DE4206214A1 - Tank - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tank, insbesondere für Fahrzeuge, gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Tanks und allgemein Behälter unterliegen bekanntlich strengen Sicherheitsanforderungen, um eine Gefährdung bei Beschädi­ gungen oder Unfällen zu verhindern. Vor allem beim Einsatz von Tankfahrzeugen muß den besonderen Gegebenheiten im Straßenverkehr Rechnung getragen werden. So ist es bekannt, Tankwände zu verstärken, um beim Umfallen eine Penetration der Außenhaut zu vermeiden. Die Behälter von Tankfahrzeugen weisen im Inneren regelmäßig zum einen Trennböden zur Unter­ teilung in einzelne Kammern und ferner Schwallböden inner­ halb der einzelnen Kammern auf, um die dynamischen Kräfte vor allem bei Teilbefüllung zu begrenzen. Diese sollen aber durch ihre aussteifende Funktion auch dafür sorgen, daß bei einem Unfall, insbesondere beim Umkippen und Überrollen, der Tank seine Form beibehält und nicht infolge übermäßigen Ein­ beulens und dadurch hervorgerufenen hydraulischen inneren Überdruck aufplatzt. Zwecks Erhöhung der Stabilität eines solchen Tanks im Hinblick auf die Gefahrgutverordnung sind schon unterschiedliche Konstruktionen bekannt geworden, um das Arbeitsaufnahmevermögen beim Einwirken einer äußeren Kraft mit vorgegebener Richtung zu optimieren. So sind beispielsweise Tanks mit Doppel-S-Böden vorgeschlagen worden, welche bei Aufsicht von oben auf den Tank eine im Prinzip wellenartige Kontur besitzen. Um den Anforderungen zu ent­ sprechen, mußten diese Doppel-S-Böden in axialer Richtung relativ nahe beieinander angeordnet werden. Hierdurch bedingt ist ein entsprechender Materialaufwand sowie eine Erhöhung des Leergewichtes. Ferner werden Tanks zunehmend mit Armaturen zur Untenbefüllung ausgerüstet, wobei hierbei in der Regel Überdrücke in der Größenordnung von 0,25 bar auftreten. Hierbei können sogar kurzzeitige Stöße bis zu 12 bar erfolgen, mit der Gefahr von Rissen in den Böden bzw. den Verbindungsstellen mit der Tankaußenhaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Tank, insbeson­ dere Fahrzeugtank, dahingehend weiterzubilden, daß das Arbeitsaufnahmevermögen bei einwirkenden Verformungskräften mit geringem Materialaufwand und/oder geringem Gewicht optimiert wird. Die axialen Abstände zwischen den einzelnen Böden sollen vergrößert werden können, wofür nur ein mög­ lichst geringer zusätzlicher Material- und Gewichtsbedarf erforderlich sein soll. Der Tank soll sowohl den Sicherheits­ anforderungen entsprechen als auch ein möglichst geringes Leergewicht aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Der vorgeschlagene Tank zeichnet sich durch eine funktions­ sichere Konstruktion und ein günstiges Arbeitsaufnahmevermögen aus. Der Tank ist bevorzugt als Koffertank ausgebildet, dessen innenliegende Böden Verstärkungen aufweisen, welche quer zur Längsachse angeordnet sind. Diese Verstärkungen werden bei der Fertigung der Böden in diese integriert bzw. die Verstärkung ist integraler Bestandteil des jeweiligen Bodens. Der Fertigungs- und Montageaufwand wird auf ein Minimum reduziert, da keine zusätzlichen Befestigungen oder dergleichen zwischen den Böden und der Tankaußenhaut erfor­ derlich sind. Diese sind auch nicht erwünscht, da sie Unstetigkeitsstellen im Kräfteverlauf bilden würden, wodurch Spannungsspitzen mit der Gefahr von Tankrissen hervorgerufen würden. Die Verstärkung ist im wesentlichen in der Mitte des jeweiligen Bodens angeordnet und erstreckt sich über dessen gesamte Breite. Bei Ausbildung als Schwallboden ist bevorzugt im Bereich der Verstärkung eine Öffnung vorgesehen, um bei der Montage oder Inspektion dem Personal den Durchstieg zu ermöglichen. Es wird eine erhebliche Verbesserung der Stabilität und eine besonders günstige Versteifung bei gleichzeitig erforderlicher Elastizität derart bewirkt, daß die axialen Abstände der im Tankinnern vorhandenen Wände vergrößert werden.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise eine Aufsicht von oben auf den Tank,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Tanks,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Schnittlinie III gemäß Fig. 2,

Fig. 4 vergrößert einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IV in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht von oben auf den Tank 2, welcher als Koffertank ausgebildet ist und oben eine Einstiegsöffnung 4 mit einem verschließbaren Deckel 6 aufweist. Dieser Tank ist in gewohnter Weise in Richtung seiner Längsachse 8 mittels Trennböden in einzelne Kammern unterteilt. Ein innerhalb einer solchen Kammer angeordneter Schwallboden 10 ist mit gestrichelten Linien dargestellt. Dieser Schwallboden 10 ist entsprechend dem außenliegenden Endboden 12 bezüglich einer vertikalen, zur Zeichenebene orthogonalen Achse ge­ krümmt. Der Schwallboden 10 enthält in der Mitte eine Durch­ stiegsöffnung 14, durch welche ein Monteur bei der Montage oder bei einer Inspektion von dem einen in den anderen Teil der Tankkammer gelangen kann.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Tanks in Blickrichtung II gemäß Fig. 1, wobei der Schwallboden 10 mit der Durchstiegs­ öffnung 14 wiederum gestrichelt dargestellt ist. Die Durch­ stiegsöffnung 14 weist an ihrem Rand eine ringförmige Ver­ steifung 16 auf, welche in Richtung der Längsachse 8 eine Tiefe 18 besitzt. Die Tiefe 18 ist im wesentlichen 40 mm groß. Der Schwallboden 10 weist eine sich um die gesamte Breite erstreckende Verstärkung 20 auf, in deren Bereich die genannte Durchstiegsöffnung 14 liegt. Unterhalb der Verstär­ kung 20 ist ein unteres Bodenteil 24 und oberhalb ein oberes Bodenteil 26 vorgesehen, wobei die Verstärkung 20 und die genannten Bodenteile 24, 26 fest, insbesondere durch eine Schweißnaht, verbunden sind und eine integrale Einheit bilden. Die Verstärkung und die beiden Bodenteile 24, 26 werden zunächst aus ebenen Blechen zusammengeschweißt, welche nachfolgend in der erforderlichen Weise gemäß der erläuterten Krümmung des Schwallbodens 10 gebogen werden. In vertikaler Richtung betrachtet, ist die Verstärkung im wesentlichen in der Mitte des Schwallbodens 10 angeordnet und erstreckt sich dort im wesentlichen über ein Drittel der Gesamthöhe.

Die Bodenteile 24, 26 weisen eine Dicke 28 auf, welche gemäß den im Tankbau geltenden Vorschriften im wesentlichen 5,2 mm groß ist. Die Verstärkung 20 hingegen weist eine Dicke 30 auf, welche bevorzugt im wesentlichen 7,7 mm beträgt. Die erfindungsgemäße Mittenverstärkung des Schwallbodens 10 ergibt mit minimalem Fertigungs- und Montageaufwand eine überraschend gute Versteifung des Bodens. Wesentlich ist hierbei, daß die Dicke 30 der Verstärkung 20 um einen vorge­ gebenen Faktor größer als die Dicke 28 der beiden Bodenteile 24, 26 ist. Dieser Faktor liegt zwischen 1,2 und 1,8, zweck­ mäßig zwischen 1,4 und 1,6 und beträgt insbesondere 1,5. Insoweit wird mit minimalem zusätzlichem Gewicht durch die Verstärkung 20 die Steifigkeit des gesamten Tanks optimiert. Von Bedeutung ist ferner, daß diese Verstärkung 20 in einer zur Krümmungsachse des Bodens 10 orthogonalen Ebene verläuft. Es sei festgehalten, daß bei dem Tank die genannte Krümmungs­ achse vertikal verläuft und die Verstärkung 20 sich in horizontaler Richtung beidseitig der durch die Mitte des Tanks verlaufende Horizontalebene angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang Schnittlinie 111 gemäß Fig. 2, wobei die Außenwand 32 der Einfachheit wegen nur durch eine Linie angedeutet ist. Die in der Mitte des Schwallbodens 10 beidseitig der mittleren Horizontalebene 34 sich erstreckende Verstärkung 20 mit der Durchstiegsöffnung 14 ist hier klar zu erkennen. Die Durchstiegsöffnung 14 weist einen Durchmesser 36 auf, welcher etwa 500 mm groß ist. Die Schwallwand 10 enthält ferner oben und unten weitere Öffnungen 38, 39, durch welche der Flüssigkeitsaustausch zwischen den einzelnen Abteilen ermöglicht wird.

Fig. 4 zeigt vergrößert einen Schnitt entlang Schnittlinie 4, bevor das untere Bodenteil 24 und die Verstärkung 20, welche hier nur teilweise zu erkennen sind, mittels einer V-Schweiß­ naht verschweißt wurden. Es ist hier klar zu erkennen, daß die Dicke 30 der Verstärkung 20 um einen vorgegebenen Faktor größer als die Dicke 28 des unteren Bodenteils 24 ist. Bei dieser besonderen Ausgestaltung weist die Verstärkung 20 eine Dicke 30 von 7,7 mm und das untere Bodenteil 24, ent­ sprechend auch das obere Bodenteil, eine Dicke 28 von 5,12 mm auf. Für die genannte V-Naht sind die miteinander zu ver­ schweißenden Ränder der Verstärkung 20 und des Bodenteils 24 teilweise abgeschrägt und bilden einen Winkel 42, welcher im wesentlichen 60° groß ist. Im Wurzelbereich sind die Ränder nicht abgeschrägt und liegen in einer Tiefe 44 aneinander, welche im wesentlichen 2 mm groß ist.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit der Verstärkung durch einen auf den Boden geschweißten Blechstreifen in entspre­ chender Stärke, wenngleich die vorher beschriebene integrale Bauweise die technisch bessere ist.

Bezugszeichen

 2 Tank
 4 Einstiegsöffnung
 6 Deckel
 8 Längsachse
10 Schwallboden
12 Endboden
14 Durchstiegsöffnung
16 Versteifung
18 Tiefe von 16
20 Verstärkung
24 unteres Bodenteil
26 oberes Bodenteil
28 Dicke von 24, 26
30 Dicke von 20
32 Außenwand
34 Horizontalebene
36 Durchmesser von 14
38, 39 Öffnung in 10
40 Höhe
42 Winkel
44 Tiefe

Claims (6)

1. Tank insbesondere für Fahrzeuge, enthaltend im Inneren wenigstens einen Boden, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) eine sich über die gesamte Breite erstreckende Verstär­ kung (20) aufweist, deren Dicke (30) um einen vorgegebenen Faktor größer ist als die der übrigen Bodenteile (24, 26).

2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (20) in der Mitte des Bodens (10) angeordnet ist und eine Höhe (40) aufweist, welche im wesentlichen gleich groß ist wie die maximalen Höhen des unteren Bodenteils (24) bzw. des oberen Bodenteils (26).

3. Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) als Schwallboden ausgebildet ist und eine Durchstiegsöffnung (14) aufweist, welche im wesentlichen im Bereich der Verstärkung (20) angeordnet ist und/oder daß die Durchstiegsöffnung (14) eine ringförmige Versteifung (16) aufweist, deren Tiefe (18) um einen vorgebenen Faktor größer ist als die Dicke (30) der Verstärkung.

4. Tank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstiegsöffnung (14) eine ringförmige Versteifung (16) aufweist, deren Tiefe (18) wesentlich größer ist als die Dicke (30) der Verstärkung (20) und zwar bevorzugt um einen Faktor, welcher wenigstens 3 beträgt und zweckmäßig im wesentlichen zwischen 4 und 6 liegt.

5. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Boden (10) bezüglich einer vertikalen Hochachse gekrümmt angeordnet ist und daß die Verstärkung (20) beidseitig zu der im wesentlichen durch die Tankmitte verlaufenden Horizontalebene (34) angeordnet ist.

6. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Faktor, um welchen die Dicke (30) der Verstärkung (20) größer ist als die Dicke (28) der Bodenteile (24, 25), zwischen 1,2 und 1,8, zweckmäßig zwischen 1 und 1,6 und insbesondere 1,5 groß ist.