DE102017006653B4 - Palettencontainer - Google Patents

Abstract

Palettencontainer (10) zur Lagerung und zum Transport von flüssigen oder fließfähigen Füllgütern mit einem dünnwandigen starren Innenbehälter (12) aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem den Kunststoff-Innenbehälter (12) als Stützmantel dicht umschließenden Rohr-Gitterrahmen (14) aus in Kreuzungsbereichen miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäben (18, 20), und mit einer rechteckigen Bodenpalette (16), auf welcher der Kunststoff-Innenbehälter (12) aufliegt und mit welcher der Rohr-Gitterrahmen (14) fest verbunden ist, wobei die vertikalen und/oder horizontalen Rohrstäbe in Längsrichtung betrachtet ein quadratförmiges oder rundes Hohlprofil als ursprüngliches Basisprofil und bereichsweise ein durch mechanische Umformung abgeändertes Rohrprofil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das ursprüngliche Basisprofil wenigstens eines horizontalen und/oder vertikalen Rohrstabes (18, 20) um ein vorgebbares Stück über einen Kreuzungsbereich (26) der miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäbe (18, 20) durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung als abgeändertes Rohrprofil in Rohrstablängsrichtung verlaufend erhöht ausgebildet bzw. mit einem erhöhten Rückenbereich (30) versehen ist, wobei der erhöhte Rückenbereich (30) durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung aus dem Basisprofil zu einem nahezu dreieckförmigen Hohlprofil ausgebildet ist und einen schmalen in Rohrstablängsrichtung verlaufenden Rücken aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Palettencontainer zur Lagerung und zum Transport von flüssigen oder fließfähigen Füllgütern mit einem dünnwandigen Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem den Kunststoff-Innenbehälter als Stützmantel dicht umschließenden Rohr-Gitterrahmen aus miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäben, und mit einer rechteckigen Bodenpalette, auf welcher der Kunststoffbehälter aufliegt und mit welcher der Rohr-Gitterrahmen fest verbunden ist.
• Problematik:
• In der chemischen Industrie werden Palettencontainer (geläufige Bezeichnung „Intermediate Bulk Container“ bzw. „IBC“; im Folgenden daher auch verkürzt als „IBC“ bzw. „IBCs“ bezeichnet) in großem Umfang vorwiegend zum Transport von flüssigen Chemikalien eingesetzt. Diese chemischen Produkte sind zum größten Teil als gefährliche flüssige Füllgüter eingestuft. Daher dürfen für einen Transport und eine Lagerung derartiger Produkte auch nur Verpackungsbehälter mit einer entsprechenden Gefahrgutzulassung verwendet werden. Zur Erlangung einer Gefahrgutzulassung werden die Palettencontainer einer Bauartprüfung unterzogen, für die Tests bzgl. verschiedener Belastungszustände bestanden werden müssen, wie z. B. eine Innendruckprüfung, ein Falltest, ein Stapellasttest, ein Vibrationstest auf einem Rütteltisch u. v. m.. Bei auftretendem Innendruck versucht der kubusförmige mit flüssigem Füllgut befüllte Kunststoff-Innenbehälter sich in seinen vier Seitenwandungen und im Oberboden auszudehnen und auszubeulen. Befüllte IBCs werden in der Regel z. B. auf einem LKW im Doppelstapel transportiert, so dass der untere IBC zusätzlich die Stapellast des oberen IBC abtragen muss. Insbesondere bei LKW- Transporten von gefüllten IBCs entstehen durch die Transportstöße und Bewegungen des Transportfahrzeugs - in besonderem Maße auf schlechten Wegstrecken - erhebliche Schwallbewegungen des flüssigen Füllguts, wodurch ständig wechselnde Druckkräfte auf die Wandungen des Innenbehälters ausgeübt werden, die wiederum bei rechteckförmigen Palettencontainern zu radialen Schwingungsbewegungen des Rohr-Gitterrahmens führen und dynamische Dauerschwingungen mit wechselnden Zug-/Druckbelastungen auf die Schweißpunkte in den Kreuzungsstellen der Gitter-Rohrstäbe darstellen. Bei Überbelastungen oder nach längeren Belastungszeiträumen kann es bei den Rohrstäben zu Ermüdungsbrüchen und in den Kreuzungsstellen zum Aufbrechen von Schweißpunkten führen. Bei Palettenbehältern mit Gefahrgutzulassung sind häufig besondere Maßnahmen zur Verringerung derartiger Schäden vorgesehen.
• Stand der Technik :
• Aus der Druckschrift US-A5 678 688 (= EP-A0 734 967 ) ist ein Palettenbehälter bekannt, bei dem die vertikalen und horizontalen Rohrstäbe aus einem Rundrohr-Basisprofil bestehen, das an den verschweißten Kreuzungsstellen stark zusammengedrückt ist, um dort eine 4-Punkt-Auflage für eine elektrische Widerstandsverschweißung der gekreuzten Rohre zu erhalten. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist allerdings nachteilig, dass das Rundrohr-Basisprofil der vertikalen und horizontalen Gitterstäbe des Rohr-Gitterrahmens gerade und ausschließlich im Bereich der Kreuzungsstellen jeweils auf der Seite der Schweißstellen erheblich eingedrückt und im Biegewiderstandsmoment deutlich geringer als im übrigen Bereich ist. Zusätzlich dazu ist das Rundrohr-Basisprofil direkt neben den Kreuzungsstellen zur Entlastung der Schweißpunkte von auftretenden Biegespannungen in der gleichen Eindellung nochmals tiefer eingedellt und damit weiter geschwächt.
• Bei einem aus der WO0189955 A1 bekannten Palettencontainer bestehen die horizontalen und vertikalen Gitterstäbe des Rohr-Gitterrahmens aus einem Hohlprofil, potenziell einem quadratförmigen Rohr als Basisprofil. Zur Erhöhung der Transportbelastbarkeit und Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des Rohr-Gitterrahmens gegen höhere Transportbeanspruchungen bzw. gegen Langzeit-Schwingungsbelastungen ist vorgesehen, dass die vertikalen oder/und horizontalen Rohrstäbe in ihrer Berührungsebene im Bereich der Kreuzungsstellen im Wesentlichen frei von Einformungen sind und die Rohrstäbe jeweils seitlich neben einer Kreuzungsstelle bzw. Verschweißungsstelle mit entsprechenden Einformungen im Rohr-Basisprofil - als Soll-Biegestellen - versehen sind, die von den Verschweißungsstellen jeweils einen bestimmten Mindestabstand von wenigstens einem Zehntel der Rohrprofilbreite aufweisen. Eine erhöhte Biegeelastizität des Rohr-Gitterrahmens wird dann erzielt, wenn in den vertikalen oder/und horizontalen Rohrstäben zwischen zwei Kreuzungsstellen wenigstens zwei Einformungen vorgesehen sind.
• Bei einem anderen aus der WO2004096660 A1 bekannten Palettencontainer ist zwischen zwei Kreuzungsstellen lediglich eine langgestreckte Einformung in den vertikalen oder/und horizontalen Rohrstäben vorgesehen.
• Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 2301860 B1 ein Palettenbehälter mit Quadratrohr-Basisprofil bekannt, bei dem die Eindellungen bzw. Vertiefungen in einem Abstand von den Kreuzungsstellen ausgebildet sind, der im Wesentlichen gleich der oder länger als die Breite der Stäbe sind, und dass die Vertiefungen nur auf der Seite der Stäbe ausgebildet sind, in der die geschweißten Verbindungen angeordnet sind.
• Aus DE 10 2011 013 192 A1 ist schließlich ein gattungsgemäßer Palettenbehälter ohne erhöht ausgebildeten Rückenbereich mit rechteckförmigen Rohrstäben ohne Schweißrundungen mit einer Eindrückung an der Stab-Kreuzungsstelle bekannt und aus DE 100 02 610 A1 ein Container mit Kunststoffbehälter und einem diesen umgebenden Drahtgittermantel, wobei horizontale Gitterstäbe zum Kunststoffbehälter hin eingezogene Versteifungen aufweisen.
• Die bekannten Ausführungen der verschiedenen Palettenbehälter mit trapezförmigen, Rundrohr- oder Quadratrohr-Gitterstäben mit geschlossenem Basisprofil, haben alle gemeinsam den Nachteil, dass das Basisprofil der Gitter-Rohrstäbe zur Entlastung der Spannungsspitzen an den Verschweißungspunkten an bestimmten Stellen seitlich neben den Verschweißungspunkten eingedellt und somit die ursprünglich vorhandene Steifigkeit der unverformten Rohrstäbe im Einzelnen sowie auch der gesamten Wandungen des Rohr-Gitterrahmens vermindert und herabgesetzt wird.
• Aufgabe:
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steifigkeit des Rohr-Gitterrahmens von Palettencontainern (IBCs) zu erhöhen und damit eine erhöhte Sicherheit derartiger Großbehälter bei einer Verwendung insbesondere für gefährliche flüssige Füllgüter zu gewährleisten.
• Lösung:
• Diese Aufgabe wird mit den speziellen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale in den Unteransprüchen beschreiben weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Palettencontainers.
• Die vorgeschlagene technische Lehre zeigt eine Möglichkeit auf, wie mit einer vergleichsweise einfachen konstruktiven Maßnahme die Steifigkeit des Rohr-Gitterrahmens von Palettencontainern erhöht werden kann. Erfindungsgemäß ist das ursprüngliche Basisprofil wenigstens eines horizontalen und/oder vertikalen Rohrstabs um ein vorgebbares Stück in Rohrstablängsrichtung über einen Kreuzungsbereich der miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäbe verlaufend erhöht ausgebildet bzw. mit einem erhöhten Rückenbereich versehen.
• Im Gegensatz zu allen vorbekannten Lösungen ist hier das Basisprofil der Rohrstäbe nicht eingedellt und geschwächt sondern im Gegenteil durch den über einen Kreuzungsbereich der miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäbe verlaufenden erhöhten Rückenbereich versteift und verstärkt ausgebildet. Dabei ist das ursprüngliche Basisprofil im Bereich des erhöhten Rückenbereichs zu einem nahezu dreieckförmigen Hohlprofil umgeformt, wobei der erhöhte Rückenbereich als in Rohrstablängsrichtung verlaufende Erhöhung des Basis-Rohrprofils durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung aus dem ursprünglichen Basisprofil ausgebildet ist und eine vergleichsweise schmale in Rohrstablängsrichtung verlaufende Rückenlinie aufweist. Durch die Vergrößerung der konstruktiven Höhe des Rohrprofils im Kreuzungsbereich vom ursprünglichen Basisprofil zum umgeformten nahezu dreieckförmigen Hohlprofil wird die Biegesteifigkeit der Rohrstäbe in diesem Bereich ganz wesentlich erhöht. Dies führt dann insgesamt betrachtet in vorteilhafter Weise auch zu einer erhöhten bzw. verbesserten Steifigkeit des gesamten Rohr-Gitterrahmens. Dadurch wiederum wird die Ausbeulung der Seitenwände des Rohr-Gitterrahmens durch die Einwirkung des hydrostatischen Drucks eines befüllten Palettencontainers spürbar vermindert. Ebenso halten die steiferen Seitenwände des Rohr-Gitterrahmens einem auftretenden Innendruck aufgrund von Temperaturveränderungen z. B. durch Wärmeausdehnung bei Sonneneinstrahlung besser Stand. Weiterhin werden auch die Schwingungen der Seitenwände des Rohr-Gitterrahmens bei Transporterschütterungen und Schwallbelastungen durch das flüssige Füllgut vermindert. Dies resultiert insgesamt in geringeren Spannungsbelastungen auf die Rohrstäbe selbst sowie auf die einzelnen Schweißpunkte in den Kreuzungsstellen der Gitter-Rohrstäbe. Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird die Steifigkeit des Rohr-Gitterrahmens von Palettencontainern nicht abgesenkt sondern erhöht und damit verbunden eine erhöhte Sicherheit der erfindungs-gemäßen IBCs bei einem Einsatz insbesondere für gefährliche flüssige Füllgüter gewährleistet.
• In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erhöhte Rückenbereich bei den horizontalen Rohrstäben ausschließlich auf einer nach außen und/oder bei den vertikalen Rohrstäben ausschließlich auf einer nach innen weisenden Seite der Rohrstäbe - bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen - angeordnet ist. Wichtig für eine Verbesserung der Steifigkeit des Rohr-Gitterrahmens ist, dass die Höhe der Rohrprofile in radialer Richtung bzw. senkrecht zur Seitenwandung des Rohr-Gitterrahmens erhöht bzw. vergrößert wird. Sofern also der erhöhte Rückenbereich auf einem Vertikalstab angeordnet ist, soll er auf der - bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen - nach innen weisenden Seite ausgebildet sein. Ist die Erhöhung auf einem horizontalen Rohrstab angeordnet, soll der erhöhte Rückenbereich auf der nach außen weisenden Seite ausgebildet sein. Bei dieser Ausführung ergeben sich keine Probleme für die Verschweißung der aufeinanderliegenden horizontalen und vertikalen Rohrstäbe in den Kreuzungsbereichen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erhöhte Rückenbereich eine definiert begrenzte Erstreckung in Rohrstablängsrichtung aufweist. Eine optimale Leistungssteigerung bzw. Steifigkeitserhöhung des Rohr-Gitterrahmens wir erreicht, wenn die Erstreckung des erhöhten Rückenbereichs in Rohrstablängsrichtung zwischen einer zweifachen und zehnfachen, vorzugsweise einer fünffachen Rohrstabbreite bzw. einem Rohrstabdurchmesser beträgt. Zur verfahrenstechnisch einfachsten und effektivsten Bildung des erhöhten Rückenbereichs besonders geeignet sind Rohrstäbe mit quadratförmigem Querschnitt (im Folgenden auch „Quadratprofil“), wobei das Profil kein perfektes Quadrat bilden muss. So sind zum Beispiel auch Profile mit leichten Unterschieden in den Höhen der Seitenwände oder solche mit nicht ganz parallelen Seitenwandungen in diesem Sinne besonders geeignete Quadratprofile.
• Die vorliegende Erfindung zeichnet sich für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel durch folgende besondere Merkmale aus :
• - die erhöhten Rücken werden grundsätzlich nur in den Kreuzungsbereichen der Rohrstäbe realisiert;
• - die erhöhten Rücken werden bei den vertikalen Rohrstäben grundsätzlich nur nach innen weisend (bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen) realisiert.
• - die erhöhten Rücken werden bei den horizontalen Rohrstäben grundsätzlich nur nach außen weisend (bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen) realisiert.
• - die erhöhten Rücken werden in den Kreuzungsbereichen vorzugsweise im Bereich der unteren Hälfte der Seitenwandungen des Rohr-Gitterrahmens realisiert.
• - die erhöhten Rücken werden in den Kreuzungsbereichen vorzugsweise in dem Bereich der Seitenwandungen des Rohr-Gitterrahmens mit maximaler Ausbauchung realisiert, das ist der mittlere Bereich des zweiten und dritten Horizontalstabs von unten im Rohr-Gitterrahmen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
• 1 in Frontansicht einen erfindungsgemäßen IBC,
• 2 in Querschnittsansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Rohrstab-Basis-Profils BP mit im Wesentlichen quadratförmigem Querschnitt,
• 3 in Querschnittsansicht das Rohrstab-Profil gem. 1 nach Umformung mit im Wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt,
• 4 in Querschnittsansicht ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rohrstab-Basis-Profils mit kreisförmigem Querschnitt,
• 5 in Querschnittsansicht das Rohrstab-Profil gem. 4 nach einer ersten Umformungsstufe zu einem verschweißbaren Querschnitt mit 4-Punkt-Auflage der gekreuzten Rohrstäbe,
• 6 in Querschnittsansicht das Rohrstab-Profil gem. 4 nach weiterer Umformung zu einem dreieckförmigen Querschnitt,
• 7 eine seitliche Teilansicht auf einen vertikalen Rohrstab mit quadratförmigem Querschnitt und
• 8 eine Teil-Draufsicht auf einen vertikalen Rohrstab mit quadratförmigem Querschnitt von innen aus dem Rohr-Gitterrahmen
• In 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein erfindungsgemäßer Palettencontainer zur Lagerung und zum Transport von insbesondere gefährlichen flüssigen oder fließfähigen Füllgütern bezeichnet. Für eine Verwendung zur Lagerung und/oder zum Transport von gefährlichen Füllgütern erfüllt der Palettencontainer 10 besondere Prüfkriterien und ist mit einer entsprechenden amtlichen Gefahrgut-Zulassung versehen. In einer Ausführung für ein Füllgutvolumen von ca. 1000 I weist der Palettencontainer 10 standardisierte Abmessungen mit einer Länge von ca. 1200 mm, einer Breite von ca. 1000 mm und einer Höhe von ca. 1150 mm auf. Die Hauptelemente des Palettencontainers 10 bestehen aus einem im Blasformverfahren aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten, dünnwandigen starren Innenbehälter 12, einem den Kunststoff-Innenbehälter 12 als Stützmantel dicht umschließenden Stahlrohr-Gitterrahmen 14 und einer Bodenpalette 16, auf welcher der Kunststoff-Innenbehälter 12 aufliegt und mit welcher der Stahlrohr-Gitterrahmen 14 fest verbunden ist. Der äußere Rohr-Gitterrahmen 14 besteht aus miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Stahl-Rohrstäben 18, 20. Das geschlossene Basis-Profil BP der horizontalen und vertikalen Rohrstäbe 18, 20 weist quer zur Rohrstablängsrichtung keinerlei profilhöhenverringernde Einformungen oder Eindellungen auf.
  Die Bodenpalette 16 ist in der dargestellten Version als Composite-Palette ausgebildet. Auf der Frontseite des Rohr-Gitterrahmens 14 ist eine Beschriftungstafel 22 aus dünnem Stahlblech zur Kennzeichnung des jeweiligen flüssigen Füllguts befestigt. In der Mitte des Bodens des Kunststoff-Innenbehälters 12 ist zur Entnahme des flüssigen Füllguts eine Entnahmearmatur 24 angeschlossen.
  Die horizontalen Rohrstäbe 18 sind in Kreuzungsbereichen 26 mit den vertikalen Rohrstäben 20 des Rohr-Gitterrahmens 14 über eine 4-Punkt-Auflage mittels üblicher Widerstandspressschweißung fest verschweißt. Im vorliegenden Fall besteht der Stahlrohr-Gitterrahmen 14 aus achtzehn vertikalen Rohrstäben 20 mit einer Länge von jeweils ca. 1000 mm und aus sechs umlaufenden horizontalen Rohrstäben 18, die über vier 90°-Bögen mit einer Gesamtlänge von jeweils ca. 4400 mm und einer Verbindungsstelle der beiden Rohrenden zu einem rechteckförmigen Rohrring ausgebildet sind. Innerhalb des Rohr-Gitterrahmens 14 gibt es zweiundsiebzig (72) reine Kreuzungsstellen 26 und achtzehn (18) obere sowie achtzehn (18) untere Kreuzstoßstellen 28. An den Kreuzstoßstellen 28 sind jeweils die oberen und unteren Enden der vertikalen Rohrstäbe 20 fest mit dem obersten und dem untersten horizontal umlaufenden Rohrstab 18 verschweißt. Der Palettencontainer 10 kann als Großbehälter auch in verschiedenen Volumen-Größen zwischen 500 I und 1300 I ausgeführt sein.
• In 2 ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein Rohrstab-Basis-Profil BP mit nahezu quadratförmigem Rohr-Querschnitt in Querschnittsansicht dargestellt. Dieses ursprüngliche Basis-Profil BP als Quadratprofil - hier eines vertikalen Rohrstabs 20 - weist quer zur Rohrstablängsrichtung keinerlei Einformungen oder Eindellungen auf. Die Außenabmessungen belaufen sich auf ca. 16 × 16 mm, somit beträgt die Höhe H_(Q) als Seitenlänge des Quadratprofils ebenfalls 16 mm. Durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Steifigkeit des Stahlrohr-Gitterrahmens kann die bisherige Wandstärke der Rohrstäbe von 1,0 mm reduziert werden, wobei dann das Quadratprofil eine verminderte Wandstärke von 0,7 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,9 mm, aufweist.
  In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Quadratprofil der vertikalen Rohrstäbe 20 eine Wandstärke von 0,8 mm und das Quadratprofil der horizontalen Rohrstäbe 18 eine Wandstärke von 0,9 mm aufweist. Dadurch können unter Beibehaltung einer hohen Wandungssteifigkeit das Gewicht und die Materialkosten des Palettencontainers reduziert werden.
• Vorzugsweise weist das Basis-Quadratprofil BP zwei gegenüberliegende parallele gerade Seitenwandungen 32 und zwei gegenüberliegende nahezu parallele leicht gebogene Seitenwandungen 34, 36 auf, wobei die eine gebogene Seitenwandung 34 leicht konkav nach innen und die andere gebogene Seitenwandung 36 leicht konvex nach außen ausgebildet ist. Die leicht konkav nach innen gebogenen Seitenwandungen der Rohrstäbe 18, 20 weisen an ihren beiden lateralen Außenkanten jeweils eine flache in RohrstabLängsrichtung verlaufende Rückenlinie 40 auf.
  In den Kreuzungsstellen 26 liegen die horizontalen Rohrstäbe 18 und vertikalen Rohrstäbe 20 jeweils mit ihren leicht konkav nach innen gebogenen Seitenwandungen 34 bzw. mit ihren beiden außenseitigen längsverlaufenden Rückenlinien 40 aufeinander und bilden die erforderlichen 4-Punkt-Auflagen zum Verschweißen der Rohrstäbe 18, 20. Die leicht konvex nach außen ausgebildete Seitenwandung 36 des quadratförmigen Basis-Profils ist im Bereich der Kreuzungsstellen 26, bei denen es gewünscht und vorgesehen ist, leichter durch beiderseitig angelegten Pressdruck in ein dreieckförmiges Umform-Profil mit mittig ausgeformtem Rückenstück 30 umzuformen. Die rückenartigen Erhöhungen werden aus dem Basis-Profil Quadratrohr durch Kaltumformung mittels einfacher Hydraulik-Presszangen erzeugt.
  Ein im Bereich der Kreuzungsstellen 26 derartig bearbeitetes und umgeformtes Rohrstab-Profil mit im Wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt und mittig ausgeformtem Rückenstück 30 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 3 in Querschnittsansicht ersichtlich.
  Bei einem quadratförmigen Basis-Profil mit einer Seitenlänge bzw. Höhe H_(Q) von 16 mm ergibt sich im Bereich des dreieckförmigen Querschnitts von der leicht konkav nach innen eingebogenen Seitenwandung gleich Basiswandung für die 4-Punkt-Kontaktstellen zum Verschweißen der gekreuzten Rohrstäbe bis zur Spitze des mittigen Rückenstückes 30 - je nach Größe des Radius an der Rückenspitze - eine Höhe H_(D) des dreieckförmigen Rohrstab-Profils von ca. 20,5 mm. Dabei sind die beiden gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen 32 und die leicht konvex nach außen bombierte Seitenwandung 36 jeweils zur Hälfte in zwei gleichschenkelige Dreiecksseitenwandungen 38 umgeformt worden.
  Beim Umformvorgang ergeben sich - in Querschnittsansicht - aus den beiden 90°-Bögen zwischen den beiden gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen 32 und der leicht konvex nach außen bombierten Seitenwandung 36 in den umgeformten beiden Dreiecksseitenwandungen 38 zwei nach außen weisende Höcker 48. Das quadratförmige Basis-Profil BP wurde ursprünglich in einem Rollen-Walzgerüst aus einem Stahl-Rundrohr zu einem Quadratprofil umgeformt. Dabei wurden die vier 90°-Bögen zwischen zwei benachbarten Seitenwandungen durch Kaltverformung ausgebildet. Bei einer Kaltverformung ergibt sich aufgrund von Gefügeveränderungen im Stahlmaterial eine lokale Festigkeitserhöhung. Im Bereich des umgeformten dreieckförmigen Querschnitts werden die beiden der leicht konvex nach außen bombierten Seitenwandung 36 benachbarten 90°-Bögen wieder aufgebogen. Aufgrund der Festigkeitserhöhung in den beiden 90°-Bögen erfolgt die Rückbiegung nicht vollständig und es verbleiben die beiden Höcker 48 in den beiden gleichschenkeligen Dreiecksseitenwandungen 38.
• Die Bearbeitung und Umformung der Basisprofil-Rohrstäbe erfolgt hier im Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungen nicht in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Gitterwandungen sondern in einer zur Ebene der Gitterwandungen parallelen Richtung, wobei zur Ausbildung des mittigen Rückenstückes 30 mittels entsprechend geformter Presswerkzeuge ein Pressdruck gleichzeitig von zwei gegenüberliegenden Seitenwandungen auf den vorgesehenen Bereich des Rohrstabs ausgeübt wird. Dieser Pressdruck wird dabei auf die zwei gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen 32 angelegt und zwar beginnend in einem Bereich bzw. Teil des quadratförmigen Basis-Profils der an die leicht konvex nach außen gebogene Seitenwandung 36 anschließt bzw. dieser benachbart ist. Dies kann z. B. mittels eines Presswerkzeugs mit zwei sich aufeinander zubewegenden Pressstempeln bewirkt werden, deren Spitzen vorne entsprechend abgeschrägt sind, so dass sich in der Endposition ein V-förmiger Spalt zwischen den Spitzen der Pressstempel und ein nahezu dreieckförmiger oder dreieckähnlicher Rohrquerschnitt mit erhöhter Rohrprofilhöhe des umgeformten Bereichs des Rohrstabs ergeben. Dieser Umformvorgang kann in entsprechender Weise auch mittels eines Presszangen-Werkzeugs erfolgen, wobei zwei Zangenbacken über einen Drehpunkt auf die beiden gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen 32 einwirken. Dabei bleibt jeweils lediglich die leicht konkav nach innen gebogene Seitenwandung 34 für die 4-Schweißpunkte im Kreuzungsbereich 26 der horizontalen und vertikalen Rohrstäbe 18, 20 unverformt.
• Das Basis-Profil Quadratrohr weist eine Basis-Seitenwandung auf, die leicht nach innen bombiert ist, wodurch sich außenseitige Längsrippen für die 4-Punkt-Widerstandsverschweißung ergeben. Bei der Kaltumformung werden die beiden der Basis-Seitenwandung gegenüberliegenden 90°-Bögen aufgebogen und so weit wie möglich einem geradlinienförmigen Verlauf angenähert, während die der Basis-Seitenwandung gegenüberliegende gerade Seitenwandung in der Mitte zu einem vergleichsweise engen Bogen mit kleinem Radius umgeformt wird.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel eines bekannten Rohrstab-Basis-Profils ist in 4 in Querschnittsansicht dargestellt. Dieses ursprüngliche Rohrstab-Basis-Profil ist als Rundrohrprofil 42 ausgebildet und weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Außendurchmesser D_(AR) von ca. 18 mm und eine Wandstärke von 1,0 mm auf. Um für eine 4-Punkt-Verschweißung eine entsprechende gegenseitige Auflage der Rohrstäbe in den Kreuzungsbereichen zu erhalten, wird in einer ersten Umformungsstufe - wie in der nachfolgenden 5 verdeutlicht ist - eine Seite des Rundrohr-Profils radial um ein kleines Stückchen eingeformt, so dass sich ein leicht konkaves bzw. leicht nach innen bombiertes Wandungsstück 44 mit außenseitigen Längsrippen bzw. Längshöckern ausbildet, die bei gekreuzten Rohrstäben eine 4-Punkt-Auflage bilden. Durch das Eindellen der Rundrohre zum Ausbilden der vier Verschweißungs-Kontaktpunkte erleidet das Rundrohr von bekannten Palettenbehältern einen starken Verlust an Steifigkeit bzw. Biegewiderstandsmoment. Dieser Steifigkeitsverlust kann durch Umformung in einer weiteren Umformungsstufe zu einem nahezu dreieckförmigen Querschnittsprofil mit Einbringen von erhöhten Rückenbereichen 30 wieder gut ausgeglichen werden, wie es in 6 ersichtlich ist. Auch dieses Ausführungsbeispiel mit dreieckförmigem Hohlprofil weist im Bereich des erhöhten Rückenbereichs 30 eine Profilhöhe H_D von wenigstens 20 mm auf.
• In 7 ist in einem Kreuzungsbereich 26 eine seitliche Teilansicht auf einen vertikalen Rohrstab 20 mit quadratförmigem Querschnitt in dargestellt. Der horizontale Rohrstab 18 weist den gleichen quadratförmigen Querschnitt des Basis-Profils BP auf. Im Kreuzungsbereich 26 wurde das ursprüngliche quadratförmige Basisprofil BP des vertikalen Rohrstabs 20 zu einem nahezu dreieckförmigen Hohlprofil mit einem mittigen erhöhten Rückenbereich 30 umgeformt. Der durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung aus dem ursprünglichen Basisprofil ausgebildete mittige erhöhte Rückenbereich 30 weist einen schmalen in Rohrstablängsrichtung verlaufenden Rücken auf, wobei der erhöhte Rückenbereich 30 in Rohrstablängsrichtung auf eine definierte Erstreckung begrenzt ist. Diese Erstreckung des erhöhten Rückenbereichs 30 in Rohrstablängsrichtung soll zwischen einer zweifachen und zehnfachen, vorzugsweise einer fünffachen Rohrstabbreite bzw. Rohrstabdurchmesser (bei einem Rundrohr) betragen.
• Zwischen dem ursprünglichen unverformten Basisprofil und dem durch Umformung ausgebildeten mittigen erhöhten Rückenbereich 30 ergibt sich beidseitig ein schräg verlaufender Übergangsbereich 46. Diese schräg verlaufenden Übergangsbereiche 46 ergeben sich dadurch, dass zur Ausbildung des erhöhten Rückenbereichs für die Kreuzungsbereiche der Rohrstäbe mittels entsprechend geformter Presswerkzeuge ein Pressdruck in einer zur Ebene der Gitterwandungen parallelen Richtung gleichzeitig von zwei gegenüberliegenden parallelen Seitenwandungen auf den vorgesehenen Bereich des Basis-Rohrprofils ausgeübt wird. Dabei wird der Pressdruck auf die zwei gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen im Wesentlichen nur in dem Bereich bzw. Teil des quadratförmigen Basis-Profils angelegt, der an die leicht konvex nach außen gebogene Seitenwandung anschließt bzw. dieser benachbart ist.
  Der Umformvorgang erfolgt hierbei derart, dass der Pressdruck auf die zwei gegenüberliegenden parallel verlaufenden Seitenwandungen z. B. durch zwei vorne abgeschrägte Spitzen von zwei sich aufeinander zubewegenden Pressstempeln eines Presswerkzeugs oder den schwenkbaren Zangenbacken einer Presszange aufgebracht wird, wobei sich in der Endposition ein V-förmiger Spalt zwischen den Spitzen der Pressstempel bzw. den Zangenbacken der Presszange ergibt und dadurch ein nahezu dreieckförmiger Rohrquerschnitt mit erhöhter Rohrprofilhöhe in dem umgeformten Bereich des Rohrstabs ausgebildet wird.
• Hierzu zeigt 8 in einer Teil-Draufsicht auf einen vertikalen Rohrstab 20 mit quadratförmigem Basis-Querschnitt von innen aus dem Rohrgitter-Rahmen heraus den umgeformten dreieckförmigen Querschnittsbereich des vertikalen Rohrstabs 20 mit dem durch Umformung ausgebildeten mittigen erhöhten Rückenbereich 30 und beidseitig sich anschließenden Übergangsbereichen 46. Die Längserstreckung der schrägen Übergangsbereiche 46 sollte etwa das 1-fache bis 2-fache der Höhe einer Seitenwandung des quadratförmigen Basis-Profils, d. h. zwischen 15 und 35 mm, vorzugsweise ca. 20 mm betragen.
• Betrachtet man den konkreten Fall eines mit flüssigem Füllgut befüllten IBC, bei dem durch Transportbelastungen das Füllgut hin- und herschwappt und dadurch mit wechselnden Druckkräften auf die Seitenwandungen des Gitterrohrrahmens einwirkt, so bewirkt dies dynamische Dauerbelastungen mit ständig an- und abschwellenden Zug- und Druckspannungen im Rohrprofil, was auf Dauer zu Rissen in den am höchsten beanspruchten Rohrprofilbereichen und zum Aufbrechen der Schweißpunkte in den Kreuzungsstellen führen kann. Dabei ist die Ausbeulung der Seitenwandungen nach außen des Rohrgitterrahmens durch Innendruck im Kunststoff-Innenbehälter etwa doppelt so groß wie die „Einbeulung“ bzw. das Zurückfedern nach innen des Rohrgitterrahmens durch die elastischen Rückstellkräfte. Es treten hier also in Radialrichtung unterschiedlich hohe Biegebelastungen auf die Rohrstäbe (= Biegebalken) des Rohrgitter-Rahmens auf.
• Das Maß für einen Widerstand gegen Biegung wird als axiales Widerstandsmoment W oder auch Biegewiderstandsmoment bezeichnet. Das Widerstandsmoment stellt in der technischen Mechanik eine allein aus der Geometrie (Form und Maße) eines Balken-querschnitts abgeleitete Größe dar, die ein Maß dafür ist, welchen Widerstand ein BiegeBalken bei Belastung der Entstehung innerer Spannungen entgegensetzt. Dabei treten die betragsmäßig größten Spannungen σ_max immer in den Randfasern des Biege-Balkens auf, die den größten Abstand von der neutralen Faser haben. Das Widerstandsmoment W eines Balken-Querschnitts steht in einfachem geometrischen Zusammenhang mit dem Flächenträgheitsmoment I, mit dessen Hilfe bei der Querschnitts-Bemessung die Verformung zur Ermittlung der Biegesteifigkeit eines Balkens bei Belastung berechnet wird. Das Widerstandsmoment W ist definiert als Quotient aus Flächenträgheitsmoment I und größter Spannung σ_max. Die Einheit für das Widerstandsmoment ist m³.
• Bei Vergleichsmessungen zur Biegesteifigkeit des quadratförmigen Basis-Profils und des umgeformten dreieckförmigen Rohrquerschnitts mit erhöhtem Rückenbereich hat sich Folgendes ergeben: Das quadratförmige Basis-Profil weist ein Flächenträgheitsmoment I_x in Höhe von ca. 1610 mm⁴ auf, während sich für das dreieckförmige Querschnittsprofil ein Flächenträgheitsmoment I_x von ca. 2000 mm⁴ ergibt. Daraus resultiert eine deutliche Steigerung von ca. 24 %.
  Bei entsprechenden Vergleichsmessungen ergab sich für ein unverformtes Rundrohr-Profil eines bekannten Palettencontainers ein Flächenträgheitsmoment I_x von ca. 1770 mm⁴, das sich bei den bisher vorgenommenen Einformungen und Querschnittsverringerungen in den Kreuzungsbereichen noch erheblich vermindert. Demgegenüber wäre auch hier mit einer Umformung des Rundrohr-Querschnitts zum Dreiecks-Profil mit erhöhtem Rückenbereich und einem Anwachsen des Flächenträgheitsmoments I_x auf über 2000 mm⁴ eine hohe Leistungssteigerung zu bewirken.
• Fazit:
• Die vorliegende Erfindung bietet somit eine einfach anzuwendende, einwandfrei funktionierende und preiswerte Lösung für eine vorteilhafte Erhöhung der Steifigkeit der Rohr-Gitterrahmen von Palettencontainern. Es wird kein zusätzliches Material benötigt, sondern nur eine spezielle und partielle Umformung des Rohrstab-Basisprofils angewendet. Und es kann sogar im Gegenteil eine Material- und Kosteneinsparung durch Verminderung der Wandstärke der Rohrstäbe erzielt werden.
  Im Ergebnis wird bei einer Verwendung derartiger Großbehälter insbesondere für gefährliche flüssige Füllgüter eine erhöhte Sicherheit gegen auftretende Schäden aus überhöhten Transportbelastungen gewährleistet.
• Bezugsziffernliste

10

Palettencontainer

12

Kunststoff-Innenbehälter

14

Rohr-Gitterrahmen

16

Bodenpalette

18

horizontale Rohrstäbe (14)

20

vertikale Rohrstäbe (14)

22

Beschriftungstafel

24

Entnahmearmatur

26

Kreuzungsbereich (14)

28

Kreuzstoßbereich (14)

30

erhöhter Rückenbereich (18, 20)

32

parallele gerade Seitenwandung

34

konkave Seitenwandung

36

konvexe Seitenwandung

38

Dreiecksseitenwandung

40

laterale Rückenlinien (18, 20)

42

Rundrohr-Basisprofil (28)

44

konkaves Wandungsstück (42)

46

Übergangsbereich (BP, 30)

48

Höcker (38)

H(Q)

Höhe Seitenlänge

H(D)

Höhe Dreieck

WS(R)

Wandstärke Rundrohr

D(R)

Durchmesser Rundrohr

WS(Q)

Wandstärke Quadratrohr

D(AR)

Außendurchmesser Rundrohr

BP

quadratförmiges Basis-Profil

Claims (16)

1. Palettencontainer (10) zur Lagerung und zum Transport von flüssigen oder fließfähigen Füllgütern mit einem dünnwandigen starren Innenbehälter (12) aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem den Kunststoff-Innenbehälter (12) als Stützmantel dicht umschließenden Rohr-Gitterrahmen (14) aus in Kreuzungsbereichen miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäben (18, 20), und mit einer rechteckigen Bodenpalette (16), auf welcher der Kunststoff-Innenbehälter (12) aufliegt und mit welcher der Rohr-Gitterrahmen (14) fest verbunden ist, wobei die vertikalen und/oder horizontalen Rohrstäbe in Längsrichtung betrachtet ein quadratförmiges oder rundes Hohlprofil als ursprüngliches Basisprofil und bereichsweise ein durch mechanische Umformung abgeändertes Rohrprofil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das ursprüngliche Basisprofil wenigstens eines horizontalen und/oder vertikalen Rohrstabes (18, 20) um ein vorgebbares Stück über einen Kreuzungsbereich (26) der miteinander verschweißten horizontalen und vertikalen Rohrstäbe (18, 20) durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung als abgeändertes Rohrprofil in Rohrstablängsrichtung verlaufend erhöht ausgebildet bzw. mit einem erhöhten Rückenbereich (30) versehen ist, wobei der erhöhte Rückenbereich (30) durch mechanische Umformung mittels seitlicher Pressdruckeinwirkung aus dem Basisprofil zu einem nahezu dreieckförmigen Hohlprofil ausgebildet ist und einen schmalen in Rohrstablängsrichtung verlaufenden Rücken aufweist.
2. Palettencontainer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Rückenbereich (30) auf einer nach außen oder einer nach innen weisenden Seite des Rohrstabs (18, 20) - bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen (14) - angeordnet ist.
3. Palettencontainer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Rückenbereich (30) bei einem vertikal verlaufenden Rohrstab (20) auf einer nach innen weisenden Seite ausgebildet und/oder bei einem horizontal verlaufenden Rohrstab (18) auf einer nach außen weisenden Seite - bezogen auf den Rohr-Gitterrahmen (14) - angeordnet ist.
4. Palettencontainer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Rückenbereich (30) eine definiert begrenzte Erstreckung in Rohrstablängsrichtung aufweist.
5. Palettencontainer nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des erhöhten Rückenbereichs (30) in Rohrstablängsrichtung zwischen einer zweifachen und zehnfachen, vorzugsweise einer fünffachen Rohrstabbreite bzw. einem Rohrstabdurchmesser beträgt.
6. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ursprüngliche Basisprofil als quadratförmiges Rohrprofil ausgebildet ist.
7. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Rückenbereich (30) in den Kreuzungsbereichen (26) nur in den vertikalen Rohrstäben (20) ausgebildet ist.
8. Palettencontainer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Quadratprofil der Rohrstäbe (18, 20) eine Wandstärke von 0,8 mm bis 1,0 mm aufweist.
9. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Quadratprofil der vertikalen Rohrstäbe (20) eine Wandstärke von 0,8 mm und das Quadratprofil der horizontalen Rohrstäbe (18) eine Wandstärke von 0,9 mm aufweist.
10. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Quadratprofil zwei gegenüberliegende parallele gerade und zwei gegenüberliegende parallele leicht gebogene Seitenwandungen aufweist, wobei die eine gebogene Seitenwandung leicht konkav nach innen und die andere gebogene Seitenwandung leicht konvex nach außen ausgebildet ist.
11. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ursprüngliche Basisprofil als Rundrohrprofil ausgebildet ist.
12. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dreieckförmige Hohlprofil im Bereich des erhöhten Rückenbereichs (30) eine Profilhöhe von wenigstens 20 mm aufweist.
13. Palettencontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Rückenbereich (30) in den Kreuzungsbereichen (26) vorzugsweise in dem Bereich der Seitenwandungen des Rohr-Gitterrahmens (14) mit maximaler Ausbauchung, das heißt im mittleren Bereich des zweiten und dritten horizontalen Rohrstabs (18) von unten im Rohr-Gitterrahmen (14) realisiert werden.
14. Verfahren zum Herstellen eines dreieckförmigen Hohlprofils aus einem quadratförmigen Basisprofil in einem Gitter-Rohrstab eines Gitterrohrrahmens für einen Palettencontainer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des mittigen Rückenstückes für die Kreuzungsbereiche der Rohrstäbe mittels entsprechend geformter Presswerkzeuge ein Pressdruck in einer zur Ebene der Gitterwandungen parallelen Richtung gleichzeitig von zwei gegenüberliegenden parallelen Seitenwandungen auf den vorgesehenen Bereich des Basis-Rohrprofils ausgeübt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck auf die zwei gegenüberliegenden parallel gerade verlaufenden Seitenwandungen im Wesentlichen nur in dem Bereich bzw. Teil des quadratförmigen Basis-Profils angelegt wird der an die leicht konvex nach außen gebogene Seitenwandung anschließt bzw. dieser benachbart ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck auf die zwei gegenüberliegenden parallel verlaufenden Seitenwandungen derart erfolgt, dass die vorne abgeschrägten Spitzen der sich aufeinander zubewegenden Presswerkzeuge in der Endposition einen V-förmigen Spalt zwischen den Spitzen der Presswerkzeuge ergeben und ein dreieckförmiger Rohrquerschnitt mit erhöhter Rohrprofilhöhe in dem umgeformten Bereich des Rohrstabs ausgebildet wird.

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