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Dokumentenidentifikation DE20211594U1 15.01.2004
Titel Bodenrahmenstruktur für einen Tankcontainer
Anmelder WEW Westerwälder Eisenwerk GmbH, 57586 Weitefeld, DE
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 20211594
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 15.01.2004
Registration date 04.12.2003
Application date from patent application 15.07.2002
IPC-Hauptklasse B65D 88/12
IPC-Nebenklasse B65D 90/12   B60P 1/64   B60P 3/22   

Beschreibung[de]

Beim Transport, der Lagerung und dem Umschlag von Tankcontainern treten unterschiedlichste Betriebslasten auf. Tankcontainer bestehen aus einem Rahmenwerk und einem Behälter, die so gestaltet und gekoppelt sind, daß sie diesen Betriebslasten dauerhaft standhalten. Dabei werden äußere Lasten, die an den Containereckbeschlägen angreifen vom Rahmenwerk und vom Behälter selbst aufgenommen. Die Lastübertragung zwischen dem Rahmen und dem Behälter erfolgt meist über eine Ringsattelung, wie sie z.B. aus DE 32 12 696 C2 bekannt ist. Solche Sattelungen sind besonders robust und gewichtssparend ausführbar, wenn die Betriebslasten ausschließlich an den Stirnrahmen, insbesondere in den Eckbeschlägen angreifen.

Es gibt jedoch auch Lastfälle, bei denen Kräfte im Bereich zwischen den Stirnseiten angreifen. Dabei handelt es sich vornehmlich um von unten wirkende Vertikalkräfte, die beim Transport auf Straßenfahrzeugen auftreten. Ein Lastfall besteht darin, daß sich der Tankcontainer in sogenannten "Intermediate Load Transfer Areas" auf den Hauptträgern des Fahrzeugs abstützt.

Ein anderer Lastfall betrifft den Einsatz von Tankcontainern als Abrollbehälter, bei dem beim Auf- und Abladen des Tankcontainers über ein Hakenliftsystem der Container über als Abrollprofile ausgebildete Längsträger abrollt, und dabei auf diese Profile eine weitgehend vertikale, aufwärts wirkende, wandernde Punktlast ausgeübt wird.

Für diese Lastfälle ist eine herkömmliche Stirnsattelung allein unzureichend. Die bekannten Lösungsansätze bestehen darin, extrem starre und steife Bodenrahmenkonstruktionen auszuführen, die diese Kräfte ohne Nutzung der Tragfähigkeit des Behälters aufnehmen, oder darin, den Tank im Sohlenbereich über geeignete metallische Sattelelemente mit im Sohlenbereich verlaufenden Profilen so zu koppeln, daß sich diese am Tank abstützen und der Tank selbst einen Teil der Lasten mit aufnimmt.

Bei isolierten Tankcontainern haben die bekannten Lösungsansätze besonders gravierende Nachteile. So wird das ohnehin schon um die Isolierschichtdichte verringerte nutzbare Volumen des Behälters durch steife und damit hohe Bodenprofile zusätzlich eingeschränkt, wenn die Bodenprofile vollständig außerhalb der Isolierung verlaufen sollen. Sind die Bodenprofile mit dem Tank selbst verbunden, so muß in den Verbindungsbereichen die Isolierung unterbrochen werden. Dadurch entstehen zusätzlich Wärmebrücken. Dies beeinträchtigt die Isolierwirkung stark und erhöht den Fertigungsaufwand und das Taragewicht erheblich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Tankcontainer mit einer leichten und fertigungsfreundlichen Bodenrahmenbaugruppe darzustellen, die entsprechende Betriebslasten aufnehmen kann, ohne daß die Isolierwirkung und das Volumen des Tanks beeinträchtigt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Durch die starre Verbindung von Längsträgern und einem Schalenelement entsteht ein stabilisiertes Bodenrahmenbauteil, das trotz flacher Bauweise eine wesentlich erhöhte Biegesteifigkeit gegen Vertikallasten aufweist. Besonders stabil wird diese Baugruppe in einstückiger oder verschweißter Ausführung gemäß Anspruch 2. Bei der bevorzugten Ausführung nach Anspruch 3 weist bereits das Schalenelement selbst eine erhöhte Formstabilität auf.

Die Ausführungen nach Anspruch 4 und 5 betreffen die Nutzung der Längsträger als Abrollprofile bei Tankcontainern die als Abrollbehälter ausgebildet sind.

Die Weiterbildungen gemäß Anspruch 6 bis 10 betreffen isolierte Tankcontainer, bei denen das Schalenelement gleichzeitig als Isolierabdeckung dient (Anspruch 7 und 8) und bei denen, bei entsprechender Gestaltung eines lastübertragenden Bereichs der Isolierlage aus einem geeignetem Isolierstoff, der Tank selbst Vertikallasten aufnehmen kann (Anspruch 9 und 10).

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

1 eine Seitenansicht des Tankcontainers mit Teilausschnitten,

2 eine Darstellung des Schnitts "A"-"A" in 1, in der Fahrzeugteile und einige Rahmenelemente strichpunktiert dargestellt sind.

3 eine Teildarstellung des Schnitts "A"-"A" in 1 mit einer alternativen Schalenelementausführung ohne Rahmenelemente und Fahrzeugteile.

4 eine schematische Darstellung die den Be- bzw. Entladevorgang des Tankcontainers mit einem entsprechenden Fahrzeug zeigt.

Der Tankcontainer umfaßt einen kofferförmigen Tank 1, der über Stirnsättel 2 mit zwei Stirnrahmen 3, 4 verbunden ist. Der Zwischenstirnrahmen 4 und ein weiterer Endstirnrahmen 5 definieren einen Bereich, der zur Aufnahme von Aggregaten wie Pumpen, Wasseraufbereitungsanlagen, Energieversorgungen, Ersatzteilen usw. geeignet ist. Der Tank 1 ist kürzer als der gesamte Tankcontainer. Alle Stirnrahmen 3, 4, 5 umfassen Eckstücken 6 bzw. äußere Vertikalstreben 6a und Querholme 7, wobei die den Tank 1 tragenden Stirnrahmen 3, 4 zusätzlich Diagonalstreben 8 aufweisen, die mit den Stirnsätteln 2 verschweißt sind. Die äußeren Stirnrahmen 3, 5 enthalten zusätzlich jeweils vier Eckbeschläge 9 die den Transport und den Umschlag des Tankcontainers ermöglichen. Zwei obere Längsholme 10 verbinden die oberen Eckbeschläge 9, und zwei untere Längsholme 11 verlaufen zwischen den Eckstützen 6 der Stirnrahmen 3, 5 unmittelbar über den Eckbeschlägen 9, mit denen sie über Knotenelemente 12 zur besseren Krafteinleitung verbunden sind.

Der bezogen auf die Fahrtrichtung vordere Stirnrahmen 3 umfaßt zwei innere Vertikalstreben 13, ebenfalls mit dem Stirnsattel 2 verschweißt sind und zwischen denen ein Bügel 14 befestigt ist, der von einem zu einem Hakenlift 16 gehörigen Haken 15 aufgenommen wird, das auf einem Fahrzeug 17 vorgesehen ist.

Weiterhin umfaßt der Container zwei weitere im Bodenbereich verlaufende Längsträger 18, die parallel zueinander und zur Tankachse 29 zwischen den Stirnrahmen 3, 5 verlaufen. Der Abstand der Längsträger 18 zueinander und deren Profil sind so gewählt, daß sie mit einem Hakenliftsystem kompatibel sind. Im Ausführungsbeispiel sind die entsprechenden Abmessungen so gewählt, daß sie zu einem Hakenliftsystem nach DIN 30722 passen. Im Transportzustand liegen die beiden Längsträger 18 auf entsprechenden Chassisträgern 19 des Fahrzeugs 17 auf.

Beim Entladen des Containers vom Fahrzeug 17 hebt der Haken 15 den Container über den Bügel 14 an und schiebt ihn mittels des Hakenlifts 16 über Transportrollen 20 über das Fahrzeugheck hinaus, bis der hintere Stirnrahmen 5 den Boden berührt. Das Fahrzeug 17 fährt unter dem am Haken 15 hängenden Container heraus, bis der vordere Stirnrahmen 3 sich hinter dem Fahrzeugheck befindet und dort vom Hakenlift ebenfalls auf dem Boden abgesetzt wird. Beim Abrollen des Containers bewegen sich die Längsträger 18 auf den Transportrollen 20, die eine von der Lage des Containers auf dem Fahrzeug 17 abhängige Vertikalkraftkomponente auf die Längsträger 18 aufbringen. Zur Führung der Längsträger 18 sind die Transportrollen 20 doppelkonisch ausgeführt.

Die Längsträger 18 sind beim Be- und Abladevorgang auf Biegung beansprucht. Dabei wird der Obergurt 21 des Längsträgers 18 mit einer Zug- und der Untergurt 22 mit einer Druckspannung beansprucht. Der dargestellte Längsträger 18 weist ein doppel-T-ähnliches Profil auf; andere geeignete Profile zur Aufnahme solcher Lasten sind nicht dargestellte T-, C-, U- oder Rechteckrohrprofile. Zwischen den Längsträgern 18 ist im Bereich des Tanks 1 ein Schalenelement 23 angeordnet, das an den zugewandten Enden der Obergurte 21 und über zwei ebenfalls mit dem Obergurt 21 verbundenen Stützleisten 24 mit den Längsträgern 18 verschweißt ist. Damit bilden Längsträger 18, Stützleisten 24 und Schalenelemente 23 eine stabile, flache und biegesteife Bodenrahmenbaugruppe 25, die besonders für die beim Be- und Endladevorgang auftretenden Biegebeanspruchungen geeignet ist. Dabei kann das Schalenelement 23 neben der in 2 dargestellten konzentrisch zur Tankwölbung verlaufenden Zylinderschalenform auch prismatisch gekantet sein, wobei die Kantungen parallel zur Tankachse 29 verlaufen (3). In einer nicht dargestellten Ausführung sind Schalenelement 23 und Längsträger 18 einstückig aus einer Blechabwicklung hergestellt.

Der Tank 1 ist über die Stirnsättel 2 mit den Stirnrahmen 3, 4 verbunden, und ist in einem Abstand d über dem Schalenelement 23 angeordnet. Der Abstand d ist so gewählt, daß die Durchbiegung der Bodenrahmenbaugruppe 25 beim Be- und Entladen kleiner ist als der Abstand d. So wird verhindert, daß der Tank 1 beim Be- und Entladen Belastungen erfährt, für die er nicht geeignet ist. Der Tank 1 selbst kann so mit geringst möglicher Wandstärke ausgeführt werden, die nur durch die entsprechende Innendruckbelastung oder andere Faktoren bestimmt ist, die nichts mit der Vertikalbeanspruchung beim Einsatz der Tankcontainer zu tun haben.

Der Tankcontainer ist isoliert ausgeführt. Dabei ist zwischen Schalenelement 23 und Tank 1 eine Isolierung 26, 26a angebracht die den Behälter vollständig umschließt. Die Isolierung ist von einer Isolierabdeckung 27 umgeben, die am Schalenelement 23 über Flankenstücke 23a befestigt ist und zusätzlich mittels Spannbändern 28 gegen Behälter gedrückt wird. Die Flankenstücke 23a gehen tangential in die Isolierabdeckung 27 über. Die Isolierung 26, 26a selbst, kann aus beliebigen geeigneten Isolierwerkstoffen bestehen wie Mineralwolle, PUR-Schaum usw.

Der Isolierungsbereich 26a, der sich genau zwischen dem Schalenelement 23 und dem Tank 1 befindet, besteht aus einem druckfesten Isolierwerkstoff, der beim Transport, bei der Lagerung und insbesondere beim Auf- und Abladen des Containers auftretende Lasten, die von der Bodenrahmenbaugruppe 25 aufgenommen werden, verteilt auf den Tank überträgt. Durch diese Lastverteilung kann der Tank 1 zusätzlich als stützendes Element genutzt werden, ohne daß er plastische Verformungen erfährt. Für den Isolierungsbereich 26a sind insbesondere PUR/PIR-Werkstoffe geeignet, die eine Druckfestigkeit von mindestens 0,2 N/mm2 aufweisen, aber auch andere Werkstoffe, wie Holz, Kork, oder Kunststoffmaterialien sind geeignet.

Neben dem dargestellten kofferförmigen Querschnitt kann der Tank 1 auch einen ovalen, zylindrischen oder anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Der Tank kann sich auch ohne den Zwischenstirnrahmen 4 zwischen den äußeren Stirnrahmen 3, 5 erstrecken, wenn der für Zusatzaggregate vorgesehene Montagebereich nicht erforderlich sein sollte. Die Erfindung ist ebenfalls für Tankcontainer vorteilhaft, die nicht über ein Abrollsystem umgeschlagen werden sollen, sondern bei denen die Bodenrahmenbaugruppe 25 in genormten Lastübertragungszonen ("Intermediate Load Transfer Areas" nach ISO 1496-3) Vertikallasten aufnehmen können.

Zusammenfassung

Tankcontainer mit einer Bodenrahmenbaugruppe (25), die aus über ein Schalenelement (23) miteinander verbundenen Längsträgern (18) besteht, die dadurch besonders leicht, flach und gleichzeitig biegesteif ist und verhindert, daß unerwünschte Vertikallasten auf den Behälter (1) wirken. Die Bodenrahmenbaugruppe (25) integriert über eine geeignete Isolierung (26, 26a) den Tank (1) als tragendes Element und dient mit dem Schalenelement (23) gleichzeitig als Teil der Isolierabdeckung (27).

1. Tank 2. Stirnsattel 3, 4, 5. Stirnrahmen 6. Eckstütze 6a. äußere Vertikalstrebe 7. Querholm 8. Diagonalstrebe 9. Eckbeschlag 10. oberer Längsholm 11. unterer Längsholm 12. Knotenelement 13. innere Vertikalstrebe 14. Bügel 15. Haken 16. Hakenlift 17. Fahrzeug 18. Längsträger 19. Chassisträger 20. Transportrolle 21. Obergurt 22. Untergurt 23. Schalenelement 23a. Flankenstücke 24. Stützleiste 25. Bodenrahmenbaugruppe 26. Isolierung 26a. lastübertragender Isolierungsbereich 27. Isolierabdeckung 28. Spannband 29. Tankachse

Anspruch[de]
  1. Tankcontainer mit einem Tank (1) und einem den Tank (1) über Stirnrahmen (3, 4, 5) aufnehmenden Rahmenwerk, wobei das Rahmenwerk untere Längsträger (18) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenwerk ein Schalenelement (23) aufweist, das die unteren Längsträger (18) starr miteinander verbindet.
  2. Tankcontainer nach Anspruch 1, wobei Längsträger (18) und Schalenelement (23) einstückig ausgebildet oder miteinander verschweißt sind.
  3. Tankcontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schalenelement (23) zwischen den Längsträgern (18) konzentrisch zur Tankwölbung gekrümmt ist und/oder prismatisch gekantet ist, wobei die Kantungen parallel zur Tankachse (29) verlaufen.
  4. Tankcontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längsträger (18) als Abrollprofile ausgeführt sind.
  5. Tankcontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längsträger (18) ein U-, C-, T-, Doppel-T- oder Rechteckrohr-Profil aufweisen.
  6. Tankcontainer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tankcontainer eine Isolierung (26, 26a) und eine Isolierabdeckung (27) aufweist und das Schalenelement (23) ein Element der Isolierabdeckung (27) bildet.
  7. Tankcontainer nach Anspruch 6, wobei das Schalenelement (23) Flankenstücke (23a) aufweist, die tangential in die Isolierabdeckung (27) übergehen.
  8. Tankcontainer nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Isolierabdeckung (27) am Schalenelement (23, 23a) befestigt ist.
  9. Tankcontainer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein zwischen Tank (1) und Schalenelement (23) verlaufender Isolierungsbereich (26a) so ausgebildet ist, daß er Vertikalkräfte zwischen Schalenelement und Tank ohne plastische Verformung des Tanks überträgt.
  10. Tankcontainer nach Anspruch 9, wobei der Isolierungsbereich (26a) aus einem geeigneten druckfesten Isolierstoff, vorzugsweise aus PUR/PIR, noch bevorzugter aus PUR/PIR mit einer Druckfestigkeit von mindestens 0,2 N/mm2 besteht.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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