Druckfester Tank

Abstract

 Ein druckfester Tank weist einen aus mehreren parallelen, teilzylindrischen Schalen (10) zusammengesetzten Mantel auf, wobei jeweils benachbarte Mantelschalen (10) über einen in deren Sickenbereich verlaufenden rohrförmigen Längsholm (15) verbunden sind. Gegenüberliegende Längsholme (15) sind über rohrförmige Zuganker (18) miteinander verbunden. Im Befesti­gungsbereich der Zuganker (18) ist in den jeweiligen Längsholm (15) ein Verstärkungs-Rohrabschnitt (20) eingefügt.

Beschreibung

[0001] Ein druckfester Tank der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus DE-C-2 253 235 bekannt. Bei diesem als Tankcontainer gestalteten Behälter sind vier, den Tankman­tel bildende teilkreiszylindrische Mantelschalen zwischen zwei Stirnrahmen des Containers eingefügt. Zwischen diesen Stirn­rahmen verlaufen ferner außerhalb des Tankmantels vier U- oder L-Profilträger, die jeweils mit einem Flansch in die Sicke zwischen zwei aneinanderstoßenden Mantelschalen hineinragen. An diesen Flanschen von gegenüberliegenden Profilträgern sind die Enden von Zugankern angeschweißt, die durch das Tankinnere verlaufen und den Tankmantel im Sickenbereich durchsetzen. Zur Erzielung größerer Steifigkeit ist daran gedacht, die Zuganker im Tankinnern rohrförmig zu gestalten.

[0002] Der bekannte Tank erfordert zur Festlegung der massiven Profilträger entsprechend schwere Stirnrahmen und weist daher ein hohes Eigengewicht auf. Ferner ist eine verhältnismäßig große Anzahl an Zugankern vorgesehen, die nicht nur das Eigen­gewicht des Tanks weiter erhöhen, sondern auch einen hohen Herstellungsaufwand bedeuten und die Reinigung des Tankinnen­raums erheblich behindern.

[0003] Aus DE-C-2 007 142 ist ferner ein Tankcontainer bekannt, dessen obere und untere gewölbte Mantelschalen an in Behälter­längsrichtung verlaufenden oberen und unteren rohrförmigen Längsholmen ansetzen, die über eine den gesamten Behälter in zwei Kammern unterteilende Zugwand miteinander verbunden sind. Auch dieser Behälter ist in der Herstellung teuer und weist aufgrund der durchgehenden Zugwand hohes Taragewicht auf. We­gen der Trennwand ist auch hier die Reinigung des Behälter­innenraums aufwendig.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tank an­ zugeben, der bei hoher Druckfestigkeit möglichst geringes Ei­gengewicht aufweist, mühelos zu reinigen und leicht herzustel­len ist.

[0005] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An­spruch 1 gekennzeichnet. Die danach vorgesehenen, jeweils zwi­schen zwei benachbarte Mantelschalen eingefügten rohrförmigen Längsholme brauchen nicht allzu schwer sein, da sie in den Befestigungsbereichen der Zuganker durch eingefügte Abschnitte eines weiteren Rohrs verstärkt sind. Wegen dieser Verstärkun­gen in den rohrförmigen Längsholmen kommt man mit wenigen Zug­ankern aus. Bei gegebener Druckfestigkeit können die in den wenigen Zugankern auftretenden Kräfte problemlos in die Längs­holme eingeleitet werden, ohne daß unzulässige Spannungsspit­zen oder Verbiegungen auftreten. Eine geringe Anzahl von Zug­ankern ist vom Standpunkt der Fertigung, des Tankleergewichts und der Reinigung des Tankinnern günstig.

[0006] Aus DE-A-3 517 289 ist es zwar bekannt, bei einem Trans­portbehälter Verbindungselemente in Sacklöcher von Verstär­kungselementen einzusetzen, wobei die beispielsweise mit einem U-Profil versehenen Verstärkungselemente durch eine entspre­chende Flacheiseneinlage verstärkt sind. Bei dem aus dieser Schrift bekannten Transportbehälter handelt es sich jedoch nicht um einen druckfesten Tank, der bei der Erfindung voraus­gesetzten Gattung; auch das erfindungsgemäße Merkmal in einen rohrförmig gestalteten Längsholm an der Verbindungsstelle zum Zuganker einen Innenrohrabschnitt einzufügen, ist bei diesem Stand der Technik nicht verwirklicht.

[0007] Die gleichen Überlegungen gelten hinsichtlich des aus CH-A-431 385 bekannten Rechtecktanks, bei dem rohrförmige Zug­anker in konventioneller Weise über auf die Außenseite der ebenen Tankwände aufgeschweißte Verstärkungsscheiben befestigt sind.

[0008] Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ergibt den Vorteil, daß die Verstärkungsbereiche der Rohrabschnitte nicht abrupt aufhören. Vielmehr bewirken die durch die Ab­schrägung entstehenden, dem Tank zugewandten federnden Enden der Rohrabschnitte einen allmählichen Übergang.

[0009] Die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 und 4 sind im Hinblick auf die erzielbare Festigkeit der Zug­anker selbst sowie ihrer Verbindung mit den Längsholmen zweck­mäßig. Die Maßnahme nach Anspruch 5 dient dazu, eine Relativ­bewegung zwischen dem rohrförmigen Längsholm und dem in ihn eingefügten Rohrabschnitt zu verhindern, um den verstärkenden Effekt der Rohrabschnitte voll zur Geltung zu bringen.

[0010] Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ist im Hinblick auf die Reinigung des Tankinnenraums günstig und ge­stattet es ferner, den Tank an diesen Stellen durch jeweils einen Ansatz am Tankboden zu verschließen; alternativ können die Enden der rohrförmigen Längsholme durch zusätzliche Blech­stücke verschlossen werden, die als Zug- und Dopplerelemente über einen Teil des Tankbodens verlaufen.

[0011] Ist der Tank aus Edelstahl oder einem sonstigen hochwer­tigen Werkstoff gefertigt, so kann es gemäß Anspruch 7 zweck­mäßig sein, die rohrförmigen Längsholme nicht insgesamt aus dem Tankwerkstoff zu fertigen, sondern nur in ihrem im Tankin­nern liegenden Bereich mit aus Tankwerkstoff bestehenden teil­zylindrischen Hülsen zu umkleiden. In jedem Fall sind die im Innern der Längsholme liegenden Verstärkungs-Rohrabschnitte aus weniger edlem, dafür aber hohe Festigkeitseigenschaften aufweisendem Werkstoff gefertigt.

[0012] In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 ergibt sich der Vorteil, daß bei den heute verfügbaren Walzbreiten und den üblichen Tankquerschnitten die Mantelschalen in Längs­richtung einstückig sein können und nicht, wie bisher, aus mehreren einzelnen quer verlaufenden Schüssen zusammengesetzt zu werden brauchen. Daraus resultiert eine insgesamt kürzere Schweißnahtlänge und eine leichtere Montage.

[0013] Die Weiterbidung nach Anspruch 9 hat den Vorteil, daß für eine etwaige Kühlung oder Heizung außer den externen Zuleitun­gen und Anschlüssen keine weiteren gewichtserhöhenden Maßnah­men am Tank erforderlich sind.

[0014] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

Figur 1 eine Seitenansicht eines zwischen zwei Container-­Stirnrahmen eingesetzten druckfesten Tanks,

Figur 2 eine Stirnansicht des Tanks nach Figur 1,

Figur 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Tank nach Figur 1 längs der Linie III-III, und

Figur 4 einen Teilschnitt durch einen Längsholm gemäß einer Variante.

[0015] Nach Figur 1 und 2 ist der Tank aus vier parallelen teil­kreiszylindrischen Mantelschalen 10 und zwei stirnseitigen Tankböden 11 zusammengesetzt. Wie die Stirnansicht der Figur 2 zeigt, hat der Tank im Querschnitt eine kleeblattartige Form, wobei die Achsen der vier Mantelschalen 10 die Ecken eines Rechtecks definieren. Über untere Sattelstücke 12 und obere Stützelemente 13 ist der Tank mit zwei Container-Stirnrahmen 14 verbunden.

[0016] In den Sickenbereichen zwischen jeweils zwei benachbarten Mantelschalen 10 verläuft in Tank-Längsrichtung jeweils ein rohrförmiger Längsholm 15, der, wie besonders deutlich aus Figur 1 oben hervorgeht, an seinen Enden unter etwa 45° oder flacher derart abgeschrägt ist, daß seine kleinste Länge dem Tankinnern zugewandt ist und seine größte Länge an der Stelle endet, wo der betreffende Tankboden 11 ansetzt. An jeden Tank­boden 11 sind vier zwickelförmige Blechstücke 16 unter dem genannten Winkel von etwa 45° oder flacher angekantet, die in den jeweiligen Sickenbereich zwischen zwei Mantelschalen 10 eingreifen und gleichzeitig den außerhalb der Mantelschalen 10 gelegenen Teil der schrägen Endfläche des rohrförmigen Längs­holms 15 verschließen.

[0017] Der Tankmantel ist ferner von zwei Verstärkungsringen 17 umgeben, die der in Figur 2 gezeigten, etwa kleeblattartigen Kontur des Tanks folgen. Senkrecht zur Tankachse sind ferner das Tankinnere durchsetzende rohrförmige Zuganker 18, 19 vor­gesehen. Jeweils ein senkrechter Zuganker 18 und ein waage­rechter Zuganker 19 sind unmittelbar nebeneinander vorgesehen, so daß sie im Kreuzungsbereich einander berühren und zur wei­teren Versteifung miteinander verbunden sein können. Bei einer Tanklänge von 20 Fuß (6058 mm) sind insgesamt vier Zuganker 18, 19 vorgesehen.

[0018] Jeder Zuganker 18, 19 durchsetzt an seinen Enden den je­weiligen Längsholm 15 vollständig und ragt ein kurzes Stück an dessen Außenseite heraus. Im Durchdringungsbereich ist der Längsholm 15 durch einen eingefügten Rohrabschnitt 20 ver­stärkt. Wie Figur 1 zeigt, sind die Rohrabschnitte 20 an ihren beiden Enden derart schräg geschnitten, daß die größte Länge jedes Rohrabschnitts 20 dem Tankinnern zugewandt ist. Dadurch wird ein allmählicher Spannungsübergang vom verstärkten Be­reich des Längsholms 15 zum nicht-verstärkten Bereich erzielt, wobei die innenliegenden längsten zungenartigen Endbereiche der Rohrabschnitte 20 eine gewisse Elastizität aufweisen.

[0019] Wie aus der Schnittdarstellung der Figur 3 ersichtlich, ist das Ende des Zugankers 18 sowohl mit dem Längsholm 15 und mit dem Rohrabschnitt 20 sowohl an der im Tankinnern gelegenen als auch an der außerhalb des Tanks befindlichen Durchdrin­gungsstelle verschweißt. Da die verstärkende Wirkung des Rohr­abschnitts 20 nur dann voll erreicht wird, wenn zwischen die­sem und dem rohrförmigen Längsholm 15 Relativbewegungen ausge­schlossen sind, sind diese beiden Bauelemente unmittelbar mit­einander über Schweißungen verbunden, die längs der Kanten von im Rohrholm 15 vorgesehenen Aussparungen 21 ausgeführt sind. Die beiden Mantelschalen 10 sind jeweils am Rohrholm 15 ange­schweißt.

[0020] Während die Mantelschalen 10, die Zuganker 18, 19 und die Längsholme 15 aus Tankwerkstoff, d.h. bei entsprechender Ver­wendungsbestimmung des Tanks aus Edelstahl, bestehen, sind die mit dem Ladegut nicht in Berührung kommenden Rohrabschnitte 20 aus hochfestem Bau- oder Feinkornstahl gefertigt.

[0021] Eine weiter Einsparung an hochwertigem Tankwerkstoff ist dadurch zu erreichen, daß auch der durchgehende Längsholm 15 aus weniger hochwertigem Tankwerkstoff gefertigt wird und ge­mäß Figur 4 in seinem im Tankinnern liegenden Bereich von einer teilzylindrischen Hülse 22 aus Tankwerkstoff umgeben ist, die an ihren Längskanten mit dem Längsholm 15 verschweißt ist und an der die Mantelschalen 10 ansetzen.

[0022] Geht man von für Binnen-Tankcontainer typischen Abmessun­gen aus, die eine Höhe vom 2600 mm und eine Breite von ca. 2500 mm aufweisen, so haben in der kleeblattartigen Konfigura­tion nach Figur 2 bei einer Verwendung von rohrförmigen Längs­holmen 15 mit einem Durchmesser von etwa 200 mm die Mantel­ schalen eine Bogenlänge von etwas weniger als 2000 mm. Diese Breite läßt sich im modernen Kaltwalzverfahren herstellen. Der Einsatz der gezeigten rohrförmigen Längsholme 15 gestattet es daher, die Mantelschalen 10 quer zur Walzrichtung zu wölben, so daß iml Gegensatz zu herkömmlichen, aus mehreren quer ver­laufenden Blechschüssen zusammengesetzten Tankmänteln im vor­liegenden Fall einstückige Mantelschalen 10 eingesetzt werden können, die über die gesamte Tanklänge durchlaufen.

[0023] Die rohrförmigen Längsholme 15 und Zuganker 18, 19 können zur Leitung eines Kühl- oder Heizmediums herangezogen werden, das über (nicht dargestellte) externe Zuleitungen und An­schlüsse zugeführt wird. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Zuganker 18, 19 an denjenigen Stellen, an denen sie die Längsholme 15 durchdringen, mit Öffnungen 23 (Figur 3) zu ver­sehen, um ein zusammenhängendes Rohrsystem zu bilden.

Ansprüche

1. Druckfester Tank, dessen Mantel aus mehreren parallelen, zwischen Längsholme (15) eingefügten teilzylindrischen Schalen (10) zusammengesetzt ist, wobei gegenüberliegende Längsholme (15) über einzelne, das Tankinnere durchsetzende Zuganker (18, 19) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme (15) als Rohre ausgeführt sind, in die in den Befestigungsbereichen der Zuganker (18, 19) Verstärkungs-Rohr­abschnitte (20) eingefügt sind.

2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (20) an ihren beiden Enden jeweils so abge­schrägt sind, daß ihre größte Länge dem Tank zugewandt ist.

3. Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (18, 19) rohrförmig sind.

4. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Zuganker (18, 19) die Längsholme (15) und die in diese eingefügten Rohrabschnitte (20) vollständig durchsetzen und an beiden Durchdringungsstellen mit diesen verschweißt sind.

5. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Rohrabschnitte (20) in den Längsholmen (15) durch Schweißung längs den Kanten von in den Längsholmen (15) vorgesehenen Aussparungen (21) fixiert sind.

6. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Längsholme (15) an beiden Ende so abge­schrägt, daß ihre kleinste Länge dem Tankinnern zugewandt ist, und durch in die Tankböden (11) integrierte Blechstücke (16) verschlossen sind.

7. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Längsholme (15) in ihren dem Tankinnern zu­gewandten Bereichen von aus Tankwerkstoff bestehenden teilzy­lindrischen Hülsen (22) umgeben sind, die an ihren außerhalb des Tankmantels gelegenen Längskanten mit den Längsholmen (15) verschweißt sind.

8. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Tankmantel aus vier Schalen (10) zusammenge­setzt ist, deren Achsen die Ecken eines Rechtecks bestimmen, und daß die Mantelschalen (10) aus gewalzten Blechen bestehen, die quer zur Walzrichtung gewölbt sind und über die gesamte Länge des Tankmantels einstückig durchlaufen.

9. Tank nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die rohrförmigen Längsholme (15) und Zuganker (18, 19) Teile eines geschlossene Rohrsystems zur Leitung eines Kühl- oder Heizmedium sind.

Zeichnung