DE19524474A1 - Regenwassersammeltank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regenwassersammeltank nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Regenwassersammeltanks kommen sowohl oberirdisch als auch unterirdisch zum Einsatz. Damit sie bei oberirdischer Verwendung den aggressiven UV-Strahlen und bei unterirdischem Einsatz den Boden-Säuren standhalten, werden diese Tanks oft aus PE-Kunststoff hergestellt. Bei der raumförmlichen Ausgestaltung solcher Tanks ist es wichtig, daß die statische Belastbarkeit groß ist. Der Tank muß einerseits dem Druck des Wassers nach außen standhalten, wenn er voll gefüllt ist, andererseits aber auch von außen einwirkenden Kräften widerstehen, beispielsweise dem Winddruck, der Belastung durch Personen oder dem Erddruck, falls er in den Boden eingegraben ist. Bei dem Erddruck ist zu beachten, daß manche in den Boden eingegrabene Tanks überpflastert sind und schwere Fahrzeuge über diese Überpflasterung fahren, so daß ein erheblicher Druck auf den Tank einwirkt.

Es ist bereits ein Kunststofftank für die Abspeicherung von Flüssigkeiten bekannt, der beispielsweise als private Wasserzisterne dienen kann (GB-A-2 126 641). Dieser Tank weist einen unteren Bereich für die Aufnahme einer Flüssigkeit und einen obe­ ren Bereich für die Aufnahme von Einrichtungen zum Regeln des Flüssigkeitspegels. Der obere Bereich hat hierbei einen kleineren Querschnitt als der untere Bereich. Während des Betriebs befindet sich der Flüssigkeitspegel am oberen Ende des unteren Bereichs des Tanks. Die größeren Seiten des unteren Bereichs sind mit nach innen gerichteten Verstärkungsrippen versehen. Bei größeren Tanks können auch die kleineren Seiten des unteren Bereichs mit Verstärkungsrippen versehen werden. Durch die Verstärkungsrippen wird der Tank recht stabil, doch nimmt er wegen seines kastenförmigen Aufbaus, bei dem vier Seitenwände und der Boden einen Quader bilden, nur Druckkräfte bis zu einer bestimmten Größe auf.

Es ist außerdem eine Zisterne bekannt, die einen Zementzylinder sowie einen im obe­ ren Bereich dieses Zylinders eingebetteten Metallring aufweist (US-PS 926 064). Dieser Ring trägt Klammern, die sich nach unten erstrecken. Eine Metallkuppel ruht auf dieser Klammer, wobei eine Leitung für die Luft- und Wasserversorgung in eine Öffnung der Zisterne eingeführt ist. Außerdem ist eine Entnahmeleitung vorhanden. Diese Zisterne weist indessen weder Versteifungsrippen auf, noch hat sie die Form einer Schildkröte oder besteht sie aus Kunststoff.

Weiterhin ist ein zusammengesetzter Lagertank für Flüssigkeiten bekannt, der zwei Endkappen und einen zwischen den Endkappen angeordneten Ring aufweist (DE- GM 70 16 340). Dieser Lagertank weist jedoch keinen ebenen Boden auf, über den sich eine kuppelförmige Krümmung erhebt.

Eine andere bekannte Regentonne ist zylindrisch ausgeführt und weist lediglich einen gekrümmten Deckel auf (DE-33 32 769 A1). Auch diese Regentonne besitzt nicht die Form einer Schildkröte.

Bei einer weiteren bekannte Zisterne zum Sammeln und Speichern von Regenwasser ist ein Schacht vorgesehen, in den als Filtereinrichtung eine Trägerscheibe eingesetzt ist (DE 43 07 066 A1). Die Trägerplatte überspannt hierbei den gesamten Querschnitt des Schachts und weist Durchbrüche auf, in welche Filterplatten eingesetzt sind. Auch diese Zisterne weist keinen kuppelartigen Überbau auf.

Schließlich ist auch noch ein aus Glasfaserverbundwerkstoff hergestellter Behälter bekannt, der zur Aufbewahrung und Sammlung von Flüssigkeit dient (DE-GM 93 11 262). Dieser Behälter besteht aus mehreren Behälterelementen, wobei jedes Be­ hälterelement mindestens einen Flansch zur Verbindung mit einem anderen Be­ hälterelement aufweist. Dieser bekannte Behälter weist jedoch keinen ebenen Boden auf, über dem ein Tank-Oberteil kontinuierlich und kuppelförmig gekrümmt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Tank nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, der hohen Druckbelastungen standhält.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß einerseits eine höhere Belastbarkeit des Regenwassersammeltanks gewährleistet und andererseits das Aufschwimmen des leeren Tanks verhindert wird. Hinzu kommt, daß die Schild­ krötenform des Tanks eine gute Raumausnutzung und eine gute Verfüllbarkeit einer Grube ermöglicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Tanks mit der Form einer Schildkröte;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in der Fig. 1 dargestellten Tank;

Fig. 3 eine Frontansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Tanks;

Fig. 4 eine Rückansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Tanks;

Fig. 5 eine Darstellung des Einfüllstutzens des Tanks;

Fig. 6 den oberen Teil eines im Erdreich befindlichen Tanks;

Fig. 7 eine Variante des Tanks gemäß Fig. 2 ohne Mittelstrecke;

Fig. 8 eine Variante zu dem in der Fig. 1 gezeigten Tank;

Fig. 9 eine erste Seitenansicht des in der Fig. 8 gezeigten Tanks;

Fig. 10 eine zweite Seitenansicht des in der Fig. 8 gezeigten Tanks;

Fig. 11 eine Anordnung eines Tanks im Erdbereich.

In der Fig. 1 ist ein Regenwassersammeltank 1 dargestellt, der eine schildkrötenähn­ liche Form aufweist. Der Boden 2 dieses Tanks 1 ist eben, während die hierüber an­ geordnete Kuppel 3 gekrümmte Seitenflächen 4 und gekrümmte Stirnflächen 5, 6 aufweist. Der obere Bereich 7 verläuft in horizontaler Richtung parallel zum Boden, ist jedoch in die Zeichenebene hinein gekrümmt. Mit den Bezugszahlen 8, 9, 10, 11, 12, 13 sind Versteifungen oder Rippen bezeichnet, die dem Tank 1 eine besondere Festigkeit verleihen. Durch die Rippen 8 bis 19 ergeben sich automatisch Zwischen­ räume, die als Nuten 20 bis 26 bezeichnet werden können. Der in der Fig. 1 gezeigte Tank ist in der Praxis beispielsweise 200 cm lang, 160 cm breit und 130 cm hoch.

Am rechten oberen Ende des in der Fig. 1 dargestellten Tanks 1 ist ein Einfüllstutzen 30 vorgesehen, der zwei seitlich angeflanschte Rohre 31, 32 aufweist. Bei dem Tank 1 handelt es sich vorzugsweise um einen im Rotations-Sinterverfahren herge­ stellten Tank. Als besonders geeignete Grundstoffe für dieses Verfahren haben sich vernetztes Polyethylen und lineares Polyethylen herausgestellt. Bei den Rotations­ formverfahren wird eine hohle, geschlossene Form mit Kunststoff in flüssiger oder pulverisierter Form gefüllt. Die Form wird dann gleichmäßig um ihre vertikale und horizontale Achse gedreht. Die rotierende Form wird in einen Ofen eingebracht, wo die Form und hierdurch auch der Kunststoff erwärmt werden, während die Rotation fortgesetzt wird. Nachdem die Schmelztemperatur des Kunststoffs erreicht wurde und sich dieser als Flüssigkeit an die Formwände angelegt hat, wird die Form in einen Kühlraum gebracht, wo sie mit Luft, Wasser oder einer Mischung aus beidem be­ sprüht wird. Die Form kühlt hierauf ab, wodurch sich der Kunststoff verfestigt und die Gestalt der Form annimmt. Die Form kommt dann zu einem Öffnungsstutzen, wo sie geöffnet und das Teil herausgenommen wird.

Das Rotationsformen darf nicht mit dem Schleuderguß verwechselt werden, bei dem der Kunststoff an die Außenfläche des Hohlraums geworfen wird. Beim Rotations­ verfahren bleibt der Kunststoff als Lache durch die nach unten gerichtete Schwerkraft im unteren Teil der Form. Während die Form um zwei Achsen rotiert, gleiten alle Oberflächen des Hohlraums durch diese Lache aus flüssigem oder pulverisiertem Kunststoff.

Ein besonders wichtiger Aspekt bei rotationsgeformten Teilen sind die Versteifungs­ rippen, die oft Wände haben, die im Verhältnis zu ihrer Gesamtgröße dünn sind. Durch den Einsatz von Rippen kann die Steifigkeit eines Teils erhöht werden, während die Nennwandstärke so klein wie möglich bleibt. Die Versteifungsrippen werden bei rotationsgeformten Teilen nicht als feste Elemente entworfen, wie es etwa bei spritzgegossenen oder formgepreßten Teilen der Fall ist, sondern sie werden als hohle Elemente entworfen, die wellblech- oder wärmegeformten Teilen entsprechen. Bei üblichen Versteifungsrippen beträgt die Tiefe der Rippe wenigstens das Vier­ fache der Nennwandstärke, während die Breite wenigstens das Fünffache der Nenn­ wandstärke beträgt. An vier Stellen des Tanks 1 sind in Nuten zwischen den Verstei­ fungsrippen Mulden 28, 29 für den Transport des Tanks vorgesehen.

In der Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf den Regenwassersammeltank 1 gezeigt. Man erkennt hierbei, daß sich die in der Fig. 1 gezeigten Rippen 8 bis 13 auch auf die in dieser Fig. 1 nicht erkennbare Rückseite des Tanks 1 erstrecken. Ein drittes Rohr 33 am Einfüllstutzen 30 liegt dem Rohr 32 gegenüber und ist senkrecht zum Rohr 31 angeordnet. Die Versteifungsrippen 8 bis 13 sind auf dem Kamin des Tanks 1 mit einer Querversteifung 34 verbunden, so daß der Tank 1 mit einer Art Versteifungs­ netz versehen ist.

In der Fig. 3 ist der Tank 1 noch einmal in einer Ansicht auf die linke Schmalseite dargestellt, d. h. in einer Ansicht von links nach rechts, bezogen auf die Fig. 1. Der Tank 1 hat in dieser Ansicht die Form einer Kuppel. Die exakte Berechnung der Festigkeit eines derartigen Tanks ist recht kompliziert, wie bereits die Berechnung der Festigkeit einer Kugelschale unter Eigenbelastung zeigt (István Szabó: Höhere Technische Mechanik, 2. Nachdruck der fünften verbesserten und erweiterten Aufla­ ge, 1984, S. 197, 264 ff). In der Sprache der Technischen Mechanik stellt der Tank 1 eine doppelt gekrümmte, nicht-rotationssymmetrische Schale dar. Mit modernen Rechenprogrammen läßt sich jedoch auf relativ einfache Weise bestimmen, welches statische Verhalten der Tank bei Belastungen aufweist.

Die Fig. 4 zeigt denselben Tank 1 in einer Ansicht auf die linke Schmalseite. Durch die Schildkrötenform des Tanks ist eine hohe Sicherheit gegen Aufschwimmen ge­ währleistet. Ist der Tank z. B. im Boden vergraben und nicht mit Wasser aufgefüllt und ist das Erdreich mit Wasser gesättigt, so erhält der Tank einen Auftrieb. Bekannt­ lich stellt man beim Eintauchen eines beliebig geformten Körpers in eine Flüssigkeit eine scheinbare Gewichtsverminderung fest. Der Betrag, um den sich das Gewicht scheinbar vermindert, ist gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeitsmenge.

In der Fig. 5 ist der Einfüllstutzen 30 noch einmal in vergrößertem Maßstab darge­ stellt. Die Rohre 31, 32 dienen hierbei als Zulauf bzw. Überlauf und können bei Be­ darf geöffnet werden. Mit 41 ist ein aufgesteckter Stülpdeckel bezeichnet, der z. B. mit einem O-Ring abgebildet ist.

In der Fig. 6 ist der erfindungsgemäße Tank 1 im Erdreich 60 eingegraben darge­ stellt. Mit 61 ist die Oberkante einer Straße oder dergleichen bezeichnet. Der ge­ schnitten dargestellte große Tankstutzen 30 weist zwei kleine Stutzen 31 und 32 und einen O-Ring 62 am Stulpdeckel 41 auf, der zur Abdichtung eines Aufsatzes 63 dient, der seinerseits für die Aufnahme eines Siebs 64 vorgesehen ist. Der Aufsatz 63 ist mit Stutzen 65, 66, 67 versehen, die wahlweise auch abgeschnitten werden können.

Im Bereich 68 geht der untere runde Teil in einen rechteckigen Teil 69 über, der einen doppelwandigen Deckel 70, der in einem Tragring 71 sitzt, aufnimmt. Dieser Deckel 70 schließt mit der Oberkante 61 des Erdreiches 60 ab.

Die Fig. 7 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Tanks 1 in einer mit der Fig. 2 vergleichbaren Ansicht. Man erkennt hierbei, daß der Mittelsteg 34 weggelassen, ein zusätzlicher Quersteg 14 vorgesehen und der Stutzen 30 etwas an den Rand des Tanks 1 verschoben ist. Außerdem sind im Stutzen 30 kleine Zusatzrippen 80 bis 83 angeordnet. Diese Maßnahmen geben dem Tank eine zusätzliche statische Belastbar­ keit. Die Zusatzrippen 80 bis 83 wirken gewissermaßen wie Stützen für den Tank­ stutzen 30.

Bei einer Gesamtlänge von beispielsweise 240 cm ist eine Versteifungsrippe 14 mehr als in Fig. 2 vorgesehen. Der Stutzen 30, der einen Durchmesser von ca. 50 cm hat, ist sehr nah an die Seite gerückt.

In den Fig. 8 ist eine Variante eines Tanks gezeigt, dessen Versteifungen und Rippen 100 bis 107 stärker aus dem Tank 110 hervorragen als bei der Ausführungsform der Fig. 1. Außerdem ist die bei der Ausführungsform der Fig. 1 vorhandenen Quer­ versteifung 34 nicht vorgesehen.

Mit 108 ist ein Dom bezeichnet, der eine Abdeckung 109 aufweist und mit einem Tankstutzen 111 verbunden ist. An dem Tankstutzen 111 ist ein Anschluß 112 vorge­ sehen. Mit 113 bis 116 sind kleine Querversteifungen bezeichnet.

Die Fig. 9 zeigt eine Ansicht des Tanks 110 auf die Schmalseite, die vom Tank­ stutzen 111 entfernt liegt, wobei der Dom 108 mit Deckel 109 abgenommen ist.

Die Fig. 10 zeigt dagegen diejenige Schmalseite, an der sich auch der Tankstutzen 111 befindet.

Neben dem Tankstutzen 111 befindet sich ein weiterer Stutzen 119, der mit einem Deckel 118 verschraubbar ist. Ein mit 117 bezeichnetes Röhrchen ist an der Verstei­ fung 105 vorgesehen.

Zwischen den Tanks der Fig. 1 und 8 bestehen u. a. folgende Unterschiede.

Während bei der Version nach Fig. 1 der Dom mitgefertigt wurde, wird er jetzt als separates Teil hergestellt und auf ein am Tank mitgefertigtes Gewinde aufgeschraubt. Die Abdichtung erfolgt dabei mittels einer eingelegten Dichtung.

Auf diesen Dom 108 wird der Deckel 109 aufgesetzt, um zu verhindern, daß etwa bei Wartungsarbeiten Schmutz von oben in den Tank fallen kann. Der Schacht 150 wird auf den Dom 108 aufgesteckt und kann sich teleskopartig frei auf diesem Schacht be­ wegen. Auf den Dom 108 wird der Deckel 109 aufgelegt, der insgesamt vier Siche­ rungen aufweist, damit der Deckel nur von befugten Personen geöffnet werden kann.

Der Zulaufstutzen wird mittels einer Überwurfmutter am Regenwassertank gehalten. Durch das besondere Zulaufrohr 99 wird das Wasser nach zwei Seiten ruhig in den Tank 110 eingefüllt. Nocken am Unterteil des Zulaufs rasten in umlaufende Nuten am Oberteil ein und verhindern hierdurch ein Aufschwimmen des Unterteils.

In der Fig. 11 ist dargestellt, wie der Tank 110 als Regenwasser-Nutzungsanlage verwendet werden kann. Die Nutzung von Regenwasser in einer haustechnischen Wasserinstallation stellt in steigendem Maße einen wichtigen Beitrag zum Schutz des natürlichen Wasserhaushalts dar.

Die hierzu ergangenen DIN-Empfehlungen - z. B. DIN 1988, in der die Trinkwasser­ nachspeisung geregelt ist, und DIN 1986, die Details der Entwässerungsinstallation regelt - können durch den Tank 110 voll erfüllt werden.

Der in der Fig. 11 dargestellte Erdwasserspeicher enthält z. B. einen 3000-Liter-Tank 110 aus physiologisch einwandfreiem Polyethylen, der die Abmessungen Länge = 2250 mm, Breite = 1700 mm und Höhe = 1390 mm aufweist. Dieser Tank befindet sich in einer Erdausnehmung 130, die unterhalb der Straßendecke 131 angeordnet ist. Auf dieser Straßendecke 131 erkennt man zwei Räder 132, 133 eines Kraftfahrzeugs 134. In der Straßendecke 131 ist eine Abdeckung 135 vorgesehen, die so konstruiert ist, daß Oberflächenwasser in einem Ringkanal gesammelt wird und außerhalb des Schachts versickern kann.

Mit 136 ist ein Erdfiltersammler bezeichnet, in dem das z. B. aus einem Fallrohr 140 kommende Wasser zuerst gefiltert und dann gesammelt wird. Schmutzwasser wird über Rohre 137, 138 in einen Kanal 139 entsorgt. Hierdurch werden die Vorgaben gemäß DIN 1986, die einen freien Fallrohr- und Kanalrohrdurchgang fordern, erfüllt. Das gefilterte Wasser gelangt über ein Rohr 141 in den Tank 110, wobei die Zu­ führung des Wassers über ein Zweigrohr 99 am Boden des Tanks 110 erfolgt. An das Rohr 138, das mit dem Kanal 139 verbunden ist, sind auch noch ein WC 142 und eine Waschmaschine 143 über die Rohre 144, 145, 146 angeschlossen. Ein weiteres Rohr 147, das mit einer nicht dargestellten Vorrichtung verbunden ist, kann ebenfalls mit dem Rohr 138 in Verbindung stehen.

Die Einführung des Wassers in den Tank 110 über das Zweigrohr 99 hat den Effekt, daß das Wasser ruhig und geräuscharm eingeführt wird. Ist zuviel Wasser in den Tank 110 eingegeben worden, wird es über einen Siphon oder Überlauf 148 und über ein Rohr 149 dem Rohr 137 und damit dem Kanal 139 zugeführt.

Um den Dom 111 bzw. den Tank 110 an verschiedene Gegebenheiten anpassen zu können, ist ein Schachtadapter 150 vorgesehen. Mit Hilfe des Schachtadapters 150 kann die Tankeinbauhöhe zur Oberkante Gelände angeglichen werden. Das im Tank 110 gespeicherte Wasser 151 wird mittels einer schwimmenden Leitung 152 entnom­ men. Das Ende 153 dieser Leitung 152 wird mittels eines Schwimmers 154 stets dicht unter der Wasseroberfläche gehalten. Mit Hilfe dieser schwimmenden Wasser­ entnahme wird das Wasser dort entnommen, wo es die höchste Reinheitsstufe auf­ weist.

Mit 155 ist eine Wasserpumpe bezeichnet, die beispielsweise als mehrstufige Edel­ stahlpumpe mit integriertem Druckwächter und Rückschlagventil ausgebildet sein kann. Mit 156 ist ein Trinkwassernachspeisemodul bezeichnet. Mit diesem Modul wird Trinkwasser hausintern in die Saugleitung der Pumpe 155 eingespeist, ohne das Haus zu verlassen. Das Nachspeisemodul 156 gewährleistet die Betriebssicherheit der Anlage, auch wenn durch Wassermangel oder Rückstau eine Wasserentnahme aus dem Tank 110 nicht möglich ist.

Claims (15)

1. Regenwassersammeltank mit einem Einfüllstutzen und einem ebenen Boden, der in einer Ebene mit einer ersten gedachten Achse (x-Koordinate) und einer zweiten gedachten Achse (y-Koordinate) liegt, wobei die erste Achse auf der zweiten Achse senkrecht steht, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Boden (2) ansetzende Tank-Oberteil (3) über eine der beiden gedachten Achsen des Bodens (2) kontinuier­ lich und kuppelförmig gekrümmt ist.

2. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tank-Oberteil (3) über die andere der beiden gedachten Achsen des Bodens (2) im mittleren Bereich des Tank-Oberteils (3) gerade und in den beiden Endbereichen gekrümmt ist.

3. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich des Bodens die Form eines Rechtecks aufweist, bei dem an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils Halbkreisflächen angeflanscht sind.

4. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tank-Oberteil (3) mit Versteifungsrippen (8 bis 13) versehen ist.

5. Regenwassersammeltank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8 bis 13) mit einer Verbindungsrippe (34) untereinander verbunden sind.

6. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tank-Oberteil (3) einen Einfüllstutzen (30) aufweist.

7. Regenwassersammeltank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (30) außermittig an einem Endbereich des Tanks (1) vorgesehen ist.

8. Regenwassersammeltank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des Einfüllstutzens (30) etwa 1 m unterhalb der Erdoberfläche vorgesehen ist und auf der Höhe der Erdoberfläche ein Filter (69) vorgesehen ist.

9. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8 bis 13) etwa 3,5% über das Niveau der Nuten (21 bis 24, 28, 26) hinaus­ ragen, wenn der Abstand vom Boden des Tanks (3) zur Oberkante einer Nut (21 bis 24, 28, 26) gleich 100 gesetzt wird.

10. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1 und Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Einfüllstutzen (30) und Filter (69) ein Adapter (63) vorge­ sehen ist.

11. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (103) etwa 6,5% über das Niveau der Nuten (98) hinausragen, wenn der Ab­ stand vom Boden des Tanks (110) zur Oberkante der Nut (98) gleich 100 gesetzt wird.

12. Regenwassersammeltank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (100 bis 107) etwa gleich breit sind wie die zwischen ihnen liegenden Nuten (98).

13. Regenwassersammeltank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Einfüllstutzen (111) ein Dom (108) vorgesehen ist, der aufsetzbar ist.

14. Regenwassersammeltank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (111) einen Anschluß (112) aufweist, der über Rohre (149, 137, 138) mit einem Kanal (139) in Verbindung steht.

15. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenwassersammeltank aus Polyethylen besteht.