CH617633A5

CH617633A5 -

Info

Publication number: CH617633A5
Application number: CH705277A
Authority: CH
Inventors: Hans-Peter Pfisterer
Original assignee: Pfisterer Hans Peter
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1980-06-13
Also published as: FR2381688A1; AT362559B; DE2658971A1; ATA905077A; DE2658971C2; FR2381688B1; CH617634A5; US4224265A; CH615643A5; BE862079A; NL7713265A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tank, insbesondere zur Lagerung von Heiz- oder Dieselöl, mit einem einstückig gefertigten, glasfaserverstärkten Kunststoff-Behälter, und ein Verfahren zur Herstellung dieses Tanks. Ein derartiger Tank ist an sich bereits bekannt. Er wird hergestellt, indem man auf einen aufblasbaren Stützkörper, dessen Form der Tankhöhlung entspricht, Laminat für glasfaserverstärkten Kunststoff im Faserspritzverfahren aufträgt. Zuvor wird eine Feinschicht aus reinem Polyesterharz in einer Dicke von ca. 0,3 bis maximal 0,5 mm auf den Stützkörper aufgetragen. Das Laminat wird erst dann aufgespritzt, wenn diese Feinschicht etwas angehärtet ist. Gegebenenfalls kann man über den luftleeren Stützkörper, der von einem horizontalen Tragarm durchsetzt und drehbar gelagert ist, einen Tank-Einstiegskragen stülpen und mit einem Stützring fixieren. Nach dem Auftragen, Anrol-5 len und Ausrollen der glasfaserverstärkten Kunststoffschicht oder -schichten wird noch eine Deckschicht aufgetragen.

Wenn alles ausgehärtet ist, lässt man die Luft aus dem Stützkörper ab und zieht den gefertigen Behälter über das freie Achsende ab.

io Beim vorbekannten Tank wird auf den in der geschilderten Weise gefertigten Behälter im Faserspritzverfahren eine zweite glasfaserverstärkte Kunststoffschicht aufgetragen, unter Zwischenschaltung einer porösen Schicht, die in bekannter Weise zur Leckageüberwachung mit Hilfe einer Vakuum-15 Kontrolleinrichtung dient.

Das glasfaserverstärkte Kunststoffmaterial ist verhältnismässig teuer und dies führt zu relativ hohen Herstellungskosten des vorbekannten Tanks.

Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen 20 Tank der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Herstellungsverfahren für diesen Tank zu entwickeln, der bzw. das eine Reduzierung der Fertigungskosten gegenüber denjenigen des bekannten doppelwandigen Tanks ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Tank, insbesondere 25 zur Lagerung von Heiz- oder Dieselöl, mit einem einstückig gefertigten glasfaserverstärkten Kunststoff-Behälter vorgeschlagen, welcher erfindungsgemäss durch eine einstückig hergestellte Ummantelung aus Beton gekennzeichnet ist.

Beton ist im Vergleich zu glasfaserverstärktem Kunststoff 30 wesentlich billiger und infolgedessen lässt sich der erfindungs-gemässe Tank durch den Verzicht auf einen Kunststoff-Aus-senbehälter forderungsgemäss preiswerter herstellen als der vorbekannte Tank. Darüber hinaus kann der Behälter relativ dünnwandig ausgebildet werden, da die Betonummantelung 35 für die notwendige statische Festigkeit sorgt.

Der Tank kann vorzugsweise eine Kugel-, Ei- oder Tropfenform aufweisen, mit angesetztem, rohrförmigem Mannlochstutzen. Besonderer Vorrang wird der Kugelform eingeräumt, weil sie bei geringster Oberfläche das grösste Volumen 40 besitzt.

Der erfindungsgemässe Tank wird nach dem erfmdungsge-mässen Verfahren hergestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Innenbehälter mit einer Armierung umgeben und daraufhin in eine wenigstens zweiteilige Betonierform 45 eingesetzt wird, dass nach dem Schliessen der Betonierform und dem Ausrichten des Behälters gegenüber der Betonierform in letztere Beton eingebracht und dieser gerüttelt wird, und dass nach dem Abbinden des Betons die Betonierform geöffnet, sowie der Tank entnommen wird. Gegenüber der Beto-50 nierform wird der Behälter, wie gesagt ausgerichtet, d.h. sein Wandabstand zur Innenwand der Betonierform, die man in bevorzugter Weise aus Stahl herstellen kann, sollte überall gleich gross sein und mindestens 50 mm betragen. Die Armierung sollte so an der Aussenfläche des Behälters angebracht 55 werden, dass sie sich einerseits beim Einfüllen des Betons und beim Rütteln nicht verlagert und andererseits innerhalb der herzustellenden Betonwandung an der vorgesehenen Stelle ist.

Bei der bevorzugten Kugelform des erfindungsgemässen Tanks kann man die Betonierform zweckmässigerweise aus 60 zwei Halbkugeln herstellen, wobei die unterste ortsfest ist und die obere zum Einsetzen des Behälters und zur Entnahme des fertigen Tanks jeweils abgenommen wird. In letzteren können in vorteilhafter Weise Laschen oder andere Elemente einbetoniert sein, die das Herausnehmen aus der Form und auch später den Transport sowie Einbau des Tanks erleichtern. Selbstverständlich muss dafür gesorgt werden, dass die Betonierform das Rütteln ermöglicht und, sofern sie selbst gerüttelt wird, den dabei auftretenden Belastungen Stand hält. Des wei

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teren muss man durch geeignete Massnahmen sicherstellen, dass nicht nur die Armierung gegenüber dem Behälter, sondern auch diese beiden Teile gegenüber der Betonierform ihren vorgeschriebenen Platz, insbesondere die konzentrische Lage, einhalten.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann vor dem Anbringen der Armierung auf die Aussenfläche des Behälters gebrochener Split gestreut werden. Letzterer schafft eine bessere Verbindung mit dem anzubetonierenden Material. Dabei ist es empfehlenswert, den Split auf den Behälter aufzustreuen, bevor dieser ganz ausgehärtet ist. Die Splitkör-ner haften auf diese Weise besser an der Aussenfläche des Be-' hälters. Gemäss einer anderen Variante der Erfindung können zur Armierung zwei Bewehrungskorb-Hälbschalen mittels Abstandshaltern am Behälter abgestützt werden. Die Form der Bewehrungskorb-Halbschalen entspricht selbstverständlich . der Aussenkontur des Behälters, d.h. im Falle einer Kugel haben auch die Bewehrungskorb-Halbschalen die Gestalt von hohlen Halbkugeln.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann am Einstiegskragen des mit herkömmlichem Beton zu umgebenden Behälters vor dem Einsetzen in die Betonierform ein Dek-kel angebracht werden, wobei der Deckel mittels einer längeneinstellbaren Vorrichtung am abnehmbaren Oberteil der Betonierform befestigt sowie gegenüber dem Oberteil und damit gegenüber der gesamten Betonierform in vertikaler Richtung ausgerichtet werden kann. Der einwandige Behälter kann sehr genau hergestellt werden. Dasselbe gilt für die Betonierform. Wenn man nun den Behälter in der Betonierform aufhängt und in der Vertikalen ausrichtet, so ist der Wandabstand zur Betonierform bei rotationssymmetrischer Ausbildung zur Vertikalen automatisch gewährleistet. Trotzdem ist es sehr vorteilhaft, wenn der Behälter bei geschlossener Betonierform mittels in letztere von aussen einsteckbare Abstandshalter seitlich abgestützt und/oder ausgerichtet wird und die Abstandshalter vor dem Entnehmen des mit der Betonummantelung versehenen Behälters wieder entfernt werden. Die Abstandshalter können sich in bevorzugter Weise etwa in der Äquatorialebene befinden, und man kann hier insbesondere sechs spezielle Stahlbolzen mit Arretierungsnocken vorsehen. Die Abstandshalter dienen, wie gesagt, nicht oder zumindest nicht ausschliesslich zur Einstellung des Seitenabstands des Behälters gegenüber der Betonierform, sondern vor allen Dingen auch zur Sicherstellung dieses Abstands beim Betonieren und Rütteln. Die nach dem Herausziehen aus dem Beton entstehenden, im Durchmesser relativ geringen Sackbohrungen können nachträglich mit Beton gleicher Güte verschlossen werden.

Wie bereits erläutert, verhält sich Frischbeton wie Flüssigkeit, d.h. er übt in seiner flüssigen Phase auf den Behälter eine nicht unerhebliche Auftriebskraft aus, die einerseits versucht, den Behälter innerhalb der Betonierform nach oben zu drük-ken, und welche andererseits zum Einbeulen des Behälters führen kann. Um nun das Verschieben, das Einbeulen und das Erzeugen unzulässiger Spannungen im Behälter zu vermeiden, kann eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin bestehen, dass der Behälter etwa zur Hälfte mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllt und anschliessend die Betonierform etwa zu einem Drittel mit Beton herkömmlicher Art gefüllt wird, so dass die Auftriebskraft des flüssigen Betons auf den Behälter die Gewichtskraft des Wassers etwas übertrifft, dass nach der Betoneinfüllung der Behälter bis zum Rand mit Wasser gefüllt und dann die restliche Betonmenge in die Betonierform eingebracht wird, und dass das Wasser nach Erreichen einer ausreichenden Festigkeit der Betonmenge und vor Entnahme aus der Betonierform entfernt wird. Umgekehrt betrachtet, ermöglicht diese Ausgestaltung der Erfindung eine relativ geringe Wandstärke des Behälters, dessen Material, wie gesagt, gegenüber Beton sehr teuer ist. 3,5 bis 4 mm Wandstärke des Behälters sind ohne weiteres ausreichend.

Wasser wird vor anderem Füllmaterial der Vorzug gegeben, weil es leicht zu handhaben, ungefährlich, wiederverwendbar und vor allen Dingen nicht kompressibel ist. Um die zuletzt genannte Eigenschaft voll ausnutzen zu können, muss auch der letzte Rest an Luft aus dem Behälter entfernt werden. Aus diesem Grunde ist es sehr vorteilhaft, wenn am Deckel zum Verschliessen der Mannlochöffnung je ein diesen Deckel um beispielsweise 20 cm überragendes Füll- und Entlüftungs-rohr angebracht werden. Sobald aus letzterem Wasser austritt, werden beide Rohre fest verschlossen. Diese Wasserfüllung schafft nicht nur die dem Auftrieb entgegenwirkende Gewichtskraftkomponente, sondern darüber hinaus auch eine einwandfreie innere Abstützung. Infolgedessen können unzulässige Verformungen und Spannungen im Behälter verhindert, zumindest aber so weit reduziert werden, dass sie keine schädlichen Auswirkungen haben.

Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren des erfindungsgemässen Tanks mit einschaligem Innenbehälter beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung und das Herstellungsverfahren des Behälters,

Fig. 2 bis 6 verschiedene Verfahrensstufen zur Ummantelung des gemäss Fig. 1 hergestellten Behälters mit herkömmlichem Beton.

Der Behälter 1 wird dadurch hergestellt, dass man auf einen seiner Höhlung entsprechend geformten, aufblasbaren Stützkörper eine Feinschicht, ein sogenanntes Gelcoat, aufspritzt. Der Stützkörper lässt sich um eine horizontale Achse 2 drehen und sein schematisch dargestellter Antrieb ist mit 3 bezeichnet. Über den luftleeren Stützkörper wird der Tank-Einstiegskragen gestülpt und mit einem Stützring fixiert. Anschliessend wird er aufgeblasen und auf konstantem Druck gehalten. Danach wird die erwähnte Feinschicht aufgetragen und schliesslich das Laminat für den glasfaserverstärkten Kunststoff mit einer speziellen Apparatur im Faserspritzver-fahren aufgespritzt. Zu diesem Zweck läuft auf einer, entsprechend der Kontur des zu fertigenden Innenbehälters geformten Laufschiene 4, welche bei einem rotationssymmetrisch geformten Innenbehälter dem grössten Durchmesser, also bei einer Kugel dem Äquator zugeordnet ist, eine entsprechend gesteuerte und geschaltete Faserspritzpistole 5. Die Laufgeschwindigkeit der Pistole 5 entlang der Laufschiene 4 ist so zu wählen, dass das Laminat auf der gesamten Oberfläche gleich stark aufgetragen wird. Dazuhin kann auch noch die Drehgeschwindigkeit der Achse 2 variiert werden. Abschliessend kann noch gebrochener Split auf das noch nicht völlig ausgehärtete Material aufgestreut werden. Dies ist insbesondere bei dem gemäss Fig. 2 bis 6 hergestellten Tank vorgesehen. Nach der Aushärtung des Laminats wird der Druck im Stützkörper abgelassen und der fugenlose, einstückige Behälter 1 kann dann in Richtung des Pfeils 6 von der Achse 2 abgenommen werden.

Der Behälter 1 wird nachfolgend mit einer in den Fig. 2 bis 6 nicht gezeichneten Armierung versehen und anschliessend in eine Betonierform 7 eingesetzt. Diese kann in nicht näher gezeigter Weise aus zwei Halbschalen bestehen, die in geeigneter Weise miteinander verbunden werden. Die untere Halbschale kann man in der Betonierform abstützen und die obere ist dann von einer Tragkonstruktion 8 gehalten. Nach dem Zusammenfügen der beiden Formhälften wird der Behälter zunächst in vertikaler Richtung ausgerichtet. Zu diesem Zweck ist an seinem Einstiegskragen 9 ein Deckel wasserdicht befestigt, der mit Hilfe einer insbesondere zentrischen Stange gegenüber der Betonierform 7 verschiebbar an der Tragkonstruktion 8 angeordnet ist. Nach dem Einregulieren der Verti5

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kallage ist an sich eine zentrische Lage des Behälters in der Betonierform 7 erreicht. Um diese zu sichern und ggf. noch zu korrigieren, werden von aussen in die Betonierform Abstandshalter eingeschoben, und zwar in bevorzugter Weise im Bereich der Äquatorialebene, d.h. knapp über und/oder unter der Trennfuge der zweiteiligen Stahl-Aussenschalung oder Betonierform 7.

Im folgenden werden die weiteren Verfahrensschritte am Beispiel eines 7500 Liter-Tanks erläutert.

Bei einem schon herabgesetzten Artgewicht von 2,0 kp/ dm3 des Frischbetons wirkt nach Einbringung des gesamten Betons auf den Behälter eine Auftriebskraft von 15 000 kp. Diese Auftriebskraft ist aber von seiner vergleichsweise dünnen Wandstärke von 3,5 bis 4 mm nicht aufzunehmen. Da er . gegen Anheben gesichert ist, würde er bei den genannten Auftriebskräften einbeulen. Um das zu verhindern, werden zunächst 3000.Liter Wasser in den Behälter eingebracht. Das gibt eine Gewichtskomponente von 3,00 Mp. Anschliessend werden 450 Liter Beton eingeschüttet (Fig. 4). Das entspricht einer Höhe von ca. 80 cm. Die Auftriebskraft dieser Betonmenge beträgt ca. 3,86 Mp. Damit wirkt insgesamt eine nach oben gerichtete Kraft von 0,86 Mp. Durch den eingebrachten Beton wird ein Volumen von ca. 1,93 m3 verdrängt. Bei dem genannten Artgewicht von 2,0 kp/dm3 ergibt dies die erwähn-, te Auftriebskraft von 3,86 Mp. Die zunächst eingebrachte Betonmenge wird gerüttelt, und zwar über die Betonierform selbst. Jetzt wird der Behälter vollständig gefüllt, bis das Wasser über zwei nicht eingezeichnete, ca. 200 mm über die Dek-keloberkante hinausragende Röhrchen austritt (Fig. 5). Nunmehr wird die restliche Betonmenge in die Betonierform ge-5 schüttet (Fig. 6). Dabei beträgt dann das Wassergewicht ca. 7,50 Mp, und die Auftriebskraft erreicht einen Betrag von etwa 15,00 Mp. Das Betongewicht über der Äquatorialebene kann mit 1,20 Mp veranschlagt werden. Es bleibt infolgedessen eine nach oben gerichtete Restkraft von 6,30 Mp übrig. ' io Diese Kraft kann von dem gesamten System ohne Schaden aufgenommen werden. Ein Einbeulen des Behälters ist nicht möglich, weil dies von dem nicht kompressiblen Wasser verhindert wird.

Wenn die zuletzt eingebrachte Betonmenge eine ausreichende Festigkeit erreicht hat, entfernt man die Abstandshalter, öffnet die Betonierform 7 und zieht den fertigen Tank an einbetonierten Ösen oder anderen Elementen aus der unteren Betonierformhälfte heraus. Anschliessend werden die übli-2o chen Verputz-, Installations- und Prüfarbeiten durchgeführt. Die Ummantelung aus Beton 14 kann abschliessend noch einen Schutzanstrich erhalten.

Der Einstiegskragen ist lediglich schematisch eingezeichnet und er kann auch in anderer Art ausgebildet sein. Die Form 25 und Anbringung des Tankeinstiegs sind nur als Schema gedacht.

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1 Blatt Zeichnungen

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( 1 ) bis zum Rand mit Wasser gefüllt und dann die restliche Betonmenge in die Betonierform (7) eingebracht wird, und dass das Wasser nach Erreichen einer ausreichenden Festigkeit der Betonmenge und vor Entnahme des Tanks aus der Betonierform entfernt wird.

1. Tank, insbesondere zur Lagerung von Heiz- oder Dieselöl, mit einem einstückig gefertigten, glasfaserverstärkten Kunststoff-Behälter, gekennzeichnet durch eine einstückig hergestellte Ummantelung aus Beton (14).
2. Tank nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kugel-, Ei- oder Tropfenform mit angesetztem rohrförmigem Mannlochstutzen.

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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren zur Herstellung eines Tanks gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einer Armierung umgeben und daraufhin in eine wenigstens zweiteilige Betonierform (7) eingesetzt wird, dass nach dem Schliessen der Betonierform und dem Ausrichten des Behälters (1) gegenüber der Betonierform in letztere Beton (14) eingebracht und dieser gerüttelt wird, und dass nach dem Abbinden des Betons die Betonierform geöffnet und der Tank entnommen wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anbringen der Armierung auf die Aus-senfläche des Behälters (I) gebrochener Split gestreut wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Armierung zwei Bewehrungskorb-Halbschalen mittels Abstandshaltern am Behälter (1) abgestützt und befestigt werden.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Einstiegskragen (9) des Behälters (1) vor dem Einsetzen in die Betonierform (7) ein Deckel angebracht wird, wobei der Deckel mittels einer längeneinstellbaren Tragvorrichtung am abnehmbaren Oberteil der Betonierform (7) befestigt sowie gegenüber dem Oberteil und damit gegenüber der gesamten Betonierform in vertikaler Richtung ausgerichtet wird.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) bei geschlossener Betonierform (7) mittels in letztere von aussen einsteckbare Abstandshalter seitlich abgestützt und/ oder ausgerichtet wird und die Abstandshalter vor dem Entnehmen des mit der Be-tonummantelung (14) versehenen Behälters (1) wieder entfernt werden.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) etwa zur Hälfte mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, gefüllt und anschliessend die Betonierform (7) etwa zu einem Drittel mit Beton (14) gefüllt wird, so dass die Auftriebskraft des flüssigen Betons (14) auf den Behälter die Gewichtskraft des Wassers etwas übertrifft, dass nach der Betoneinfüllung der Behälter
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einfüllen und Rütteln der restlichen Betonmenge der Behälter (1) wasserdicht verschlossen wird.