DE19924808A1 - Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zum Aufbewahren von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen, insbesondere eines Behälters zum Aufbewahren von Lebensmitteln, und Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Herstellverfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zum Aufbewahren von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen, insbesondere eines Behälter (1) zum Aufbewahren von Lebensmitteln, bei dem ein Band (10) wendelartig unter Bildung einer Mantelfläche (2) der Einrichtung verformt wird, wobei die Längsräder (24, 26) des Bandes (10) entlang einer Biegelinie unter Bildung einer Kante abgebogen werden und die benachbarten Längsräder (24, 26) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß in das Band (10) vor dem Abbiegen zum Bilden der Kante entlang der Biegelinie eine Ausnehmung (16) eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens mit einer Biegestation und einer nachfolgenden Verbindungsstation (46), dadurch gekennzeichnet, daß die Biegestation (38) mittels eines vor einem Biegewerkzeug (42a, 42b) zum Bilden der Kante angeordneten Bearbeitungswerkzeuges (12, 14) entlang der Biegelinie eine Ausnehmung (16) in das Band (10) einbringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zum Aufbewahren von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen, insbesondere eines Behälters zum Aufbewahren von Lebensmitteln, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Futtersilos ist aus der DE-OS 19 36 021 bekannt. Dabei wird ein Band von einer Vorratsrolle entnommen und wendelartig unter Bildung einer Schraubenlinie zu einer Mantelfläche der Einrichtung verformt. Die Längsränder des Bandes werden entlang einer Biegelinie unter Bildung einer Kante nach außerhalb des Silos abgebogen und die benachbarten Längsränder werden mittels eines Falzes oder Doppelfalzes miteinander verbunden. Die Herstellung des Falzes zum Verbinden der Längsränder ist beispielsweise aus der DE-PS 27 22 227 bekannt. Der Falz steht dabei auf der Außenseite des im wesentlichen zylindrischen Silos ab.

Eine zugehörige Vorrichtung zum Ausführen des Herstellverfahrens umfaßt eine außerhalb des herzustellenden Silos angeordnete Verbindungsstation zum Verbinden der Längsränder, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 22 10 055 bekannt ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbare Einrichtungen für ein bestimmtes Einsatzgebiet sind u. a. hinsichtlich ihrer Abmessungen und Werkstoffe aus der Produktinformation "Flüssigkeitsbehälter für Wasser, Abwasser, Klärschlamm . . ." der Lipp GmbH Maschinen- und Stahlbehälterbau Umwelttechnik, und aus der Produktinformation "Flüssigdungbehälter" der Lipp GmbH Stahlsilobau, jeweils in D-73497 Tannhausen, bekannt.

Bei bestimmten Einsatzgebieten ist es erforderlich, daß die Fuge an den miteinander verbundenen Längsrändern auf der Innenseite des Behälters keine Hohlstellen oder Ritze aufweist bzw. daß die Fuge mittels eines Dichtmittels verschlossen ist. Hierzu kann beispielsweise ein Strang Silicon in den Falz eingelegt werden, der beim Verpressen der Ränder aus dem Falz herausquillt und die Fuge verschließt. Dieses Verfahren ist aufwendig, insbesondere wenn ein Überstand des Dichtmaterials auf der Behälterinnenseite aus beispielsweise hygienischen Gründen zu vermeiden ist. Darüber hinaus sind die verwendeten Dichtstoffe aufgrund ihrer Löslichkeit und nicht ausreichenden Langzeitstabilität für einige Einsatzgebiete, beispielsweise für die Lagerung von Lebensmitteln, ungeeignet.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Herstellung einer Einrichtung zum Aufbewahren von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere soll das Verfahren hohen Anforderungen an die Dichtheit, Langzeitstabilität und Hygiene genügen und kostengünstig ausführbar sein.

Das Problem wird durch das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren und die im Anspruch 9 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Dadurch, daß vor dem Abbiegen zum Bilden der Kante in das Band entlang der Biegelinie eine Ausnehmung, beispielsweise in Form einer Rinne, Nut oder Sicke, eingebracht wird, läßt sich der Längsrand des Bandes mit einem kleineren Radius abbiegen, der eine ausreichend schmale Fuge zwischen benachbarten Längsrändern ergibt. Die Ausnehmung wird vorzugsweise auf der Fläche des Bandes eingebracht, die sich beim Biegen aufeinander zubewegt. Alternativ kann die Ausnehmung auch auf der Fläche des Bandes eingebracht werden, die beim Abbiegen bzw. Abkanten gestreckt wird. In der Regel wird die Ausnehmung auf der die Behälteraußenseite bildenden Fläche des Bandes eingebracht. Das Band ist vorzugsweise ein metallisches Blech, insbesondere aus Aluminium, verzinktem Stahl oder aus Edelstahl, das kunststoffbeschichtet sein kann. Möglich ist auch eine Werkstoff-Kombination von verzinktem Stahl auf der Behälteraußenseite und Edelstahl auf der Behälterinnenseite. Typische Blechdicken betragen zwischen 1 und 10 mm, insbesondere zwischen 2 und 4 mm, abhängig von der Belastung des herzustellenden Behälters. Die Längsränder werden vorzugsweise nach außerhalb des Behälters abgebogen und dort derart miteinander verbunden und gegebenenfalls abgewinkelt, daß kein Regenwasser in die Verbindungsstelle eindringen kann. Das Verbinden kann beispielsweise durch Falzen, Schweißen, Schrauben und/oder Nieten erfolgen. Vorzugsweise werden die Behälter direkt am Aufstellort hergestellt, wobei sowohl die Vorratsrolle, beispielsweise eine Haspel oder ein Coil, als auch die Biege- und Verbindungsstation auf dem Boden stehen und der Behälter beginnend mit der obersten Windung des Bandes schraubenförmig drehend von unten in die Höhe anhebend hergestellt wird. Parallel zur Behälterherstellung kann eine Außenlackierung erfolgen. Auf diese Weise sind Behälter für beliebige Medien herstellbar, beispielsweise Silos für Getreide, Wasserbehälter oder Biogasreaktoren.

Dadurch, daß die Ausnehmung spanlos eingeformt wird, insbesondere eingepreßt wird, ist die Festigkeit der Biegestelle erhöht. Mit einer entsprechenden Formwalze können nahezu beliebige Querschnittsformen der Ausnehmung hergestellt werden. Alternativ ist auch ein spanendes Einformen möglich, beispielsweise durch Fräsen oder Stoßen.

Dadurch, daß die Ausnehmung so ausgestaltet ist, daß der Biegeradius der Kante kleiner als die zweifache Banddicke ist und/oder daß die Ausnehmung mit einer Tiefe von 10 bis 50% der Banddicke, insbesondere 25 bis 35%, eingebracht wird, lassen sich bei hoher Festigkeit sehr kleine Fugen zwischen den Längsrändern erzielen, beispielsweise Fugen mit einer Breite, die der zwei- bis fünffachen Banddicke entspricht.

Dadurch, daß die benachbarten Längsränder einen Falz bilden und insbesondere in den Falz vor dem Zusammenpressen eine verformbare und abdichtende Masse, beispielsweise aus Silicon, eingelegt wird, ist die Dichtwirkung erhöht.

Alternativ oder ergänzend zum Einbringen einer abdichtenden Masse und/oder zur Bildung eines Falzes können die Längsränder vorzugsweise auf der Innenseite der Einrichtung im Bereich der sich bildenden Fuge miteinander verschweißt werden. Dadurch ist eine dauerhaft dichte Verbindung gewährleistet, die höchsten Anforderungen genügt. Soweit dies wünschenswert und/oder erforderlich ist, kann die entstehende Schweißnaht auf der Innenseite der Einrichtung planarisiert werden. Dadurch ist auf der Innenseite des Behälters ein nahtloser und ritzenfreier Übergang zwischen den miteinander verbundenen Längsrändern des Bandes erzielbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausführen des Herstellverfahrens umfaßt eine Biegestation und eine nachfolgende Verbindungsstation. Die Biegestation umfaßt vor einem Biegewerkzeug zum Bilden der Kante ein Bearbeitungswerkzeug, mittels dem entlang der Biegelinie die Ausnehmung in das Band einbringbar ist. Da das Eindringen der Ausnehmung unmittelbar vor dem Abbiegen der Kante erfolgt, sind die Abmessungen und die Form der Ausnehmung unmittelbar am Herstellort auf den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar. Außerdem kann handelsübliches Bandmaterial, insbesondere Stahlbandmaterial, verwendet werden.

Dadurch, daß das Bearbeitungswerkzeug eine Formwalze ist, mittels der die Ausnehmung spanlos in das Band einpreßbar ist, können nahezu beliebige Formen und Abmessungen der Ausnehmung kostengünstig hergestellt werden. Vorzugsweise ist die Formwalze so ausgestaltet, daß die Ausnehmung im Querschnitt teilkreisförmig, teilelliptisch oder dreieckig ist.

Dadurch, daß die Verbindungsstation ein Schweißgerät umfaßt, mittels der die benachbarten Längsränder auf der Innenseite der Einrichtung im Bereich der sich bildenden Fuge verschweißbar sind, ist eine dauerhaft feste Verbindung gewährleistet. Das Verschweißen kann zusätzlich oder alternativ zu einem weiteren Verbindungsverfahren, beispielsweise dem Falzen der Längsränder, erfolgen.

Dadurch, daß die Verbindungsstation dem Schweißgerät nachgeordnet ein Planarisierungsgerät zum Planarisieren der Schweißnaht umfaßt, sind besonders glatte Innenoberflächen des herzustellenden Behälters erreichbar. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Schweißen keine hohlkehlenförmige, sondern eine buckelförmige Schweißnaht ergibt.

Dadurch, daß die Biegestation und die Vorratsrolle innerhalb der herzustellenden Einrichtung angeordnet sind, und die Verbindungsstation teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der herzustellenden Einrichtung angeordnet sind, ist die Vorrichtung modular am Herstellort aufbaubar. Die Anordnung und gegenseitige Winkelausrichtung der Bearbeitungsgeräte innerhalb der Biege- und Verbindungsstation sind dabei entsprechend den Abmessungen des herzustellenden Behälters einstellbar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Einrichtung,

Fig. 2A bis 2C zeigen die verschiedenen Stadien beim Verformen des Bandes 10,

Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf den Behälter 1 während des Herstellens, und

Fig. 4A und 4B zeigen die Ausbildung des Falzes 8 als Doppelfalz 8'.

Die Fig. 1 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Einrichtung. Dabei handelt es sich um einen Aufbewahrungsbehälter 1 für flüssige Lebensmittel. Die Mantelfläche 2 ist dabei wendelartig aus streifenförmig aneinandergesetztem Bandmaterial gebildet. Auf jeder zweiten Windung sind übereinander angeordnete verschließbare Luken 4 vorgesehen. Das Fußende des im wesentlichen zylindrischen Behälters 1 ist beispielsweise in einem Betonsockel 6 eingelassen. Der Behälter 1 ist im Querschnitt vorzugsweise kreisrund. Die wendelartig verlaufenden Längsränder 24, 26 des Bandes sind unter Bildung eines nach außerhalb des Behälters abstehenden Falzes 8, der ebenfalls wendelartig verläuft, miteinander verbunden.

Die Fig. 2A bis 2C zeigen die verschiedenen Stadien beim Verformen des Bandes 10. Die Bandlängsrichtung verläuft dabei senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2A. In einem ersten Schritt wird in der Biegestation 38, wie in der Fig. 2B dargestellt, mittels einer Formwalze 12 unter gleichzeitiger Anlage einer Gegendruckwalze 14 auf der gegenüberliegenden Seite des Bandes 10 entlang einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Biegelinie eine Ausnehmung 16 in das Band 10 eingebracht. Entsprechende Ausnehmungen 16' werden mittels weiterer Form- und Gegendruckwalzen 12', 14' überall dort in das Band 10 eingebracht, wo abgekantete Längsränder 24, 26 mit benachbarten Längsrändern eine Fuge bilden. Alle Ausnehmungen 16, 16' können vorzugsweise mit einer einzigen Form- bzw. Gegendruckwalze hergestellt werden. Alternativ können die Ausnehmungen 16, 16' gleichzeitig oder nacheinander mit individuellen Form- bzw. Gegendruckwalzen 12, 14; 12', 14' hergestellt werden. Die Ausnehmungen 16, 16' werden vorzugsweise auf der die Außenseite bildenden Fläche der herzustellenden Einrichtung und auf der Fläche 18 eingebracht, die sich beim Abbiegen der Längsränder 24, 26 aufeinander zubewegt. Die Tiefe 20 der eingebrachten Ausnehmungen 16, 16' beträgt ca. ein Drittel der Banddicke 22. Die Ausnehmung 16 ist im dargestellten Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmig. Die Breite der Ausnehmung 16 auf der Fläche 18 beträgt das Zwei- bis Vierfache der Banddicke 22.

Die Fig. 2C zeigt entsprechend dem den Behälter 1 von unten nach oben aufbauenden Herstellverfahren zwei unterschiedliche Stadien bei der Verbindung der Längsränder 24, 26 des Bandes 10. In der unteren Bildhälfte der Fig. 2C ist die Verformung der benachbarten Längsränder 24, 26 unter Bildung eines Falzes dargestellt. Die Verformung der Längsränder 24, 26 erfolgt unter Verwendung entsprechender (nicht dargestellter) Formwalzen. Der Biegeradius 28 entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa dem 1,5-fachen der Banddicke 22. Die sich an der Stoßstelle der Längsränder 24, 26 ergebende Fuge 30 hat eine Breite, die etwa der zweifachen Banddicke 22 entspricht. In der oberen Bildhälfte der Fig. 2C sind die Längsränder 24, 26 unter Bildung des Falzes 8 vollständig miteinander verpreßt. Zusätzlich sind die beiden Längsränder 24, 26 im Bereich der Fuge 30 miteinander verschweißt. Die Schweißnaht 32 bildet auf der inneren Oberfläche 34 des hergestellten Behälters 1 beispielsweise eine Hohlkehle mit großem Radius aus und dichtet den Falz 8 zuverlässig und dauerhaft nach innen ab. Alternativ zur hohlkehlförmigen Schweißnaht 32 kann auch eine buckelförmige Schweißnaht vorgesehen werden, die dann vorzugsweise in einem anschließenden Planarisierungsschritt plan mit der inneren Oberfläche 34 des Behälters 1 gemacht wird, beispielsweise durch Abschleifen.

Die Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf den Behälter 1 während des Herstellens. Das Band 10 wird von einer Vorratsrolle 36 entnommen und einer innerhalb des herzustellenden Behälters 1 angeordneten Biegestation 38 zugeführt. Vor den Walzenpaaren 42a, 42b ist die Formwalze 12 und Gegendruckwalze 14 angeordnet, um die Ausnehmung 16 in das Band 10 einzubringen. Die Walzenpaare 12, 14; 42a; 42b sind über Scharniere 44 in ihrer Winkelausrichtung zueinander einstellbar, zur Anpassung an den Durchmesser des herzustellenden Behälters 1. Nachdem das Band 10 an seinen Längsrändern 24, 26 entsprechend abgebogen ist, wird es der Verbindungsstation 46 zugeführt. Dort werden mittels der Walzenpaare 48a, 48b die Längsränder 24, 26 zum Falz 8 verpreßt. Mit dem nachgeordneten Schweißgerät 50 werden die Längsränder im Bereich der Fuge 30 miteinander verschweißt. Das optional nachfolgende Planarisierungsgerät 52 ebnet Unebenheiten im Bereich der Schweißnaht 32 ein. Auch die einzelnen Walzenpaare 48a, 48b und die Schweiß- bzw. Planarisierungsgeräte 50, 52 sind mittels Scharnieren 54 im Winkel zueinander einstellbar und damit an den Durchmesser des Behälters 1 anpaßbar.

Die Fig. 4A und 4B zeigen die Ausbildung des Doppelfalzes 8 als Doppelfalz 8', bei dem der abgekantete Längsrand 26 noch einmal in den ebenfalls abgekanteten Längsrand 24 eingeschlagen wird. Zusätzlich wird vor dem Verpressen des Falzes 8' eine dauerelastische abdichtende Masse 56, vorzugsweise aus einem siliconhaltigen Werkstoff, zwischen die beiden Längsränder 24, 26 eingelegt. Die abdichtende Masse 56 quillt beim Falzen der Längsränder 24, 26 in alle Ritzen und bildet an der inneren Oberfläche 34 im Bereich der Fuge 30 beispielsweise eine Hohlkehlnaht 58, die aufgrund des durch die angeformte Ausnehmung erzielbaren geringen Biegeradius 28 eine geringe Oberfläche hat und im wesentlich plan ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zum Aufbewahren von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen, insbesondere eines Behälter (1) zum Aufbewahren von Lebensmitteln, bei dem ein Band (10) wendelartig unter Bildung einer Mantelfläche (2) der Einrichtung verformt wird, wobei die Längsränder (24, 26) des Bandes (10) entlang einer Biegelinie unter Bildung einer Kante abgebogen werden und die benachbarten Längsränder (24, 26) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß in das Band (10) vor dem Abbiegen zum Bilden der Kante entlang der Biegelinie eine Ausnehmung (16) eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) spanlos eingeformt wird, insbesondere eingepreßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) so ausgestaltet ist, daß der Biegeradius (28) der Kante kleiner als die zweifache Banddicke (22) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) mit einer Tiefe (20) von 10 bis 50% der Banddicke (22), insbesondere 25 bis 35%, eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Längsränder (24, 26) einen Falz (8) bilden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Längsränder (24, 26) vor dem Zusammenpressen eine verformbare und abdichtende Masse (56) eingelegt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsränder (24, 26) auf der Innenseite (34) der Einrichtung, insbesondere an einer von den Kanten der Längsränder (24, 26) gebildeten Fuge (30), miteinander verschweißt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (32) auf der Innenseite (34) der Einrichtung planarisiert wird.

9. Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Biegestation (38) und einer nachfolgenden Verbindungsstation (46), dadurch gekennzeichnet, daß in der Biegestation (38) mittels eines vor einem Biegewerkzeug (42a, 42b) zum Bilden der Kante angeordneten Bearbeitungswerkzeuges (12, 14) entlang der Biegelinie eine Ausnehmung (16) in das Band (10) einbringbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug (12, 14) eine Formwalze (12) umfaßt, mittels der die Ausnehmung (16) spanlos in das Band (10) einpreßbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstation (46) ein Schweißgerät (50) umfaßt, mittels der die benachbarten Längsränder (24, 26) auf der Innenseite (34) der Einrichtung, insbesondere an einer von den Kanten der Längsränder (24, 26) gebildeten Fuge (30), verschweißbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstation (46) dem Schweißgerät (50) nachgeordnet ein Planarisierungsgerät (52) zum Planarisieren der Schweißnaht (32) umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegestation (38) und eine Vorratsrolle (36) innerhalb der herzustellenden Einrichtung angeordnet sind und daß die Verbindungsstation (46) teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der herzustellenden Einrichtung angeordnet ist.