben des Inliners eine Höhe
von ca. 35 mm auf (innenseitig gemessen von der Ringscheibe 32 aus).
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In 6 ist
die Behältermündung und die Behälterdeckelausführung
noch einmal in Detailansicht dargestellt. Dadurch, daß die
flache Ringscheibe 32, die sich direkt hinter dem U-förmigen
Deckelrand anschließt, um ca. 15 bis 20 mm tiefer als die obere
Stirnkante 32 des U-förmigen Deckelrandes gelegen
ist, ergibt sich eine umlaufende Eingreifnut für den Einsatz
bzw. zur Handhabung eines befüllten Deckelbehälters
mit üblichen Fassgreiferwerkzeugen (Papageienschnabel)
wie er auch für übliche Stahlfässer verwendet
wird.
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Im
Befestigungsbereich 42 weist der Inliner zum besseren Anschweißen
bzw. Ankleben vorzugsweise einen verdickt ausgebildeten Rand auf.
Dort kann die Wandstärke bis doppelt so dick ausgebildet sein
wie die normale Wandstärke des Inliners (etwa 0,5 bis 2
mm). Der Inliner kann verschiedenartig ausgestaltet sein. So kann
in einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, daß der
Inliner 26 aus einer Metallfolie oder einer flüssigkeitsdichten,
mit Metallfäden durchzogenen und kunststoffbeschichteten
Gewebefolie besteht. Bei einem Einsatz im Lebensmittelbereich kann
z. B. auch vorgesehen sein, daß der Inliner 26 aus
einer mehrschichtigen Kunststoff-Folie besteht und eine Barriereschicht
gegen Permeation von Kohlenwasserstoffen aufweist.
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Auf
einen in den U-förmigen Deckelrand 20 eingelegten
umlaufenden Dichtungsring kann völlig verzichtet werden,
weil der Behälterdeckel 14 bei geschlossenem Spannring 16 nicht
gas- und flüssigkeitsdicht auf dem oberen Mündungsrand
der Behälteröffnung abdichtet sein muß,
da Fassdeckel und angeschweißter Inliner eine absolut flüssigkeitsdichte
Einheit bilden. Während übliche, mit Flüssigkeit befüllte
Deckelfässer in der Regel bei Behälterabstürzen
bereits aus Fallhöhen von 1,2 m undicht werden, bleibt
der erfindungsgemäße Deckelbehälter selbst
bei größeren Fallhöhen noch absolut flüssigkeitsdicht,
solange der Spannring nicht völlig abspringt.
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Gemäß der
Erfindung wird also auf einfache Weise ein flüssigkeitsdichtes
Deckelfaß geschaffen, das in seinen Leistungsdaten einem
geschlossenen einteiligen Spundfass nahezu ebenbürtig ist.
Die Dichtigkeit des erfindungsgemäßen Deckelfasses wird
bei Behälterabstürzen und bei Innendruckbelastungen
wesentlich erhöht, so daß es für einen
Einsatz von flüssigen Füllgütern bestens
geeignet ist und sogar für gewisse gefährliche
flüssige Füllgüter zugelassen werden
kann.
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- 10
- Deckel-Behälter
- 12
- Behälterkörper
- 14
- Behälterdeckel
- 16
- Spannring
- 18
- zentrale
flache Deckelscheibe
- 20
- U-förmiger
Deckelrand
- 22
- äußeres
Ringstück (20) (= äußerer Deckelflansch)
- 24
- inneres
Ringstück (20) (= innerer Deckelflansch)
- 26
- Inliner
(= zylinderförmiger Foliensack)
- 28
- Deckelsteg
(14) (= Stapelnocken)
- 30
- Eingreifnut
hinter Fußring (40)
- 32
- Ringscheibe
(14)
- 34
- Mantelflansch
(12)
- 36
- Behälteröffnung
(12)
- 38
- Spundstopfen
- 40
- Fußring
(12)
- 42
- Befestigungszone
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1009101
A [0005]
- - DE 4321550 A [0005]
- - DE 4007617 [0005]
- - EP 0501015 B [0005]