DE19524474C2 - Regenwassersammeltank - Google Patents

Description

Regenwassersammeltanks kommen sowohl oberir­ disch als auch unterirdisch zum Einsatz. Damit sie bei oberirdischer Verwendung den aggressiven UV-Strah­ len und bei unterirdischem Einsatz den Boden-Säuren standhalten, werden diese Tanks oft aus PE-Kunststoff hergestellt. Bei der raumförmlichen Ausgestaltung sol­ cher Tanks ist es wichtig, daß die statische Belastbarkeit groß ist. Der Tank muß einerseits dem Druck des Was­ ses nach außen standhalten, wenn er voll gefüllt ist, andererseits aber auch von außen einwirkenden Kräf­ ten widerstehen, beispielsweise dem Winddruck, der Be­ lastung 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 Abspeiche­ rung von Flüssigkeiten bekannt, der beispielsweise als private Wasserzisterne dienen kann (GB-A-2 126 641). Dieser Tank weist einen unteren Bereich für die Auf­ nahme einer Flüssigkeit und einen oberen Bereich für die Aufnahme von Einrichtungen zum Regeln des Flüs­ sigkeitspegels. Der obere Bereich hat hierbei einen klei­ neren 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 gerich­ teten 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 Große auf.

Es ist außerdem eine Zisterne bekannt, die einen Ze­ mentzylinder sowie einen im oberen Bereich dieses Zy­ linders 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 Wasser­ versorgung 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 kei­ nen ebenen Boden auf, über den eine Kuppel in schildkrötenähnlicher Form angeordnet ist.

Eine andere bekannte Regentonne ist zylindrisch aus­ geführt 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 vorge­ sehen, in den als Filtereinrichtung eine Trägerscheibe eingesetzt ist (DE 43 07 066 A1). Die Trägerplatte über­ spannt hierbei den gesamten Querschnitt des Schachts und weist Durchbrüche auf, in welche Filterplatten ein­ gesetzt sind. Auch diese Zisterne weist keinen kuppelar­ tigen Überbau auf.

Schließlich ist auch noch ein aus Glasfaserverbund­ werkstoff hergestellter Behälter bekannt, der zur Auf­ bewahrung und Sammlung von Flüssigkeit dient (DE- GM 93 11 262). Dieser Behälter besteht aus mehreren Behälterelementen, wobei jedes Behälterelement min­ destens einen Flansch zur Verbindung mit einem ande­ ren Behälterelement aufweist. Dieser bekannte Behälter weist jedoch keinen ebenen Boden auf, über dem ein Tank-Oberteil kontinuierlich und kuppelförmig ge­ krümmt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Tank der hohen inneren und äußeren Druckbelastungen standhält.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbe­ sondere darin, daß einerseits eine höhere Belastbarkeit des Regenwassersammeltanks gewährleistet und ande­ rerseits das Aufschwimmen des leeren Tanks verhindert wird. Hinzu kommt, daß die Schildkrötenform des Tanks eine gute Raumausnutzung und eine gute Verfüll­ barkeit 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 dargestell­ ten Tank;

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

Fig. 4 eine Rückansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeig­ ten 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 ge­ zeigten Tanks;

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

Fig. 11 eine Anordnung eines Tanks im Erdbereich.

In der Fig. 1 ist ein Regenwassersammeltank 1 darge­ stellt, der eine schildkrötenähnliche Form aufweist. Der Boden 2 dieses Tanks 1 ist eben, während die hierüber angeordnete Kuppel 3 gekrümmte Seitenflächen 4 und gekrümmte Stirnflächen 5, 6 aufweist. Der obere Be­ reich 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 Versteifun­ gen oder Rippen bezeichnet, die dem Tank 1 eine beson­ dere Festigkeit verleihen. Durch die Rippen 8 bis 19 ergeben sich automatisch Zwischenräume, 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 dargestell­ ten 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 hergestellten Tank. Als be­ sonders geeignete Grundstoffe für dieses Verfahren ha­ ben sich vernetztes Polyethylen und lineares Polyethy­ len herausgestellt. Bei den Rotationsformverfahren wird eine hohle, geschlossene Form mit Kunststoff in flüssi­ ger 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 fort­ gesetzt wird. Nachdem die Schmelztemperatur des Kunststoffs erreicht wurde und sich dieser als Flüssig­ keit an die Formwände angelegt hat, wird die Form in einen Kühlraum gebracht, wo sie mit Luft, Wasser oder einer Mischung aus beidem besprüht 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 Schleuder­ guß verwechselt werden, bei dem der Kunststoff an die Außenfläche des Hohlraums geworfen wird. Beim Rota­ tionsverfahren bleibt der Kunststoff als Lache durch die nach unten gerichtete Schwerkraft im unteren Teil der Form. Während die Form um zwei Achsen rotiert, glei­ ten alle Oberflächen des Hohlraums durch diese Lache aus flüssigem oder pulverisiertem Kunststoff.

Ein besonders wichtiger Aspekt bei rotationsgeform­ ten Teilen sind die Versteifungsrippen, 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 Nennwandstär­ ke 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 wer­ den als hohle Elemente entworfen, die wellblech- oder wärmegeformten Teilen entsprechen. Bei üblichen Ver­ steifungsrippen beträgt die Tiefe der Rippe wenigstens das Vierfache der Nennwandstärke, während die Breite wenigstens das Fünffache der Nennwandstärke beträgt. An vier Stellen des Tanks 1 sind in Nuten zwischen den Versteifungsrippen Mulden 28, 29 für den Transport des Tanks vorgesehen.

In der Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf den Regen­ wassersammeltank 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 Einfüllstut­ zen 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 Querver­ steifung 34 verbunden, so daß der Tank 1 mit einer Art Versteifungsnetz versehen ist.

In der Fig. 3 ist der Tank 1 noch einmal in einer An­ sich 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 Auflage, 1984, S. 197, 264 ff). In der Sprache der Techni­ schen Mechanik stellt der Tank 1 eine doppelt ge­ krümmte, nicht-rotationssymmetrische Schale dar. Mit modernen Rechenprogrammen läßt sich jedoch auf re­ lativ einfache Weise bestimmen, welches statische Ver­ halten 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 gewährleistet. 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. Bekanntlich 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 den Ge­ wicht der verdrängten Flüssigkeitsmenge.

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

In der Fig. 6 ist der Tank 1 im Erdreich 60 eingegraben dargestellt. Mit 61 ist die Ober­ kante einer Straße oder dergleichen bezeichnet. Der geschnitten dargestellte große Tankstutzen 30 weist zwei kleine Stützen 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 Tanks 1 in einer mit der Fig. 2 vergleichbaren Ansicht. Man erkennt hierbei, daß der Mittelsteg 34 weggelas­ sen, 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 Belastbarkeit. Die Zusatzrip­ pen 80 bis 83 wirken gewissermaßen wie Stützen für den Tankstutzen 30.

Bei einer Gesamtlänge von beispielsweise 240 cm ist eine Versteifungsrippe 14 mehr ab 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 Ausführungs­ form der Fig. 1. Außerdem ist die bei der Ausführungs­ form der Fig. 1 vorhandenen Querversteifung 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 Tankstutzen 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 weite­ rer Stutzen 119, der mit einem Deckel 118 verschraub­ bar ist. Ein mit 117 bezeichnetes Röhrchen ist an der Versteifung 105 vorgesehen.

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

Während bei der Version nach Fig. 1 der Dom mitge­ fertigt wurde, wird er jetzt als separates Teil hergestellt und auf ein am Tank mitgefertigtes Gewinde aufge­ schraubt. Die Abdichtung erfolgt dabei mittels einer ein­ gelegten 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 bewegen. Auf den Dom 108 wird der Deckel 109 aufgelegt, der insgesamt vier Sicherungen 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 Zu­ laufs 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 Wasser­ haushalts dar.

Die hierzu ergangenen DIN-Empfehlungen - z. B. DIN 1988, in der die Trinkwassernachspeisung geregelt ist, und DIN 1986, die Details der Entwässerungsinstal­ lation 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 physiolo­ gisch 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 er­ kennt man zwei Räder 132, 133 eines Kraftfahrzeugs 134. In der Straßendecke 131 ist eine Abdeckung 135 vorgesehen, die so konstruiert ist, daß Oberflächenwas­ ser 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 zu­ erst 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 Zuführung 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 Ver­ bindung 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 10 eingegeben worden, wird es über einen Si­ phon 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 Schachta­ dapter 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 entnommen. Das Ende 153 dieser Leitung 152 wird mittels eines Schwimmers 154 stets dicht unter der Was­ seroberfläche gehalten. Mit Hilfe dieser schwimmenden Wasserentnahme wird das Wasser dort entnommen, wo es die höchste Reinheitsstufe aufweist.

Mit 155 ist eine Wasserpumps bezeichnet, die bei­ spielsweise als mehrstufige Edelstahlpumpe mit inte­ griertem Druckwächter und Rückschlagventil ausgebil­ det sein kann. Mit 156 ist ein Trinkwassernachspeisemo­ dul bezeichnet. Mit diesem Modul wird Trinkwasser hausintern in die Saugleitung der Pumpe 155 einge­ speist, ohne das Haus zu verlassen. Das Nachspeisemo­ dul 156 gewährleistet die Betriebssicherheit der Anlage, auch wenn durch Wassermangel oder Rückstau eine Wasserentnahme aus dem Tank 110 nicht möglich ist.

Claims (10)

1. Einteiliger Regenwassersammeltank aus Kunststoff, der ein Tankoberteil mit einem Einfüllstutzen und einen ebenen Boden aufweist, bei dem eine schildkrötenähnliche Form des Tanks mit einer über dem ebenen Boden angeordneten Kuppel dadurch gebildet ist, dass das am Boden (2) ansetzende Tank-Oberteil (3) über eine erste Achse kontinuierlich gekrümmt ist und über eine zweite, zur ersten Achse senkrechten Achse wenigstens in den beiden Endbereichen des Tank-Oberteils (3) kontinuierlich gekrümmt ist, wobei beide Achsen in der Ebene des Bodens (2) liegen.

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

3. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich des Bodens die Form eines Rechtecks aufweist, bei dem an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils Halbkreisflächen angeordnet sind.

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

5. Regenwassersammeltank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8 bis 13) mit einer Verbindungsrippe (34) untereinander verbunden sind.

6. Regenwassersammeltank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (30) außermittig an einem Endbereich des Tanks (1) vorgesehen ist.

7. Regenwassersammeltank nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (8 bis 13) etwa 3,5% über das Niveau der zwischen ihnen liegenden Nuten (21 bis 24, 28, 26) hinaus­ ragen, wenn der Abstand vom Boden des Tanks (3) mittleren Bereich des Tank-Oberteils (3) gleich 100 gesetzt wird.

8. Regenwassersammeltank nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungs­ rippen (103) etwa 6,5% über das Niveau der Nuten (98) hinausragen, wenn der Ab­ stand vom Boden des Tanks (110) zum mittleren Bereich des Tank-Oberteils (3) gleich 100 gesetzt wird.

9. Regenwassersammeltank nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (100 bis 107) etwa gleich breit sind wie die zwischen ihnen liegenden Nuten (98).

10. Regenwassersammeltank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Polyethylen besteht.