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Die Erfindung betrifft einen Behälter, insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Großvolumige Behälter wie Silos oder auch Gär- oder Faulbehälter sind aus dem Einsatz in landwirtschaftlichen Betrieben wie auch Biogasanlagen und kommunalen Kläranlagen bekannt und bereits weit verbreitet. In Gär- oder Faulbehältern beispielsweise verweilen organische Abfallstoffe im Durchschnitt für mehrere Tage bei einer Temperatur, die mit etwa 35°C leicht über der Atmosphärentemperatur liegt.
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Derartige Gär- oder Faulbehälter werden üblicherweise mit einer zylindrischen Wand aufgebaut, welche einen Innenraum, in welchem der Gärprozess stattfindet, umschließt. Dieser Innenraum ist oft mit einer sogenannten Gasspeicherfolie abgedeckt, unterhalb derer sich der eigentliche Biogasspeicher befindet. Die Gasspeicherfolie ist ihrerseits mittels einer Traglufthaube, welche aus einer festen und beständigen Folie besteht, als Schutz gegen Witterungseinflüsse und äußere mechanische Belastungen abgedeckt.
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Die Gasspeicherfolie und die Traglufthaube werden durch außen an der Wand umlaufende Halterungen gehalten. Damit an der Nahtstelle zwischen der Schiene und den Folien einerseits sowie der Schiene und der Wand andererseits kein Biogas entweicht, kann auch in diesem Bereich ein Dichtungsband angeordnet sein, welches sich zwischen den Folien und der Schiene über die Schiene hinweg bis hin auf den oberen Randbereich der Wand erstreckt.
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Um einen Behälter umlaufende Folienhalterungen sind als Verschlussprofil aus der deutschen Druckschrift
DE 20 2011 050 254 U1 bereits bekannt. Das Verschlussprofil für die Abdeckung eines Biogasbehälters besteht aus einer Profilschiene, die einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist. Das U-Profil besteht folglich aus einer Basis und zwei von der Behälterwand nach außen abstehenden Schenkeln. Der Abstand der beiden Schenkel von der Basis zu den freien Enden der Schenkel verringert sich derart, dass eine hinterschnittene Nut gebildet wird. In diese Nut wird die Folie eingelegt und mit einem ebenfalls in die Nut eingebrachten Klemmschlauch verspannt. Um eine Verspannung zu bewirken wird der zunächst flexible Klemmschlauch mit einem Druckfluid beaufschlagt, um die hinterschnittene Nut auszufüllen und die Folie in der Nut durch Reibschluss zu fixieren. Die Nut kann nach außen mit einer Verschlussleiste abgedeckt werden, die auch als Schutz gegenüber Witterungseinflüssen dient. Ein mit Druck beaufschlagter Schlauch bewirkt zwar ein flächiges Anpressen der Folie im Inneren der Nut, dies stellt jedoch durch die Fluidfüllung einen gewissen zusätzlichen technischen Aufwand dar.
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Eine alternative Lösung für ein Verschlussprofil auf der Basis einer hinterschnittenen Nut ist aus der Druckschrift
WO 2010/075981 A2 bekannt. Der Unterschied besteht darin, dass nunmehr kein mit Druckfluid beaufschlagter Klemmschlauch, sondern ein gleich wirkendes flaches Einlageprofil die Folie verspannt. Um das flache Einlageprofil in der Nut zu halten, ist diese als Klemmkanal mit einem oberen und unteren Vorsprung mit einem verengten seitlichen Eintrittsschlitz ausgebildet. In diesen wird das Einlageprofil mit der Folie längs eingeschoben. Die Vorsprünge sind so ausgeführt, dass sich das Einlageprofil durch ein Verdrehen gegen die Innenseite der Vorsprünge abstützt und ein wieder Herausbewegen dadurch verhindert wird. Diese vergleichsweise einfache Fixierung hat allerdings zur Folge, dass es nicht zu einem flächigen Anpressen der Folie in der Nut führt. Beide Lösungen des Standes der Technik haben dennoch bereits den Vorteil, dass die Abdeckfolien zur sicheren Halterung nicht, wie bereits auch seit längerer Zeit weit verbreitet, perforiert werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen Halterungsmechanismus weiterzubilden, um ein flächiges Anpressen in Verbindung mit einem vergleichsweise geringen technischen Aufwand zu verbinden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung schließt einen Behälter wie beispielsweise einen Gär- oder Faulbehälter mit einer umlaufenden, einen Innenraum umschließenden Behälterwand sowie einer den Innenraum verschließenden oberen Abdeckung ein, welche ein folienartiges Material aufweist und wobei das folienartige Material im Übergangsbereich von der Behälterwand zur Abdeckung an der Behälterwand befestigt ist. Die Befestigung ist erfindungsgemäß mindestens teilweise durch eine radial nach innen gerichtete Haltekraft als flächige und reibschlüssige Verbindung ausgebildet.
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Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass mit einer flächigen und reibschlüssigen Verbindung eine sichere Halterung der Folie zu erzielen ist. Die Folie wird hierbei über die Behälterwand gezogen, wodurch der Innenraum verschlossen wird. Die Folienhalterung eignet sich sowohl für eine Behälterwand aus Stahl wie auch aus Beton. Mit der Haltekraft wird ein stumpfes Klemmen der Folie bewirkt, wofür die Folie nicht perforiert werden muss. Dabei kann die Haltekraft so dosiert eingeleitet werden, dass die Folie auch noch kurz vor der endgültigen Fixierung nachgespannt werden kann.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass durch eine Klemmung eine kraftschlüssige Verbindung erzeugt wird, bei der keine Perforierung des Folienmaterials erfolgen muss. Durch die konstruktiven Ausführungen zur Erzeugung der nach innen gerichteten Haltekraft kann im oberen Übergangsbereich die statische Stabilität des Behälters zusätzlich erhöht werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann ein zumindest abschnittsweise umlaufendes Profil nahe am oberen Randbereich der Behälterwand angeordnet sein. Als Fixierung des Profils an der Behälterwand dienen beispielsweise Verschraubungen. Insbesondere bei Behälterwänden aus Beton sind Verschraubungen, Zapfen oder Dübel geeignet. Bei metallischen Behälterwänden können neben Schraubverbindungen auch Schweißverbindungen zur Fixierung zum Einsatz kommen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das umlaufende Profil aus einzelnen gebogenen Segmenten bestehen. Derartige Segmente weisen eine Länge auf, welche für den Transport und die Montage geeignet sind. Daher haben Profilsegmente beispielsweise eine Länge von einigen Metern und sind auf den Radius des Außenumfangs eines Behälters gebogen. Dadurch ist eine rationelle Vor-Ort-Fertigung bei geringem Montageplatzbedarf möglich. Diese Segmente können dann an die Behälterwand umlaufend fixiert und gegebenenfalls auch miteinander verschweißt werden.
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Vorteilhafterweise kann das umlaufende Profil im Querschnitt U-förmig, h-förmig oder H-förmig ausgebildet sein. Hierdurch werden geeignete Abstützflächen für die Halterungen geschaffen.
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Bevorzugt kann die nach innen gerichtete Haltekraft durch eine nahe am oberen Randbereich der Behälterwand angeordnete Druckvorrichtung erzeugt sein. Derartige Druckvorrichtungen sind einzelne Halterungseinrichtungen, die ein ausreichend geringes Gewicht für eine Montage aufweisen. Zur Halterung des Foliendaches an der Behälterwand kommt folglich eine größere Anzahl zum Einsatz, die im Übergangsbereich von der Behälterwand zur Abdeckung umlaufend montiert sind. Derartige Konstruktionen sind am Behälter frei zugänglich und erfordern nur einen geringen Wartungsaufwand.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann die nach innen gerichtete Haltekraft durch eine Druckvorrichtung mit einem Federspannmechanismus erzeugt sein. Ein Federspannmechanismus hat den Vorteil, dass die auf das folienartige Material einwirkenden Kräfte durch die Federkonstante genau definiert werden. Derartige, die Haltekraft beschränkende Einrichtungen, gewährleisten eine ausreichende Haltefunktion vor dem Hintergrund, dass das nur begrenzt belastbare Folienmaterial nicht überbeansprucht wird und nicht zerreißt.
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Vorteilhafterweise kann die Druckvorrichtung am umlaufenden Profil angeordnet sein. Eine derartige Druckvorrichtung kann aus mehreren um den Umfang angeordneten Halterungen bestehen, die beispielsweise in einem Abstand von ungefähr 10 Zentimetern entlang des umlaufenden Profils aufeinander folgen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann sich die Druckvorrichtung gegenüber einer Innenfläche eines äußeren Flansches des umlaufenden U-förmigen, h-förmigen oder H-förmigen Profils abstützen. Profile dieser Art stehen bereits als Standardmaterialien entsprechend preisgünstig zur Verfügung.
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Vorteilhafterweise kann die reibschlüssige Befestigung dadurch gebildet sein, dass ein Abschnitt des folienartigen Materials mittels eines Druckstücks gegen eine Innenfläche eines inneren Flansches des umlaufenden h-förmigen oder H-förmigen Profils oder gegen die Behälterwand als Widerlager gedrückt wird. Die Druckstücke haben zur Klemmung eine typische Ausdehnung von einigen bis zu 50 Zentimetern und können auch auf den Außenradius der Behälterwand oder des Profils gekrümmt sein. Die Druckstücke und der Bereich des Widerlagers können auch eine strukturierte oder auch nur aufgeraute Oberfläche aufweisen, um den Reibschluss zu erhöhen.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann die Druckvorrichtung aus einer auf ein Druckstück einwirkenden Spannschraube bestehen, die durch eine Ausnehmung am äußeren Flansch des umlaufenden Profils hindurchtritt und sich an diesem abstützt. Am außen liegenden Flansch des Profils sind hierzu in kurzen Abständen Bohrungen gesetzt, durch welche das Schraubengewinde hindurch tritt. Die Bohrungen können dabei selbst mit einem passenden Gewinde versehen sein. Alternativ können sie so groß sein, dass eine Schraube nur hindurchgesteckt wird, die sich mit einer Mutter gegenüber der Innenfläche des Flansches abstützt. Um die Schraubenlänge entsprechend gering zu halten, können auch zwischen das Druckstück und die Spannschraube Zwischenstücke eingelegt werden, mit denen die Haltekraft übertragen wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können zumindest die im Innenraum des Behälters freiliegenden Flächen des umlaufenden Profils gegenüber Korrosion geschützt sein. Hier können Blenden zum Einsatz kommen, die auch selbst noch eine tragende Funktion haben können, um den Träger mit der Silowand zu verbinden. Verbleibende Fugen werden gegenüber dem korrosiven Inneren des Behälters durch elastisches Dichtmaterial, beispielsweise Gummi, abgedeckt. Dichtmaterialien können jedoch auch Filz oder aushärtende Dichtmasse sein. Bei Halteschrauben kommt der Einsatz von Edelstahl in Betracht. Auch Kunststoffüberzüge oder Anstriche können gegen Korrosion eingesetzt werden. Eine flexible Materialauswahl ermöglicht eine konstruktiv besonders gut auf die Gegebenheiten angepasste Lösung. Durch eine weitgehende oder vollständige Abdeckung der einem Korrosionsangriff ausgesetzten Oberflächen, wird eine lange Lebensdauer gewährleistet.
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Auch können vorteilhafterweise die im Innenraum des Behälters freiliegenden Flächen des umlaufenden Profils mit einem Blech gegenüber Korrosion geschützt sein. Diese Art Blenden sind bei Profilsegmenten auf deren Dimension angepasst, um beide bei der Montage miteinander zu verschweißen. Verzinkte innere oder auch äußere Oberflächen bieten bereits einen ausreichenden Schutz gegenüber Korrosionseinflüssen.
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Vorteilhafterweise können die im Innenraum des Behälters liegenden Flächen des umlaufenden Profils durch eine Schutzschicht gegenüber Korrosion geschützt sein. Durch derart kostengünstige Lösungen werden insgesamt die Investitionskosten entsprechend verringert.
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Bevorzugt kann das folienartige Material zumindest im Bereich der von der Haltekraft beaufschlagten Haltefläche eine Verdickung aufweisen. Derartige Verdickungen können randseitig mit der Folie fest verbunden oder auch nur durch Reibschluss angeordnet sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann die Verdickung eine Gummidichtung sein. Derartige Verdickungen können auch als Gummiwulst oder Gummischlauch ausgeführt sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann die obere Behälterkante als elastische Dichtfläche ausgebildet sein. Insbesondere eignen sich elastische Dichtmaterialien zur Ummantelung bei Kanten, die sonst möglicherweise das Folienmaterial beschädigen könnten.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann die obere Behälterkante gerundet sein. Jede gerundete Form dient zur besseren Verteilung der Zugbelastung auf die Folie. Eine eher flächige Anlage der Folie hat zudem eine bessere Dichtheit zur Folge.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt:
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1 schematisch einen Teil der Behälterwand eines Behälters mit einer Druckvorrichtung;
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2 schematisch eine mittels einer Druckvorrichtung gehaltene Abdeckung mit Verdickung;
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3 schematisch eine Druckvorrichtung mit Korrosionsschutz; und
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4 schematisch eine Druckvorrichtung mit vergrößertem Arbeitsraum.
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1 zeigt schematisch einen Teil der Behälterwand 2 eines Behälters 1 mit einer Druckvorrichtung 5. Die Druckvorrichtung 5 zeigt dabei eine Spannschraube 52, die auf ein Vierkantprofil als Druckstück 51 einwirkt. Das Druckstück 51 übt dann die radial nach innen gerichtete Haltekraft auf die Folie 31 der Abdeckung 3 aus. Im vorliegenden Fall ist das umlaufende Profil 4 im Querschnitt H-förmig ausgebildet. Es wird im oberen Randbereich 21 an der Behälterwand 2 mittels einer Halteschraube 45 fixiert. Die Spannschraube 52 der Druckvorrichtung 5 tritt durch eine Ausnehmung am äußeren Flansch 42 des umlaufenden Profils 4 hindurch.
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An der Durchtrittsstelle ist die Spannschraube 52 durch eine Mutter als Abstützelement 53 gegen den äußeren Flansch 42 abgestützt.
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Die reibschlüssige Befestigung der Folie ist dadurch gebildet, dass ein Abschnitt der Folie 31 mittels des Druckstücks 51 gegen eine Innenfläche eines inneren Flansches 41 des Profils 4 als Widerlager gedrückt wird. Die obere Behälterkante 8 ist entsprechend abgerundet, um der Gefahr einer Beschädigung der Folie 31 zu begegnen. Der Folienrest wird auf der Oberseite des Steges 43 im umlaufenden Profil 4 eingelegt oder aufgewickelt.
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2 zeigt schematisch eine mittels einer Druckvorrichtung 5 gehaltene Abdeckung 3 mit einer Verdickung 7. Bei der Verdickung 7 handelt es sich um eine umlaufende Gummidichtung, die das Behälterinnere abdichtet. Die Verdickung 7 kann dabei aus einer besonders rutschfesten Gummierung bestehen, die auch einen hohen Reibkoeffizienten aufweist. So ist sicherstellt, dass die Folie 31 auch fest und dauerhaft fixiert ist.
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3 zeigt schematisch eine Druckvorrichtung 5 mit einer Abdeckung aus einem Blech 6 als Korrosionsschutz. Auf diese Weise werden die sonst freiliegenden Flächen im Innenraum 44, mit dem ggf. korrosiven Behälterinhalt in Kontakt kommen, entsprechend geschützt. Derartige Bleche bestehen beispielsweise aus Edelstahl oder haben eine verzinkte Oberfläche. Die Bleche 6 sind so geformt, das diese bis außerhalb des Druckstücks 51 herausgeführt sind, also bis über die eigentliche Dichtfläche hinaus. Mittels Dichtscheiben 46 werden auch die Löcher der Halteschrauben 45 abgedichtet. So kann beim h-förmigen Profil 4 entsprechend kostengünstiges Material ausgewählt werden, bei dem ein Witterungsschutz gegenüber bloßen Umwelteinflüssen im Außenbereich ausreicht.
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4 zeigt schematisch eine Druckvorrichtung 5 mit vergrößertem Arbeitsraum 9. Der Arbeitsraum 9 wird durch eine etwas verzerrte und auf dem Kopf stehende h-Form geschaffen. Zudem ist in 4 erkennbar, dass der die zwei Flansche 41 und 42 verbindende Steg 43 eine Art Bügel ist. Derartige Bügel sind in gewissen Abständen um die Behälterwand 2 angeordnet. Es handelt sich folglich bei diesem Beispiel nicht um einen durchgängigen Profilsteg. Diese Konstruktion gibt große Teile des Arbeitsraumes 9 zwischen den einzelnen Bügeln frei, um das folienartige Material 31 besser für die Montage zugänglich zu machen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Behälterwand
- 21
- oberer Randbereich
- 3
- Abdeckung
- 31
- folienartiges Material
- 4
- umlaufendes Profil
- 41
- innerer Flansch
- 42
- äußerer Flansch
- 43
- Steg
- 44
- Flächen im Innenraum
- 45
- Halteschraube
- 46
- Dichtscheibe
- 5
- Druckvorrichtung
- 51
- Druckstück
- 52
- Spannschraube
- 53
- Abstützelement
- 6
- Blech
- 7
- Verdickung
- 8
- obere Behälterkante
- 9
- Arbeitsraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011050254 U1 [0005]
- WO 2010/075981 A2 [0006]
