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Lagerbehälter aus Kunststoff
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für Flüssigkeiten, insbesondere Heizölbehälter Die Erfindung bezieht
sich auf einen Lagerbehälter aus Kunststoff für Flüssigkeiten, der großflächige
Seitenwände aufweist, insbesondere auf einen Heizölbehälter, der im Blasformverfahren
hergestellt ist.
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Heizölbehälter aus Kunststoff, die im Blasformverfahren hergestellt
sind und andere Heizölbehälter aus Kunststoff, haben sich seit vielen Jahren in
der Praxis bewährt. Meist werden mehrere solche Behälter zu einem sogenannten Batterietank
zusammengestellt. Die Behälter haben im allgemeinen eine Quaderform mit verhältnismäßig
großflächigen Seitenwänden, die sich durch den statischen Druck der Flüssigkeitsfüllung
auszubeulen versuchen. Um die Ausbeulung in Grenzen zu halten, sind verschiedene
Maßnahmen zur Versteifung der Seitenwände vorgeschlagen worden. Die früher und auch
heute noch allgemein übliche Maßnahme hierfür besteht in der Anordnung von Bandagen,
die im Bereich der Seitenwände aus biegesteifen Profilen bestehen. Bandagen sind
aber relativ teuer, weshalb man versucht hat, andere Versteifungsmittel zu finden.
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So wurde bereits vorgeschlagen (DT-OS 25 22 094), im Inneren eines
Behälters Rippen anzuordnen, die aus dem Material der Behälterwand gebildet sind.
Ein anderer Vorschlag (DT-AS 2 115 507) besteht darin, an einander gegenüberliegenden
Seitenwänden des Behälters große Einstülpungen anzuordnen, die in der Mittelebene
des Behälters miteinander verschweißt sind. Hierdurch soll der Behälter etwa die
Gestalt eines Torus erhalten. Um dies zu erreichen, müssen die Einstülpungen sehr
groß ausgeführt werden, wodurch bei gegebenen Außenabmessungen das Fassungsvermögen
im Vergleich mit Behältern ohne Einstülpungen wesentlich reduziert wird.
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In Lagerbehältern, die nicht unter berdruck stehen, entsteht die Druckbelastung
durch den hydrostatischen Druck der Füllung.
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Am Boden des Behälters herrscht deshalb der größte Druck, während
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels kein Druck auf die Behälterwand einwirkt. Der
Behälter wird deshalb vor allem in seinem unteren Bereich deformiert, d.h. nach
außen ausgebeult.
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Durch die Erfindung soll ein Behälter der eingangs genannten Art so
ausgebildet werden, daß mit möglichst geringem Materialaufwand und unter Verzicht
auf äußere Bandagen eine unzulAssige Verformung des Behälters durch den hydrostatischen
Druck der Füllung verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an die Seitenwände
des Behälters Rippen angeformt sind,
die am Behälterboden oder in
der Nähe des Bodens beginnen, längs der Seitenwände nach oben verlaufen, vorzugsweise
etwa senkrecht und in großem Abstand von der Behälterdecke enden und daß an einander
gegenüberliegenden Seitenwänden befindliche Rippen in der Nähe ihrer oberen Enden
durch eine zugfeste Verbindung miteinander verbunden sind.
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Bei einem so ausgebildeten Behälter befindet sich die Versteifung
nur dort, wo sie aufgrund der pruckverteilung nötig ist, während im übrigen Bereich
der Seitenwände keine Rippen vorhanden sind. Dadurch wird an Material gespart. Die
unteren Enden der Rippen sind über den Boden des Behälters zugfest miteinander verbunden.
Für die oberen Enden der Rippen ist eigens zum Festhalten dieser Enden erfindungsgemäß
eine zugfeste Verbindung vorgesehen, für die es verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
gibt. Der im Anspruch 2 angegebene Längenbereich für die Rippen genügt normalerweise
den Anforderungen, jedoch soll die Erfindung nicht auf diesen Längenbereich beschränkt
sein. Wesentlich ist der Grundgedanke, die Rippen nicht über die gesamte Höhe ragen
zu lassen und die oberen Enden der Rippen zugfest miteinander zu verbinden.
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Eine Möglichkeit für eine zugfeste Verbindung ist im Anspruch 3 angegeben.
Bei einem Behälter nach Anspruch 3 wird die Versteifungswirkung nicht alleine durch
die Einstülpungen und deren Verschweißung miteinander erreicht,
sondern
zusätzlich durch Rippen. In den Bereichen unterhalb der Einstülpungen verbleiben
nämlich noch verhältnismäßig große Wandbereiche, die ausgebeult werden können. Diese
Wandbereiche nun können mit Hilfe der Rippen gut ausgesteift werden. Dies eröffnet
auch die Möglichkeit, daß die Einstülpungen verhältnismäßig klein ausgeführt werden,
so daß der Verlust an Kapazität relativ gering bleibt. Die verbleibenden großen
Flächen werden dann durch die Rippen ausreichend versteift. Man kann die Ausführungsform
nach Anspruch 3 auch in dem Sinne verstehen, daß die Einstülpungen eigens zu dem
Zweck vorgesehen sind, um eine zugfeste Verbindung zwischen den oberen Enden der
Rippen herzustellen.
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Die Ausbildung der Rippen kann entsprechend den Ansprüchen 6, 7 und
8 sein. Solche Rippen lassen sich im Blasformverfahren besonders vorteilhaft herstellen,
wie es in der bereits erwähnten DT-OS 25 22 094 beschrieben ist. Bei dieser Art
der Rippenbildung nämlich werden in die Blasform eingesetzte Stäbe umhüllt, wobei
zwei Lagen der noch plastischen und schweißfähigen Kunststoffmasse jenseits des
umhüllten Stabes miteinander verschweißt werden. Die Umhüllung bildet dann einen
versteifenden Randwulst der Rippe.
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Bei einem größeren Lagerbehälter, d.h. bei einer Größe ab etwa 2.000
Liter Fassungsvermögen, ist die Anordnung von zwei nebeneinanderliegenden Einstülpungen
zweckmäßig (Anspruch 9). Bei kürzeren Behältern genügt auch eine Einstülpung,
während
bei noch längeren Behältern auch mehr als zwei nebeneinanderliegende Einstülpungen
an jeder Behälter Seitenwand in Betracht kommen.
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Die Form der Einstülpungen richtet sich nach der Grundform des Behälters.
Vorteilhaft sind Einstülpungen mit etwa rechteckigem Rand, wobei vorzugsweise die
langen Rechteckseiten vertikal verlaufen. Diese Einstülpungsform ist besonders günstig
für quaderförmige Behälter und eignet sich besonders dann, wenn mehrere Einstülpungen
nebeneinander angeordnet sind.
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In den Ansprüchen 11 und 12 ist eine vorteilhafte Ausbildung einer
Blasform zur Herstellung von erfindungsgemäßen Behältern definiert. Behälter können
jedoch auch mit anderen Blasformen hergestellt werden, die keinen Zylinder zum Zurückziehen
von Stäben aufweisen. Stäbe könnten beispielsweise von Hand eingelegt werden und
am fertigen Behälter verbleiben, wobei dann die Stäbe zugleich zusätzliche Versteifungen
bilden.
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Eine andere Ausführungsform für eine zugfeste Verbindung ist im Anspruch
13 genannt. In diesem Fall also brauchen Einstülpungen zur Bildung einer zugfesten
Verbindung nicht hergestellt zu werden. Dadurch erhält man eine besonders große
Kapazität des Behälters, d.h. die bei einer gegebenen Außenform größtmögliche Kapazität.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung weiterhin erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht .einqs erfindungsgemäßen Heizöltanks,
Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt nach
Linie III-III in Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab, Fig. 4 einen
Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3 in einem gegenüber Fig. 3 vergrößerten Maßstab,
wobei der Schnitt um 900 verdreht dargestellt ist, Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden
Schnitt, wobei als Versteifungsprofil anstelle eines massiven Stabes ein Rohr verwendet
ist, Fig. 6 einen den Fig. 4 und 5 entsprechenden Schnitt bei einer Rippenausbildung
ohne Versteifungseinlage, Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine Blasform und Fig.
8 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung und Fig. 9 einen Teilschnitt nach Linie IX-IX in Fig. 8.
Der
insgesamt mit B bezeichnete Lagerbehälter nach den Fig. 1 bis 7 hat etwa die Grundform
eines Quaders mit der Breite b, der Länge 1 und der Höhe h. Die Breite b ist im
allgemeinen so gewählt, daß der Behälter durch Türöffnungen bugsiert werden kann.
Ein geeignetes Maß für die Breite b ist 720 mm. Bei einem Behälter mit einem Fassungsvolumen
von 2.500 Liter ist die Länge 1 z.B. ca. 2000 mm und die Höhe h ca. 1650 mm. Diese
Maßangaben sind nur beispielhaft. Selbstverständlich kommen auch andere Abmessungen
in Betracht.
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Jedenfalls erhält man bei Maßen in dieser Größenordnung sehr großflächige
Seitenwände.
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Der Behälter ist ein Blasformteil aus Polyäthylen. Solche Blasformteile
werden bekanntlich dadurch hergestellt, daß zwischen die Teile einer geöffneten
Blasform ein Schlauch aus Polyäthylen extrudiert wird, daß dann die Blasform geschlossen
und dadurch der Schlauch an seinen Enden abgequetscht wird und daß nun der Schlauch
aufgeblasen wird, wobei er sich an die Innenwand der Form anlegt. Alle diese Vorgänge
finden in noch plastischem, d.h. schweißfähigem Zustand des Polyäthylens statt.
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Wegen der verhältnismäßig großen Flächen der Behälterseitenwände 1
und 2, die sich aus den genannten Maßen für die Höhe h und die Länge 1 ergeben,
müssen besondere Mittel vorgesehen werden, um zu verhindern, daß sich die Wände
1, 2 seitlich ausbeulen infolge des statischen Druckes, der im Behälter herrscht,
wenn dieser gefüllt ist. Pie Füllung erfolgt über einen der Stutzen 3, 4 und 5,
die an der Oberseite des Behälters angeordnet sind. Ein weiterer Stutzen dient für
die Entlüftung und der dritte Stutzen für die Entleerung des Behälters.
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Um die gewünschte Versteifung zu erhalten, haben die Behälter wände
seitliche Einstülpungen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind an der Behälterwand
1 zwei Einstülpungen E und 7 vorgesehen, während an der gegenüberliegenden Behälterwand
zwei korrespondierende gleiche Einstülpungen angebracht sind. Die der Einstülpung
7 gegenüberliegende Einstülpung 8 ist im Schnittbild nach Fig. 2 zu sehen. Zusätzlich
zu diesen Einstülpungen sind senkrechte Rippen 9 vorhanden, die an den Einstülpungen
ansetzen und bis zum Boden 10 des Behälters reichen.
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Die Einstülpungen haben einen etwa rechteckigen Rand li, dessen lange
Seiten 11a, 11b vertikal verlaufen, während die kurzen Rechteckseiten 11c und 11d
horizontal verlaufen. Die horizontale Mittelachse 12 der symmetrisch ausgebildeten
Einstülpungen liegt etwas unterhalb der Höhenmitte des Behälters.
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Die unteren Bereiche 11d der Einstülpungen befinden sich an einer
Übergangsstelle 13, an der vertikale Bereiche der Seitenwände 1, 2 in konvergierende
Bereiche 1a, 2a übergehen. Ein entsprechender oberer Übergangsbereich 14 liegt höher
als die oberen Randbereiche 11c. Die Einstülpungen sind über eine verhältnismäßig
kleine Fläche 15 miteinander verschweißt, die ähnlich länglich ausgebildet ist wie
die Ränder 11, d.h.
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die so orientiert ist, daß die lange Achse vertikal verläuft.
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Die an einer Seite befindlichen nebeneinanderliegenden Einstülpungen,
z.B. die Einstülpungen 6 und 7, sind in L&ngsrichtung des Behälters etwa so
verteilt, daß die Längsachsen 15b, 16b der Einstülpungen einen Abstand haben, der
etwas größer ist als ein Drittel der Behälterlänge 1.
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Außerhalb der Einstülpungen verbleiben noch verhältnismäßig große
Bereiche der Seitenwände 1. Insbesondere die unteren konvergierenden Seitenwandbereiche
1a und 2a neigen zum Ausbeulen, da der statische Druck der Behälterfüllung im
unteren
Bereich des Behälters naturgemäß am größten ist.
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Behälter werden ja in der Regel drucklos gefüllt. Allenfalls bei fehlerhafter
Bedienung während des Füllens kann auch gelegentlich ein Überdruck entstehen. Dies
jedoch ist nicht der Normalzustand.
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Da die Einstülpungen verhältnismäßig klein sind, was den Vorteil hat,
daß das Fassungsvermögen des Behälters nur wenig verringert wird, wird mit den Einstülpungen
und deren Verschweißung in der Mittelebene 17 (der Verschweißungsbereich zwischen
den Einstülpungen 7 und 8 ist mit 18 bezeichnet), eine ausreichende Versteifung
des Behälters mit den Einstülpungen alleine nicht erreicht. Erfindungsgemäß sind
deshalb die Rippen 9 vorgesehen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geht von jedem unteren Bereich
der Wand 38 jeder Einstülpung eine Rippe 9 aus. Die Rippenform soll im folgenden
anhand der Fig. 3 bis 6 betrachtet werden.
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Jede Rippe 9 hat einen Randwulst 19, der röhrenförmig ausgebildet
ist und einen Steg 20, der an der Behälterwand 22 ansetzt.
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Die Rippen werden dadurch gebildet, daß in einer Blasform ein Stab
21 angeordnet wird. Beim Aufblasen des noch plastischen Schlauches legt sich der
Kunststoff um den Stab 21 herum, wobei der Kunststoff zunächst in dem Scheitelbereich
21a des Stabes 21 zur Anlage kommt. Nach Umhüllung stehen sich zunächst zwei Kunststofflagen
gegenüber, die dann zu dem Steg 20 miteinander vereinigt und verschweißt werden.
Der Steg 20 ist fest mit der Behälterwand 22 verbunden, was sich wiederum
aus
dem Herstellungsverfahren ergibt, da ja die Wand 20 aus dem gleichen Kunststoffschlauch
gebildet ist wie die Rippe 9.
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Wie man aus Fig. 3 ersehen kann, verläuft der Wulst 19 vertikal, während
der Wandbereich 1a, wie bereits erwähnt, schräg verläuft.
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Die Breite der Rippe verringert sich also nach unten.
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Bei der Variante gemäß Fig. 5 ist anstelle eines massiven Stabes 21
im Wulst 19 ein Rohr 23 enthalten. Im übrigen wird diese Rippe gleich hergestellt
wie die bereits beschriebene Rippe.
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Bei der Variante nach Fig. 6 enthält der Wulst 19 überhaupt keine
Einlage. Dies wurde dadurch erreicht, daß ein zurückziehbarer Stab in der Form angeordnet
war, der bei der Entformung des Behälters zurückgezogen wird. Eine Blasform, die
dies ermöglicht, ist in Fig. 7 dargestellt.
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Fig. 7 zeigt etwa ein Viertel einer Blasform im vertikalen Schnitt.
Es ist nur eine Blasformhälfte 24 gezeigt. An den in der Zeichnung links befindlichen
Rand 25 schließt im geschlossenen Zustand der Blasform eine spiegelbildliche Blasformhälfte
an. In den Hohlraum 26 der Blasform ragt ein Vorsprung 27, der zur Bildung einer
Einstülpung dient. Die Stirnfläche 27a des Vorsprunges endet etwas vorder Trennebene,
nämlich in einer Entfernung, die etwa gleich der halben Dicke s der Verschweißungszone
18 ist.
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In dem Vorsprung 27 befindet sich eine Ausnehmung 28, in der ein Hydraulikzylinder
oder Pneumatikzylinder 29 angeordnet ist. Im Zylinder ist ein Kolben 30 gleitbar,
an dem eine Stange 31 befestigt ist. Strömungsmittelzuführleitungen sind bei 32
und 33 durch einfache Striche schematisch angedeutet.
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Fig. 7 zeigt den ausgefahrenen Zustand der Stange 31 in dem sich der
Kolben 30 am unteren Epde des Zylinders 29 befindet. Das vordere Ende 31a der Kolbenstange
liegt dann in einem Widerlager 34, das den Stab 31 nach rechts hin abstützt.
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Wenn zwischen die Hälften der Blasform ein Kunststoffschlauch extrudiert
ist und dieser an den Enden durch Schließen der Form abgequetscht wurde, und nun
aufgeblasen wird, legt sich der Schlauch an die Innenwand 35 der Form an und kommt
auch bei 31b an der Stange 1 zur Anlage. Die Schlauchwand umhüllt schließlich die
Stange 31. Jenseits der Stange, d.h. im Bereich 36, befinden sich dann, zwei Wandteile
des Schlauches, die durch den Aufblasdruck aneinandergedrückt werden. Der Schlauch
kommt schließlich auch rechts von der Stange 31 an der Formwand 35 zur Anlage Wenn
der Kunststoff genügend fest geworden ist, wird die Stange 31 durch Zuführung von
Druckmittel über die Zuleitung 33 nach oben angehoben und aus der fertigen Rippe
rausge-ogen0 titan erhält dann0 wie gesagt¢ einen Rippenquerschnitt gemäß rig. 6
Am
fertigen Behälter sind im Bereich der Einstülpungen je nachdem, ob die Rippen Versteifungseinlagen
haben oder nicht, die Enden von Versteifungseinlagen oder Löcher 36 zu sehen. Ferner
sind an der Außenseite des Behälters linienförmige Markierungen 37 zu sehen, die
die Stelle markieren, an der die beiden Kunststofflagen miteinander verschweißt
wurden, die jenseits der Stange 31 oder auch einer bleibenden Versteifungseinlage
miteinander verschweißt wurden.
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Durch die Rippen 9 im unteren Bereich des Behälters wird dieser kritische
untere Bereich gut versteift, so daß ein Ausbeulen nicht stattfindet.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 ist der Behälter insgesamt
mit B' bezeichnet. Es sei angenommen, daß er die gleichen Abmessungen habe wie der
bereits besprochene Behälter.
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An den Seitenwänden 40 und 41 befinden sich je zwei Rippen 42.
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Diese Rippen enthalten ebenso wie die bereits beschriebenen Rippen
einen Versteifungsstab 43 und reichen etwa bis zur halben Höhe der Seitenwände 40,
41.
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Zwei einander gegenüberliegende Rippen 42 sind durch einen Zuggurt
44 miteinander verbunden. Der Zuggurt 44 durchgreift Durchbrüche 45 in den Rippen
und umfaßt dadurch die Versteifungsstäbe 43. Der Zuggurt ist mittels eines Verbindungselementes,
z.B. einer Schnalle 46, endlos gemacht.
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Bei dieser Ausführungsform besteht also die zugfeste Verbindung nicht
aus dem Material des Behälters selber, sondern aus einem separaten zugfesten Element.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der Innenraum des Behälters sehr groß ist,
da er nicht durch nach innen ragende Einstülpungen reduziert wurde.
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Um einen Gurt 44 oder einen anderen Zuganker montieren zu können,
sollte eine große Zugangsöffnung zum Behälterinneren vorhanden sein. Diese könnte
beispielsweise dadurch geschaffen werden, daß der Aufsatz 47 als Deckel ausgebildet
wird Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen sich Zuganker durch
verhältnismäßig enge obere Behälteröffnungen einbringen und montieren lassen.