DE9116014U1

DE9116014U1 - Beheizter Transporttank

Info

Publication number: DE9116014U1
Application number: DE9116014U
Authority: DE
Original assignee: Westerwaelder Eisenwerk Gerhard 5241 Weitefeld De GmbH
Current assignee: Westerwaelder Eisenwerk Gerhard 5241 Weitefeld De GmbH
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2001-12-24
Also published as: CN1073646A; AU2993392A; US5244110A; CA2085971A1; JPH0680191A; EP0548561A1; BR9205134A; ZA929378B

Description

STREIIL SCIIÜBEL HOPF GROEHING

EUKOPÄISCIIIC PATENTANWÄIiTE

Westerwälder Eisenwerk
Gerhard GmbH
DEG-31591

BEHEIZTER TRANSPORTTANK

Bei Transporttanks, die Teile von Tankcontainern, Eisenbahnkesselwagen oder Straßentankfahrzeugen sein können, ist häufig eine Temperierung, insbesondere eine Beheizung mindestens im Tanksohlenbereich, erforderlich. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Tank zur Beförderung von bei normalen Außentemperaturen erstarrenden Massen wie etwa Bitumen eingesetzt wird.

Zur Beheizung des Sohlenbereichs mittels Dampf ist es bekannt, durch unter die Tanksohle geschweißte, in Axialrichtung des Tanks verlaufende Halbrohre Dampfkanäle zu bilden. Diese Gestaltung erfordert aber hohen Schweißaufwand, verursacht zusätzliche Schweißspannungen und führt zu einer erheblichen Steigerung des Taragewichtes.

Bei anderen Ausführungen wird ein Dampfraum von einer den Sohlenbereich des Tankmantels in Abstand umgebenden Außenschale gebildet. Bei größeren Tanks ist jedoch eine Abstützung am Container- bzw. Fahrzeugrahmen nicht nur im Bereich der beiden stirnseitigen Tankenden sondern auch an einer oder mehreren Zwischenstellen erforderlich, um Vertikalkräfte des Tanks einschließlich seiner Füllung von der Tanksohle unmittelbar in die Bodengruppe des betreffenden Rahmens einzuleiten.

Bei unbeheizten Tanks ist es aus DE 36 24 430 Al bekannt, derartige Zwischensattelungen als Stützen auszubilden, die jeweils zwischen einen den Tankmantel umgebenden Verstärkungsring und einen Querholm der Bodengruppe eingefügt sind. Derartige Verstärkungsringe bedingen aber bei Tanks mit beheiztem Sohlenbereich in der Regel eine Unterbrechung des Dampfraums. Dies führt einerseits dazu, daß entsprechende Zonen des Tankmantels unbeheizt sind, und erfordert andererseits zusätzliche Maßnahmen, um die getrennten Dampfräume miteinander zu verbinden. Ein

weiterer erheblicher Nachteil eines solchen Aufbaus besteht darin, daß jede Unterbrechung der durch die Außenschale gebildeten Dampfkammer zusätzliche Schweißnähte erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen insbesondere im Sohlenbereich beheizten Transporttank anzugeben, der einerseits eine über die gesamte axiale Tanklänge durchgehende Strömungskammer für das Heiz- oder generell Temperiermedium aufweist und dennoch eine kraftschlüssige Abstützung des Tanks über zwischen den Tankenden vorgesehene Quersättel gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Die danach in der Außenschale vorgesehenen Ausformungen, die die Außenschale zur Bildung der Strömungskammer in Abstand vom Tankmantel halten und an sich nicht widerstandsfähig genug sind, um die von einem gefüllten Tank auf den betreffenden Quersattel zu übertragenden Kräfte auszuhalten, sind durch sie umgebende Abstandselemente unterstützt. Diese umfassen jeweils mehrere übereinander gestapelte Ringscheiben, wobei die Stapelhöhe dem lichten Abstand zwischen Tankmantel und Außenschale entspricht. Bei diesem Aufbau der Abstandselemente sind die einzelnen Ringscheiben dünn und flexibel genug, um sich der Krümmung des Tankmantels und der Außenschale anpassen zu können. Dadurch wird gewährleistet, daß die Ringscheiben mit ihren gesamten Flächen zur Kraftübertragung zur Verfügung stehen.

Würde statt eines Ringscheibenstapels eine einzelne massive Scheibe mit dem Abstand zwischen Tankmantel und Außenschale entsprechender Dicke verwendet, so könnte eine derartige Scheibe zwar vor ihrem Einbau der Krümmung des Tankmantels entsprechend gebogen werden, jedoch bestünde die Gefahr, daß sich die Scheibe beim Einbau verdreht, wobei dann erst recht Punktbelastungen auftreten würden. Außerdem wären einzelne massive Abstandselemente nicht in der Lage, Verformungen des Tankmantels zu folgen, die insbesondere dann auftreten können, wenn der Tank hart aufgesetzt wird, wobei es gerade dann auf eine effiziente Kraftübertragung ankommt.

Die Ausgestaltung der Abstandselemente als Stapel aus Ringscheiben, die die Ausformungen der Außenschale umgeben, ist auch montagetechnisch günstig, weil die Ringscheiben durch die

Ausformungen zentriert werden und sich nicht im Laufe der Zeit verlagern können.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 und 3 ist im Hinblick auf eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung vom Tankmantel bzw. von der Außenschale in den Ringscheibenstapel besonders günstig. Dabei wird durch die Maßnahme des Anspruchs 4 auf einfache Weise erreicht, daß sich an den Außenkanten der Ringscheiben weiche übergänge in der Kraftverteilung ergeben. Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 führt zu dem weiteren Vorteil, daß sich die Außenschale im Bereich jeder Ausformung durch eine ringförmige Schweißnaht am Tankmantel befestigen und dadurch der gesamte Aufbau versteifen läßt.

Die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 6 bis 9 beziehen sich auf bevorzugte Gestaltungen der Sattelung, wobei die nach Anspruch 7 eingefügte Holzlage nicht nur eine gute Isolierung sondern auch eine Vergleichmäßigung der Auflagerkräfte und der Kraftübertragung bewirkt. Die Maßnahmen der Ansprüche 8 und 9 stellen fertigungstechnisch einfache Möglichkeiten dar, die an sich lose eingefügte Holzlage gegen Ver-Schiebungen zu sichern, gleichzeitig aber Wärmeausdehnungen des Tankmantels und der Außenschale ohne die Gefahr von Spannungsrissen zuzulassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt Figur 1 einen senkrecht zur Tankachse ausgeführten Schnitt

durch die Hälfte des unteren Teils eines Tankcontainers ,

Figur 2 ein vergrößertes Detail der Figur 1, und Figur 3 und 4 teilweise geschnittene Seitenansichten durch einen Teil des in Figur 1 gezeigten Tanksohlenbe

reichs.

Figur 1 veranschaulicht einen Teil des Tankmantels 10 sowie eines Querholms 11 und eines Längsholms 12, die Teil der Bodengruppe eines Tankcontainers bilden. Bei 13 ist einer der nach ISO zusätzlich zu den Containerecken vorgesehenen Lastaufnahmebereiche des Tragfahrzeugs angedeutet.

Im Sohlenbereich ist der Tankmantel 10 von einer über die gesamte axiale Länge des Tanks verlaufenden Außenschale 15 um-

geben, die sich über eine Vielzahl von tüllenartigen, kegelstumpf förmigen Ausformungen 16 am Tankmantel 10 abstützt. Die Außenschale 15 besteht beispielsweise aus 2 mm starkem Stahlblech, wobei die Ausformungen 16 zusätzlich zur Abstandshalterung gegenüber dem Tankmantel 10 eine Versteifung der Außenschale 15 selbst ergeben.

Wie bei 17 angedeutet, ist die Außenschale 15 an ihrem gesamten Rand mit dem Tankmantel 10 verschweißt. Ferner sind mindestens einige oder auch alle Ausformungen 16 in der Kegelstumpffläche mit einem kreisförmigen Loch 18 versehen und längs der Lochkante durch eine kreisförmige Schweißnaht 19 mit dem Tankmantel 10 verbunden. Die Außenschale 15 bildet auf diese Weise mit dem Tankmantel 10 eine geschlossene Strömungskammer 20, durch die über Zu- und Abführleitungen, wie sie bei 14 gezeigt sind, Dampf oder ein sonstiges Heizmittel geleitet wird. Die Strömungskammer 20 hat beispielsweise eine lichte Höhe von 6 mm.

Die in Figur 2 vergrößert dargestellte tüllenartige, kegelstumpf förmige Ausformung 16 ist von einem ringförmigen Ab-Standselement 21 umgeben, das aus einem Stapel von vier einzelnen Ringscheiben besteht. In Figur 1 sind die Abstandselemente 21 aus Gründen der Deutlichkeit nicht eingezeichnet.

Die beiden äußeren, dem Tankmantel 10 und der Außenschale 15 benachbarten Ringscheiben 22 dieses Stapels haben eine Dicke von 1 mm und einen Außendurchmesser von 100 mm, während die beiden inneren Ringscheiben 23 eine Dicke von 2 mm und einen Außendurchmesser von 90 mm haben. Bei den Ringscheiben 22, 23 handelt es sich um Stanzelemente, wobei die beiden äußeren Ringscheiben 22 so angeordnet sind, daß ihre Stanzgrate aufeinander zu weisen und die verrundeten Stanzkanten dem Tankmantel 10 bzw. der Außenschale 15 zugewandt sind.

Gegenüber einem etwa aus einer einzigen massiven Scheibe gebildeten Abstandselement hat der anhand von Figur 2 erläuterte Ringscheibenstapel folgende Vorteile:

(a) Wegen ihrer verhältnismäßig geringen Dicke können sich die einzelnen Ringscheiben 22, 23 der örtlichen Krümmung des Tankmantels 10 exakt anpassen, (b) Aus dem gleichen Grund können die einzelnen Ringschei-

ben auch solchen Krümmungsänderungen folgen, wie sie etwa infolge von Belastungs- oder Temperaturänderungen im Betrieb auftreten. ·

(c) Da die einzelnen Ringscheiben 22, 23 zunächst nicht vorgekrümmt sind, können sie in beliebiger Orientierung eingebaut werden.

(d) Die dem Tankmantel 10 und der Außenschale 15 benachbarten äußeren Ringscheiben 22 des Stapels bewirken wegen ihres größeren Außendurchmessers und ihrer geringeren Dicke eine besonders gleichmäßige Kraftver

teilung ohne abrupte Änderungen beim Durchgang von Kräften vom Tank auf die (weiter unten beschriebene) Sattelstruktur.

(e) Dieser Effekt wird durch Ausnutzung der verrundeten Stanzkanten an den äußeren Ringscheiben 22 weiter

verbessert.

(f) Die Innendurchmesser der einzelnen Ringscheiben 22, können, wie in Figur 2 veranschaulicht, entsprechend der Konusform der Ausformung 16 gestaffelt werden, so daß sie jeweils möglichst große Flächen zum Kraftüber

gang zur Verfügung stellen.

Bei der Montage kann es zweckmäßig sein, die einzelnen Ringscheiben 22, 23 aneinander und an der Innenfläche der Außenschale 15 jeweils an einer einzigen Stelle, etwa durch einen Schweißpunkt oder durch eine Klebung, zu fixieren, ohne jedoch eine dauerhafte starre Verbindung zu bewirken.

Der oben beschriebene, in seinem gesamten Sohlenbereich mit einer durchlaufenden Außenschale 15 zur Bildung einer Dampf-Strömungskammer 20 versehene Tank stützt sich an Zwischenstellen zwischen seinen beiden stirnseitigen Enden über mindestens einen Quersattel auf einem Querholm der Bodengruppe ab, von denen einer bei 11 in Figur 1, 3 und 4 gezeigt ist.

Der Quersattel umfaßt ein U-Profilelement 25, dessen Mittelsteg 26 der Krümmung des Tanks folgend kreisförmig um die Tankachse als Mittelpunkt gekrümmt ist. Die beiden Seitenschenkel 27 des U-Profilelements 25 umgreifen den Querholm 11 und sind, wie in Figur 1, 3 und 4 bei 28 gezeigt, im untersten Tankbereich direkt mit diesem verschweißt. Oberhalb jedes Last-

aufnahmebereichs 13, wo der Tank infolge seiner Krümmung über dem Querholm 11 liegt, ist das U-Profilelement 25 mit dem Querholm 11 über ein Paar von Stützplatten 29 verbunden, die an den Innenflächen der Seitenschenkel 27 sowie an den oberen Kanten des Querholms 11 verschweißt sind. Zur Vermeidung von Spannungsspitzen sind die Stützplatten 29 an ihrer von der unteren Mitte des Tanks abgewandten Kante mit einem runden Ausschnitt 30 versehen.

Zwischen den Mittelsteg 26 des U-Profilelements 25 und die Außenschale 15 ist eine etwa 30 mm starke Holzlage 31 eingefügt, die aus drei in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden einzelnen, der Tankkrümmung entsprechend vorgebogenen Sperrholzteilschalen besteht.

Zwischen der Holzlage 31 und der äußeren Fläche der Außenschale 15 liegt ferner ein 2 mm starkes Edelstahl-Band 32, das an seinen in Umfangsrichtung gelegenen Enden eine nach außen gerichtete Falte 33 aufweist. An der äußersten Kante ist dieses Band 32, wie bei 34 in Figur 1, 3 und 4 angedeutet, an einem auf den Tankmantel 10 aufgeschweißten kreisförmigen Dopplerblech 35 angeschweißt. Ferner weist das Band 32 an den Stellen, an denen die einzelnen Teile der Holzlage 31 enden, seitlich nach außen gekantete Flanschteile 36 auf, die ein Verschieben der lose eingefügten Holzlage 31 in Axialrichtung des Tanks verhindern. Die Falten 33 dienen einerseits zum Längenausgleich zwischen Tankmantel 10 und Band 32 und damit zur Vermeidung von Spannungen, und andererseits als Anschlag gegen ein Ausweichen der Holzlage 31 in Umfangsrichtung.

Die Holzlage 31 bewirkt nicht nur eine Isolierung zwischen der die Dampf-Strömungskammer 20 begrenzenden Außenschale 15 und dem U-Profilelement 25 des Quersattels, sondern infolge seiner in gewissem Ausmaß weich-plastischen Struktur eine gleichmäßige Verteilung der zwischen Tank und Quersattel übertragenen Kräfte. Aus diesem Grund ist die Holzlage 31 auch in ihrer Breite mit etwa 150 mm erheblich größer gewählt als der Mittelsteg 26 des U-Profilelements 25, der eine Breite von beispielsweise 100 mm hat.

Die Darstellungen der Figuren 3 und 4 unterscheiden sich hinsichtlich der (zufälligen) Ausrichtung der in der Außenscha-

le 15 vorgesehenen tüllenartigen Ausformungen 16 relativ zu der Positionierung des Quersattels. Bei der Anordnung nach Figur 3 brauchen nur die in der Mittelebene M des Quersattels liegenden Ausformungen 16a mit den in Figur 2 gezeigten Abstandselementen 21 versehen zu werden. Bei den außerhalb des Quersattels gelegenen Ausformungen sind derartige Abstandselemente nicht erforderlich und, da sie die Strömungskammer verkleinern, nicht erwünscht.

Bei der Anordnung nach Figur 4 befinden sich keine Ausformungen 16 in Fluchtung mit der Mittelebene M des Quersattels.

In diesem Fall sind alle oder mindestens mehrere der Ausformungen 16b durch Abstandselemente 21 gemäß Figur 2 verstärkt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erstreckt sich die den Sohlenbereich des Tanks umgebende Außenschale 15 über einen Winkel von beispielsweise 80° um die Tankachse. Der Rest des Tankumfangs ist von einem herkömmlichen Verstärkungsring 37 umgeben, dessen abgeschrägtes Ende zur Vermeidung von Spannungsspitzen am Tankmantel 10 und an der Außenschale 15 ebenso wie das Ende des Bandes 32 an dem Dopplerblech 35 angeschweißt ist. In Figur 1 ist noch eine den gesamten Tank umgebende Isolierung mit einer Außenhaut 38 angedeutet.

Zusammenfassung

Bei einem beheizten Transporttank ist der Sohlenbereich des Tankmantels (10) von einer Außenschale (15) umgeben, die über tüllenartige Ausformungen (16) auf Abstand gehalten ist. Die Außenschale (15), die eine Dampf-Strömungskammer (20) bildet, verläuft über die gesamte axiale Länge des Tanks. An Zwischenstellen, an denen sich der Tank jeweils über einen Quersattel (25) am Querholm (11) einer Bodengruppe abstützt, sind die tüllenartigen Ausformungen (16) durch zwischen den Tankmantel (10) und die Außenschale (15) eingefügte Abstandselemente verstärkt, die jeweils als Stapel aus mehreren einzelnen, verhältnismäßig dünnen Ringscheiben aufgebaut sind. Die einzelnen Ringscheiben passen sich der örtlichen Krümmung des Tankmantels (10) an und vermögen auch momentanen Krümmungsänderungen zu folgen, so daß sie bei allen Belastungsfällen eine gleichmäßige Kraftverteilung gewährleisten.

Claims

Ansprüche

1. Transporttank, dessen Mantel (10) mindestens im Sohlenbereich von einer in Tanklängsrichtung verlaufenden Außenschale (15) zur Bildung einer Strömungskammer (20) für ein Temperiermedium umgeben ist und sich im Bereich zwischen seinen stirnseitigen Enden über mindestens einen Quersattel (25) auf einer Bodengruppe (11) abstützt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Außenschale (15) durch Ausformungen (16) in Abstand vom Tankmantel (10) gehalten ist,

daß der Quersattel (25) eine an der Außenschale (15) anliegende und diese teilweise umgebende Struktur aufweist, und

daß mindestens einige der im Bereich des Quersattels (25) vorhandenen Ausformungen (16) von Abstandselementen (21) umgeben sind, die jeweils mehrere übereinandergestapelte Ringscheiben (22, 23) umfassen.

2. Transporttank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tankmantel (10) und die der Außenschale (15) benachbarten Ringscheiben (22) dünner sind als die mittlere(n) Ringscheibe (n) (23) .

3. Transporttank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tankmantel (10) und die der Außenschale (15) benachbarten Ringscheiben (22) einen größeren Durchmesser haben als die mittelere(n) Ringscheibe(n) (23).

4. Transporttank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (22, 23) gestanzt sind und die äußeren beiden Ringscheiben (22) des Stapels mit ihren verrundeten Stanzkanten dem Tankmantel (10) bzw. der Außenschale (15) zugewandt sind.

5. Transporttank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (16) kegelstumpfförmig sind und in ihrer am Tankmantel (10) anliegenden Fläche ein kreisförmiges Loch (18) haben, längs dessen Kante die Außenschale (15) mit dem Tankmantel (10) verschweißt ist.

6. Transporttank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersattel ein U-Profilelement (25) umfaßt, dessen Mittelsteg (26) der Tankwölbung folgend gekrümmt und das an seinen Seitenschenkeln (27) mit einem Querholm (1) der Bodengruppe verbunden ist.

7. Transporttank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Außenschale (15) und den Mittelsteg (26) des U-Profilelements (25) eine schalenartige Holzlage (31) eingefügt ist.

8. Transporttank nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Holzlage (31) und die Außenschale (15) ein Band (32) eingefügt ist, das seitliche Flanschteile (36) zur Halterung der Holzlage (31) gegen Verschiebungen in Axialrichtung des Tanks aufweist.

9. Transporttank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden in Umfangsrichtung des Tanks gelegenen Endbereiche des Bandes (32) jeweils eine nach außen weisende Falte (33) eingeformt ist, die jeweils mit ihrer Endkante am Tank angeschweißt (34) ist.