Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem aus parallelen, eine in Längsrichtung verlaufende Sicke definierenden, nebeneinander liegenden teilzylindrischen Mantelschalen aufgebauten Mantel, dessen Stirnenden jeweils mit einem gewölbten Boden verschlossen sind. Druckbehälter mit teilkreiszylindrischen Mantelschalen, deren Querschnitt an eine liegende Acht erinnert, sind beispielsweise aus der DE-A-36 06 247, der DE-A-31 25 963 der DE-A-29 51 554 und der EP-A 1 326 bekannt. Solche Druckbehälter sind insbesondere für Straßenfahrzeugtransportbehälter, wie Tankwagenauflieger oder für Tankcontaineranordnungen geeignet, bei denen Behälter erforderlich sind, die einen Bauraum mit reduzierter Höhe besonders effektiv ausnutzen und gleichzeitig mit geringem, gewichtssparendem Materialeinsatz eine hohe Druckfestigkeit gewährleisten sollen.

Die beste Druckfestigkeit bietet ein kreiszylindrischer Querschnitt, der jedoch einen rechteckigen Bauraumquerschnitt mit waagrecht verlaufenden Längsseiten nur unzureichend ausnutzt. So ein Bauraumquerschnitt mit reduzierter Höhe wird beispielsweise auch mit mehreren, nebeneinander liegenden, druckfesten, vollkreiszylindrischen Behältern ausgefüllt (Fig. 10). Auch bei so einer Anordnung treten noch hohe Raumverluste auf. Kofferförmige, elliptische (Fig. 11) oder ovale Querschnitte (Fig. 12) bieten nicht die erforderliche Druckfestigkeit.

Daher sind Druckbehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entwickelt worden. Diese bieten bezüglich der Raumausnutzung erhebliche Vorteile gegenüber vollzylindrischen

Druckbehältern und sind drucktechnisch kofferförmigen oder ovalen Tankquerschnitten, die insbesondere für Mineralölprodukte genutzt werden, überlegen; sie bieten jedoch eine schlechtere Raumausnutzung. Insbesondere für lange Druckbehälter ist es hilfreich und teilweise auch erforderlich, zwischen den teilzylindrischen Schalen Zugelemente vorzusehen, um die Sicken drucktechnisch miteinander zu koppeln. Dabei ist ein als ebene Wand ausgebildetes Zugelement, welches in den oberen bzw. unteren Sickenbereich hineinragt oder diesen durchsetzt, besonders einfach zu fertigen. Die teilzylindrischen Schalen werden dabei beispielsweise einander gegenüber liegend an diese Wand angesetzt und mit dieser verbunden bzw. verschweißt.

Es besteht die Aufgabe solche Druckbehälter mit einem Mantel aus teilkreiszylindrischen Mantelschalen hinsichtlich ihrer Raumausnutzung und/oder ihrer Druckfestigkeit weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe erfüllt ein Druckbehälter gemäß Anspruch 1, bei dem ein Schalenelement vorgesehen ist, welches die Mantelschalen, und das Zugelement miteinander verbindet. Dieses Schalenelement verschließt dann den Sickenbereich - an der Oberseite als Dachelement und an der Unterseite als Bodenelement - und bildet mit diesen Elementen bzw. den eingeschlossenen Bereichen eine Profilrägerstruktur im Zwickelbereich, die die sowohl gegen Innen- und Außendruckbelastungen als auch gegen Umschlagslasten zusätzlich stabilisierend wirkt.

Für Anwendungen, bei denen ein Doppelmantel erforderlich ist, zum Beispiel für Behälter, die zur Lagerung von gefährlichen Gütern geeignet sein sollen, ohne dass spezielle bauliche Maßnahmen wie Auffangwannen vorhanden sind, dient die Maßnahme gemäß Anspruch 2.

Durch in Längsrichtung verlaufende Wölbungen (gemeint ist hier eine zylindrische/prismatische Wölbung um eine Längsachse) bzw. Kantungen wird die Formstabilität der Schalenelemente weiter erhöht (Anspruch 3).

Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, den Bereich, der sich aus den unterschiedlichen Öffnungskonturen des gewölbten Bodens und des Mantels (der Mantelschalen) ergibt, mit einem ebenen, senkrecht zur Tanklängsachse verlaufenden Zwickelelement zu verschließen.

Eine zusätzliche Stabilisierung tritt ein, wenn gemäß Anspruch 5 die Zwickelelemente jeweils auch mit den Stirnenden des Zugelements verbunden sind.

Drucktechnisch und fertigungstechnisch ist ein solches Zwickelelement gemäß Anspruch 6 vorteilhaft; insbesondere dann, wenn es mit einem Außenkonturbereich der inneren Umfangskontur des gewölbten Bodens folgt, also in diesen eingesetzt werden kann, und einen Innenkonturbereich aufweist, der nach innen über den Sickenbereich hinaus ins Innere des Behälters ragt, so dass die stirnwandige Umfangskontur der Mantelschale immer an der zugewandten Fläche des Zwickelelements verläuft. Damit kann der aus den Mantelschalen gebildete Mantel mit seinen Stirnenden jeweils an das offene Ende der gewölbten Böden, in welche die entsprechenden Zwickelelemente randbündig eingesetzt sind, sauber angesetzt werden, ohne dass dazu zusätzliche Pass- oder Ausklinkarbeiten erforderlich wären. Dabei treffen sich die Konturbereiche spitzwinklig in den Scheitel- bzw. Sohlenbereichen der Mantelschalen und bieten dort eine drucktechnisch vorteilhafte Verstärkung, welche die dort vorhandenen, durch den Behälterinnendruck bedingten, Spannungsspitzen aufnimt.

Gemäß Anspruch 7 wird die Verstärkung zusätzlich verbessert und die Spannungsspitzen werden weiter abgebaut, wenn an den Enden der Zwickelelemente jeweils rippenartige Verlängerungen vorgesehen sind, die der gemeinsamen Umfangskontur von Boden und Mantelschale im Wesentlichen folgend über den Scheitel bzw. Sohlenbereich hinausgehen, in denen die Spannungsspitze auftreten.

Gemäß Anspruch 8 weisen die Mantelschalen unterschiedlich gekrümmte Umfangsabschnitte auf. Dabei werden insbesondere die Krümmungen - im oberen und unteren Sickenbereich geringer - das heißt mit weiterem Krümmungsradius - ausgeführt als die Krümmungen der Umfangsabschnitte, die den oberen Scheitel mit dem unteren Sohlenbereich der Mantelschalen verbinden und die seitlichen Gürtelbereiche des Behälters bilden. Durch diese Maßnahme lässt sich die Tiefe der Sicke, die an der Nahtstelle zwischen den in Längsrichtung verlaufenden teilzylindrischen Mantelschalen entsteht, verringern und damit das Nutzvolumen des Druckbehälters erhöhen, ohne dass die Druckfestigkeit wesentlich verringert würde. Gleichzeitig ist es einfacher, einen gewölbten Boden anzuschließen, dessen Öffnung diesen kleineren Sickenbereich mit umspannt, da die Querschnittsdifferenz zwischen dem Öffnungsquerschnitt des Bodens und dem des Mantels verringert ist.

Zusätzlich können auch die Krümmungen im oberen und unteren Sickenbereich zueinander variieren. Das heißt, die Sickentiefe ist an der Behälterunterseite anders als an der Oberseite. Eine stärkere Krümmung - engerer Radius - führt zu einer tieferen Sicke und eine geringere Krümmung - größerer Radius - zu einer flacheren Sicke. Eine flachere Sicke im unteren Bereich kann beispielsweise für die restlose Entleerung der nebeneinander liegenden Sohlenbereiche der einzelnen Mantelschalen hilfreich sein. Eine tiefere Sicke dagegen verleiht einem solchen Druckbehälter in diesem Bereich eine höhere Formstabilität, so dass dieser beispielsweise über entlang der Tanksohlen verlaufende Sattelprofile - zum Beispiel die Längsträger eines Sattelaufliegers oder die Ladekufen für ein Hakenliftsystem - aufgelagert werden kann.

Gemäß Anspruch 9 ist es auch möglich, umfangsabschnittsweise unterschiedliche Wanddicken vorzusehen.

Anspruch 10 betrifft eine Transportbehälteranordnung, die mit einem erfindungsgemäßen Druckbehälter versehen ist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters,

Figur 2 eine perspektivische Querschnittsansicht (Schnitt A-A) des Druckbehälters aus

Figur 1,

Figur 3 eine perspektivische Längsschnittdarstellung (Schnitt B-B) des in Figur 1 dargestellten Druckbehälters,

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Druckbehälters aus Fig. 1 , bei dem ein Stirnboden weggelassen ist,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung des in Figur 4 dargestellten Behälters ohne die Zwickelbleche,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer Mittelwand mit geneigten

Zwickelelementen,

Figur 7 die Ansicht eines alternativen Zwickelelements in zwei

Ausführungsalternativen, Figur 8 eine schematische Darstellung zwei alternativer Querschnittsausführungen des zylindrischen Tankabschnitts

Figur 9 eine Tankcontainereinheit mit einem erfindungsgemäßen Behälter,

Figur 10 einen doppelzylindrischen Querschnitt nach dem Stand der Technik,

Figur 11 einen elliptischen (linke Hälfte) und einen kofferfbrmigen (rechte Hälfte) Querschnitt nach dem Stand der Technik, und

Figur 12 einen ovalen Querschnitt nach dem Stand der Technik.

Der in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Druckbehälter 1 umfasst zwei teilzylindrische Mantelschalen 2, 4, die, wie in den Figuren 2 und 5 erkennbar, in Längsrichtung mit einem als ebene Wand 6 ausgebildeten Zugelement verschweißt sind. Die ebene Wand 6 weist die gleiche Länge wie die teilzylindrischen Mantelschalen 2 und 4 auf.

Jede der Mantelschalen 2, 4 umfasst unterschiedlich gekrümmte Umfangsabschnitte 2a, 2b, 2c bzw. 4a, 4b, 4c. Die Umfangsabschnitte 2a und 4a verlaufen von der Nahtstelle mit der ebenen Wand 6 bis zur Scheitellinie 7 der jeweiligen Mantelschalen 2 und 4. Von den Scheitellinien ausgehend laufen die Umfangsabschnitte 2b und 4b jeweils bis zu den unteren Sohlenlinien 9 der Mantelschalen 2, 4, von denen die Umfangsabschnitte 2c und 4c bis zur ebenen Wand 6 verlaufen. Dabei weisen die Umfangsabschnitte 2b und 4b im Gürtelbereich einen Krümmungsradius von 600-1300 mm auf, während die oberen und unteren

Umfangsabschnitte 2a, 2c und 4a, 4c einen Krümmungsradius von 600-3000 mm aufweisen.

Diese Radienbereiche sind für Tankcontainer oder Fahrzeuge mit einer max. Breite von 2600 mm angegeben. Bei anderen Abmessungen können sich entsprechend andere Radienbereiche und -Verhältnisse ergeben, die dann an die tatsächlich vorliegenden Außenmaße der Tankcontainer oder Fahrzeuge (Bahn, LKW) angepasst sind.

Die Umfangsabschnitte 2a und 4a bilden einen oberen Sickenbereich 8 und die Umfangsabschnitte 2c und 4c einen unteren Sickenbereich 10. Das obere Ende 12 und das untere Ende 14 der ebenen Wand 6 ragen dabei in die Sickenbereiche 8 und 10 hinein; das untere Ende 14 bis zu der durch die Sohlenlinien 9 der Mantelschalen 2 und 4 definierten Ebene und das obere Ende 12 über die durch die Scheitellinien 7 der Mantelschalen 2 und 4 definierten Ebene hinaus. Beide Enden 12 und 14 sind zur Stabilisierung mit einer Abkantung 12a bzw. 14a versehen. Die ebene Wand 6 ist mit einer Durchstiegsöffnung 50 versehen, die mit einem Kragen 52 verstärkt ist.

Die Enden der Mantelschalen 2 und 4 sind mit gewölbten Böden 16 und 18 verschlossen (Fig. 1 und 3), die wiederum über einen daran angeschlossenen Stirnring 20 in einen Containerrahmen 22 (Figur 1 und 9) eingefügt werden können.

Zum Ausgleich und Verschließen der Querschnittsdifferenz zwischen den Sickenbereichen 8 und 10 und des ovalen Bodenquerschnitts sind dort jeweils Zwickelelemente 24 und 26 vorgesehen, die als ebene Bleche quer zur Längsrichtung angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die unteren Zwickelelemente 26 jeweils mit einem Außenkonturbereich 28 versehen (Fig. 4), welcher dem geraden inneren Umfangskonturabschnitt des gewölbten Bodens 16 und 18 folgt und zwischen den beiden Sohlenlinien 9 der teilzylindrischen Mantelschalen 2 und 4 verläuft. Ein Innenkonturbereich 30 verläuft innerhalb der den Sickenbereich 10 definierenden Umfangskonturen der Umfangsabschnitte 2c und 4c. Der Außenkonturbereich 28 und die Innenkonturbereiche 30 verlaufen etwa spitzwinklig zueinander und treffen sich in den Enden 32, die im Bereich der Sohlenbereiche (Sohlenlinien 9) liegen.

Am oberen Zwickelelement 24 folgt der Außenkonturbereich 34 ebenfalls dem geraden oberen Umfangskonturabschnitt der Böden 16 und 18 und verläuft mit seinen inneren

Innenkonturbereichen 36 zu den Enden 38, die analog zu den unteren Zwickelelementen 26 in den Scheitelbereichen (Scheitellinien 7) enden. Während die unteren Zwickelelemente 26 vollständig innerhalb der Bodenkontur 1 angeordnet ist, ragt der Außenkonturbereich 34 des oberen Zwickelelements 24 über die Bodenkontur hinaus und verläuft außerhalb derselben etwa in gleicher Höhe wie die Abkantung 12a.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel (Tankschalen 2, 4 nicht dargestellt), in dem Zwickelelemente 24a, 26a vorgesehen sind, welche ebenfalls quer zum Behälter verlaufen aber in Längsrichtung geneigt sind. So eine Ausführung erlaubt es, die als Zugelement dienende ebene Wand 6 bereichsweise zu verkürzen und so Material und Gewicht zu sparen. Beim oberen aus dem Tank herausragenden Zwickelelement 24a ist der Außenkonturbereich 34a abgekantet, der so mit der Abkantung 12a und dem Ende 12 der ebenen Wand 6 gekoppelt (verschweißt) ist.

In den Mantelschalen 2 und 4 sind Öffnungen 40 vorgesehen, in die typische Behälteranschlüsse wie Mannloch, Füllanschlüsse, Belüftungsanschlüsse, Sicherheitsventilanschlüsse eingesetzt werden (siehe Fig. 4).

Im Behälterscheitel ist ein zusätzliches Schalenelement 42 vorgesehen, das an seinen Seitenrändern 44 in den Scheitelbereichen mit den Mantelschalen 2 und 4 und an seinen Stirnenden 46 mit den oberen Zwickelelementen 24 wenigstens abschnittweise verschweißt ist. In der Mitte des Schalenelements 42 verläuft in Längsrichtung eine Kantung 47, die etwa auf der Abkantung 12a zu liegen kommt und auf dieser über Lochschweißungen 48 befestigt ist. Damit bilden die Umfangsabschnitte 2a, 4a, das obere Ende 12 der ebenen Wand 6 mit der Abkantung 12a und das Schalenelement 42 eine stabilisierende Längsträgereinheit, die an ihren Enden von den oberen Zwickelelementen 24 verschlossen und so zusätzlich stabilisiert wird.

Die Mantelschalen 2 und 4 umgibt im dargestellten Ausführungsbeispiel (Figur 1 , 2 und 4) ein Doppelmantel 5, der jeweils im oberen Bereich (etwa beim maximalen Füllstand) des Druckbehälters 1 endet und die Sohlenbereiche 2b, 4c und damit auch den unteren Sickenbereich 10, zwischen den Sohlenlinien 9 eben verlaufend, vollständig umschließt. Dieser Doppelmantel 5 verhindert bei Beschädigungen der Mantelschalen 2 und 4 das Austreten von Ladegut. Er kann durch (nicht dargestellte) zusätzliche Außenböden ergänzt werden, die dann im Bereich der gewölbten Böden 16 und 18 ebenfalls einen Doppelmantel bilden. Im unteren Bereich kann der Doppelmantel 5 zur weiteren Stabilisierung ebenfalls über Lochschweißungen mit der Abkantung 14a am unteren Ende 14 der ebenen Wand 6 verbunden werden. Eine ähnliche Fixierung kann auch in den Sohlenbereichen über dort eingesetzte Zwischenlagen (z.B. Doppelbleche) an der Außenseite der Mantelschalen 2 und 4 erfolgen, so dass auch hier im unteren Sickenbereich 10 ein stabilisierendes Trägerelement realisiert wird. In Figur 5 ist der Doppelmantel 5 weggelassen. In einer nicht dargestellten Ausführung kann im unteren Sickenbereich 10 ein ebenes, gewölbtes oder abgekantetes Schalenelement angeordnet werden, das dann eine ähnliche Trägerstruktur definiert wie das obere Schalenelement 42.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Enden 32, 38 der Zwickelelemente 24 und 26 jeweils in den Sohlen- bzw. Scheitelbereichen der Mantelschalen 2 und 4, die auch gleichzeitig die Übergänge bilden, an dem die geraden Umfangsabschnitte der Böden 16 und 18 in die gekrümmten Umfangsabschnitte übergeht. Dieser Punkt ist drucktechnisch daher besonders kritisch. Um die insbesondere bei Innendruck dort auftretenden Spannungsspitzen weiter zu verringern, ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 eine rippenartige Verlängerung 132a, 132b dargestellt, die der gemeinsamen Umfangskontur von Böden 16, 18 und Mantelschalen 2, 4 folgend über die Scheitellinien 7 hinausgehen.

In der Ausführung a (links) ist dabei das Zwickelelement 24 insgesamt vergrößert und ragt mit dem Bereich 132a über die linke Scheitellinie 7. In der Ausführung b (rechts) ist lediglich eine Lasche 132b vorgesehen, die über die Scheitellinie 7 herausragt.

In Fig. 8 sind weitere Querschnittsvarianten skizziert, bei denen der zylindrische Mantelbereich, der die Mantelschalen 2, 4 und die ebene Wand 6 umfasst, aus einem

(Ausführung A) bzw. aus zwei (Ausführung B) Stücken hergestellt sind, in dem jeweils ebene Bereiche 6; 6a, 6b an die gewölbten Mantelschalen 2, 4 angekantet sind, und die Mantelenden jeweils auf den Kantlinien 102, 104 verschweißt werden. Die zweiteilige Ausführung B umfasst zwei Schalenelemente 2, 4 mit jeweils einem ebenen Teilbereich 6a, 6b. Bei dieser Konstruktion werden ebenfalls die Mantelschalenenden auf den Kantlinien 102, 104 und die ebenen Teilbereiche 6a, 6b miteinander in Längsrichtung des Behälters verschweißt (entlang der Fuge 106).

Es gibt auch Ausgestaltungen (nicht dargestellt), bei denen die Mantelschalen nicht nur unabhängige Krümmungsradien aufweisen, sondern bei denen umfangsabschnittsweise unterschiedliche Wandstärken vorgesehen sind. Damit können die bei den weiteren (größeren) Krümmungsradien in der Regel höheren Druckbeanspruchungen ausgeglichen werden. Diese beanspruchungsgerechte Konstruktion erlaubt weitere Gewichtseinsparungen beziehungsweise höhere Druckbelastungen. Bei solchen Behältern, die mit einem Doppelmantel 5 versehen sind, kann dieser Außenmantel 5 auch als wirksames Bauelement zur Aufnahme von Druckbelastungen genutzt werden. Voraussetzung dafür ist eine kraftübertragende Kopplung zwischen Innenbehälter und Außenbehälter. Dies erfolgt beispielsweise über ein zwischen den Innen- und

Außenwänden vorgesehenes Stützgitter (nicht dargestellt), welches punkt- oder linienweise eine Kraftübertragung zwischen den Behälterwänden erlaubt. An besonders neuralgischen Punkten können auch zusätzliche Knotenbleche zur Kopplung (nicht dargestellt) vorgesehen werden, welche einen besonders wirksamen Abtrag der an der Innenwand auftretenden Lastspitzen in die Außenwand ermöglichen.

Figur 9 zeigt den Druckbehälter 1, in einer Tankcontainereinheit 100, in die er über die Stirnringe 20 mit dieser gekoppelt ist. Die dargestellte Tankcontainereinheit 100 ist für einen Hakenlift geeignet und umfasst Ladekufen 101 und einen Aggregatraum 102 sowie eine Klappgeländereinheit 103, so dass die dargestellte Einheit als weitgehend autarkes Versorgungsaggregat einsetzbar ist.

Weitere Varianten und Ausführungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.