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Die Erfindung betrifft ein Silo und insbesondere ein Glattwandsilo mit einem Wandelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Das Wandelement weist zwei einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnete Wände auf, welche durch zwischen den Wänden angeordnete Verbindungsstreben miteinander verbunden sind.
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Um z. B. die Materialkosten oder die Kosten für den Transport eines Silos oder dessen Bauelemente möglichst gering halten zu können, ist es wünschenswert, den Materialaufwand und das Gewicht von Wandelementen des Silos möglichst gering zu halten. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass die Wandelemente ausreichend belastbar sind, damit diese auch in einem befüllten Zustand des Silos den auf die Wandelemente wirkenden Kräften standhalten. Dieser Zielkonflikt wird üblicherweise dadurch gelöst, dass die Wandelemente aus zwei gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordneten Wänden geringer Wandstärke gebildet werden. Um eine hohe Belastbarkeit der Wandelemente trotz ihrer geringen Wandstärke zu gewährleisten, werden die Wände dabei durch Verbindungsstreben in Form von U-förmigen Profilen miteinander verbunden.
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Beispielsweise ist in diesem Zusammenhang aus dem Dokument
EP 1 995 397 A1 ein Glattwandsilo mit mehreren Silozellen bekannt, wobei jede Silozelle mehrere Wandelemente aufweist, die im Bereich ihrer Ecken durch Eckverbindungsbleche miteinander in Verbindung stehen. Jedes Wandelement weist zwei Schalelemente auf, die zur Stabilisierung des Wandelements durch mehrere übereinander und zueinander beabstandet angeordnete Querstreben miteinander verbunden sind. Die Querstreben weisen U-Profilform auf, wobei ein endseitiger Schenkel des U-förmigen Profils mit dem einen Schalelement verbunden ist und der dem einen endseitigen Schenkel gegenüberliegende endseitige Schenkel des U-förmigen Profils mit dem anderen Schalelement verbunden ist.
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Das Dokument
DE 2 247 799 A offenbart ein Wandelement für ein Silo, wobei das Wandelement aus einer in U-Form abgewinkelten Platte gebildet ist, sodass zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Wände gebildet werden, welche über einen zwischenliegenden Brückenteil miteinander verbunden sind. Um das so ausgebildete doppelwandige Wandelement zu stabilisieren, wird in der
DE 2 247 799 A vorgeschlagen, zwischen den beiden Wänden Verstärkungselemente anzuordnen, welche in Querrichtung des Wandelements verlaufen und ein U-förmiges Profil aufweisen.
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Aus dem Dokument
DE 1 921 267 A ist es ebenfalls bekannt, für ein Silo ein doppelwandiges Wandelement mit einer Außen- und einer Innenwand zu verwenden, wobei zur Versteifung des Wandelements und zur Abstandshalterung der Außen- und der Innenwand waagerecht verlaufende Schienen mit einem U-förmigen Profil zwischen der Außen- und der Innenwand vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Silo aufzuzeigen, das hinsichtlich seiner Stabilität, dem Materialeinsatz, dem Gewicht und/oder dem Fertigungsaufwand optimiert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Bei einem Wandelement für ein Silo mit einer ersten Wand und einer zweiten Wand, die einander gegenüberliegend und in einem Abstand zueinander angeordnet und durch U-profilförmige Verbindungsstreben verbunden sind, müssen die Verbindungsstreben üblicherweise in einem geringen Abstand zueinander angeordnet werden, um die erforderliche Belastbarkeit des Wandelements zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Abstand zwischen den Wänden angeordneten Verbindungsstreben vergrößert werden kann und somit bereits eine geringere Zahl an Verbindungsstreben ausreicht, um die gleiche Belastbarkeit des Wandelements zu erreichen, wenn anstelle von U-profilförmigen Verbindungsstreben solche Verbindungsstreben verwendet werden, die als ein Hutprofil ausgebildet sind. Konkret lässt sich durch die Verwendung von als Hutprofil ausgebildeten Verbindungsstreben bei gleicher Belastbarkeit des Wandelements eine Verringerung des Materialaufwands von bis zu etwa 30% erreichen. Andererseits kann bei der gleichen Zahl an Verbindungsstreben und somit bei gleichem oder lediglich geringfügig höherem Materialaufwand eine höhere Belastbarkeit des Wandelements erreicht werden.
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Unter einem Hutprofil wird ein solches im Sinne der Erfindung verstanden, welches eine U-Form aufweist, wobei an dem freien Ende jedes Schenkels der U-Form eine nach außen gerichtete Flanke vorgesehen ist, die in etwa parallel zum Steg der U-Form verläuft. Unter einem Hutprofil wird auch ein solches verstanden, bei dem der Winkel zwischen Steg und Schenkel nicht genau 90°, sondern gegebenenfalls auch mehr beträgt, sodass ein solches Profil im Querschnitt etwa trapezförmig ausgebildet ist.
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Bei einem erfindungsgemäßen Silo, bei dem es sich insbesondere um ein Glattwandsilo handeln kann, sind daher bei einem Wandelement des Silos eine erste Wand und eine zweite Wand des Wandelements, welche einander gegenüberliegend und in einem Abstand zueinander angeordnet sind, durch mindestens eine als Hutprofil ausgebildete Verbindungsstrebe verbunden. Dabei ist der Steg der Verbindungsstrebe mit der ersten Wand verbunden, während die beiden endseitigen Flanken des Hutprofils mit der zweiten Wand verbunden sind.
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Zum einen wird durch die erfindungsgemäße Verwendung der hutprofilförmigen Verbindungsstrebe eine Versteifung der Wände über einen größeren Bereich erreicht als bei den aus dem Stand der Technik bekannten U-profilförmigen Verbindungsstreben, was zu einer höheren Belastbarkeit des Wandelements beiträgt. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten U-profilförmigen Verbindungsstreben ist eine Versteifung der Wände im Wesentlichen auf den Verbindungsbereich der mit den Wänden verbundenen Schenkel beschränkt. D. h. gemäß dem Stand der Technik ist der versteifte Bereich im Wesentlichen durch die Breite der mit den Wänden verbundenen Schenkel vorgegeben. Erfindungsgemäß wird hingegen eine Versteifung einerseits in den Verbindungsbereichen der zweiten Wand mit den beiden endseitigen Flanken und andererseits auch in dem dazwischenliegenden Bereich durch den Steg erreicht. Durch die Vergrößerung des versteiften Bereichs wird somit insgesamt eine verbesserte Stabilität des Wandelements erreicht, insbesondere ohne dass dies einen höheren Materialeinsatz erfordert und ein erhöhtes Gewicht des Wandelements in Kauf genommen werden muss.
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Zum anderen wird durch die Verwendung der hutprofilförmigen Verbindungsstrebe eine verbesserte Abstützung der Wände gegeneinander erreicht, was ebenfalls zu einer höheren Belastbarkeit des Wandelements beiträgt. Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten U-profilförmigen Verbindungsstreben, bei denen sich die Wände lediglich durch den Steg des U-Profils gegeneinander abstützen, stützen sich die beiden Wände erfindungsgemäß durch zwei Schenkel der Verbindungsstrebe, die sich über den Abstand der beiden Wände erstrecken, gegeneinander ab. Kräfte, welche in Normalrichtung des Wandelements auf dieses wirken, können somit besser von dem Wandelement aufgenommen werden.
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Außerdem kann durch die Verwendung von hutprofilförmigen Verbindungsstreben ein Wandelement realisiert werden, das gegenüber Scherkräften besser stabilisiert ist, als dies mit einer vergleichbaren Verbindungsstrebe mit U-förmigem Profil erreicht wird.
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Das erfindungsgemäße Silo kann eine einzige Silozelle umfassen, wobei diese insbesondere mehrere Wandelemente aufweisen kann, die seitlich durch Stützen miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Wandelemente kann dabei derart erfolgen, wie dies z. B aus den Dokumenten
EP 1 995 397 A1 und
EP 2 455 305 A1 bekannt ist. Bei dem Silo kann es sich aber auch um ein Silo mit mehreren Silozellen handeln, wobei die Wandelemente einer Silozelle gleichzeitig als Wandelement einer benachbarten Silozelle genutzt werden können, wie dies ebenfalls aus den Dokumenten
EP 1 995 397 A1 und
EP 2 455 305 A1 bekannt ist.
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Ein Seitenteil des Silos kann ein einziges Wandelement aufweisen, welches sich über die gesamte Höhe und Breite des Seitenteils erstreckt. Alternativ kann das Seitenteil des Silos aus mehreren Wandelementen zusammengesetzt sein, welche sich jeweils nur über einen Teil der Höhe des Seitenteils erstrecken und welche derart miteinander verbunden sind, dass auf jeder Seite des Seitenteils eine durchgehende Oberfläche gebildet ist. Vorzugsweise sind die Wandelemente und ggf. auch deren Verbindung dabei derart ausgebildet, dass auf beiden Seiten des Seitenteils eine im Wesentlichen plane Oberfläche ausgebildet ist. Insbesondere können so im Gebrauch unerwünschte Ablagerungen von in dem Silo befindlichen Material an Kanten oder Vorsprüngen vermieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Silos ist die Breite des Stegs der hutprofilförmigen Verbindungsstrebe, welcher mit der ersten Wand verbunden ist, gleich der Summe der Breiten der endseitigen Flanken der Verbindungsstrebe, welche mit der zweiten Wand verbunden sind. Dabei wird unter der Breite des Stegs bzw. der Flanken ihre Haupterstreckung quer zur Längserstreckungsrichtung der Verbindungsstrebe verstanden. Wenn die beiden endseitigen Flanken jeweils etwa halb so breit sind wie der Steg, kann auf einfache Weise eine symmetrische Massenverteilung erreicht werden, so dass der Massenschwerpunkt in einer mittleren Ebene zwischen den beiden Wänden des Wandelements liegt, was sich vorteilhaft auf die Stabilität des Wandelements auswirkt.
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Die Breite des Stegs, der mit der ersten Wand verbunden ist, und die Breite der endseitigen Flanken, die mit der zweiten Wand verbunden sind, können aber auch in einem anderen Verhältnis zueinander stehen. In diesem Fall kann dennoch eine symmetrische Massenverteilung erreicht werden, indem z. B. die erste Wand und die zweite Wand mit voneinander verschiedenen Wandstärken ausgebildet werden.
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Mit zunehmender Breite des Stegs der hutprofilförmigen Verbindungsstrebe nimmt der Bereich, in dem effektiv eine Versteifung des Wandelements erreicht wird, flächenmäßig zu. Gleichzeitig nimmt aber die Steifigkeit der zweiten Wand im Verhältnis zur ersten Wand, insbesondere in dem Bereich zwischen den Verbindungsbereichen der beiden endseitigen Flanken mit der zweiten Wand ab. Um über einen großen Bereich eine ausreichende Steifigkeit des Wandelements insgesamt zu erreichen, beträgt die Breite des Stegs vorzugsweise zwischen 50% und 150% und bevorzugt zwischen 60% und 90% des Abstands der ersten Wand und der zweiten Wand.
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Vorteilhaft sind die Verbindungsstreben mit den Wänden durch eine Naht- und/oder Lochschweißverbindung verbunden. Möglich ist aber auch z. B. eine Klebverbindung, da die für eine Klebverbindung erforderlichen großen Flächen zwischen dem Hutprofil einerseits und den Wänden andererseits zur Verfügung stehen. In diesem Zusammenhang ist erfindungsgemäß des Weiteren vorgesehen, dass auch die „Stützen” mit den Wänden des jeweiligen Wandelements verklebt werden können, wenn an den Stützen Anschlussstege vorgesehen sind, an denen die Wände eines Wandelements flächig anliegen. So lässt sich die Ausbildung des Wandelements mit im Wesentlichen planen Oberflächen erreichen, wie es beispielsweise für ein Glattwandsilo erforderlich ist. Konkret kann der Steg der hutprofilförmigen Verbindungsstreben auf beiden Seiten durch eine Nahtschweißverbindung mit der ersten Wand verbunden sein, während die beiden endseitigen Flanken durch Lochschweißverbindungen mit der zweiten Wand verbunden sind.
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Um z. B. eine verbesserte Isolation des Innenraums des Silos von der äußeren Umgebung zu schaffen, kann ein Zwischenraum zwischen den beiden Wänden des Wandelements mit einem isolierenden Material gefüllt sein. Konkret kann der Zwischenraum ausgeschäumt sein oder mit einem Granulat oder Zelluloseflocken gefüllt sein.
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Wenn ein Seitenteil des Silos aus mehreren Wandelementen zusammengesetzt ist, welche im Einbauzustand in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind, können die Wandelemente gleichartig ausgebildet sein. Da die auf das Seitenteil wirkenden Kräfte im oberen Bereich eines Silos üblicherweise geringer sind als die, die in dessen unteren Bereich wirken, kann es jedoch ausreichend sein, wenn bei einem Wandelement, welches im oberen Bereich des Seitenteils angeordnet ist, weniger Verbindungsstreben vorgesehen sind als bei einem Wandelement, das im unteren Bereich des Seitenteils angeordnet ist. Für eine besonders materialsparende Ausgestaltung weisen daher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Verbindungsstreben eines oberen Wandelements, das im oberen Bereich des Seitenteils angeordnet ist, einen größeren Abstand zueinander auf, als die Verbindungsstreben eines unteren Wandelements.
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Die in den Ansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Wandelement, einer Verbindungsstrebe oder einem Seitenteil die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Wandelement, eine Verbindungsstrebe oder ein Seitenteil, zwei Wandelemente, zwei Verbindungsstreben oder zwei Seitenteile oder mehrere Wandelemente, mehrere Verbindungsstreben oder mehrere Seitenteile vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert und beschrieben.
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1 zeigt schematisch ein Silo mit mehreren Silozellen in einer Ansicht von oben;
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2 zeigt einen Ausschnitt eines Wandelements eines erfindungsgemäßen Silos in einer perspektivischen Ansicht;
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3 zeigt eine im Querschnitt rechteckige Stütze mit Anschlussstegen zur Aufnahme der Wände eines Wandelements.
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1 zeigt stark schematisiert eine Draufsicht auf ein Silo 1 mit mehreren Silozellen 2. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Silozellen 2 eine sechseckige Grundfläche. Grundsätzlich kann die Grundfläche der Silozellen 2 aber auch eine andere Form haben. Z. B. kann sie rechteckig oder trapezförmig sein.
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Jede Silozelle 2 weist mehrere Wandelemente 3 auf, die durch an Knotenpunkten 4 der Silozellen 2 angeordnete Stützen 5 miteinander verbunden sind und durch die der Innenraum der Silozelle 2 begrenzt wird. Wie in 1 gezeigt, dienen die Wandelemente 3 einer Silozelle 2 dabei teilweise gleichzeitig als Wandelement 3 einer benachbarten Silozelle 2.
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In 2 ist ein Ausschnitt eines Wandelements 3 im Schnitt gezeigt, das bei dem in 1 gezeigten Silo 1 zum Einsatz kommen kann. Das Wandelement 3 weist eine erste Wand 6 und eine zweite Wand 7 auf, die einander gegenüberliegend und in einem Abstand 8 zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Wänden 6, 7 ist eine Verbindungsstrebe 9 vorgesehen, die als ein Hutprofil 10 ausgebildet ist und durch die die Wände 6, 7 miteinander verbunden sind.
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Die in 2 gezeigte hutprofilförmige Verbindungsstrebe 9 weist einen Steg 11 auf, der mit der ersten Wand 6 verbunden ist. Ausgehend von dem Steg 11 erstrecken sich zwei Schenkel 12, 13 unter einem Winkel von etwa 90° über den Abstand 8 der beiden Wände 6, 7 hinweg zu der zweiten Wand 7. Jeder Schenkel 12, 13 weist endseitig eine nach außen gerichtete Flanke 14, 15 auf, durch die die Verbindungsstrebe 9 mit der zweiten Wand 7 verbunden ist. Die Flanken 14, 15 sind dabei gegenüber dem jeweils zugehörigen Schenkel 12, 13 unter einem Winkel von etwa 90° nach außen abgewinkelt. Die Flanken 14, 15 sind somit in etwa parallel zu dem Steg 11 orientiert.
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Anders als in 2 dargestellt, können die Winkel zwischen dem Steg 11 und den Schenkeln 12, 13 sowie der Winkel zwischen den Schenkeln 12, 13 und der jeweils zugehörigen endseitigen Flanke 14, 15 auch von 90° abweichen. Weiterhin müssen die Übergangsbereiche zwischen dem Steg 11 und den Schenkeln 12, 13 sowie zwischen den Schenkeln 12, 13 und der jeweils zugehörigen endseitigen Flanke 14, 15 nicht zwangsläufig eckig sein, sondern diese können – anders als in 2 dargestellt – auch abgerundet ausgebildet sein.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steg 11 durch zwei seitlich verlaufende Schweißnähte 16 mit der ersten Wand 6 verbunden. Die Verbindung der endseitigen Flanken 14, 15 mit der zweiten Wand 7 ist als Lochschweißverbindung ausgeführt, wozu Löcher 17 in der zweiten Wand 7 vorgesehen sind, welche in im Wesentlichen gleichen Abständen in Längserstreckungsrichtung 18 der Verbindungsstrebe 9 und auf Höhe der beiden endseitigen Flanken 14, 15 angeordnet sind. Durch die Verbindung der Verbindungsstrebe 9 mittels einer Naht- und einer Lochschweißverbindung wird erreicht, dass die nach außen gerichteten Oberflächen 19, 20 des Wandelements 3 im Wesentlichen plan sind, womit unerwünschte Ablagerungen des in dem Silo befindlichen Materials an etwaigen Kanten oder Vorsprüngen minimiert werden können.
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Durch die Verwendung des Hutprofils 10 zur Verbindung der beiden Wände 6, 7 wird eine Versteifung des Wandelements 3 über einen insgesamt vergrößerten Bereich erreicht als mit den aus dem Stand der Technik bekannten U-profilförmigen Verbindungsstreben, da sich der versteifte Bereich sowohl über die Verbindungsbereiche 21 der beiden Flanken 14, 15 mit der zweiten Wand 7 als auch über den dazwischenliegenden Bereich 22 erstreckt. Auch wenn die Versteifung der zweiten Wand 7 in dem Bereich 22 u. U. geringer ist als in den Verbindungsbereichen 21, trägt die Vergrößerung des versteiften Bereichs insgesamt zu einer verbesserte Steifigkeit des Wandelements 3 bei. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Breite 23 des Stegs 11 nicht zu groß ist. Konkret beträgt die Breite 23 des Stegs 11 bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dazu etwa 75% des Abstands 8 der beiden Wände 6, 7. Die Breite 24 der beiden endseitigen Flanken 14, 15 entspricht jeweils etwa der Hälfte der Breite 23 des Stegs 11, womit in Richtung des Abstands 8 der beiden Wände 6, 7 eine symmetrische Massenverteilung erreicht wird, was ebenfalls zu einer verbesserten Stabilität des Wandelements 3 beiträgt.
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Vorteilhaft bei der Verwendung von Hutprofilen ist auch, dass für eine Verbindung der Hutprofile auf den Wänden 6, 7 ein Wandelement 3 verhältnismäßig große Flächen bereitstehen, was eine Verbindung mittels Kleben ermöglicht. Auch die Verbindung der Wandelemente 3 mit den Stützen 5 kann durch Klebung erfolgen, wenn, wie 3 beispielhaft zeigt, die Stützen 5 über Anschlussstege 5a verfügen, an denen die Wände 6, 7 anliegen. Die Anschlussstege 5a selbst können an die Stütze angeschweißt sein.
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Vorteilhaft bei der Verwendung von Hutprofilen ist auch, dass für die Verbindung der Hutprofile mit den Wänden 6, 7 eines Wandelements 3 verhältnismäßig große Flächen bereitstehen, was eine Verbindung mittels Kleben ermöglicht. Auch die Verbindung der Wandelemente 3 mit den Stützen 5 kann durch Klebung erfolgen, wenn, wie 3 beispielhaft zeigt, die Stützen 5 über Anschlussstege 5a verfügen, an denen die Wände 6, 7 anliegen. Die Anschlussstege 5a selbst können an die Stütze 5 angeschweißt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Silo
- 2
- Silozelle
- 3
- Wandelement
- 4
- Knotenpunkt
- 5
- Stütze
- 5a
- Anschlusssteg
- 5
- Wand
- 7
- Wand
- 8
- Abstand
- 9
- Verbindungsstrebe
- 10
- Hutprofil
- 11
- Steg
- 12
- Schenkel
- 13
- Schenkel
- 14
- Flanke
- 15
- Flanke
- 15
- Schweißnaht
- 17
- Loch
- 18
- Längserstreckungsrichtung
- 19
- Oberfläche
- 20
- Oberfläche
- 21
- Verbindungsbereich
- 22
- Bereich
- 23
- Breite
- 24
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1995397 A1 [0003, 0014, 0014]
- DE 2247799 A [0004, 0004]
- DE 1921267 A [0005]
- EP 2455305 A1 [0014, 0014]
