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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit V-förmig geknicktem Silo aus Blech,
wobei das Silo zwei zylinderförmige
Blechteile aufweist, die schräg
geschnitten und aneinandergefügt
sind, so dass sie eine elliptische Knickfuge bilden, wobei jedes
Blechteil innenliegend mit wenigstens einer in Betriebslage des
Silos horizontal angeordneten Querstrebe und Knotenblechen versteift
ist.
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Das
Fahrzeug ist mit einem Chassis versehen, auf dem das Silo angebracht
ist. Das Chassis hat einen vorderen Teil, der einen Königsbolzen
aufweist, sowie einen hinteren Teil mit einem Fahrwerk. Es ist keine
eigene Antriebsmaschine vorhanden. Der Königsbolzen dient dazu, dass
Fahrzeug gelenkig an eine Zugmaschine anzukoppeln.
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Das
auf dem Chassis angebrachte Silo ist ein aus ringförmigen Blechteilen
zusammengesetzter länglicher
Behälter,
dessen Enden mit Böden
verschlossen sind. Zwischen den erwähnten zylinderförmigen Blechteilen,
die den V-förmigen
Knick bilden, und den Böden
können
weitere zylindrische oder kegelförmige
Blechteile vorgesehen sein. Auf diese Weise werden Silos mit kleinerem
und größerem Fassungsvermögen gebildet.
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Mit
derlei Fahrzeugen wird in der Regel rieselfähiges Schüttgut befördert, wie beispielsweise Zement,
Mehl, etc.
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V-förmige Silos
der genannten Art weisen eine obere und eine untere Mantellinie
mit V-förmigem
Knick auf. In dem Scheitelpunkt der unteren Mantellinie ist ein
Auslaufstutzen angeordnet. In dem Scheitelpunkt der oberen Mantellinie
ist ein sogenannter Verstärkungstopf
vorgesehen, der mit dem Auslaufstutzen etwa in einer Flucht angeordnet
ist.
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Der
Knickbereich des V-förmigen
Silos ist, was die Festigkeit anbelangt, ein kritischer Bereich.
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Im
Fahrbetrieb ergeben sich insbesondere bei Kurvenfahrt Biegekräfte. Außerdem verwindet sich
das Chassis auf unebener Fahrbahn. Alle äußeren Kräfte werden von dem Chassis
auf das Silo übertragen,
weil dieses mit dem Chassis fest verbunden ist. Die höchste Biegebelastung
tritt etwa in der Mitte des Chassis auf dort, wo sich die Knickfuge
des Silos befindet. Die Knickfuge ist daher der mechanisch am höchsten belastete
Bereich des Silos.
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Um
solchen Belastungen entgegenzuwirken, sind horizontale Querstreben
in die Blechteile eingebaut worden. Die Querstreben bekannter Fahrzeuge befinden
sich in dem vollzylindrischen Bereich der Blechteile und übertragen
im Betrieb sowohl Zug- als auch Druckkräfte.
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Nachteiligerweise
haben sich nach längerer Betriebsdauer
der Fahrzeuge dennoch Schäden
im Verbindungsbereich der Knickfuge gebildet. Die bekannten Maßnahmen
zur Verbesserung der Festigkeit des Silos haben sich als unzureichend
herausgestellt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug vorzuschlagen,
dessen Silo so ausgebildet ist, dass nunmehr eine hohe Dauerfestigkeit
in der Knickfuge erzielt wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Quer streben beider Blechteile jeweils in dem schräggeschnitten
Bereich des zylinderförmigen
Blechteils angeordnet sind.
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Mit
dieser Maßnahme
wird derjenige Bereich der Blechteile versteift, der vorher einer
besonders hohen Verformung unterworfen war.
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Die
Knickfuge weist die Form einer Ellipse auf. Die Ellipsenform ergibt
sich, weil es sich bei den aneinandergefügten Blechteilen um schräg geschnittene
Zylinder handelt.
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Ein
an einem Ende schräg
geschnittenes zylindrisches Blechstück kann schematisch in zwei
Bereiche unterteilt werden. Einen vollzylindrischen Bereich, wie
oben erwähnt,
sowie einen schräg
geschnittenen Beriech, der in der Seitenansicht keilförmig aussieht.
Der keilförmige
Bereich, soll hier vereinfachend als keilzylindrischer Bereich bezeichnet werden.
Der vollzylindrische Bereich weist in jeder Ebene des Zylinders
einen konstanten Kreisquerschnitt auf. Der Querschnitt des keilzylindrischen
Bereichs variiert über
der Höhe
des Zylinders.
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Die
Ellipsenform der Knickfuge hat zur Folge, dass bei einer üblichen
Beschickung und Entleerung des Silo mit Hilfe von Pressluftdrücken von
2-3 bar tendenziell eine Aufweitung der Knickfuge und eine Annäherung der
Ellipsenform an eine Kreisform erfolgt.
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Unter
hydrostatischem Druck verhalten sich also die beiden Bereiche der
zylindrischen Blechteile unterschiedlich. Der vollzylindrische Bereich
behält seinen
kreisförmigen
Querschnitt bei – es
tritt keine Formänderung
auf. Der keilzylindrische Bereich unterliegt jedoch einer Formänderung,
nämlich
näherungsweise
der oben beschriebenen Aufweitung der Ellipsenform im Bereich der
Knickfuge.
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Bekannte
Fahrzeuge der genannten Art weisen Querstreben auf, die in dem vollzylindrischen
Bereich der Blechstücke
angeordnet sind. Die Querstreben wirken einer Biegung und Verwindung
des Silos entgegen. Sie helfen jedoch nicht gegen eine Formänderung
durch Pressluftdruck in dem keilzylindrischen Bereich des Blechteils
nahe der Knickfuge. Schäden
an der Verbindung der Knickfuge sind die Folge.
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Durch
die erfindungsgemäße Verlagerung der
Querstrebe in den keilzylindrischen Bereich wird die Verbindung
der Blechteile in der Knickfuge enorm entlastet. Kräfte im Bereich
der Knickfuge werden von den Querstreben aufgenommen. Die elliptische Form
der Knickfuge bleibt erhalten.
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Zweckmäßig sind
die Knotenbleche parallel zur Knickfuge vorgesehen. Durch diese
Maßnahme ist
es möglich
geworden, die Querstreben samt der dazugehörigen Knotenbleche sehr nah
an der Knickfuge anzubringen. Die Nähe zwischen Knotenblech und
Knickfuge ist im wesentlichen durch das Fertigungsverfahren begrenzt.
So sind beispielsweise bei einem Schweißverfahren bestimmte Mindestabstände einzuhalten,
weil bei Unterschreitung bestimmter Mindestabstände Einbußen der Qualität der Schweißnähte auftreten
würden.
Außerdem
dürfen liegen
die Querstreben und Knotenbleche in den beiden Blechteilen nur so
nah beieinanderliegenden, dass genügend Platz für die Anwendung
eines Schweißgeräts bleibt.
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Um
die Festigkeit weiter zu verbessern ist es hilfreich, wenn die Form
der Knotenbleche angepasst ist an die mechanischen Spannungen, die
erzeugbar sind durch Weiterleitung von Kräften zwischen Querstreben und
Silowand.
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In
dem Bereich einer Kontaktstelle von Querstrebe und Silowand fände ohne
das Vorhandensein von Knotenblechen eine punktförmige Kraftüberleitung statt. Diese würde an der
Kontaktstelle eine hohe mechanische Spannung in der Silowand erzeugen.
Mit zunehmendem Abstand von der Kontaktstelle würden die mechanischen Spannungen
in der Silowand abnehmen. Die Spannungen lassen sich als Funktion über dem
Abstand der Kontaktstelle darstellen. Um hohen mechanischen Spannungen
konstruktiv entgegenzuwirken, kann ein Knotenblech so gestaltet
sein, dass seine Höhe
mit zunehmendem Abstand von der Kontaktstelle geringer wird. Idealerweise
orientiert sich die Höhe
eines Knotenblechs an der Funktion des oben erwähnten Spannungsverlaufs in der
Silowand. Näherungsweise
ergibt sich für
ein an die Belastung angepasstes Knotenblech eine sichelförmige Kontur.
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In
den Bereich des Silobodens darf kein Knotenblech hineinragen, weil
dort in den meisten Anwendungsfällen
durchgehende Auflockerungsmatten angeordnet sind, die der Auflockerung
des Schüttguts
zwecks Entleerung des Silos dienen. Außerdem ist der Auslaufstutzen
dort angeordnet. Daher sind die Knotenbleche, die sich zum Siloboden
erstrecken kürzer
ausgebildet als die oberen Knotenbleche.
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Günstigerweise
sind die Knotenbleche wenigstens über der Hälfte des elliptischen Umfangs
mit dem Blechteil verbunden. Auf diese Weise ist eine gute Lastverteilung über dem
elliptischen Querschnitt erreicht.
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Nützlich ist
weiterhin, wenn an der Innenseite der Blechteile zusätzliche
Blechbänder
angebracht sind, mit denen die Silowand verstärkt ist, wobei die Knotenbleche
der Querstreben an den Blechbändern angebracht
sind.
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Vorzugsweise
sind die Blechteile, Knotenbleche und Querstreben mit Schweißnähten aneinander verbunden.
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Um
im Bereich der Oberseite des Silos eine gute Verstärkung zu
erhalten, sind die in Betriebslage von den Querstreben nach oben
verlaufenden Knotenbleche gegen einen Verstärkungstopf gestoßen und
mit diesem verbunden. Ein Verstärkungstopf dient üblicherweise
bei Schweißkonstruktionen
dazu, sternförmig
auf ei nen Punkt zulaufende Schweißnähte zu vermeiden. Sternförmig auf
einen Punkt zulaufende Schweißnähte sind
umso kritischer, je kleiner der Winkel zwischen benachbarten Schweißnähten ist.
Zur Abhilfe dieses Problems ist es üblich, um den Mittelpunkt der
Schweißnähte einen
Verstärkungstopf
einzuschweißen.
Statt sich in dem Mittelpunkt zu konzentrieren, stoßen die
Schweißnähte stattdessen in
stumpfem Winkel gegen die kreisrunde Schweißnaht des Verstärkungstopfes.
Dies vermeidet Festigkeitsprobleme im Bereich zusammenlaufender Schweißnähte. Nach
der vorliegenden Weiterbildung ragt der Verstärkungstopf so weit durch die
Silowand hindurch, dass die Knotenbleche an der Innenwand des Silos
gegen den Verstärkungstopf
stoßen
und mit diesem beispielsweise verschweißt sind.
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Zweckmäßig ist
der Siloboden im Bereich der Knickfuge durch den hinteren Teil des
Chassis verstärkt.
Das Chassis weist in diesem Bereich einen stabilen Rahmen aus Längs- und
Querträgern
für das Fahrwerk
auf. Der Rahmen bewirkt eine Entlastung der Knickfuge im Bereich
des Silobodens. Die Knickfuge ist
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Nachstehend
ist die Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft dargestellt und
anhand einzelner Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Fahrzeug mit V-förmig
geknicktem Silo,
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2 einen
Ausschnitt des Knickbereichs des Silos,
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3 einen
Schnitt durch die Knickfuge gemäß dem Schnittverlauf
III-III aus 2,
-
4 ein
Detail gemäß IV-IV
aus 3.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1.
Es handelt sich um einen Sattelanhänger, das für einen Transport von Schüttgut an
eine Zugmaschine (nicht dargestellt) gehängt wird. Das Fahr zeug 1 ist
mit einem Chassis 2 versehen, auf dem ein Silo 3 als
Konstruktion mit selbsttragenden Eigenschaften angebracht ist. In 1 ist
das Chassis 2 gestrichelt dargestellt, damit das Silo 3 gut
erkennbar ist. Das 2 Chassis hat einen vorderen Teil 2a mit
einem Königsbolzen 4 und
einer Stütze 5 sowie
einen hinteren Teil 2b mit einem dreiachsigen Fahrwerk 6. Der
Königsbolzen 4 ist
vorgesehen, um das Fahrzeug 1 gelenkig an eine Zugmaschine
anzukoppeln. Mit der Stütze 5 wird
das Fahrzeug 1 dann gehalten, wenn es ohne Zugmaschine
frei steht.
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Das
Silo 3 ist V-förmig
geknickt. Die Form des Silos 3 ist symmetrisch zur Knickebene.
Ringförmige
Blechteile 7, 8, 9 und 10 sind
aneinandergefügt, die
einen länglichen
Behälter
ergeben. Die Enden des Behälters
sind mit Böden 11 und 12 verschlossen.
Der Knick ist aus zwei zylinderförmigen
Blechteilen 7 und 8 zusammengesetzt, die schräg geschnitten
worden sind. Die schräg
geschnittenen Enden sind gegeneinander gesetzt. Weil ein schräg geschnittener
Zylinder eine ellipsenförmige
Schnittlinie ergibt, ist die Knickfuge 13 des Silos 3 ebenfalls
ellipsenförmig.
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Die
V-Form des Silos 3 ist durch eine obere und eine untere
Mantellinie beschrieben, die beide V-förmig geknickt sind. In dem
Bereich der unteren Mantellinie ist ein Auslaufstutzen 14 angeordnet.
Der Auslaufstutzen 14 ist entweder neben der Knickfuge 13 angeordnet
oder er ist in der Knickfuge 13 angeordnet, so dass diese
eine Unterbrechung aufweist. In dem Scheitelpunkt der oberen Mantellinie
ist ein sogenannter Verstärkungstopf 15 vorgesehen.
Der Verstärkungstopf 15 unterbricht
die Knickfuge 13. An der oberen Mantellinie verläuft eine
Schweißnaht, welche
ohne Vorhandensein des Verstärkungstopfes 15 die
Knickfuge kreuzen würde.
Der Verstärkungstopf 15 verhindert
somit sternförmig
aufeinanderzulaufende Schweißnähte.
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An
die zylinderförmigen
Blechteile 7 und 8, die den Knick bilden, sind
weitere kegelförmige Blechteile 9 und 10 angeschlos sen.
Es handelt sich dabei um Kegelstümpfe
mit kreisförmiger
Grundfläche 9a beziehungsweise 10a und
kreisförmiger Deckfläche 9b und 10b.
Die großen
Grundflächen 9a und 10a sind
mit den zylinderförmigen
Blechteilen 7 beziehungsweise 8 verbunden. Die
kleineren Deckflächen 9b beziehungsweise 10b befinden
sich exzentrisch über
den Grundflächen 9a beziehungsweise 10a der
Kegelstümpfe
und sind mit den erwähnten Böden 11 und 12 verschlossen.
Die Kegelstümpfe sind
so ausgebildet, dass die untere Mantellinie des Kegelstumpfes 9 mit
der unteren Mantellinie der zylinderförmigen Blechteile 7 fluchtet
und die oberen Mantellinie des Kegelstumpfes 9 in horizontaler
Richtung von der oberen Mantellinie 7 des Kegelstumpfes 9 abknickt.
Das gleiche gilt für
die obere Mantellinie der Blechteile 8 und 10.
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In
dem V-förmigen
Knick der oberen Mantellinie ist parallel zur Fahrtrichtung ein
Knickverstärkungsblech
K angeordnet. Die kegelförmigen
Blechteile 9 und 10 sind an der oberen Mantellinie
mit je einem Mannloch 9c beziehungsweise 10c versehen.
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Ein
vergrößerter Ausschnitt
des Knickbereichs des Silos 3 ist in 2 gezeigt.
Zu erkennen sind die beiden zylinderförmigen Blechteile 7 und 8, deren
schräg
geschnittene Enden gegeneinander gesetzt und verschweißt sind.
Die sich ergebende Knickfuge 13 ist ellipsenförmig. In 2 ist
in beiden zylinderförmigen
Blechteilen 7 und 8 eine strich-zwei-punktierte
Linie eingezeichnet. Diese Linie unterteilt das jeweilige Blechteil
in einen vollzylindrischen Bereich 7a beziehungsweise 8a und
in einen schräggeschnittenen
Bereich, der nachfolgend als keilzylindrischer Bereich 7b beziehungsweise 8b bezeichnet
ist. In dem keilzylindrischen Bereich 7b beziehungsweise 8b ist
je eine Querstrebe 16 beziehungsweise 17 vorgesehen.
Jede Querstrebe 16 beziehungsweise 17 ist dicht
an die Knickfuge 13 herangerückt, um eine Formänderung
der elliptischen Knickfuge 13 zu verhindern. Die Querstreben 16 und 17 sind
dort mit der Silowand verbunden, wo sich die engste Stelle der Ellipsenform
befindet.
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Zur
Verbesserung der Kraftleitung zwischen den Querstreben 16 und 17 und
der Silowand sind gemäß 2 Knotenbleche 18 und 19 vorgesehen, die
parallel zur Knickfuge 13 angeordnet sind. Die aus dem
Stand der Technik bekannten Knotenbleche sind demgegenüber stets
schräg
zur Knickebene angebracht. Die nunmehr vorgeschlagenen Knotenbleche
sind so geschwenkt, dass es möglich
geworden ist, die Querstreben 16 und 17 sowie
die dazugehörigen
Knotenbleche 18 und 19 sehr nah an die Knickfuge 13 heranzurücken.
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Die
Form der Knotenbleche ist in 3 am Beispiel
der Knotenbleche 19 dargestellt. 3 zeigt einen
Querschnitt durch die Knickfuge 13. Es ist die Querstrebe 17 des
Blechteils 8 zu sehen sowie die versteifenden Knotenbleche 19a, 19b, 19c und 19d. Zwischen
den Knotenblechen 19a, 19b, 19c und 19d und
der Silowand sind zusätzliche
Blechbänder 20 und 21 vorgesehen,
mit dem die dünne
Silowand im Bereich der Knotenbleche 19a, 19b, 19c und 19d verstärkt ist.
Die Blechbänder 19a, 19b, 19c und 19d sind
in 2 als lange zungenförmige Bänder dargestellt.
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Die
Form der Knotenbleche 19a, 19b, 19c und 19d ist
angepasst an die mechanischen Spannungen, die bei der Krafteinleitung
zwischen der Querstrebe 17 und dem Blechteil 8 der
Silowand auftreten. Das gleiche gilt für die Knotenbleche in dem gegenüberliegenden
Blechteil 7. In dem Bereich der Kontaktstelle zwischen
Querstrebe 17 und Silowand sind die mechanischen Spannungen
hoch. Mit zunehmendem Abstand von der Kontaktstelle nehmen die Spannungen
in der Silowand ab. Um hohen mechanischen Spannungen konstruktiv
entgegenzuwirken, sind die Knotenbleche 19a, 19b, 19c und 19d so gestaltet,
dass ihre Höhe
mit zunehmendem Abstand von der Kontaktstelle sinkt. Näherungsweise
ergibt sich für
die angepassten Knotenbleche 19a, 19b, 19c und 19d die
dargestellte sichelförmige
Kontur. Für
die Knotenbleche in dem gegenüberliegenden
Blechteil 7 gilt das gleiche.
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Der
Siloboden ist frei gelassen. Es ragt keines der Knotenble che 19b und 19c bis
zu dem Siloboden hinab, weil dort durchgehende Blasematten eingebaut
werden, die der Auflockerung des Schüttguts zwecks Entleerung des
Silos 3 dienen. Außerdem
ist der Auslaufstutzen 14 am Siloboden angeordnet. Die
Knotenbleche 19b und 19c, die sich zum Siloboden
erstrecken, sind aus diesem Grund kürzer ausgebildet als die oberen
Knotenbleche 19a und 19d.
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Die
in Betriebslage von den Querstreben nach oben verlaufenden Knotenbleche 19a und 19d reichen
bis zu dem Verstärkungstopf 15.
Der Verstärkungstopf 15 ragt
so weit durch die Silowand, dass die Knotenbleche 19a und 19d seitlich
an dem Verstärkungstopf 15 anstoßen und
mit diesem verschweißt
sind. Der Verstärkungstopf 15 ist
ferner mit einem Pressluftanschluss 24 versehen.
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In
der Detailansicht nach 4 ist ein Schnitt durch die
Querstrebe 17 gezeigt. Es sind die Knotenbleche 19c und 19d zu
sehen sowie das Blechband 20, das an dem keilzylindrischen
Bereich des Blechteils 8 angeschweißt ist. Mit den raupenförmigen Strichen
sind die Schweißnähte angedeutet,
mit denen die Blechteile verbunden sind.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Chassis
- 2a
- vorderer
Teil
- 2b
- hinterer
Teil
- 3
- Silo
- 4
- Königsbolzen
- 5
- Stütze
- 6
- Fahrwerk
- 7
- zylinderförmiges Blechteil
- 7a
- vollzylindrischer
Bereich
- 7b
- keilzylindrischer
Bereich
- 8
- zylinderförmiges Blechteil
- 8a
- vollzylindrischer
Bereich
- 8b
- keilzylindrischer
Bereich
- 9
- kegelförmiges Blechteil
- 9a
- Grundfläche
- 9b
- Deckfläche
- 9c
- Mannloch
- 10
- kegelförmiges Blechteil
- 10a
- Grundfläche
- 10b
- Deckfläche
- 10c
- Mannloch
- 11
- Boden
- 12
- Boden
- 13
- Knickfuge
- 14
- Auslaufstutzen
- 15
- Verstärkungstopf
- 16
- Querstrebe
- 17
- Querstrebe
- 18
- Knotenblech
- 19
- Knotenblech
- 19a
- Knotenblech
- 19b
- Knotenblech
- 19c
- Knotenblech
- 19d
- Knotenblech
- 20
- Blechband
- 21
- Blechband
- 22
- Blechband
- 23
- Blechband
- 24
- Pressluftanschluss
- K
- Knickverstärkungsblech