DE3015974C2 - Flexibler Behälter - Google Patents

Description

a) der Festigkeitsträger ein aromatisches Polyamidgewebe ist, das

b) mindestens einseitig mit Natur-, Nitril- oder Chloroprenkautschuk beschicht ist, der

c) durch Kalandrieren, Sprühen, Tränken, Kleben oder Aufstreichen mit dem Festigkeitsträger verbunden vorliegt,

d) eine Polyamidsperrschicht zwischen den Festigkeitsträgerlagen angeordnet ist.

2. Flexibler Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzliche Anwendung einer quellfähigen Naturkautschukschicht, die zwischen zwei beschichteten Festigkeitsträgerlagen angeordnet ist.

3. Flexibler Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere, die flexiblen Wandungen des Behälters umgebende Schutzschale vorgesehen ist, die aus mit Kunstharz oder einem sich ähnlich verhaltenden Kunststoff beschichtetem aromatischen Polyamidgewebe gebildet ist, wobei diese Schutzschale bevorzugt mit dem Fahrzeuggehätise fest und mit dem Behälter festgezur; t verbunden ist.

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Behälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein Behälter dieser Art ist nach der DE-OS 20 63 088 bekannt. Diese Wandung dieses Behälters besteht aus mindestens zwei gummierten Polyamidgewebelagen, einer inneren Auskleidungsschicht aus Gummi mit einem hohen Modul oder Polyurethanmischung und einer gleichartigen äußeren Schicht. Bevorzugt sind diesen Schichten elastomere Schutzschichten aus Gummi mit abweichendem Modul zugeordnet und mit einer Sperrschicht gegen Flüssigkeitsverlust versehen.

Derartige Behälter sind stoß- und bruchfest ausgebildet und werden als in Fahrzeuge einbaubare Flüssigkeitsbehälter, ' beispielsweise Treibstofftanks oder Druckölbehälter, verwendet. Sie sind gegen Aufprall gesichert und in speziellen Fällen auch gegen Beschüß gesichert und selbstabdichtend ausgebildet und verhindern Flüssigkeitsverlust.

Die durch das gummibeschichtete Polyamidgewebe verstärkten flexiblen Wandungen sind bei Beschüß mit Geschossen niedriger Energie und Geschwindigkeit ausreichend kugelsicher. Bei Beschüß mit Geschossen höherer Energie und Geschwindigkeit oder besonderer Sprengwirkung, die beim Detonieren in zahlreiche Fragmente zersplittern, ist das beschichtete Polyamidgewebe nicht mehr ausreichend energieabsorptionsfähig. Die Rückstellkraft dieses Gewebes reicht dann nicht aus zu verhindern, daß mehr als nur eine Einschußstelle entsteht; denn die vorgenannten Geschosse und Sprengsatzfragmente dringen nicht nur in den Behälter ein und durchschlagen die Wandung, sie reißen große Löcher mit gezacktem Querschnitt auf und verursachen Schichtentrennungen. Solche Schäden können nicht mehr durch selbstabdichtende Mittel und Maßnahmen

ίο behoben werden.

Nach der GB-PS 6 66 661 ist ein weiterer flexibler Behälter mit flexiblen Wandungen bekannt Der Festigkeitsträger ist hierbei ebenfalls ein Textilgewebe aus einem Polyamid-Werkstoff. Das Gewebe besteht dabei zumindest teilweise aus hoch elastischen Fäden, deren Dehnung bei Rißbruch nicht geringer als 100% und elastische Rückstellfähigkeit mindestens 90% beträgt. Das Gewebe ist mit einem thermoplastischen Kunststoff oder einem in der Wärme härtenden Kunstharz beziehungsweise einem synthetischen Kautschuk beschichtet oder imprägniert. Die hohe Elastizität der Polyamidfäden wird dazu benutzt, den flexiblen Behälter bei plötzlicher Verformung gegen Flüssigkeitsverlust zu schützen. Dieses hoch elastische Textilgewebe nimmt solche Verformungen durch eine hohe Dehnfähigkeit auf. Die Rückstellkraft dieses Gewebes ist jedoch unzureichend, um bei örtlicher Beanspruchung durch Beschüß eine Zerstörung zu vermeiden.

Das Problem der geringen Rückstellkraft des Polyamidgewebes kann nicht dadurch gelöst werden, daß die Anzahl der Lagen vergrößert, die Gewebeart oder Beschichtung geändert wird. Die zerstörungsarme Energieabsorptionsfähigkeit würde dadurch nur unzureichend erhöht. Stattdessen würde sich die Wanddicke vergrößern, die Flexibilität abnehmen und das Gewicht würde sich erhöhen. Nachteilig würde auch die Handhabung bei der Entformung sein. Der Einbau in enge Räume, wie beispielsweise bei Rennfahrzeugen oder Flugzeugen, würde erheblich erschwert bis unmöglich sein, da die Behälterwandung keine Flexibilität im Sinne von Faltbarkeit aufweisen würde.

Eine hohe Flexibilität wird jedoch insbesondere für eine wenig bis nicht zerstörende Energieabsorption bei Beschüß gefordert. Die örtlich auftretende Beanspruchung des Festigkeitsträgers ist dabei so hoch, daß die Flexibilität alleine nicht ausreicht, es muß zugleich auch eine hohe Zugfestigkeit vorhanden sein.

Diese ist bei Polyamidgewebe verhältnismäßig gering. Infolgedessen reicht die Rückstellkraft für die geforderte Energieabsorption nicht aus.

Nach der DE-OS 25 55 173 ist ein steifer Behälter bekannt. Er ist beschußfest, nicht jedoch bruch- und stoßfest ausgebildet. Er ist gegen Aufprall und Aufschlag nicht geschützt. Die formsteifen Wandungen sind aus Metall, ähnlich sich verhaltendem Kunststoff oder durch Glasfasern verstärkte Polymeren gebildet. Zum Schutz gegen Durchschuß oder Schichtentrennung sind sie mit einer Schutzbekleidung versehen. Diese besteht aus einem Laminat aus mehreren Polyfluorkohlenwasserstoff-Elastomerfolien und mehreren mit eben einem solchen Werkstoff beschichteten aromatischen Polyamidgewebelage. Dieses Laminat kann zusätzlich durch eine aus Glasfasern verstärkte Polyester- oder wärmehärtbare Epoxyharzschicht ummantelt sein und gleicht dann einer Panzerung. Die Energieabsorption erfolgt hierbei auf Grund der nichtnachgiebigen Lagen des Laminatverbandes, des Beschiehtungswerkstoffes und der versteifenden Beschichtung des Festigkeitsträgers un-

elastisch. Bei Beschüß werden Wandung und Laminatbesiandteile durch Zerschmettern zerstört, und as entsteht Entlaminicrung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen Behälter der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß er eine hohe elastische Energieabsorptionsfähigkeit der flexiblen Wandung eines bruch- und stoßfest ausgebildeten, aufprallsicheren und hinsichtlich der Beschußsicherheit verbesserten Behälters mit geringer Wanddicke und geringem Gewicht durch einen hochfesten, flexiblen und dauerhaft fest beschichteten Fesiigkeitsträger mit hoher Rückstellkraft erreicht, ohne daß eine Lagentrennung entsteht und daß eine zuverlässige Dichtheit gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die gleichzeitige Anwendung der zumindest teilweise an sich bekannten Maßnahmen, daß

a) der Festigkeitsträger ein aromatisches Polyamidgewebe ist, das

b) mindestens einseitig mit Natur-, Nitril- oder ChIoroprenkautschuk beschichtet ist, der

c) durch Kalandieren, Sprühen, Tränken, Kleben oder Aufstreichen mit dem Festigkeiisträger verbunden vorliegt, und

d) eine Polyamidsperrschicht zwischen dem inneren Festigkeitsträgerlagen angeordnet ist.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das aromatische Polyamidgewebe weist im Vergleich zum Polyamidgewebe eine um mindestens dreifach größere Energieabsorptionsfähigkeit auf, ist leichter und weist eine verhältnismäßig hohe Zugfestigkeit und einen hohen Modul auf. Geneinsam mit der mindestens einseitigen Beschichtung mit vulkanisier- oder vernetzbarem Natur-, Nitril- oder Chloroprenkautschuk in der bestmöglichen Verbindungsweise liegt ein Festigkeitsträger für weitgehend zerstörungsfreie oder zerstörungsarme Energieabsorption vor. Auf Grund der hohen Rückstellkraft des aromatischen Polyamidgewebes erfolgt die Energieabsorption der flexiblen Wandung ebenfalls flexibel. Die Wandung hält dabei der örtlich höchsten Beanspruchung bei Beschüß zuverlässig stand. Die Dichtheit wird durch die vorgesehene Polyamidsperrschicht gewährleistet. Dieser Behälter ist verhältnismäßig leicht und dünnwandig. Er ist flexibel im Sinne von Faltbarkeit und hält den Beanspruchungen beim Entformen und Einbau in engen Räumen stand, die sich durch Stauchen, Walken, Knicken und Ziehen ergeben.

Bei technischen Flüssigkeitsbehältern besteht die flexible Wandung aus einseitig beschichtetem aromatischem Polyamidgewebe und einer Gummi-Innenauskleidungsschicht. Diese Behälter sind stoß-, bruch- und aufprallsicher. Das als Festigkeiisträger verwendete aromatische Polyamidgewebe ermöglicht es, daß die Behälterwandung auf Grund seiner hohen spezifischen Zugfestigkeit hoch belastbar ist. Es verhindert andererseits auch eine hohe Verformung der Gehäusewand unter Last auf Grund des ebenfalls vorhandenen hohen spezifischen Moduls. Diese Eigenschaften gewährleisten hohe Sicherheit bei Stoß-, Schlag- und Aufprallwirkung. Genügende Beschußsicherheit bei der Einwirkung von Geschossen hoher Energie und Geschwindigkeit und solchen mit besonderer Spreng- oder Splitterwirkung wird durch seine Fähigkeit, eine ausreichend große Rückstellkraft aufzubringen, gewährleistet.

Das Trägermaterial für derart gefährdete Behälter wird bevorzugt aus mehreren, mindestens zwei aromatischen Polyamidgewebelagen mit Beschichtung gebildet Der Behälter ist bei Beschüß mit Geschossen niederer Energie und Geschwindigkeit beschußsicher.
Bei Treibstoffbehältern bzw. -tanks oder Ölbehältern ist das Trägermaterial aus aromatischem Polyamidgewebe beidseitig beschichtet An geeigneten Schichtwerkstoffen kommen Naturkautschuk, Nitrilkautschuk oder beide zugleich in Betracht Des weiteren sind ChIoroprenkautschuk und die vorgenannten gemeinsam mit diesem einzusetzen. An Kunststoffen werden bevorzugt Polyester und Polyurethan eingesetzt Ferner sind kombinierte Beschichtungen aus Kautschuk und Kunststoff möglich. Je nach Art des Beschichtungswerkstoffes werden die jeweils geeigneten Methoden zum Verbinden mit dem aromatischen Polyamidgewebe angewandt; z. B. Kalandrieren, Sprühen, Aufstreichen, Tränken oder Kleben. Die beschichteten aromatischen Polyamidgewebelagen ihrerseits können ebenfalls durch Kleben mittels geeigneten Klebers miteinander verbunden werden.

Bei Treibstoffbehältern ist zusätzlich innen zwischen der ersten und weiteren verstärkenden, beschichteten aromatischen Polyamidgewebelage eine Polyamidsperrschicht (Nylonlage) vorgesehen, die dit Flüssigkeitsdiffusion niedrig hält. Bei zusätzlich selbstabdichtender Ausbildung wird bevorzugt eine quellfähige Naturkautschukschicht zwischen zwei beschichteten aromatischen Polyamidgewebelagen angeordnet. Entsteht eine Beschädigung der Wandung, so wird diese durch die Quellschicht zuverlässig selbst abgedichtet.

Des weiteren kann eine flammfeste Beschichtung vorgesehen sein.
Sicherheitstreibstofftanks weisen zusätzlich, insbesondere zwischen der flexiblen Behälterwandung aus beschichteten aromatischen Polyamidgeweben und der Fahrzeugwand, eine sogenannte Schutzschale auf, die den Behälter allseits umgibt. Diese Schutzschale kann ebenfalls aus einem Trägermaterial aus aromatischem Polyamidgewebe und einer geeigneten Beschichtung mit Kunstharz oder einem sich ähnlich verhaltenden Kunststoff bestehen. Sie ist bevorzugt mit dem Fahrzeuggehäuse fest und mit dem flexiblen Behälter festgezurrt verbunden. Sie ist als zusätzliches Sicherheitselement gegen Aufprallstoß, z. B. bei einem Rennunfall oder Flugzeugabsturz, und für erhöhte Beschußsicherheit sowie zur Selbstabdichtung bei besonders gefährdeten Land-, Luft- und Seefahrzeugen vorgesehen. Die Schutzschale soll die Behälter unterstützen und die auftretenden Drücke beim Eindringen von Geschossen oder Splittern mit auffangen und verhindern, daß aufgebördelte Fahrzeugwände mit dem Behälter im Berührung kommen.
Das beschichtete aromatische Polyamidgewebe gewährleistet in erster Linie flexible, hochfeste, bruchsichere Wandungen, Dies ist für die Herstellung, den Einbau und den normalen Gebrauchszweck notwendig. In zweiter Linie gewährleistet das beschichtete aromatische Polyamidgewebe, da es leicht und hochfest ist, einen flexiblen Behälter in Leichtbauweise mit prallsicherer Struktur. Da es genügend hohe Rückstellkraft selbst aufbringt, wenn bei Beschädigung oder Beschußverletzung ein Loch entsteht, kann sich die Wandung im Bereich des verhältnismäßig kleinen entstehenden Loches gewissermaßen selbst zurückdrücken und dadurch den Lochquerschnitt verringern. Des weiteren stützt es den Behälter allseits gegenüber Druckkraft von innen. Diese liegt beispielsweise dann vor. wenn in das Behälterinne-

re mit unter Druck stehendem Treibstoff ein GeschoB-projektil eindringt, bei dem der Behälter unter sehr hohen Innendruck gesetzt wird und dieser d adurch bersten kann. Die Sicherheit gegen Berstgefahr wird bei Anwendung des beschichteten aromatischen Polyamidgewebes wesentlich erhöht Die Flexibilität, die Leichtbauweise und die hohe Energieabsorptionseigenschaft des aromatischen Polyamidgewebes, verbunden mit dessen hohen Festigkeits- und Modulwerten, schaffen eine wesentlich verbesserte Ausbildung der Behälter der vorgenannten Art und erhöhen zugleich deren Sicherheit und Dauerhaftigkeit

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Flexibler Behälter, insbesondere flexibler Flüssigkeitsbehälter oder -tank, mit flexiblen Wandungen, bestehend aus einer Lage oder mehreren Lagen eines hochfesten Festigkeitsträgers aus mit vernetzbarem oder vulkanisierbarem Kautschuk oder sich ähnlich verhaltendem Kunststoff beschichtetem Textilgewebe aus einem Polyamid-Werkstoff und einer Innenauskleidung aus einer Gummischicht oder -lage, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der zumindest teilweise an sich bekannten Maßnahmen, daß