DE8811913U1 - Tank- oder Silo-Behälter zur Aufnahme druckbeaufschlagbarer Güter - Google Patents

Tank- oder Silo-Behälter zur Aufnahme druckbeaufschlagbarer Güter

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    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/22—Tank vehicles
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Description

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Jank- oder Si lo-Behji lter zur Aufnahme druckbeauf schl.ag-'. ba re r Güter.
Die Erfindung geht aus von einem Tank- oder SiLo-BehäLter, Insbesondere für Fahrzeuge zur Aufnahme druckbeaufsch Lagbarer Güter, der aus geometrischen Grundformen wie ZyLinder, KegeL, KugeL> Böden odidgL* oder deren AbwickLungen und Durchdringungen besteht und einen aus tntsprechenden Wandt eiLen ausgebiLdeten Behälterraum Und Halterungs- und AnschLußeinrichtungen aufweist.
Es ist bekannt, BäuteiLe aus gLasfaser- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen herzusteLLen . Derartige BäuteiLe sind schon für Luft-, Wasser- und Landfahrzeuge hergesteLLt worden. Diese BäuteiLe, die aLs FLächeribauteiLe oder TragbauteiLe ausgebiLdet sein können, zeichnen sich dadurch aus, daß sie gewichtsgünstig sind, einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweisen und sich gut für die SerienhersteLLung eignen. Es können daher bei der Verwendung derartiger Bau- und TragteiLe Fahrzeugkörper mit geringem Baugewicht bei gLeichzeitig hoher BeLastbarkeit geschaffen werden.
Die Tank- oder SiLo-Behälter von Fahrzeugen werden jedoch bisher aus KnetLegierungen bzw. aus StahL hergesteLLt, wobei die Blechstärke der EinzeLbautei Le immer relativ konstant ist, d.h. es kann keine örtliche Festigkeitsbzw. Belastungsoptimierung erfolgen. Darüber hinaus weisen derartige Behälter ein entsprechendes Eigengewicht auf, das die Nutzlast reduziert.
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Es is" daher Aufgabe der Erfindung, Tank= oder SiLo-BehäLter der eingangs genahnten Art dahingehend zu verbessern, daß eiiie Optimierung des Festigkeitsverha L-tens an aLLen SteLLen des Behälters erfoLgt und daß gleichzeitig eine Reduzierung bei zumindest gLeicher Gesamtfestigkeit bzw. örtLich verbesserter Festigkeit gegenüber bekannten Werkstoffen um etwa 2/3 auf 1/3 des früheren Eigengewichtes erfoLgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschLagen, daß die WandteiLe und die HaLterungseinrichtungen und AnschLußei&eegr;richtungen biLdenden TeiLe aus faserverstärkten Kunst stoff elementen bestehen. Hierbei werden sandwichartig aufgebaute ELemente verwendet, die aus Kunststoff bestehen, der bevorzugterweise mit Glasfasern oder zur Erreichung eines hohen Festigkeit sve rha Ltens mit KohLenstoffasern verstärkt sindi Bei Verwendung derartiger Elemente zur Ausbildung teilweise recht kompliziert aufgebauten Tank- bzw. Silo-BehäLter von Fahrzeugen kann eine Druckbelastbarkeit erreicht werden, so daß auch Betriebsdrücke von 3 bar überdruck von einem derartigen Behälter problemlos auch als Dauerbelastung ertragen werden können.
Bevorzugterweise ist dabei vorgesehen, daß elektrisch leitfähige Kohlenstoffasern während bzw. nach der Einbettung in den Kunststoff mit einem statischen oder dynamischen Magnetfeld derart beaufschlagt werden, daß eine Ausrichtung der Kohlefasern in eine Faserstruktur vorzugsweise zu einer in sich Längsparallelen Faserstruktur unter beliebigen Winkeln zur Lauf-, Fließoder Bauteil richtung des EinbettungsmateriaLs oder des
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Bauteils erreicht wird, wobei der Kunststoff gleichzeitig soweit erwärmt öder* angelöst wird, daß eine unbehinderte Ausrichtung der Köhlefäsefn möglich ist/ ohne daß eine Minderung der Däuereigenschaften des Kunststoffs eintritt. Die Kohlenstoffäsefn körinen dabei unter Verwendung ihrer natürlichen elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden. Es kann auch vorgesehen werden, daß den KohLenstoffaserh für den Verfahrensablauf eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit vermittelt «ird. Durch die Beaufschlagung der Koh lenstoffasern während bzw- nach der Einbettung in den Kunststoff, der beispielsweise ein Epoxitharz sein kann, werden diese, während der Kunststoff bis nahezu zu seinem Urrischlagpunkt erhitzt wird, in der gewünschten Weise ausgerichtet. Als Kohlenstoffasern werden dabei aus verschiedenen faserbildenden organischen Stoffen wie Zellulose, PAN, PF-Harzen u.dgl. hergestellte Materialien verwendet, wobei diese nicht brennbar und bis ca. 2000° C wärmebeständig sind, so daß durch die leichte Aufwärmung des Kunststoffes eine Beeinflussung der besonders guten mechanischen Eigenschaften nicht eintritt. Hierzu können auch durch Verkohlung von Acrylfasern gewonnene Fasern verwendet werden·.
Die faserverstärkten Kunststoffelemente, die sowohl Ausbildung der den Behälterraum bildenden Wandteile als auch der entsprechenden Halterungs- bzw. Anschlußeinrichtungen verwendet werden können, weisen dabei bevorzugterweise einen sandwichartigen Aufbau auf, und zwar bestehend aus einer inneren Schicht mit ein*?- Lage rten Fasern, einer darauf angeordneten Zwischenschicht und einer auf de"~ Zwi schenschi ch+ angeordneten äußeren Schicht mit ebenidis
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eingelagerten Fasern, wobei die eingelagerten Fasern Glasfasern oder KohLenstoffasern sein können.
Zur Herstellung eines entsprechenden Behälters wird ein spezielles Verfahren vorgesehen, nach dem vorgesehen ist, daß auf einen formbildenden Modellkörper die innere Schicht mit den eingelagerten Fasern aufgebracht, hierauf die Zwischenschicht aufgebracht und auf diese die äußere Schicht mit eingelagerten Fasern aufgebracht wird, anschließend die als poröses Gewebevlies gestaltete Deckschicht auf der äußeren Schicht angeordnet wird, hierauf eine Evakuierung des Fertigungsraumes erfolgt, se daß die Deckschicht auf die äußere Schicht und damit auf alle Schichten aufgepreßt wird, nach Kaltaushärtung des Bauteils das Vakuum aufgehoben wird und anschließend eine Verfüllung der Poren der Deckschicht mit einem Füllmaterial erfolgt
Um eine hohe Dauerfestigkeit und Däuerbelastbarkeit zu erreichen, wird erfindungsgemäß noch vorgesehen, daß auf die Deckschicht eine Oberf lächenschut&zgr; lackierung als Schutzlackierung insbesondere gegen UV-Strahlung aufgebracht wird.
Es ist dabei die Ausbildung des Tank- oder Silo-Behälters so vorgesehen, daß dieser geteilt unter Ausbildung einer möglichst geringen Zahl von Trennfugen auf dem formbildenden Modellkörper ausgebildet und anschließend zusammengesetzt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der* Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt
F i g. 1 einen SiLosatteLauftieger in einer Seitenansicht,
F i g. 2 den SiLosatteLaufLieger in einer Ansicht von hinten, und
F i g. 3 einen BauteiLquerschnitt gem. Linie III in Fig.1.
In Fig. und 2 ist aLs Beispiel für ein beliebiges Fahrzeug ein Si losattelaufLieger 100 dargestellt, der einen Tank- bzw. Silo-Behälter 10 aufweist, dessen Behältei&mdash; innenraum 11 für die Aufnahme druckbeaufschLagbarer Güter wie Flüssigkeiten, staub- und granu latförmige Güter vorgesehen ist. Der TankbehäLter 10 besteht dabei aus geometrischen Grundformen wie Zylinder, Kegel, Kugel, Böden od.dgl., die aus Abwicklungen und Durchdringungen miteinander kombiniert sind. Alle Wandteile 12 des Behälters 10 und auch die Halterungseinrichtungen 13 und die Anschlußeinrichtungen 14 bestehen aus faserverstärkten Kunststoffelementen.
In Fig. 3 ist beispielhaft als Ausschnitt aus einem Wandteil 12 ein Kunststoffelement 15 dargestelLt. Dieses weist einen sandwichartigen Aufbau auf. Zur Ausbildung dieses Aufbaues und zur Herstellung eines entsprechenden B hälters wird auf einen in der Zeichnung nur angedeuteten formbildenden Modellkörper 25 eine erste innere Schicht 18 mit eingelagerten Fasern 17 aufgebracht. Durch deren Anlage an den glatten Modellkörper 25 wird eine äußerst glatte Innenoberfläche des Behälters
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erreicht, die insbesondere bei Tank- und SiLo-BehäLtern notwendig ist. Auf die innere Schicht 18 wird eine Zwischenschicht 19 aufgebracht, die aus Schaumstoff oder anderen geeigneten Materialien besteht. Die Dicke der Schicht 19 kann dabei je nach konstruktiver Notwendigkeit dick oder dünn sein, wobei die Schicht 19 insbesondere zur VerfüLLung von Toträumen dient, so daß beispielsweise die Ablauftrichter innerhalb des Behälters problemlos ausbildbar sind. Auf der Zwischenschicht 19 wird die äußere Schicht 20 mit eingelagerten Fasern 17 angeordnet. Die Schicht 18 und die Schicht 20 können dabei aus einem Epoxidharz bestehen, während als Fasern, Glasfasern oder Kohlenstoffasern od.dgl. verwendbar sind.
Auf der äußeren Schicht 20 ist dann die Deckschicht 21 angeordnet, der;n porenartige Druchbrechungen 22 nach Fertigstellung des Bauteils mit einem Füller 23 verfüllt werden und die mit einer Oberflächenschutzlackierung 24 versehen wird.
Die Ausbildung der einzelnen Elemente ist voranstehend anhand des Wandteils 2 lediglich beispielhaft dargestellt. Der sandwichartige Aufbau kann durch Anordnung mehrerer faserverstärkter Kunststoffschichtpn sowie durch Anordnung mehrerer Zwischenschichten ergänzt werden, um die entsprechende Relation zwischen der gewünschten Dicke und der gewünschten Tragfähigkeit des entsprechenden Bauteiles zu erreichen. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß in die Kunststoffschichten und/oder in die Zwischenschichten Gurte oder Tragelemente zur speziellen Verstärkung der Tragfähigkeit eingebracht Werden.
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Claims (7)

1. Tank- oder Silo-Behälter, insbesondere für Fahrzeuge zur Aufnahme druckbeaufsch lagbarer Güter, der aus geometrischen Grundformen wie Zylinder, Kegel, Kugel, Böden od.dgl. oder deren Abwicklungen und Durchdringungen besteht und einen aus entsprechenden Wandteilen ausgebildeten Behä 11erraum und Halterungsund Anschlußeinrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandteile (12) und die die Halterungseinrichtungen (13) und AnschLußei&eegr;richtungen (14) bildenden Teile aus faserverstärkten Kunst Stoffelementen (15) bestehen.
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2. Tank- oder SiLo-BehäLter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kunststoff (16) eingelagerten Fasern (17) Glasfasern sind.
3. Tank- oder Silo-BehäLter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kunststoff (16) eingeLagerten Fasern (17) KohLenstoffasern sind.
4. Tank- oder SiLo-BehäLter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die KohLenstoffasern elektrisch Leitfähig sind und durch Anwendung eines statischen oder dynamischen Magnetfeldes nach Einbettung in den Kunststoff eine Ausrichtung in eine Faserstruktur, vorzugsweise zu einer in sich längsparallelen Faserstruktur unter beliebigen Winkeln zur Lauf-, Fließ- oder Bauteilrichtung des Einbettungsmate ri a L s oder Bauteiles aufweist.
5. Tank- oder SiLo-BehäLter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koh lenstoffasern in mehrere BeLastungsrichtunijen, vorzugsweise in KunststoffeLementlängs-, Kunst stoff elementquer- und KunststoffeLementdiagonaLrichtung angeordnet sind.
6. Tank- oder Si lo-Behä11er nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffasern ganz oder teilweise senkrecht zur Kunststoffelementoberflache angeordnet sind.
7. Tank- oder Si lo-8ehäLter nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß hochbelastete
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Kuriststöf f elemente eingelegte Gurte öder Tragelemente iOr Bäuteilverstärkung aufweisen«
8* tank- öder Silo-Behälter/ dadurch cjekehfize i c line t ,* daß die faserverstärkten Kuhstst&ogr;ffe lemente (15) einen sandwioIiartigen Aufbau bestehend aus (jiher inneren Schicht (1S) mit eingelagerten Fasern (17)/ einer darauf angeordneten Zwischenschicht ('I9) und einer auf der Zwischenschicht angeordneten äußeren Schicht (20) mit eingelagrrten Fasern (17) aufweisen
9» Tank- oder Silo-Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeri &igr; Schicht (20) eine Deckschicht (21) mit porenartigen Durchbrechungen (22) angeordnet ist, wobei die Durchbrechungen (22) mit einem Füllmaterial (23) verfüllt sind und die Deckschicht (21) mit einer Oberflächenschutz lackierung (24) verseh bar ist.
iD.Tank- oder Silo-Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (19) zur Totraumverfüllung eine einem Vielfachen der Dicke der inneren Schicht (18) und/oder der äußeren Schicht (20) betragende Dicke aufweist und aus Schaumstoff oder anderen geeigneten Materialien wie Balsaholz od.dgl. besteht.
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