EP3969690B1 - Behälter, hergestellt aus einem wendelförmigen gebogenen blechband und verfahren zur herstellung eines derartigen behälters - Google Patents

Behälter, hergestellt aus einem wendelförmigen gebogenen blechband und verfahren zur herstellung eines derartigen behälters Download PDF

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EP3969690B1
EP3969690B1 EP20730563.2A EP20730563A EP3969690B1 EP 3969690 B1 EP3969690 B1 EP 3969690B1 EP 20730563 A EP20730563 A EP 20730563A EP 3969690 B1 EP3969690 B1 EP 3969690B1
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EP
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sheet metal
container
metal strips
metal strip
supplied
Prior art date
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EP3969690C0 (de
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Peter Koch
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K and M Silotechnik GmbH
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K and M Silotechnik GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor
    • E04H7/04—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of metal
    • E04H7/06—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of metal with vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/02—Large containers rigid
    • B65D88/06—Large containers rigid cylindrical
    • B65D88/08—Large containers rigid cylindrical with a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/122—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/02—Wall construction
    • B65D90/029—Wound structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/02—Wall construction
    • B65D90/08—Interconnections of wall parts; Sealing means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a cylindrical container according to claim 1, in particular a silo, for storing solids and/or liquids and/or gases and/or bulk materials or the like, made from a helically curved container running continuously one above the other, forming a wall arranged in a cylindrical plane Sheet metal strip, the upper and lower sheet metal strip edges of which are arranged one above the other and are connected to one another in a sealing manner at a helical, continuous joint.
  • a silo for storing solids and/or liquids and/or gases and/or bulk materials or the like
  • the present invention further relates to a method according to claim 10 for producing such a container with a driving, bending and connecting device for the sheet metal strip and a storage device for the supplied sheet metal strip during assembly.
  • Containers made from helically bent sheet metal strip are from the DE 2 250 239 A known.
  • a coil with a diameter corresponding to the diameter of the container is formed from a sheet metal strip.
  • the associated helical sheet metal strip edges are first bent out and then connected to one another in a fluid-tight manner on the outside of the container by means of a fold.
  • the opposite longitudinal edges of the sheet metal strip are each bent out in a U-shape and the mutually assigned U-shaped edges are bent out Sheet metal edges are placed inside each other and then connected by folding.
  • This system is known on the market as the Lipp double fold system and has proven itself in many ways. This Lipp double-fold system makes it possible to produce containers with variable diameters and variable heights quickly and easily. Transportable bending plate and assembly devices ensure that the container can be assembled at the respective installation location and that the transport volume can be reduced accordingly.
  • the containers For previous applications of this container system, for example for storing bulk goods from agriculture and forestry or organic waste, the containers have excellent stability, tightness and media resistance. However, for other applications such as the storage of fluid media such as vegetable oils, petroleum or the like, a significantly larger container volume is required, where the tightness must be reliably guaranteed. The associated increased mechanical stability of the containers cannot be adequately guaranteed by the known folding systems. In particular, the folding system reaches its limits when it comes to large sheet thicknesses.
  • the WO 2014/048515 A1 discloses a container made from a helically bent sheet metal strip of the type described above, the edge sections of the adjacent edge regions of the sheet metal strip which run one above the other in height being connected to one another via a welded connection.
  • the edge areas overlap and are connected to one another in a fluid-tight manner by two separate weld seams.
  • the existing distance between the weld seams creates a gap area between the overlapping walls in the overlapping area of adjacent edge areas of the sheet metal strip, which cannot be easily controlled after the container has been manufactured with regard to possible corrosion risks or the like.
  • the EP 1181115 B1 describes a cylindrical container of the type mentioned at the beginning and a method for producing such a container.
  • a jacket is used which consists at least partially of a sheet metal strip that is wound helically so that the lateral edge regions of the sheet metal strip border one another at a helically extending joint.
  • the edge areas of the sheet metal strip are each angled towards one side at the joint, with the angled area being sealingly connected to one another by a folded connection.
  • the sheet metal strip is welded together in the area around the joint on the inside of the jacket.
  • edge regions of the upper and lower sheet metal strip that meet at the joint are arranged in one plane, so that only the curvature of the edge region in the joint area creates a gap for the attachment of a weld seam.
  • the result of this is that the weld seam can only be attached sealingly and reliably with increased effort, since the weld metal in the area of the joint during the manufacturing process in the liquid state tends to flow downwards due to the effect of gravity, which negatively affects the quality of the weld seam.
  • Complex measures often have to be taken in this area in order to produce a weld seam that ensures a permanently reliable connection function with a high load-bearing capacity and a permanently reliable sealing function. This is particularly complex for containers with thin sheet metal strip cross-sections.
  • the DE 20 2012 009 932 U1 discloses a container made from a helically bent sheet metal strip, the adjacent helical sheet metal strip edges being bent out and tightly connected by means of a fold, which is characterized in that an additional sheet metal section is welded on the side of the area of the fold foot opposite the fold in order to create a To prevent foreign substances from entering the fold, which, however, is relatively complex to produce.
  • a cylindrical container in particular a silo, for storing solids and/or liquids and/or gases and/or bulk materials or the like is disclosed, which is made from a helically bent sheet metal strip that runs continuously one above the other and forms a wall arranged in a cylindrical plane.
  • the upper and lower sheet metal strip edges which are arranged one above the other, are sealingly connected to one another at a helical, continuous joint.
  • the wall of the container is formed in a single layer by sheet metal strips arranged one above the other.
  • the cross-sectional thickness of the sheet metal strips that can be used is limited at the top, which also sets certain limits on the geometry and load capacity of the silos manufactured using these known methods.
  • the present invention is based on the object or technical problem of specifying a cylindrical container of the type mentioned at the outset, which can be produced economically, which enables a simple and reliable assembly process, which ensures long-term reliable functionality, which Large geometries in terms of diameter and height of the container to be created are possible and the requirements for a sealing function are met.
  • the present invention is further based on the object or technical problem of specifying a method for producing such a container.
  • the container according to the invention is therefore characterized in that the wall of the container consists of several directly next to one another, That is, there are sheet metal strips arranged in and parallel to the cylindrical plane, so that the wall of the container is composed of multi-layer sheet metal strips.
  • a particularly advantageous embodiment in practice which ensures economical use with long-term reliable functionality, is characterized by the fact that two, three or four sheet metal strips are arranged directly next to one another.
  • one embodiment is characterized in terms of practical applications in that the sheet metal thickness of the individual sheet metal strips have different or identical cross-sectional thicknesses in the range between 2 to 20 mm, in particular in the range between 4 to 10 mm.
  • a preferred embodiment is characterized in that the welded connection has a welded seam welded from the outside and the inside of the container, in particular through a weld seam that is continuous in the transverse direction.
  • the welded connection can be designed as a butt seam, DHY or DY seam in order to meet the high quality standards.
  • steel is the preferred material.
  • a particularly advantageous embodiment which is particularly suitable for containers that require particularly high quality standards for the storage of the stored goods within the container, for example drinking water, is characterized in that the sheet metal strip arranged on the inside is made of stainless steel or has a stainless steel cover on the inside.
  • a particularly advantageous development is characterized in that at least one, in particular several, stiffening ring profiles arranged offset in the height direction are connected, in particular welded, to the outside of the container.
  • the method according to the invention for producing a container according to the invention in which a driving, bending and connecting device for sheet metal strips and a storage device for the supplied sheet metal strip are used during production, the sheet metal strip being continuously withdrawn from a storage device and the driving, bending and Connecting device is accordingly characterized by the fact that several sheet metal strips arranged next to one another directly parallel to the wall plane are fed to the driving, bending and connecting device at the same time, bent and connected to one another in opposite sheet metal strip edges, in particular welded, so that the wall of the container is composed of multi-layer sheet metal strips.
  • the sheet metal strips are fed from several separate storage devices to the driving, bending and connecting device.
  • the several sheet metal strips are each removed from a storage device and fed to the driving, bending and connecting device.
  • the connecting device is preferably designed as a welding device.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that a bearing device is used during assembly, on which the lower sheet metal strip edges of the supplied sheet metal strips are mounted so that they can move in the rotational direction.
  • a particularly advantageous embodiment which significantly increases the quality of the manufacturing process in terms of permanently reliable functionality, tightness and load-bearing capacity, is characterized by the fact that a pressing device is used, which is arranged in front of the driving, bending and connecting device and a rotational movement of the supplied Sheet metal strips are allowed and a contact force acting on the supplied sheet metal strips on both sides from the outside perpendicular to the wall plane.
  • FIG. 1a A container 10 is shown schematically in a side view, which is a cylindrical container 10 in cross section (see Fig. 1b ) is trained.
  • the container 10 is covered on the top with a roof structure 26.
  • the container is designed to be rotationally symmetrical to its central longitudinal axis 12 and has, for example, a diameter 14 which can be in the range between 5 to 50 m.
  • the height 16 of the container 10 can, for example, be in the range between 10 and 30 m.
  • the wall of the cylindrical container 10 is formed from helically bent sheet metal strips 20, 30, 40 that run continuously one above the other.
  • the wall of the container 10 is composed of multi-layer sheet metal strips 20, 30, 40.
  • the wall of the container 10 is composed of multi-layer sheet metal strips 20, 30, 40.
  • a first sheet metal strip 20 from the outside A to the inside I, followed immediately by a second sheet metal strip 30 and then immediately followed by a third sheet metal strip 40.
  • the sheet metal strips 20, 30, 40 are lying directly next to each other and run in the container level E or parallel to the container level E.
  • the wall can also consist, for example, of three or four or even more sheet metal strips.
  • an upper sheet metal strip edge 22, 32, 42 meets a lower sheet metal strip edge 24, 34, 44 of the first, second and third sheet metal strips 20, 30, 40.
  • a welded connection 80 is present in this joint , which connects the sheet edge areas with each other.
  • the welded connection 80 has a weld seam that is continuously welded from the outside and inside.
  • the weld metal introduction direction is in Fig. 2 indicated with the reference symbol S.
  • Fig. 5 1 shows an embodiment of the sheet metal strip edges 22, 24, 32, 34, 42, 44, which enables the welded connection 80 to be designed as a double Y-weld seam (DY weld seam).
  • the welded connection can also be designed as a double half Y-weld seam (DHY weld seam).
  • Fig. 5 There may be a gap 18 between the upper metal strip edge 32 and the lower metal strip edge 34 of the second metal strip 30, which is filled with weld metal.
  • the welded connection 80 is designed as a continuous butt weld seam from the outside to the inside.
  • the gap 18 is completely filled with weld metal.
  • FIG. 8 A detailed longitudinal section through the wall of the container 10 is shown in a highly schematic manner, with the outside looking at the first A stiffening ring profile 90 is welded to the sheet metal strip 20, which is used if necessary to increase the load capacity or the buckling resistance of the container.
  • a storage device 52 on which three rotatable coils 50 are rotatably mounted, each with a sheet metal strip 20 or 30, 40.
  • the sheet metal strips 20, 30, 40 are pulled off at the same time and fed to a driving, bending and connecting device 60 in the direction of rotation R.
  • a storage device 70 which has bearing supports 72 in the circumferential direction in a predetermined grid, on which height-adjustable bearing rollers 74 are present.
  • the height of the bearing rollers 74 is adjusted so that the sheet metal strips 20, 30, 40 that are supplied and are mounted on the bearing rollers 74 have a helical pitch.
  • Fig. 4 The geometric arrangement of the bearing roller 40 within the bearing support 72 is shown in a highly schematic manner.
  • the lower sheet metal strip edge 24, 34, 44 of the jointly supplied sheet metal strips 20, 30, 40 is mounted directly on the bearing roller 74.
  • This has the advantage that the support force acts directly centrally on the wall of the container 10 and no additional bending stress on the wall occurs during the manufacturing process.
  • a pressing device 75 is arranged immediately in front of the driving, bending and connecting device 60, which has two pressure rollers 77 on both the outside and the inside, whereby about the A pressure force D is applied to the pressure rollers 77, so that the supplied sheet metal strips 20, 30, 40 are pressed together.
  • the abutting sheet metal strip edges are connected to one another by means of a welded connection 80, as already described above.
  • the upper sheet metal strip edges of the upper sheet metal strips 20, 30, 40 are cut straight, so that a horizontal line support structure for the roof structure 26 results.
  • the sheet metal strips 20, 30, 40 are now fed in at the same time and their sheet metal strip edges are continuously welded after the sheet metal strips 20, 30, 40 have previously been provided with a curvature in the device 60, so that the desired cylindrical circumferential contour with the desired diameter 14 of the container 10 results.
  • the lower metal strip edges of the lower metal strips 20, 30, 40 are also cut off in a horizontal line, which in Fig. 11 is shown.
  • the container 10 can then be placed on the support structure existing underground.
  • the storage device 52 for the coils 50 and the driving, bending and connecting device (welding device) 60 are removed (see Fig. 11 ).
  • containers 10 can be produced economically in very large dimensions, which ensure high loads and are absolutely tight.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen zylindrischen Behälter gemäß Anspruch 1, insbesondere Silo, zur Speicherung von Feststoffen und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen und/oder Schüttgütern oder dergleichen, hergestellt aus einem wendelförmig gebogenen übereinander durchgehend verlaufend, eine in einer zylindrische Ebene angeordnete Wandung bildenden Blechband, dessen übereinander benachbart angeordnete obere und untere Blechbandränder an einer wendelförmig verlaufenden durchgehenden Stoßstelle miteinander umlaufend dichtend verbunden sind.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren gemäß Anspruch 10 zur Herstellung eines derartigen Behälters mit einer Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung für das Blechband und einer Lagervorrichtung für das zugeführte Blechband während der Montage.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus wendelförmig gebogenem Blechband hergestellte Behälter sind aus der DE 2 250 239 A bekannt. Zum Herstellen von Behältern wird dabei aus einem Blechband eine Wendel mit einem dem Behälterdurchmesser entsprechenden Durchmesser geformt. Bei der Herstellung eines derartigen Behälters werden die einander zugeordneten Wendelblechbandränder zunächst ausgebogen und anschließend auf der Außenseite des Behälters mittels eines Falzes fluiddicht miteinander verbunden. Hierzu werden die einander gegenüberliegenden Längsränder des Blechbandes jeweils U-förmig ausgebogen und die einander zugeordneten U-förmig ausgebogenen Blechränder werden ineinander gelegt und anschließend durch Falzen verbunden. Dieses System ist als Lipp-Doppelfalz-System am Markt bekannt und vielfältig bewährt. Durch dieses Lipp-Doppelfalz-System ist eine einfache und schnelle Herstellung der Behälter mit variablem Durchmesser und variabler Höhe möglich. Transportable Biegeblech- und Montagevorrichtungen gewährleisten, dass der Behälter an dem jeweiligen Aufstellungsort montiert werden kann und das Transportvolumen entsprechend reduziert werden kann.
  • Aus der DE 199 39 180 A1 ist bekannt, einen Behälter derart herzustellen, dass ein erster Randabschnitt unter Ausbildung einer wendelförmigen verlaufenden Ausbiegekante zur Außenseite hin ausgebogen wird und ein zweiter Randabschnitt des benachbart darüber angeordneten Blechbandes nach außen abgebogen wird und dann durch einen Falz mit einem ersten Randabschnitt verbunden wird.
  • Für die bisherigen Anwendungen dieses Behältersystems, beispielsweise zum Lagern von Schüttgütern aus der Land- und Forstwirtschaft oder von Bioabfall, weisen die Behälter eine ausgezeichnete Stabilität, Dichtheit und Medienresistenz auf. Für weitere Anwendungen wie beispielsweise die Lagerung von fluiden Medien, wie pflanzliche Öle, Erdöl oder dergleichen ist jedoch ein deutlich größeres Behältervolumen erforderlich, bei denen die Dichtheit zuverlässig gewährleistet werden muss. Die damit einhergehende erhöhte mechanische Stabilität der Behälter kann durch die bekannten Falzsysteme nicht ausreichend gewährleistet werden. Insbesondere stößt das Falzsystem bei großen Blechdicken an seine Grenzen.
  • Um wendelförmig aus gebogenem Blechband hergestellte Behälter bereit zu stellen, deren Anwendungsspektrum vergrößert ist, insbesondere bezüglich der Umsetzung eines großen Speichervolumens und/oder einer erhöhten mechanischen Stabilität unter Gewährleistung einer dennoch einfachen und schnellen Herstellbarkeit beziehungsweise Montage, wurden Lösungen entwickelt, die die Falzverbindung durch eine Schweißverbindung ersetzen.
  • Die WO 2014/048515 A1 offenbart einen Behälter, hergestellt aus einem wendelförmig gebogenen Blechband der eingangs beschriebenen Art, wobei die Randabschnitte der höhenmäßig übereinander verlaufenden benachbarten Randbereiche des Blechbandes über eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Dabei überlappen sich die Randbereiche und werden durch zwei getrennte Schweißnähte fluiddicht miteinander verbunden. Durch den vorhandenen Abstand der Schweißnähte entsteht im Überlappungsbereich benachbarter Randbereiche des Blechbandes ein Spaltbereich zwischen den überlappenden Wandungen, der nach Herstellung des Behälters in nicht einfacher Art und Weise kontrollierbar ist bezüglich möglicher Korrossionsrisiken oder dergleichen,
  • Die EP 1181115 B1 beschreibt einen zylindrischen Behälter der eingangs genannten Art und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Behälters. Bei diesem zylindrischen Behälter wird ein Mantel eingesetzt, der wenigstens teilweise aus einem Blechband besteht, das wendelförmig gewickelt ist, sodass die seitlichen Randbereiche des Blechbandes an einer wendelförmig verlaufenden Stoßstelle aneinander grenzen. Die Randbereiche des Blechbandes sind an der Stoßstelle jeweils zu einer Seite hin abgewinkelt, wobei des abgewinkelte Bereich durch eine Falzverbindung dichtend miteinander verbunden ist. Gleichzeitig ist das Blechband in der Umgebung der Stoßstelle auf der Mantelinnenseite miteinander verschweißt. Dabei sind die an der Stoßstelle zusammentreffenden Randbereiche des oberen und unteren Blechbandes in einer Ebene angeordnet, sodass lediglich durch die Krümmung der Randbereich im Stoßbereich ein Spalt für die Anbringung einer Schweißnaht gegeben ist. Dies hat zur Folge, dass die Schweißnaht nur mit erhöhtem Aufwand dichtend und zuverlässig angebracht werden kann, da das Schweißgut im Bereich der Stoßstelle beim Herstellvorgang im flüssigen Zustand aufgrund der Einwirkung der Schwerkraft dazu neigt, nach unten abzufließen, was die Qualität der Schweißnaht negativ beeinflusst. Häufig müssen daher in diesem Bereich aufwendige Maßnahmen ergriffen werden, um eine Schweißnaht herzustellen, die eine dauerhaft zuverlässige Verbindungsfunktion mit hoher Tragfähigkeit und eine dauerhaft zuverlässige Dichtfunktion gewährleistet. Dies gestaltet sich insbesondere bei Behältern mit dünnen Blechbandquerschnitten als aufwändig.
  • Die DE 20 2012 009 932 U1 offenbart einen Behälter, hergestellt aus einem wendelförmig gebogenem Blechband, wobei die aneinander benachbarten wendelförmigen Blechbandränder ausgebogen und mittels eines Falzes dicht verbunden sind, der sich dadurch auszeichnet, dass auf der dem Falz gegenüberliegenden Seite des Bereichs des Falzfußes ein zusätzlicher Blechabschnitt aufgeschweißt wird, um ein Eindringen von Fremdstoffen in den Falz zu verhindern, was jedoch bezüglich der Herstellung relativ aufwendig ist.
  • In der DE 10 2015 004 281 A1 ist ein Behälter, hergestellt aus einem einlagigen, wendelförmig gebogenem Blechband offenbart, bei dem keine Falzverbindung eingesetzt wird, sondern die Verbindung im Stoßbereich aneinandergrenzender wendelförmig verlaufender Randabschnitte des Blechbandes durch eine beidseitig von der Innenseite und der Außenseite her geschweißte Schweißverbindung hergestellt wird, was besonders hohe Anforderungen an die Herstellung der Schweißverbindung stellt und eine hohe Positioniergenauigkeit der zugeführten Randbereiche zum Herstellen der Schweißverbindung erfordert.
  • In der WO 93/20310 A1 , der EP 3 456 660 A1 , der DE 200 09 149 U1 , der EP 3 189 907 A1 und der DE 16 84 913 A1 ist ein zylindrischer Behälter, insbesondere Silo, zur Speicherung von Feststoffen und/oder Flüssigkeiten und/ oder Gasen und/ oder Schüttgütern oder dergleichen offenbart, das aus einem wendelförmig gebogenen übereinander durchgehend verlaufend, eine in einer zylindrischen Ebene angeordnete Wandung bildenden Blechband hergestellt ist.
  • Dabei sind die übereinander benachbart angeordneten oberen und unteren Blechbandränder an einer wendelförmig verlaufenden durchgehenden Stoßstelle miteinander dichtend verbunden. Die Wandung des Behälters ist durch übereinander angeordnete Blechbänder einlagig ausgebildet.
  • Bedingt durch den erforderlichen Kaltverformungsprozess der Blechbänder während des Montagevorgangs, ist die Querschnittsdicke der einsetzbaren Blechbänder nach oben hin begrenzt, was auch der Geometrie und der Traglast der nach diesen bekannten Verfahren hergestellten Silos gewisse Grenzen setzt.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, einen zylindrischen Behälter der eingangs genannten Art anzugeben, der wirtschaftlich hergestellt werden kann, der ein einfaches und zuverlässiges Montageverfahren ermöglicht, der eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität gewährleistet, der große Geometrien bezüglich Durchmesser und Höhe des zu erstellenden Behälters ermöglicht und die Anforderungen an eine Dichtfunktion erfüllt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Behälters anzugeben.
  • Der erfindungsgemäße Behälter ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.
  • Der erfindungsgemäße Behälter zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass die Wandung des Behälters aus mehreren unmittelbar nebeneinander, das heißt in und parallel zur zylindrischen Ebene, angeordneten Blechbändern besteht, so dass die Wandung des Behälters aus mehrlagigen Blechbändern zusammengesetzt ist.
  • Eine in der Praxis besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die einen wirtschaftlichen Einsatz bei dauerhaft zuverlässiger Funktionalität gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass zwei, drei oder vier Blechbänder unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, insbesondere bezüglich der Gewährleistung hoher Tragfähigkeiten und hoher Dichtigkeiten für die Verbindung der benachbarten oberen und unteren Blechbandränder eine Schweißverbindung einzusetzen.
  • Besonders bevorzugt zeichnet sich eine Ausgestaltung bezüglich der praktischen Einsatzfälle dadurch aus, dass die Blechstärke der einzelnen Blechbänder unterschiedliche oder gleiche Querschnittsdicken im Bereich zwischen 2 bis 20 mm, insbesondere im Bereich zwischen 4 bis 10 mm, aufweisen.
  • Bezüglich einer einfachen und zuverlässigen Herstellung der Verbindung, die hohen Qualitätsanforderungen genügt, zeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, dass die Schweißverbindung eine von der Außenseite und der Innenseite des Behälters eingeschweißte, insbesondere durch in Querrichtung durchgehende, Schweißnaht, aufweist.
  • Schweißtechnisch kann die Schweißverbindung als Stumpfnaht, DHY- oder DY-Naht ausgebildet sein, um den hohen Qualitätsstandards zu genügen.
  • Zur Gewährleistung hoher Traglasten, großer Durchmesser und Höhen des Behälters wird als Material bevorzugt Stahl eingesetzt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die insbesondere für Behälter geeignet ist, die besonders hohe Qualitätsstandards für die Lagerung des Lagerguts innerhalb des Behälters erfordert, beispielsweise Trinkwasser, zeichnet sich dadurch aus, dass das auf der Innenseite angeordnete Blechband aus Edelstahl besteht oder innenseitig eine Edelstahlabdeckung aufweist.
  • Zur Erhöhung der Traglasten des erfindungsgemäßen Behälters zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Weiterbildung dadurch aus, dass an der Außenseite des Behälters zumindest ein, insbesondere mehrere, in Höhenrichtung rastermäßig versetzt angeordnetes Versteifungsringprofil angeschlossen, insbesondere angeschweißt ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines oben genannten Behälters ist durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruch 10 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Verfahrensanspruch 10 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Behälters, bei dem eine Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung für Blechbänder und eine Lagervorrichtung für das zugeführte Blechband während der Herstellung eingesetzt wird, wobei das Blechband kontinuierlich von einer Lagereinrichtung abgezogen und der Antriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung zugeführt wird, zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung gleichzeitig mehrere unmittelbar parallel zur Wandebene nebeneinander angeordnete Blechbänder zugeführt, gebogen und untereinander in gegenüberliegenden Blechbandrändern miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, werden, so dass die Wandung des Behälters aus mehrlagigen Blechbändern zusammengesetzt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden verfahrensgemäß die Blechbänder von mehreren separaten Lagereinrichtungen der Vortriebs,- Biege- und Verbindungsvorrichtung zugeführt.
  • Alternativ ist auch möglich, dass die mehreren Blechbänder jeweils von einer Lagereinrichtung abgezogen werden und der Vortriebs,- Biege- und Verbindungsvorrichtung zugeführt werden.
  • Bevorzugt ist die Verbindungsvorrichtung als Schweißvorrichtung ausgebildet.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass während der Montage eine Lagervorrichtung eingesetzt wird, auf der die jeweils zugeführten unteren Blechbandränder der zugeführten Blechbänder in rotatorischer Richtung verschieblich gelagert sind. Dadurch, dass die jeweils zugeführten unteren Blechränder des mehrlagigen Blechbandpakets auf der Lagereinrichtung während der Montage direkt gelagert werden, werden die Beanspruchungen des Behälters während der Montage deutlich verringert, da die Auflagekräfte von der Wandung zentrisch in die Lagereinrichtung eingeleitet werden. Dadurch wird die Beanspruchung der Behälterwandung während der Montage deutlich verringert.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die die Qualität des Herstellvorgangs bezüglich dauerhaft zuverlässiger Funktionalität, Dichtheit und Tragfähigkeit deutlich erhöht, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Presseinrichtung eingesetzt wird, die vor der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung angeordnet ist und eine rotatorische Bewegung der zugeführten Blechbänder erlaubt sowie eine auf die zugeführten Blechbänder beidseits von außen senkrecht zur Wandebene wirkende Anpresskraft ausübt.
  • Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a
    schematische Seitenansicht eines Behälters, hergestellt aus wendelförmig gebogenen übereinander durchgehend verlaufend mehrschichtig angeordneten Blechbändern,
    Fig. 1b
    schematischer Querschnitt durch den Behälter gemäß Fig. 1a,
    Fig. 2
    schematischer Detaillängsschnitt durch die mehrschichtige Wandung des Behälters gemäß Fig. 1 und gemäß Schnitt I-I,
    Fig. 3
    schematischer Detailquerschnitt durch die mehrschichtige Wandung des Behälters gemäß Fig. 1 und gemäß Schnitt II-II,
    Fig. 4
    stark schematisierte Detaildarstellung der Lagerung der Blechbänder des Behälters gemäß Fig. 1 auf einer Lagervorrichtung mit Lagerrollen und seitlich angeordneten Anpressrollen,
    Fig. 5
    schematischer Detailquerschnitt durch den Stoßbereich benachbarter Blechbandlängsränder geeignet für eine DY-Schweißnahtverbindung,
    Fig. 6
    schematischer Detailquerschnitt durch den Stoßbereich benachbarter Blechbandlängsränder geeignet für eine DHY-Schweißnahtverbindung,
    Fig. 7
    schematischer Detailquerschnitt durch den Stoßbereich benachbarter Blechbandlängsränder geeignet für eine stumpfe Schweißnahtverbindung,
    Fig. 8
    schematischer Detaillängsschnitt durch die Wandung des Behälters gemäß Fig. 1 mit einem außenseitig angeschlossenen Versteifungsringprofil und
    Fig. 9 bis 12
    schematische Draufsicht und Seitenansicht auf den Behälter gemäß Fig. 1 während des Montagevorgangs in unterschiedlichen Montagezuständen unter Zuführung von mehreren nebeneinander angeordneten Blechbändern, zu einer Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung, gelagert auf einer Lagervorrichtung, die eine rotatorische Bewegung des Behälters während des Montagevorgangs erlaubt.
    WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • In Fig. 1a ist in einer Seitenansicht schematisch ein Behälter 10 dargestellt, der als im Querschnitt zylindrischer Behälter 10 (siehe Fig. 1b) ausgebildet ist.
  • Der Behälter 10 ist oberseitig mit einer Dachkonstruktion 26 abgedeckt.
  • Der Behälter ist rotationssymmetrisch zu seiner zentrischen Längsachse 12 ausgebildet und weist beispielsweise einen Durchmesser 14 auf, der im Bereich zwischen 5 bis 50 m sein kann. Die Höhe 16 des Behälters 10 kann beispielsweise im Bereich zwischen 10 bis 30 m liegen.
  • Die Wandung des zylindrischen Behälters 10 ist aus wendelförmig gebogenen übereinander durchgehend verlaufenden Blechbändern 20, 30, 40 gebildet.
  • Die Außenseite des Behälters 10 ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen A und die Innenseite des Behälters 10 ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen I angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist die Wandung des Behälters 10 aus mehrlagigen Blechbändern 20, 30, 40 zusammengesetzt. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3, in der ein Detaillängsschnitt entlang der Schnittführung I-I beziehungsweise ein Detailquerschnitt entlang der Schnittführung II-II von Fig. 1 ausschnittsweise dargestellt ist, zu entnehmen ist, ist von der Außenseite A zur Innenseite I hin jeweils ein erstes Blechband 20, daran anschließend unmittelbar ein zweites Blechband 30 und daran anschließend unmittelbar ein drittes Blechband 40 vorhanden. Die Blechbändern 20, 30, 40 liegen unmittelbar nebeneinander und verlaufen in der Behälterebene E beziehungsweise parallel zur Behälterebene E.
  • Im Ausführungsbeispiel sind drei Blechbänder 20, 30, 40 dargestellt. Die Wandung kann jedoch auch beispielsweise aus drei oder aus vier oder noch mehr Blechbändern bestehen.
  • An der Stoßstelle der Blechbänder 20, 30, 40 trifft jeweils ein oberer Blechbandrand 22, 32, 42 auf einen unteren Blechbandrand 24, 34, 44 des ersten, zweiten und dritten Blechbandes 20, 30, 40. In dieser Stoßstelle ist eine Schweißverbindung 80 vorhanden, die die Blechrandbereiche miteinander verbindet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Schweißverbindung 80 eine von außen und innen durchgehend geschweißte Schweißnaht auf.
  • Die Schweißguteinbringungsrichtung ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen S angegeben.
  • In Fig. 5 ist eine Ausgestaltung der Blechbandränder 22, 24, 32, 34, 42, 44 dargestellt, die ermöglicht, dass die Schweißverbindung 80 als doppelte Y-Schweißnaht (DY-Schweißnaht) ausgebildet werden kann. Alternativ kann gemäß Fig. 6 die Schweißverbindung auch als doppelte halbe Y-Schweißnaht (DHY-Schweißnaht) ausgebildet sein.
  • Gemäß Fig. 5 kann zwischen dem oberen Blechbandrand 32 und dem unteren Blechbandrand 34 des zweiten Blechbandes 30 ein Spalt 18 vorhanden sein, der mit Schweißgut ausgefüllt wird.
  • In einer weiteren Alternative ist die Schweißverbindung 80 als von der Außenseite zur Innenseite hin durchgehende stumpfe Schweißnaht ausgebildet. Der Spalt 18 ist dabei vollständig mit Schweißgut ausgefüllt.
  • In Fig. 8 ist stark schematisiert ein Detaillängsschnitt durch die Wandung des Behälters 10 dargestellt, wobei außenseitig auf das erste Blechband 20 ein Versteifungsringprofil 90 angeschweißt ist, das bedarfsweise eingesetzt wird, um die Traglasten beziehungsweise die Beulsteifigkeit des Behälters zu erhöhen.
  • In den Figuren 9 bis 12 sind die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Behälters 10 und die hierzu eingesetzten Gerätschaften schematisch dargestellt.
  • Zunächst ist eine Lagereinrichtung 52 vorhanden, auf der drei drehbare Coils 50 jeweils mit einem Blechband 20 beziehungsweise 30, 40 drehbar gelagert ist. Die Blechbänder 20, 30, 40 werden gleichzeitig abgezogen und in Rotationsrichtung R einer Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung 60 zugeführt.
  • Weiterhin ist unterhalb des Behälters 10 in Umfangsrichtung eine Lagervorrichtung 70 vorhanden, die in Umfangsrichtung in einem vorgegebenen Raster Lagerstützen 72 aufweist, an denen höhenverstellbare Lagerrollen 74 vorhanden sind. Die Lagerrollen 74 sind dabei höhenmäßig so eingestellt, dass die jeweils zugeführten, auf den Lagerrollen 74 gelagerten Blechbändern 20, 30, 40 eine wendelförmige Steigung aufweisen.
  • In Fig. 4 ist stark schematisiert die geometrische Anordnung der Lagerrolle 40 innerhalb der Lagerstütze 72 dargestellt. Der jeweils untere Blechbandrand 24, 34, 44 der gemeinsam zugeführten Blechbänder 20, 30, 40 ist auf der Lagerrolle 74 direkt gelagert. Dies hat den Vorteil, dass die Auflagerkraft direkt zentrisch auf die Wandung des Behälters 10 einwirkt und keine zusätzliche Biegebeanspruchung der Wandung beim Herstellvorgang auftreten. Um eine sichere Zusammenführung der zugeführten Blechbänder 20, 30, 40 unmittelbar nebeneinander und in direktem Kontakt miteinander zu gewährleisten, ist unmittelbar vor der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung 60 eine Presseinrichtung 75 angeordnet, die zwei Anpressrollen 77 sowohl außenseitig als auch innenseitig aufweist, wobei über die Anpressrollen 77 eine Druckkraft D aufgebracht wird, so dass die zugeführten Blechbänder 20, 30, 40 aneinander gepresst werden.
  • Die aneinander stoßenden Blechbandränder werden wie bereits oben beschrieben mittels einer Schweißverbindung 80 miteinander verbunden.
  • Wie in Fig. 9 dargestellt, werden nach der Herstellung des ersten zylindrischen Ringes, der eine wendelförmige Steigung aufweist, die oberen Blechbandränder der oberen Blechbänder 20, 30, 40 gerade geschnitten, so dass sich eine horizontale Linienauflagerkonstruktion für die Dachkonstruktion 26 ergibt. Beim weiteren Herstellverfahren werden nunmehr jeweils die Blechbänder 20, 30, 40 gleichzeitig zugeführt und deren Blechbandränder kontinuierlich verschweißt, nachdem die Blechbänder 20, 30, 40 zuvor in der Vorrichtung 60 mit einer Krümmung versehen sind, so dass sich die gewünschte zylindrische Umfangskontur mit gewünschtem Durchmesser 14 des Behälters 10 ergibt.
  • Nachdem der Behälter 10 die gewünschte Höhe 16 erreicht hat, werden die unteren Blechbandränder der unteren Blechbänder 20, 30, 40 ebenfalls in horizontaler Linie abgeschnitten, was in Fig. 11 dargestellt ist. Danach kann der Behälter 10 auf die im Untergrund vorhandene Auflagerkonstruktion aufgesetzt werden.
  • Bevor die Unterseite des Behälters 10 gerade geschnitten wird, wird die Lagereinrichtung 52 für die Coils 50 und die Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (Schweißvorrichtung) 60 entfernt (siehe Fig. 11).
  • Mit dem dargestellten Herstellverfahren können Behälter 10 in sehr großen Dimensionen wirtschaftlich hergestellt werden, die hohe Traglasten gewährleisten und dabei absolut dicht sind.

Claims (15)

  1. Zylindrischer Behälter (10), insbesondere Silo, zur Speicherung von Feststoffen und/ oder Flüssigkeiten und/ oder Gasen und/ oder Schüttgütern oder dergleichen,
    - hergestellt aus einem wendelförmig gebogenen übereinander durchgehend verlaufend, eine in einer zylindrische Ebene (E) angeordnete Wandung bildenden Blechband (20),
    - dessen übereinander benachbart angeordnete obere und untere Blechbandränder (22, 24) an einer wendelförmig verlaufenden durchgehenden Stoßstelle miteinander umlaufend dichtend verbunden sind,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Wandung des Behälters (10) aus mehreren unmittelbar nebeneinander, das heißt in und parallel zur zylindrischen Ebene (E), angeordneten Blechbändern (20, 30, 40) besteht, so dass die Wandung des Behälters (10) aus mehrlagigen Blechbändern (20, 30, 40) zusammengesetzt ist.
  2. Behälter nach Anspruch 1,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - zwei, drei oder vier Blechbänder (20, 30, 40) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
  3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die oberen und unteren Blechbandränder (22, 24; 32, 34; 42, 44) mittels einer Schweißverbindung (80) miteinander verbunden sind.
  4. Behälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Blechstärke der einzelnen Blechbänder (20, 30, 40) unterschiedliche oder gleiche Querschnittsdicken im Bereich zwischen 2 bis 20 mm (Millimeter), insbesondere im Bereich zwischen 4 bis 10 mm (Millimeter), aufweisen.
  5. Behälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schweißverbindung (80) eine von der Außenseite (A) und der Innenseite (I) des Behälters (10) eingeschweißte, insbesondere durch in Querrichtung durchgehende, Schweißnaht, aufweist.
  6. Behälter nach Anspruch 5,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schweißverbindung (80) als Stumpfnaht, DHY- oder DY-Naht ausgebildet ist.
  7. Behälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Blechbänder (20, 30, 40) aus Metall, insbesondere Stahl, bestehen.
  8. Behälter nach Anspruch 7,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das auf der Innenseite angeordnete Blechband aus Edelstahl besteht oder innenseitig eine Edelstahlabdeckung aufweist.
  9. Behälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - auf der Außenseite (A) des Behälters (10) zumindest ein, insbesondere mehrere, in Höhenrichtung rastermäßig versetzt angeordnetes Versteifungsringprofil (90) angeschlossen, insbesondere angeschweißt ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) für Blechbänder (20) und eine Lagervorrichtung (70) für das zugeführte Blechband (20) während der Herstellung eingesetzt wird, wobei das Blechband (20) kontinuierlich von einer Lagereinrichtung (52) abgezogen und der Antriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) zugeführt wird,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) gleichzeitig mehrere unmittelbar parallel zur Wandebene (E) nebeneinander angeordnete Blechbänder (20, 30, 40) zugeführt, gebogen und untereinander in gegenüberliegenden Blechbandrändern (22, 24; 32, 34; 42, 44) miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, werden, so dass die Wandung des Behälters (10) aus mehrlagigen Blechbändern (20, 30, 40) zusammengesetzt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Blechbänder (20, 30, 40) von mehreren Lagereinrichtungen (52) gleichzeitig abgezogen und der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) zugeführt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die mehreren Blechbänder (20, 30, 40) jeweils von einer Lagereinrichtung (52) der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) zugeführt werden.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Verbindungsvorrichtung (60) als Schweißvorrichtung ausgebildet ist.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - während der Montage eine Lagervorrichtung (70) eingesetzt wird, auf der die jeweils zugeführten unteren Blechbandränder (24, 34, 44) der zugeführten Blechbänder (20, 30, 40) in rotatorischer Richtung (R) verschieblich gelagert sind.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Presseinrichtung (75) eingesetzt wird, die vor der Vortriebs-, Biege- und Verbindungsvorrichtung (60) angeordnet ist und eine rotatorische Bewegung (R) der zugeführten Blechbänder (20, 30, 40) erlaubt sowie eine auf die zugeführten Blechbänder (20, 30, 40) beidseits von außen senkrecht zur Wandebene (E) wirkende Anpresskraft ausübt.
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