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Flüssigkeitsbehälter mit einer Sicherung gegen Schlingerbewegungen
der Flüssigkeitsfüllung Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehälter
mit einer Hohlräume aufweisenden Einlage als Sicherung gegen Schlingerbewegungen
der vom Behälter aufgenommenen Flüssigkeitsfflllung, insbesondere auf Brennstoffbehälter
für Kraftfahrzeuge, ferner auf die Verwendung von nachträglich in die Behälterinnenräume
einbringbaren und für diesen Zweck geeigneten Körpern,
Das Problem
der Verhinderung oder zumindest Reduzierung des Schlingerns von Flüssigkeitsfüllungen
in Behältern tritt bei praktisch allen nicht ortsfesten Flüssigkeitsbehältern auf.
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Hier sind gleichermaßen die Erennstofftanks von i'ahrzeugen jedweder
Art, die großvolumigen Behälter von rElankfahrzeugen, Wassertanks auf Schiffen und
dgl. mehr zu nennen, wobei vorstehende Angaben nur als Beispiele zu verstehen sind,
die beliebig erweitert werden könnten.
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Es sind bereits Flüssigkeitsbehälter mit einer Unterteilung des Innenraums
in mehrere Kammern durch Längs- und/oder Querwände in Gestalt sogenannter Schlingerbleche
bekannt geworden.
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Die Schlingerbleche sind dabei mit so bemessenen Durchbrechungen versehen,
daß beim Füllen bzw. Entleeren der Behälter durch eine zentrale Ein- bzw. Auslaßöffnung
ein weitgehend ungehinderter Flüssigkeitsaustausch zwischen verschiedenen, durch
die Schlingerbleche begrenzten Kammern des Behälters erfolgen kann, hingegen die
plötzliche Hin- und Herbewegung größerer Flüssigkeitsmengen durch die an den Durchbrechungen
der Schlingerbleche auftretenden Drosselungen wirksam unterbunden ist. Insbesondere
bei großvolumigen FlUssigkeitsbehälstern, wie Trinkwassertanks auf Schiffen und
die Behälter von Tankwagen, hat sich der Einsatz derartiger, den Behälterinnenraum
in mehrere Kammern unterteilender Schlingerbleche bewährt. Gleichwohl kann hier
nicht von einer Beseitigung der Gefahr des Schlingerns, sondern nur von einer Reduzierung
gesprochen werden.
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Vornehmlich kleinere Flüssigkeitsbehälter, wie beispielsweise Brennstofftanks
in Kraftfahrzeugen, sind auch schon mit Einlagen aus großporigen Kunststoffschäumen
versehen worden, die den gesamten Behälterinnenraum ausfüllen und die Flüssigkeitsfüllung
in einer Vielzahl kleiner, durch die Poren der Kunststoffschäume gebildeter und
miteinander kommunizierender Hohlräume aufnehmen. Mittels der genannten Einlagen
aus großporigen Kunststoffschäumen, deren Ausgangsstoffe natürlich gegen dieQeweiligen
Flüssigkeitsfüllungen der Behälter beständig sein müssen, läßt sich die Gefahr des
Schlingerns der von den Behältern aufgenommenen Flüssigkeiten weitestgehend beseitigen.
Auch hält sich, je nach Einstellung der Schäume, die unvermeidbare Volumenverminderung
in durchaus tragbaren Grenzen. Weniger befriedigend erscheint der nur träge Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Vielzahl kleiner, durch die Poren der Kunststoffschäume gebildeter
Hohlräume, was einer sciinellen Füllung und gegebenenfalls entleerung der Flüssigkeitsbehälter
entgegensteht. ei Erennstofftanks für Fahrzeuge kann dies zwar bei der Entnahme,
die nur in einer vom Verbrauch der zu versorgenden Motoren bestimmten zunge je eiteinheit
erfolgt, unbedenklich hingenommen werden, aber ein zügiger Füllvorgang in der beim
Betanken üblichen Art ist in nicht unbeachtlichem Maße beeinträchtigt.
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Obgleich nicht verkannt werden darf, daß die vornehmlich bei Großbehältern
im Einsatz befindlichen Schlingerbleche und die in der Regel bei Kleinbehältern
gebräuchlichen Einsätze aus
großporigen Kunststoffschäumen zumindest
bedingt die an diese Einrichtung zu stellenden Forderungen erfüllen, erscheint bei
beiden vorbekannten Lösungen weiterhin unbefriedigend, daß die Einrichtungen zur
Verhinderung bzw. Reduzierung des Sehlingerns der Flüssigkeitsfüllungen grundsätzlich
bei der Fertigung der Flüssigkeitsbehälter in diese eingebaut werden müssen. Dies
bedingt Probleme bei der Fertigung und erhöhte Herstellungskosten.
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Ausgehend von dem obenbeschriebenen Stande der Technik sollen durch
die vorliegende Erfindung Möglihkeiten aufgezeigt werden, die Gefahr des Schlingerns
von Flüssigkeitsftllungen in Behältern jedweder Art unter Vermeidung der den bekannten
Lösungen anhaftenden Nachteile praktisch vollständig zu beseitigen. Daß dabei wirtschaftliche
Gesichtspunkte nicht unbeachtet bleiben dürfen, versteht sich von selbst.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Flüssigkeitsbehälter
der eingangs beschriebenen Art, der mit einer Hohlräume aufweisenden Einlage als
Sicherung gegen Schlingerbewegungen der vom Behälter aufgenommenen Flüssigkeitsfüllung
versehen ist, die Einlage aus einer Vielzahl von Freiräume aufweisenden Körpern
besteht, die im Behälterinnenraum unregelmäßig angeordnet sind und eine Vielzahl
miteinander kommunizierender Hohlräume bilden.
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Es handelt sich also bei der vorliegenden Erfindung darum, daß anstelle
der bei bekannten Flüssigkeitsbehältern bereits zur Anwendung gebrachten Festeinbaten
in Gestalt von Schlinge blechen, die mit Durchbrechungen versehen sind, und großporiger
Kunststoffschäume, deren Poren eine Vielzahl die Flüssigkeitsfüllung aufnehmender
Hohlräume bilden, eine Vielzahl von Körpern in unregelmäßiger Anordnung im Behälter
innenraum untergebracht wird, wobei die Körper Freiräume besitzen, die eine Vielzahl
miteinander kommunizierender Hohlräume bilden.
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Als besonders zweckmäßig hat sich dabei nach einem Ausgeskaltungsmerkmal
der Erfindung die völlige Ausfüllung der Behälterinnenräume mit den in unregelmäßiger
Anordnung befindlichen und mit Freiräumen versehenen Körpern erwiesen. Demnach ist
es in Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre sinn-Körper voll, die/zur Verhinderung
des Auftretens von Schlingerbewegungen der Flüssigkeitsfüllungen in Behältern in
gewissermaßen fe@ter Packung in den Behälterinnenräumen unterzubringen, so daß die
Körper praktisch keine Eigenbewegungen im Behälterinnenraum auszuführen vermögen.
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Grundsätzlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Körpder
jedweder Form zur Bildung eines Schlingerbewegungen verhindernden Einsatzes Verwendung
finden, soweit diese Körper bzw. ihre Wandungen im Verhältnis zu den von ihnen gebildotej
Iiohlrüun-itn nur geringes
Eigenvolumen besitzen. Beispielsweise
kann es sich - gleichfalls in Ausgestaltung der Erfindung - um Hohlkörper mit Durchbrechungen
in den Wandungen oder auch um Körper handeln, die aus einer Vielzahl miteinander
verbundener, etwas kreuzweise verlaufender Stege bestehen.
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Im Falle der Ausgestaltung der genannten Körper als Hohlkörper haben
sich insbesondere hohlkugeln mit nur geringe Stärke aufweisenden Wandungen, in denen
eine Vielzahl von Durchgangslöchern vorgesehen sind, als besonders vorteilhaft erwiesen,
weil derartige Hohlkugeln eine dichte Packung der Körper im Behälterinnenraum ermöglichen,
die große Sicherheit gegen das Auftreten von Eigenbewegungen dieser Körper bietet.
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Selbstverständlich können anstelle von Löchern in den Wandungen derartiger
kugelförmig gestalteter Körper die Wandungen auch in bekannter Weise als Netzwerk
ausgebildet sein, wobei es lediglich darauf ankommt, daß die zwischen den hetzwerkartig
gestalteten Wandpartien befindlichen Durchgangs löcher eine wirksame Drosselung
bei plötzlich auftretenden Lageänderungen der Flüssigkeit bewirken.
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Nach einem ganz besonders wichtigen, die vorliegende Erfindung weiterbildenden
Merkmal können die in unregelmäßiger Anordnung im Innenraum eines Flüssigkeitsbehälters
befindlichen Körper auch dadurch gekennzeichnet sein, daß deren größte Erstreckunben
kleiner als die kleinste lichte Weite wenigetens einer BellÇilteruffnun, sind, so
daß die nachträblicile Einbringung der
genannten Körper in die Innenräume
von- Flüssigkeitsbehältern möglich ist. In Bezug auf dieses Erfindungsmerkmal sei
nur auf das häufig auftretende Bedürfnis bei Kraftfahrzeugen hingewiesen, die Brennstofftanks
nachträglich mit einer Sicherung gegen unerwünschtes Auftreten von Schlingerbewegungen
der Tankfüllungen auszurüsten. Insoweit umfaßt die vorliegende Erfindung auch die
Verwendung von nachträglich durch eine Behälteröffnung, etwa einen Einfüllstutzen,
in den Innenraum von Flüssigkeitsbehältern einbringbaren Körpern mit Freiräumen
bzw. über Durchbrechungen in den Körperwandupn für Strömungsmittel frei zugänglichen
Hohlräumen als mittel gegen die Gefahr des Schlingerns von in den Behältern aufgenommenen
Flüssigkeitsfüllungen, wobei die Körper bei wahlloser Anordnung in den Behälterinnenräumen
miteinander kommunizierende Hohlräume bilden.
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Im folgenden soll die Erfindung anhand der in der beigefügten Zeichnung
veranschaulichten Ausführungsformen näher beschrieben werden, jedoch ohne insoweit
eine Beschränkung auf die veranschaulichten Ausführungsformen zu begründen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht eines mit einer Einlage aus I-Iohlkugeln versehenen Kraftfahrzeugbrennstofftanks
im Querschnitt, Fig. 2 eine Hohlkugel der als Einlage bei dem in Fig. 1 dargestellten
Tank verwendeten Art, gleichfalls im Querschnitt,
Fig. 3 in perspektivischer
Ansicht eine abgewandelte Ausführungsforn eines als Einlage zur Bildung einer Vielzahl
von Hohlräumen in einem Tank verwendbaren Körpers in Gestalt eines sechseckigen
Rohrstücks begrenzter Längenerstreckung, Fig. 4 eine weitere Abwandlungsform eines
als Tankeinlage verwendbaren Körpers in Gestalt eines sternförmigen Profils, gleichfalls
perspektivisch dargestellt und Fig. 5 ein hinsichtlich des Profils gegenüber dem
in Fig. 4 veranschaulichten Rohrstück abgewandeltes Rohrstück, ebenfalls in perspektivischer
Ansicht.
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Der in Fig. 1 veranschaulichte Kraftfahrzeugbrennstofftank 10 ist
in bekannter Weise im wesentlichen aus zwei Halbschalen 11, 12 gebildet, die im
Bereich umlaufender Randflanschen 13, 14 fest miteinander verbunden sind, beispielsweise
mittels Rollnahtschweißung. Der Tank ist in bekannter und insoweit nicht weiter
dargestellter Weise mit einer verschließbaren Einlaßöffnung sowie einem Ablaß, an
den eine Abzugsleitung angeschlossen ist, versehen. Der gesamte Innenraum des Tanks
ist mit wahllos, also unregelmäßig, angeordneten Körpern 15 derart, wie sie beispielhaft
in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind und unten noch näher beschrieben werden, gefüllt,
die ihrerseits Frei - bzw. Hohlräume umschließen und zwischen sich eine Vielzahl
kleiner, unregelmäßig gestalteter Hohlräume 16 bilden.
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Die in Fig. 2 veranschaulichte Hohlkugel 20 besitzt einen dünnwandigen
Kugelmantel 21, der von mehreren den vom Kugelmantel umschlossenen Hohlraum 22 mit
dem Äußeren verbindenden Durchgangslöchern 23 durchbrochen ist.
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Grundsätzlich können die in Fig. 2 veranschaulichten Hohlkugeln hinsichtlich
ihrer Größe und der Materialstärke ihres Kugelmantels sowie des Materials den jeweiligen
Bedürfnissen angepaßt sein. Bei der Verwendung derartiger gelochter Hohlkugeln zur
Verhinderung des Schlingerns der Brennstofffüllung in Brennstoffbehältern bei Kraftfahrzeugen
haben sich aus kraftstoffresistentem Kunststoff gefertigte Hohlkugeln etwa in der
Art und Größe von Tischtennisbällen bewährt, die mit etwa 8 bis 10 Durchgangslöchern
im Kugelmantel versehen sind. Kugeln der genannten Größe können nachträglich durch
den Einfüllstutzen eines Kraftstoffbehälters in den Behälter innenraum eingefüllt
werden und füllen letzteren in weitgehend dichter Packung aus, wie dies schematisch
in Fig. 1 gezeigt ist. Der Vorteil derartiger Kugeln gegenüber anderen, ansonsten
gleichgut geeigneten Körperformen, besteht darin, daß derartige Kugeln ohne besondere
Maßnahmen infolge ihrer Körperformen eine dichte und feste Packung innerhalb des
Behälterinnenraums bilden, die beim Auftreten vqn Bescheb nigungskräften praktisch
keinerlei Eigenbewegungen auszuführen vermögen.
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Fig. 3 veranschaulichten einen Körper 25 aus einer Sechskantrohrprofil,
dessen Rohrmantel 26 einen I.ohlraum 27 umschließt.
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Fig. 4 hingegen veranschaulicht ein sternförmiges Profil 28, das aus
drei einander unter vorzugsweise gleichen Winkeln kreuzenden Flügeln 29 gebildet
ist, die zwischen einander Freiräume 30 einschließen. Fig. 5 schließlich zeigt einen
gleichfalls als Rohrstück ausgebildeten Körper 31, dessen Querschnittsform gegenüber
dem Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten Rohrstückes abgewandelt ist. Der unregelmäßig
gestaltete Rohrmantel 32 umschließt wiederum einen Hohlraum 33.
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Bei den in den Fig. 3 bis 5 veranschaulichten Körpern 25, 28, 31 sind
die Stirnkanten als ebene Abschnitte ausgestaltet.
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Diese ebenen Abschnitte ergeben sich dadurch, daß die genannter Körper
beispielsweise von entsprechende Profilformen aufweisenden Rohren bzw. Strängen
durch einfaches Abtrennen gewünschter Längen hergestellt werden. Selbstverst-ändlich
können anstelle der ebenen Abschnitte auch Ausklinkungen oder sonstige, die Bildung
von Hohlräumen und Durchgangskanälen zwischen eiir3-i Vielzahl in einen Flüssigkeitsbehälterinnenraum
eingebrachter Körper der beschriebenen Art begünstigende Formen vorgesehen werden.
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Anstelle der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten und vorstehend beschriebenen
Formen der Körper zur Bildung von Einlagen in
Flüssigkeitsbehältern
können ganz beliebige andere Körperformen Verwendung finden, die lediglich die Bedingung
erfüllen müssen, bei wahlloser und somit unregelmäßiger Anordnung in einem FlüsaE;lieitsbehälter
eine Vielzahl miteinander kommunizierender Hohlräume zu schaffen, in die die Flüssigkeitsfüllung
des Behälters weitestgehend ungehindert eindringen kann. Wenn ein so ausgestalteter
Flüssigkeitsbehälter irgendwelchen Bescheunigungskräften unterworfen wird, tritt
infolge der Vielzahl kleiner Durchströmquerschnitte zwischen den unregelmäßig angeordneten
Körpern eine starke Drosselung der auftretenden Flüssigiceitsströmungen ein, so
daß diese allenfalls stark gedämpfte, nicht jedoch die erfindungsgemäß zu beseitigenden
Schlingerbewegungen auszuführen vermögen.