-
Membran für Großraumbehälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran
als Boden und/oder Abdeckung für Großraumbehälter, insbesondere zur Bildung eines
im Meer liegenden Erdölbehälters, die aus elastischen mit rechtwinklig sich kreuzenden
zugfesten Verstärkungseinlagen versehenen Teile len zusammengesetzt ist.
-
Membranen zur Abdeckung von Großraumbehältern, Z. B. Flüssigkeitstanks
und Schwimmbeckeh, sind als auf der Flüssigkeit schwimmende Folien bekannt und werden
aus parallel laufenden Bahnen zusammengesetzt und dem Grundriß des Großraumbehälters
entsprechend zugeschnitten. Sollen solche Membranen nicht nur auf der Oberfläche
schwimmen, sondern auch die eingeschlossene Flüssigkeit durch Auswölben nach oben
zusammenhalten, wie z.B. bei einem im Meer versenkten und aus zwei an den Rändern
von einem Ring gehaltenen Membranen gebildeten Behälter zur Aufnahme von küstennah
gewonnenem Erdöl zum Speichern bis zum Verladen in Tanker, so müssen die Folien
mit zugfesten Verstärkungseinlagen ausgestattet werden. Werden nun die Membranen
aus parallel laufenden mit Verstärkungseinlagen versehenen Bahnen parallelliegend
zusammengesetzt, sind die in den Verstärkungseinlagen entstehenden Zugkräfte schwer
zu erfassen, da mit jedem durch die Membran gelegten Durchmesser andere Spannungsverhältnisse
vorliegen. Ebenso verhält es sich an-dem zum Einspannen der Membran dienenden Rand.
Auch die Auswölbung der Membran bei zunehmender Füllung känn aus den erwähnten Gründen
nicht gleichmäßig sein. Es besteht daher die Aufgabe, eine Membran unter Vermeidung
der genannten Nachteile zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei aus Teilen zusammengesetzten
Membranen dadurch gelöst, daß die Teile radial angeordnete und zu einem Ringteil
zusammengesetzte Bahnen sind, die sich zur Membranmitte hin symmetrisch zum Verlauf
der Verstärkungseinlagen
verjüngen, stumpf auslaufen und einen benachbarten
Ringteil überlappen. Zweckmäßig ist es, daß die Breite jedes Ringteiles etwa die
Hälfte des Halbmessers des äußeren Randes beträgt und die Bahnbreiten am äußeren
Rand aller Ringteile und untereinander gleich sind. Im kleinsten Ringteil wird vorteilhaft
ein scheibenförmiges Teil eingesetzt.
-
Es wird dadurch erreicht, daß ein großer Anteil der Verstärkungseinlagen
in radialer Richtung verläuft bzw. in Umfangsrichtung Polygone bilden. Durch die
mehrfach ineinandergeschachtelten Ringteile gehen zum Beispiel die in einem Ringteil
nicht radial liegenden Verstärkungseinlagen beim anderen Ringteil in radial liegende
über und umgekehrt, wobei die Ubergänge fließend sind. Da die Breite eines Ringteiles
jeweils im wesentlichen die Hälfte des Halbmessers des äußeren Randes beträgt, verjüngen
sich die Bahnen jeweils auf die Hälfte ihrer am Rand vorhandenen Breite, so daß
bei gleichbleibender Ausgangsbreite aller Bahnen die Ausgangsbreite der Bahnen eines
eingesetzten Ringteiles jeweils zwei Bahnenden des umgebenden Ringteiles überdecken.
Es sind also die Ausgangsbreiten am äußeren Rand und die Endbreiten am inneren Rand
sämtlicher Bahnen aller Ringteile gleich, nur die Länge und damit die Winkel der
Ränder zueinander unterscheiden sicht. Es werden dadurch sich periodisch wiederholende
bis zum eingesetzten scheibenförmigen Teil radial durchgehende Nähte erzielt, die
eine genaue Kontrolle der richtigen Zusammensetzung der Teile ulassen und somit
ein gleichmäßig elastisches Verhalten der Membran garantieren. Das Ineinandersetzen
von Ringteilen wird in der Praxis dadurch begrenzt, daß der kleinste Ringteil im
Durchmesser nicht kleiner sein soll- als eine gewählte Bahnbreite, so daß in der
Mitte das vorgeschlagene scheibenförmige Teil verwendet wird.
-
Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Membran wird durch die Zeichnung
veranschaulicht.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen herausgetrennten Sektor
einer Membran und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II im
vergrößerten Maßstab.
-
Die Membran besteht aus Ringteilen 1, 2, 3 und 4, sowie aus einem
scheibenförmigen Teil 5. Der Ringteil 1 ist mit einem äußeren wulßtförmigen Rand
6 zum Befestigen an einem Ring 7, der aus Beton, Stahl od. dgl. hergestellt ist,
versehen und ist am inneren Rand mit dem äußeren Rand des Ringteiles 2verbuaden,
Ebenso ist der innere Rand des Ringteiles 2 mit dem äußeren Rand des Ringteiles
3 usw. verbunden und schließlich ist der innere Rand 4 mit dem scheibenförmigen
Teil 5 vereinigt. Die Verbindung der Ringteile untereinander erfolgt durch Uberlappung,
wie sie beispielsweise in den Ringteilen 1 durch gestrichelte Linien 8 angedeutet
ist. Der Ringteil 1 besteht aus einer Vielzahl mit den Rändern überlappend zusammengesetzter
Bahnen 9, deren Uberlappung durch die gestrichelte Linie 10 (nur an drei Bahnen)
veranschaulicht ist. Zum festen Verbinden der Bahnen an ihren seitlichen Rändern
werden diese gemäß Figur 2 gestuft hergestellt, und zwar für jede Verstärkungseinlage
11 oder für jede Gruppe von Verstärkungseinlagen je eine Stufe auf die der Rand
einer umgekehrt gestuften Bahn q aufgelegt und durch Vulkanisieren befestigt wird
Die Stufung kann auch an den Rändern entgegengesetzt zueinander grfolgem, so daß
trapezförmige Bahnen in umgekehrter Folge aneinanderliegen.
-
Im gleichen Sinne erfolgt das Zusammensetzen der Ringteile 1 bis 4
durch Aneinanderschieben gestuft ausgebildeter Ränder, damit die Verstärkungseinlagen
jeweils unmittelbar aneinanderliegen. Die fertige Membran ist demzufolge an beiden
äußeren Flächen (die obere und die untere) stufenfrei und völlig eben.
-
Der Verlauf der Festigkeitsträger 11 (Figur 1 und 2) ist in eine der
Bahnen 9 eingezeichnet, woraus erkennbar ist, daß die Fäden der Verstärkungseinlage
in der Mitte einer Bahn 9 radial verlaufen und die parallel dazu an den Rändern
liegenden auslaufen, da nämlich die Ränder der Bahnen 9 ebenfalls radial liegen.
Das Auslaufen der seitlich liegenden Fäden der Verstärkungseinlagen 11 wird besonders
im Ringteil 4 erkennbar, wo die Ränder einer Bahn einen größeren Winkel zueinander
bilden.
-
Die Breite eines Ringteiles -also die radiale Erstreckung- beträgt
jeweils die Hälfte von seinem Halbmesser (außen gemessen). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
beträgt der Durchmesser der Membran 96 m, der Radius demzufolge 48 m und die Ringbreite
des äußeren Ringteiles 1 beträgt die Hälfte des Halbmessers, also 24 m, die Ringbreite
des Ringteiles 2 des verbleibenden Halbmessers von 24 m beträgt demzufolge 12 m
und die Ringbreite des Ringteiles 3 beträgt 6 m und die des Ringteiles 4 beträgt
3 m, während der scheibenförmige Teil 5 sodann noch einen Halbmesser von 3 m aufweist.
-
Bei dieser Auswahl ergibt sich der Vorteil, daß bei einer äußeren
Bahnbreite 12 der Bahnen 9 des Ringteiles 1 von beispielsweise 3 m die innere Bahnbreite
13 die Hälfte, nämlich 1,50 m beträgt und zwei innere Bahnbreiten 12 wieder eine
Breite von 3 m ausmachen.
-
und damit übereinstimmen mit einer äußeren Bahnbreite 14 einer Bahn
15 des Ringteiles 2. Die inneren Bahnbreiten 16 zweier nebeneinanderliegender Bahnen
15 des Ringteiles 2 betragen wiederum 3 m und gehen über in eine einzige Bahn 17
des Ringteiles 3, dessen äußere Bahnbreite 18 ebenfalls 3 m beträgt und sich wiederum
auf eine innere Bahnbreite 19 von 1,50 m beim Anschluß an eine Bahn 20 des Ringteiles
4-mit der äußeren Bahnbreite 21 verjüngt, so daß die inneren Bahnbreiten 19 zweier
Bahnen 17 wiederum eine äußere Bahnbreite 21 einer Bahn 20 beanspruchen. Die am
weitesten zur Mitte liegenden Bahnen 20 bestimmen danach die Lage von Nähten 18,
19, die jeweils bis zum wulstförmigen Rand 6 radial durchgehen. Die im Ringteil
3 zwischen den Bahnen 17 neu entstehenden Nähte 22 gehen ebenfalls bis zum Rand
6 radial weiter, während die zwischen den Bahnen 15 neu entstehenden Nähte 23 sich
ebenfalls radial durch den äußeren Ringteil 1 fortsetzen. Die Verstärkungseinlagen
erhalten eine übersichtliche und rechnerisch leicht erfaßbare Anordnung, während
die radial ganz oder teilweise durchlaufenden Nähte eine genaue Kontrolle der richtigen
Montage der Teile gestatten.
-
Selbstverständlich kann anstelle des 6 m Durchmesser aufweisenden
scheibenförmigen Teiles 5 in der Mitte der Membran das Anordnen von Ringteilen nach
der erläuterten Stufung auch erfolgen, doch ergeben sich dabei schließlich sehr
schmale ringförmige Teile, die zweckmäßig durch die genannte Scheibe ersetzt werden.