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Die Erfindung betrifft einen Wasserturm aus Stahl. Unter diesem Begriff soll eine Stahlkonstruktion mit einem Hochbehälter aus Stahl- oder Aluminiumblech verstanden werden, der zur Speicherung von Wasser oder andern Flüssigkeiten geeignet ist.
Im allgemeinen werden Hochbehälter aus Stahlbeton oder aus einer vorgefertigten Stahlblechkon- struktion hergestellt, u. zw. in Form einer Kugel, eines Zylinders oder Kegelstumpfes mit zentraler Unterstützung ; gleicherweise sind Wassertürme mit mehrfacher Unterstützung des Hochbehälters bekannt, bei denen Behälter unterschiedlicher Formen entlang ihrer Umfänge von zahlreichen Säulen unterstützt werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Wassertürme mit mehrfach unterstütztem Hochbehälter weiterzuentwickeln, und besteht darin, dass der Wasserturm mindestens zwei gelenkig gelagerte, zweistielige Unterstützrahmen und mindestens ein mit diesen steif verbundenes Hochbehälterelement aus Stahl- oder Aluminiumblech mit einem nach oben konkaven, z. B. U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei das Hochbehälterelement steife Randflansche und gegebenenfalls Endplatten sowie Deckplatten besitzt und zwischen den Stellen des Unterstützrahmens Versteifungsstreben vorgesehen sind.
Die Erfindung beruht auf dem Grundprinzip, dass zwei vorgefertigte Grundelemente wiederholt aufgewendet werden. Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Lösung wird die Aufstellung der Wassertürme an Ort und Stelle, mit den bisherigen bekannten Lösungen verglichen, viel einfacher und billiger.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch das verringerte Gewicht der neuen Konstruktion Ersparungen bei den Produktions- und Transportkosten erreicht werden.
Die herkömmlichen Verfahren zur Errichtung eines Wasserturms sind entweder äusserst zeitaufwendig, z. B. wenn mit einem kleinen Derrick-Kran leichte Bauelemente in einer beträchtlichen Bauhöhe montiert werden müssen, oder der technische Aufwand ist zu hoch, da an der Baustelle kostenaufwendige, grossdimensionierte Kräne oder ein Montagemast zum Einheben der grösseren und schwereren Elemente unerlässlich sind.
Im allgemeinen und vor allem in fernliegende Landgegenden und Ländern, z. B. in den Entwicklungsländern, ist der Transport von Grosskränen zur Baustelle äusserst kostenaufwendig, wenn nicht sogar unmöglich.
Das Wesentliche der Erfindung liegt in der speziellen Gestaltung der vorgefertigten Elemente des Wasserturms, welche die Errichtung unter Zuhilfenahme einfacher Aufzugwinden und Kabelseile ermöglicht.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht des Hochbehälters und des Unterstützrahmens eines erfindungsgemässen Wasserturms, Fig. 2 den Schnitt eines Hochbehälters, Fig. 3 die Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Hochbehälters, Fig. 4 einen Wasserturm in axonometrischer Darstellung, die Fig. 5 bis 8 Draufsichten auf verschiedene Anordnungen von Hochbehälterelementen, die Fig. 9 bis 11 Phasen der Errichtung eines Wasserturms und die Fig. 12 und 13 eine weitere Errichtungsweise eines erfindunggemässen Wasserturms.
Das erste Grundelement, das immer paarweise angewendet wird, ist der gelenkig gelagerte,
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Anwendung der einfachsten Unterstützrahmen kann ein Wasserspeicherniveau von etwa 20 bis 35 m über dem Erdboden erreicht werden. In einer erweiterten Anordnung können Wassertürme mit einer Höhe von etwa 35 bis 70 m errichtet werden.
Das Speichervolumen eines derart ausgestalteten Hochbehälters liegt zwischen 25 und 1000 m3. Durch den wiederholten Zusammenbau der beiden Grundelemente können Speicherinhalte bis zu 20000 m3 erreicht werden.
In Fig. l ist das erste Grundelement in Seitenansicht dargestellt, welches praktisch ein zweidimensionaler, zweistieliger Unterstützrahmen ist und welches stets paarweise angewendet wird. Am unteren Ende jedes Stieles ist ein Gelenk --3-- angeordnet, das unter Zwischenschaltung eines Bolzens an dem im Fundament festgelegten Verankerungselement --15-- angeschlossen ist, so dass das Aufrichten durch das Verschwenken des Stützrahmens um sein unteres Ende ermöglicht ist. Die Stiele sind als rohrförmige oder rechteckige Kastenträger ausgestaltet.
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Durch das Rahmenblech ist die Steifheit des Stützrahmens-l-sowie die Anschlussmöglichkeit der Hochbehälterelemente sichergestellt, wobei die Verbindung mit Schrauben unter Zuhilfenahme der in der Figur veranschaulichten Schraubenlöcher oder durch Schweissen vorgenommen werden kann.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, kann das aus Blech hergestellte Hochbehälterelement --2-einen U-förmigen Querschnitt oder irgendeinen nach oben offenen konkaven Querschnitt aufweisen. Das Hochbehälterelement ist an den beiden oberen Rändern sowie an den Längsrändern mit steifen Flanschen - 7 bzw. 6-- ausgestaltet.
Durch die oben beschriebene Gestaltung des Querschnittes können zahlreiche Vorteile erreicht werden. So wird z. B. die Produktion erleichtert, die Verbindung zwischen den beiden Grundelementen geht ohne Schwierigkeiten vor sich, das Trägheitsmoment ist hoch und der Speicherraum kann gut ausgenutzt werden.
Der Speicherraum kann durch gewölbte oder auf Zug beanspruchte Deckpiatten --8-- abgedeckt werden.
Fig. 4 zeigt die einfachste, aus zwei Unterstützrahmen-l-und einem Hochbehälterelement --2-- erstellte Lösung ; die erforderlichen Hilfselemente, wie z. B. die Endplatten--5--, die bei Hochtürmen unerlässlichen Versteifungsstreben --9--, die Verbindungsschrauben --14--, die Verankerungselemente --15--, sowie das Gelenk --3--, mit dem zur Verbindung dienenden Bolzen und dem Lager sind ebenfalls veranschaulicht.
In den Fig. 5 bis 8 sind die Draufsichten auf verschiedene Anordnungen dargestellt, die durch die Erhöhung der Anzahl der Grundelemente erreicht werden können.
In den Fig. 9 bis 11 ist eine einfache und billige Errichtungsweise dargestellt, die durch die Anwendung der beiden speziell ausgestalteten Grundelemente möglich ist.
Wie bereits erwähnt, stellt die Fig. 5 den Grundriss der in Fig. 4 gezeigten Anordnung dar. Bei der in Fig. 6 dargestellten Lösung wird das Speichervolumen durch den Anbau eines Unterstützrahmens-l-und eines Hochbehälterelements-2-verdoppelt.
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Hochbehälterelementen zusammengebautes Spezialunterstützungselement --10-- angewendet wird.
In Fig. 8 ist eine in Polygon- oder Kreisform ausgestaltete Anordnung illustriert. Durch den aufeinanderfolgenden Zusammenbau der Grundelemente kann der gewählten Grundrisslinie leicht gefolgt werden.
In den Fig. 9 und 10 sind die Anfangsarbeitsgänge der Errichtung an Ort und Stelle veranschaulicht ; die beiden Unterstützrahmen-l-werden an dem Boden, in einer horizontalen Stellung montiert ; die Fuss gelenke --3-- werden an den vier Verankerungselementen --15-- mit Bolzen befestigt, das Hochbehälterelement --2-- wird dazwischengestellt und unter Zuhilfenahme von mit der Hand betätigten oder motorisch betriebenen Winden werden die beiden Unterstützrahmen --1--, einer nach dem andern, um die Gelenke --3-- in die vertikale Stellung gebracht.
In der vertikalen Stellung werden die Unterstützrahmen-l-provisorisch mit den hier nicht dargestellten Tragseilen befestigt. Nach erfolgter Aufstellung und Befestigung der Unterstützrahmen-l- wird das Hochbehälterelement mit vier Winden --11-- aufgehoben und in seiner endgültigen Stellung mit Schrauben --14-- befestigt. Das das Aufheben ausführende Drahtseil wird durch die an dem Oberteil des Rahmens befestigten Seilrollen --12-- hindurchgeführt; in der letzten Arbeitsphase werden die Elemente an ihren Rändern miteinander verschweisst.
Fig. 11 zeigt die einzelnen Arbeitsphasen des Aufhebens und der Errichtung.
In den Fig. 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Lösung dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird ein halber, drittel oder viertel Anteil des Hochbehälterelementes - mit dem gelenkig gelagerten, zweistieligen Unterstützrahmen-l-zusammengebaut. Um die Steifheit der derart zusammengebauten Hochbehälterelemente sicherzustellen, wird nach erfolgtem Zusammenbau nach der im Zusammenhang mit den Fig. 9 bis 11 beschriebenen Methode die letzte Phase des Zusammenbaus dadurch erleichtert, dass an dem oberen Rand des Hochbehälterelementes der halbe, drittel oder viertel Anteil eines kreisförmigen oder polygonalen Kastenträgers --16-- befestigt wird.
Nach der Errichtung zweier, dreier oder mehrerer Grundelemente --1, 2-- ist nach der endgültigen Anpassung der einzelnen Bestandteile des kreisförmigen bzw. polygonalen Kastenträgers --16-- die Steifheit der gesamten Konstruktion gewährleistet.
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Der horizontale Kastenträger --16-- kann als Arbeitspodium oder zum Aufhängen weiterer Arbeitspodien verwendet werden und begünstigt und vereinfacht das genaue Zusammenfügen der Platten des Hochbehälters für die Schweissarbeiten.
Die in dem Wasserturm vorhandenen Treppen, Leitern und Rohrleitungen werden von Fall zu Fall separat entworfen.
Die aus der Erfindung resultierenden Lösungen bieten zahlreiche sekundäre Vorteile an : infolge der Form des Hochbehälterelementes und bedingt durch die Wandstärke erhält man eine in einer Hauptrichtung auf Zug und in der zur einen Hauptrichtung senkrecht liegenden, andern Hauptrichtung auf Biegung beanspruchte Konstruktion.
Bei der in den Fig. 12 und 13 dargestellten Lösung kann die Wand des Hochbehälters --2-- durch eine Membran gebildet werden.
Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Lösung ist eine bedeutende Materialersparnis erzielbar.
Die im Herstellerwerk selbst vor sich gehende Vorfertigung vermindert einerseits den Zeitaufwand, anderseits die Transportkosten und Vormontagekosten auf der Baustelle ; der Arbeitsaufwand verringert sich auf ein Drittel bis ein Fünftel gegenüber der Aufstellung herkömmlicher Konstruktionen. Die grossen Krananlagen erübrigen sich und so kann die erfindungsgemässe Lösung vorteilhaft in weitentfernten Gegenden, bei Überseearbeiten und in den Entwicklungsländern, wo der Transport mit Schwierigkeiten verbunden ist, erfolgreich angewendet werden.