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Starre StUtzkonstruktion mit einer inneren elastischen Verkleidung.
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Die Errindung betrifft eine starre StUtzkonstruktion mit einer inneren
elastischen Verkleidung, die größeren Temperaturdifrerenzen ausgesetzt, sowie gaa-
und/oder rlUssigkeitgdlcht ist, bestehend aus ebenen Platten vorzugsweise quadratischer
Form mit elastischen Verbindungsgliedern.
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Es sind bereits elastische Blechverkleidungen rUr Flussiggastanks
einerseits und fUr Feuerraumwände andererseits bekannt geworden, die Jedoch infolge
der Vielfalt der Einzelteile, aus denen sie sioh zusammensetzen, einen großen Herstellungskostenau
Rwand
erfordern, oder aber bei einfacherem Aufbau infolge ungenUgender I:1astizität so
starken Schrumpf-Deh nungsKriften ausgesetzt sind, daß die Gefahr eines verhEltnlsmSßig
raschen Verschleißes besteht, Die Deutsche Patentschrift 1 271 13o beschreibt eine
solche Blechauskleidung, zu deren Herstellung verhältnismäßig viele Schweißnähte
unterschiedlicher Art bei der Montage der Behälter ausgefUhrt werden mUssen.
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Der erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine elastische Auskleidung
von starren StUtzkonstruktionen, beispielsweise Behältern, z.B. aus Blech oder Kunststoffen,
zu entwickeln, deren Einzelteile möglichst gleichartig und großflächig sind, um
die Montagekosten und insbesondere Schweißlängen gering zu halten. Die Montage-Schweißnähte
sollen dabei möglichst in einer Ebene liegen und geradlinig sein, um den Einsatz
von Schweißmaschinen zu erleichtern.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß
die ebenen Platten mittels Dehnstreifen als elastische Verbindungsglieder verbunden
sind, deren Länge den Seitenkanten zweier benachbarter Platten zuzUglich einer Dehnstreifenbreite
entspricht, wobei die Dehnstreifen mindestens
eine L-ingsfalte aufwelsen,
die an beiden Enden durch Stirnplatten abgeschlossen ist, in ihrer Mitte an der
starren StUtzkonstruktion fixiert und zueinander derart angeordnet sind, daß die
freie Kante der Stirnplatten Jeweils mit dem mittleren Teil einer DehnetreifenlKngskante
verbunden ist.
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Ein Vorteil dieses Anordnungsschemas ist, daß bei Bedarf die Faltenzahl
bestimmter Streifen unter Beibehaltung der Streifenbreite variiert werden kann,
ohne das Gesamtschema zu stören. Auch kann die Faltenzahl eines Streifens in den
durch die Festpunktlinie definierten beiden Seiten unterschiedlich gewählt werden,
wenn nichtsymmetrische Dehzungen auszkgleihen sind.
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Die Boden-, Wand- und Deckflächen sind dabei Jeweils so gestaltet,
daß eine Kante dea Innenbehälters mit der Mitte, bzw. der Festpunktlinie eines Dehnstreifenzuges
tz.B. C-D nach Fig.l) zusammenfällt. In dieser Linie sind die Dehnstreifen dann
entsprechend abgewickelt.
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Eine erftndungsgemäße Verkleidung im Innern eines starren Außenbehälters
von gegebener Temperatur unter Zwischenlage einer tragfähigen Isolierschicht rUr
Medien abweichender Temperatur ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnstreiren
an
den Behälterkanten zwei Längsfalten besitzen, von denen Je eine kantenparallel an
je einer Wand, Boden, und/oder DeckenflEche verluft, wobei an 3eder der drei Jewells
eine als Festpunkt ausgebildete Ecke ergebenden Wandflächen eine am Eck abgewinkelte
Dehnstreifenfalte mit je halber kantenparalleler Schenkellänge angeordnet ist, in
der Mitte eines der drei die Ecke bildenden Dehnstreifen-Schenkel in beiden die
Kante bildenden Wänden Jeweils ein normaler Dehnstreifen anschließt und in der Mitte
eines weiteren dieser drei Dehnstreifen-Schenkel ein in der dritten die Ecke bildenden
Wand liegender normaler Dehnstreifen anschließt.
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Mit Vorteil besitzen dabei die Dehnstreifen an den BehE-lterkanten
zwei Längsfalten, von denen eine kantenparallel an Je einer Wand-, Boden- und/oder
Deckenfläche verlfluft, wobei in einer der drei, jeweils eine als Festpunkt ausgebildete
Ecke ergebenden Wandflächen eine;am Eck abgewinkelte Falte einesDehnstreffens.mit
Je halber kantenparalleler Schenkellänge angeordnet ist, während die zweite Falte
dieses Dehnstreifens ebenfalls abgewinkelt zur IIlfte in der zweiten und zur Hälfte
in der dritten das Eck ergebenden Wandfläche liegt und die Kante der zweiten und
dritten das Eck ergebenden Wandflächen durch einen an der einen Kante des genannten
abgewinkelten
Dehnetreifens anschließenden Dehnstreifen gebildet. wird, wobei in der Mitte eines
ddr zwei in der erstgenannten Wandfläche liegenden Dehnstreifenschenkel ein weiterer
normaler Dehnstreifen in dieser Wandfläche anschließt.
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Als Plattenmaterial dient zweckmäßig ein Metall.
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In erster Linie kommt Aluminium oder auch Edelstahl in Betracht.
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Es kann Jedoch unter Umständen auch vorteilhaft sein, einen bei den
jeweils gegebenen Temperaturen beständigen und elastischen Kunststoff, wie z.B.
glasraserverstArktes Polyesterharz zu verwenden.
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FUr die Verbindung der Bleche und Dehnstreifen bzw. fUr das dichte
Aursetzen der Kappen rUr die Befestigungsbolzen auf den Dehnstreifen kommt in erSter
Linie Schweißen, unter Umständen aber auch Kleben in Betracht.
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Zur Vereinheitlichung der Fabrikation ist es ferner zweckmäßig, daß
sämtliche Dehnstreifen zwei Längsfalten besitzen,
Ist z.B. eine
Verkleidung besonders extremen Temperaturen ausgesetzt, so kann es zweckmäßig sein,
eine grössere Anzahl von LSngsralten an den D¢hnstre-ifen vorzusehen.
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Dabei ist es ferner mit RUcksicht auf die zu erzielende Elastizität
von Vorteil, die Anzahl der Längsfalten der Dehnstreifen umso größer zu wählen,
Je kUrzer ihre Länge ist.
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In besonderen Fällen kann es dabei von Vorteil sein, die ebenen Platten
mit tragfähigen Isolierplatten ähnlicher Größe mittels eines Klebstoffes zu verkleben,
wobei die Isolierplatten auf ihrer Außenseite mit den ebenen Platten einer gleichartigen
weiteren elastischen Verkleidung verklebt sind und so eine biegungssteife Einheit
bilden die sich an einer äußeren starren Stützkonstruktion unter Fixierung der Festpunkte
der Jeweils zwischen den ebenen Platten ein geschweißten Dehnstreifen abstUtzen,
und wobei der Raum zwischen den Dehnstreifen der beiden Verkleidungen durch elastische
Isolierplatten, PaßstUcke und/oder Stopfisolierung und/oder Isolierpulver und/oder
Aussohäumen ausgefüllt ist.
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Besondere Bedeutung kommt der erfindungsgemäßen elastischen Verkleidung
zu, wenn sie zur Auskleidung eines Stahl-, Stahlbeton- oder Betonbehälters dient.
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Im einfachsten Falle ist dabei der Stahl-, Stahlbeton- oder Betonbehälter
mit einer inneren tragfähigen Isolationsschicht versehen, auf die sich die elastische
Verkleidung unter Fixierung der Festpunkte der Dehnstreifen am Aussenbehälter abstUtzt.
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Zur Erhöhung der Leckagesicherheit kann es Jedoch notwendig sein,
daß im Inneren der Verkleidung eine weitere tragfähige Isolierschicht angeordnet
ist, auf die sich eine weitere elastische Verkleidung gleicher Art, unter Fixierung
der Festpunkte ihrer Dehnstreifen an den Festpunkten der ersten Auskleidung abstUtzt.
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Bei besonderen Bauformen der Verkleidung kann es ferner zweckmäßig
sein, daß der Festpunkt eines Dehnstreifens Jeweils entsprechend beiderseits anschließenden
verschiedenen Plattenlängen außerhalb seiner Symmetrieachsen liegt.
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Der Festpunkt eines Dehnstreifens kann aber auch entsprechend etwa
verschiedener Plattenstärken der beiderseits anschließenden Platten außerhalb seiner
Symmetrieachse liegen.
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Schließlich ist es auch möglich, den Festpunkt eines Dehnstreifens
entsprechend etwa verschiedenen Materials
der beiderseits anschließenden
Platten außerhalb seiner Symmetrieachse anzuordnen.
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Mit Vorteil ist für die Festpunkte an der starren Stützkonstruktion
je ein schlecht wärmeleitender Bolzen z*B. aus faserverstärkteni Kunststoff durch
geeignete Mittel starr oder pendelnd befestigt, in dessen freies Ende ein Bolzen
der z.B. aus einer geeigneten Stahl oder Aluminiumlegierung hergestellt sein kann,
zugfest eingreift, der seinerseits zur Mittenverankerung eines Dehnstreifens mit
Hilfe einer Uber ein Dolzendurchgangsloch dicht aufgesetzten Kappe dient.
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Bei doppelten Verkleidungen ist es zweckmäßig, daß die faserverstärkten
Kunststoffbolzen zur Feptl-egung der analog der äußeren Verkleidung ausgefUhrten
inneren Verkleidung mit Hilfe von-Ubergangsmuffen an den aurgesetzten Bolzenkappen
der äußeren Verkleidung befestigt sind.
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Anhand der Fig. 1 bis. lo sollen nunmehr einige besonders vorteilhafte
AusfUhrungsformen der Erfindung beispielsweise näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer elastischen Blechwand aus
quadratischen Blechen und Dehnstreifen; Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung von
Blechen und Dehnstreifen an einem Eck eines quaderförmigen BehKlters; Fig. 3 zeigt
schematisch eine andere BehälterausfUhrungsart m4t allseits starrem Eck; Fig. 4
ist eine Schrägrißdarstellung eines Behälterecks nach dem Schema gemäß Fig. 2; Fig
5 ist eine Schrägrißdarstellung eines Behälters nach dem Schema gemäß Fig. 3; Fig.
6 ist eine Schrägrißdarstellung einer bevorzugten AusfUhrungsart einer Behältereckbefestigung;
Fig. 7 stellt die Draufsicht einer elastischen Bleche wand dar; Fig, 8 ist ein Querschnitt
nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 fUr eine Betonbehälterauskleidung;
Fig.
9 ist ein Querschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 7 fUr eine elastische, isolierte
Doppelwandauskleidung einer starren StUtzkonstruktion.
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Fig. 10 zeigt eine Dehnstreifenverankerung im Querschnitt.
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Gemäß Fig. 1 wird ein elastisches Blech aus ebenen Blechen 1 mit
der Seitenlänge a und Dehnstreifen 2 mit der Breite b und der Länge 1 aufgebaut.
Die Dehnstreifenlänge 1 beträgt dabei 2a + b. Die Seitenlänge a der Bleche kann
dabei z.B. 2 m betragen. Die Dehnstreifen 2 bestehen aus einem Wellblechstreifen,
wobei die Wellenenden durch Stirnbleche 3 abgeschlossen. sind.
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Die Dehnstreifen stehen jeweils senkrecht aufeinander, und zwar in
der Weise, daß die freien Kanten der Stirnfläohen 3 Jeweils mit der Mitte der querliegenden
Dehnstreifen an ihren Seitenkanten verschweißt sind. Die Dehnstreifen sind normalerweise
in ihrer Mitte an der starren StUtzkonßtruktion, die ein Behälter oder ein beli'ebiges
aus Trägern bestehendes Traggerüst sein kann, verankert.
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Be Abkühlung schrumpfen daher die Dehnstreifen auf ihre Mitte zu und
ziehen dabei die Wellen der angrenzenden Dehn
streifen auseinander.
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Wird die Fläche in der Linie AB (Fig.l) abgekantet, so wird der längs
liegende Dehnstreifen in der Mitte abgewinkelt, so daß Dehnstreifen 2' entstehen,
wie in den Fig. 4-6 dargestellt. Die Lage der Festpunkte bleibt dabei unverändert.
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Wird zusätzlich eine Teilfläche um die Linie CD hochgekantet, so
entfällt die Teilfläche AEC, die Linie AE fällt mit der Linie CE zusammen. Da diese
ursprUnglich nicht gleich sind, wird CE parallel zu sich als Hilfsfalte C3 in die
Mitte des angrenzenden Feldes verschoben. Die zusätzliche Falte C'E hat dann dieselbe
Form wie die Falte AE, mit der sie dann beim Hochkanten zusammenfällt (Fig. 2).
Die Anordnung nach Fig. 2 ist dabei verhältnismäßig einfach. Wie auch aus Fig. 4
ersichtlich, ist dabei eine der drei die Behälter-Ecke bildenden Wanten elastisch
an die durch die beiden anderen Kanten definierte und festgelegte Ecke angeschlossen.
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Fig. 3 und 5 stellt eine andere AusfUhrungsart eines quaderförmigen
Behälters dar, bei dem alle drei die Ecke El bildenden Kanten festgelegt sind. Damit
die Kante A'E' und die Kante CtEt beim Hochkanten zusammenpassen, sind hier
zusätzliche
Hilfsfalten CB Dg und in der Mitte des benachbarten Seitenwandfeldes A" E" notwendig
Die Ausfuehrung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausfuehrung gemäß Fig. 4
also durch das einfachere EckstUck, benötigt aber in allen drei das Eck bildenden
Flächen eine Hilfsfalte.
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Die Breite der in der Nähe der Behälterecken etwa halbierten Wandbleche
beträgt dann a - b während.
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2 ihre Länge a verbleibt» wie aus Fig0 4 und 5 ersichtlich.
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In Fig. 6 ist eine AusfUhrungsart der starren Befestigung der Ecke
eines elastischen quaderförmigen Innenbehälters an einem starren Außenbehälter aus
Stahl unter Zwischenlage von Isolierschichten dargestellt. Das Eck des elastischen
Behälters wird hier durch einen dreisohenkligen Dehnstreifen 2''' gebildet, Jeder
Schenkel des Dehnstreifens 2''' besteht aus zwei FaltenS die jeweils in zwei unter
900 zueinanderliegenden Wandflächen angeordnet sind.
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Die Enden der beiden Falten sind Jeweils durch Stirnbleche 3 abgedichtet.
An diesen dreischenkligen Dehnstreifen sind dann weitere normale Dehnstreifen, wie
in Fig. 5 dargestellt, angeschlossen. Die Mitten dieser normalen Dehnstreifen sind
durch
faserverstärkte Kunststoffbolzen 4 mit der starren äußeren Behälterwand 5 verbunden,
z.B. durch Einschrauben in ein auf die Außenbehälterwand aufgeschweißtes GewindestUck
6.
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An den Enden der Eckendehnfaltenschenkel 2' schließen abgewinkelte
zweischenklige Dehnstreifen 2" an.
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In diese Dehnstreifen 2" sind an ihrer abgewinkelten Kante durch einen
unter 450 angeordneten faserverstärkten Kunststoffbolzen 4' an der Kante des starren
Außenbehälters mit Hilfe eines eingeschweißten GewindestUckes 6 befestigt.
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Selbstverständlich kann der Bolzen senkrecht oder beliebig auch nur
an einer Wand sitzen. Die in den drei das Behältereck bildenden Wandebenen angeordneten
Dehnfalten der Dehnstreifen 2Tt sind jeweils an ihrer Abwinkelungsstelle durch faserverstärkte
Kunststoffbolzen 4a, 4b bzw. 4c, die in entsprechende GewindestUcke 6 an der Behälteraußenwand
5 eingeschraubt sind1 starr mit den drei das Eck des Außenbehälters 5 bildenden
starren Wänden verbunden.
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Zwischen dem starren Außenbehälter 5 und dem elastischen Innenbehälter,
der aus Blechen 1 und Dehnstreifen 2, 2', 2" und 2ssi besteht, sind zwei Schichten
7 und 8 aus tragfähigen Schaumstoff-Isolierplatten eingelegt. Die einzelnen,
isolierplatten
sind dabei zweckm§ßig gegeneinander derart versetzt angeordnet, daß keine durchgehenden
Fugen entstehen.
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Aus den Fig. 7 und 8 ergibt sich eine analoge AusSUhrungsart eines
Behälters,dessen starrer Außenbehälter aus Beton oder Stahlbeton 5t besteht. Die
GewindestUcke 6' sind in diesem Falle einbetoniert.
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Dies Bleche 1 können dabei noch mit einem aurgebogenen Rand 1' versehen
sein, um das Einschweißen der Dehnstreifen zu erleichtern und durch die Schweißnaht
die Isolierung nicht zu beschädigen.
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Aus den Fig. 7 und 9 ergibt sich eine weitere AusfUhrungsform. Hier
sind'Blechtafeln 21 mit aufgebogenem Rand mit einer zwischengelegten Isolierschicht
23 biegungssteif verklebt. Bei der Montage werden die Dehnstreifen 22 bzw. 22t mit
den aufgebogenen Rändern verschweißt. Die Tragkonstruktion besteht aus einem U-Flanschträger-GerUst
25.
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Zwischen die äußere Metallmembran 21 und das Trger-GerUst 25 ist noch
eine Isolierpiatte 26 eingelegt, die entsprechend druckfest sein muß und die auRgebogenen
Ränder der Bleche 21 schEtzt. Der freie Raum zwischen Dehnstreifen 22 und Trxger-GerUst
25 einerseits und zwischen dem inneren Dehnstreifen 22' und dem äußeren Dehnstreifen
22 wird bei der Montage mit
elastischem Isolationsmaterial, wie
Schlackenwolle oder dgl., ausgefüllt.
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Aus Fig. 10 ist noch eine beispielsweise Ausführungsform fUr die
Befestigung der Dehnstreifenmitten an den raserverstärkten Kunststoffbolzen 4 in
vergrößer tern Maßstab ZU ersehen. In den Kunststoffbolzen 4 ist Qn Stahlbolzen
9 mit konischem Ansatz 10 eingeschraubt. Unterhalb des Konus 10 besitzt der Bolzen
eine Rille 11. Auf den Dehnstrelfen 2 ist eine Kappe 12 mit einer Rille 13 und eingesetztem.
Sprengring 14 mittels des der Form des Dehnstreifes angepaßten Vorsprungs 15 aufgeschweißt.
Der Dehnstreifen 2 besitzt dabei ein Loch 16, das den Bolzen 9 durehläßt.
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FUr den Fall, daß eine doppelte Membranauskleidung vorgesehen ist,
besitzt die Kappe 12 ein Gewinde 17, auf das eine Cewlndemuffe 18 geschraubt werden
kann. Diese Gewindemuffe 18 nimmt dann einen welteren faserverstärkten unststoffbolzen
19 fUr die innere Bleehauskleidung auf, die hieran ieder in analoger Weise befestigt
ist.
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19 PatentansprUche