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Biegsamer Behälter für Brennstoff, Ol oder andere Flüssigkeiten für
Flugzeuge und andere Fahrzeuge
Es sind biegsame Behälter für Flugzeuge und andere
Fahrzeuge bekannt, und es wurden schon die verschiedenartigsten Stoffe für diesen
Zweck angewandt und Verfahren zu ihrer Herstelliung vorgeschlagen. So besteht ein
derartiger biegsamer Behälter aus zusammengesetztem blattförmigem Material aus einem
Belag aus einem nachgiebigen Material mit einer faserigen Verstärkungseinlage, die
in das Blattmaterjal eitn!gebetttet ist. Die faserige Verstärkungseinlage besitzt
eine geringere Elastizität und geringere Zugfestigkeit als das Belagmaterial; woraus
sich folgendes ergibt: a) dann das zusammengesetzte Material einet Beanspruchung
unterworfen wird, die unterhalt, einer bestimmten vorgewählten Grenze bleibt, verringert
die faserige Verstärkungseinlage den plastischen Fluß wesentlich und begrenzt auch
die Zerstörung der Belagschicht. b) Wenn das zusammengesetzte Material über die
vorgewählte Grenze hinaus beansprucht wird, bricht die faserige Verstärkungseinlage
an verschiedenen Punkten, wobei- jedoch die elastischen Eigenschaften des Befagmaterials
nicht wesentlich verringert werden.
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Gemäß der Erfindung wird ein verbesserter biegsamer Behälter vorgeschlagen,
welcher für die oben angegel)enen Zweclve geeignet ist und der aus einer Schicht
eines elastischen Materials, wie
Gummi, synthetischem Gummi oder
gummiartigem Werkstoff oder plastischem Werkstoff von elastischer Natur mit einer
Bruchdehnung der Größenordnung von 200 0/o oder mehr, und aus einer Schicht einer
Gewebeverstärlçung besteht, die beide derart miteinander verbunden sind, daß unter
Stoßbelastungen die Scherfestigkeit der Verbindung, gemessen nach der rSo0-Abziehprobe,
die später noch erläutert wird, geringer ist als die Biiichfestigkeit des elastischen
Stoffes.
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Es wunde gefunden, daß die WliderstandsfähigF keit eines biegsamen
Behälters gegenüber Stoßbelastungen bei gleichen übrigen Verhälltnissen von dem
Grad der Haftung zwischen den verschiedenen zum Aufbau des Behälters zur Anwendung
gelangenden Stoffen abhängt. Wenn der Grad der Haftung zu groß ist, ist es nicht
möglich, einen optimalen Widerstand gegenüber Stoßbeanspruchungen zu erreichen.
Es wurde gefunden, daß der optimale Wi,derstand gegenüber Zerstörungen des elastischen
Stoffes bei Stoßbelastungen gegeben ist, wenn das mit ihm verbundene Gewebe nur
einen geringen Haftungsgrad an dem elastischen Material aufweist.
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In den folgenden Beispielen werden die entsprechenden Eigenschaften
von- zwei zusammengesetzten Stoffmateriallien angegeben, die sich in jeder Hinsicht
ähneln mit Ausnahme der Stärke der Bindung zwischen den einzelnen Schichten.
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Zwei Proben von zusammengesetztem Material werden aus einer o,6 mm
starken Acrylonitrilbutadiencopolymerstoffzusammensetzung und einem gewebten Polyainidtextilstoff
von 4,57 g/dm2 hergestellt, das 31I Fäden je Zentimeter Kette und Schuß aufweist
und eine Zugfestigkeit von 2,7 ig/cm aufweist. Bei der Probe=4 wird das Gewebe mit
dem Belag des elastischen Materials mit einer Bindefestigkeit von o,67lkg/cm des
Materials versehen und bei der Probe B mit einer Bindefestigkeit von 0,39 kg/cm,
gemessen nach der I80'0LAlbziehprobe. Die I800-Abziehprdbe ist eine bekannte Probe,
durch -die die Festigkeit der Haftung zwischen zwei biegsamen Werkstoffen bestimmt
werden kann und die darin besteht, daß zwei benachbarte Enden der entsprechenden
Lagen einer Probenbreite des Materials in die Backen einer Maschine zur Bestimmung
der Zugfestigkeit oder einer ähnlichen Vorrichtung eingespannt werden und diese
Enden in entgegengesetzte Richtungen rechtwinklig zu der Ebene des zusammengesetzten
Materials, d. h. um 1800 zueinander, gezogen werden. Die Belastung, unter der die
gegenseitige Haftung unterbrochen wird, d. h. bei der sich die beiden Materialien
voneinander abziehen lassen, wird berechnet als eine Funktion einer Breiteneinheit
des zusammengesetzten Materials. Zur Blestimmung der XViderstandsf ähit eit dieser
Proben gegenüber Zugbeanspruchungen werden diese in ringförmige Rahmen eingespannt,
so daß der Mittelteil des Materials in Form einer Membrane, innerhalb des Ringrahmeus
festgespannt, gehalten wird. Dieser Rahmen mit dem auf ihm aufgespannten Material
wird in eine Vorrichtung gebracht, in der eine schwere vMetallkugel aus einer bestimmten
Höhe auf die Probe des zus ammengesetzten Materials fallen kann.
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Bei der Probe, bei der die stärkere Bindung der Schichten vorliegt,
zerreißt die schwere Metallkugel, wenn sie aus einer Höhe von 3,7 m herunterfällt,
das Gewebe an verschiedenen Stellen, und der elastische Stoff bricht auch an der
Stoßstelle. Bei der Probe B jedoch prallt die Kugel von dem elastischen Stoff ab,
wenn diese aus der gleichen Höhe herunterfällt, wobei das Gewebe in verschiedenen
Richtungen reißt. Ein Behälter aus letzterem Stoff würde also bei einer derartigen
Beanspruchung dicht bleiben.
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Es scheint, daß ,die Anfangsstoßbelastungen von dem weniger aus dehnungsfähigen
Material, d. h. vom Gewebe getragen werden. Bevor dieses Material zerstört ist,
kann sich der elastische Stoff nicht frei über die Dehnung des Gewebes hinaus ausdehnen.
Hieraus ist also zu folgern, däß nach Bruch des Gewebes in dem Falle, wo die Bindung
zwischen den beiden Lagen des Materials groß ist, der elastische Stoff noch von
dem Gewebe außerhalb der unmittelbaren Nachbarschaft der Bruchstelle zurfickgehalten
wird und die Dehnung des elastischen Stoffes daher auf die Fläche beschränkt ist,
die sich von dem Gewebe gelöst hat. Wenn jedoch die Bindefestigkeit zwischen den
Lagen kleiner ist, ist, nachdem der Bruch des Textilgewebes stattgefunden hat, die
Haftung des Gewebens nicht ausreichend, um den elastischen Stoff zurückzuhalten.
Dieser löst sich von dem Gewebe und kann sich somit bis zu seiner Elastizitätsgrenze
auf einer gröberen Fläche um die Bruchstelle des Gewebes herum ausdehnen. Es ist
daher festzustellen, daß die beste Widerstandsfähigkeit eines derartigen zusammengesetzten
Stoffes gegeniiber Stoßbeanspruchungen dann vorliegt, wenn nur eine geringe oder
gar keine Haftung zwischen den Lagen des Materials vorliegt. Unter normalen Umständen
hat jedoch die Gewebeeinlage eines biegsamen Behälters andere Funktionen zu erfüllen,
indem sie die Lokalllisierung des Risses des elastischen Stoffes unterstützt, wenn
dieser zufällig durchlöchert wird, wie dies beispielsweise bei Zusammenstößen oder
unter ähnlichen Bedingungen der Fall sein kann, so daß also das Gewebe die elastische
Auflage unterstützt.
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Geeignete elastische Stoffe sind z. B. solche, die aus polymerisierten
Materialien bestehen, wie polymerisierte substituierte Butadiene, Polyvinyle und
Mischpolymerisate von Butadien und Acrylonitril.
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Das Gewebe kann aus Baumwolle, Wolle, Leinen, Seide, Glasfaser od.
dgl. bestehen. Da es jedoch nicht notwendig ist, dessen Zugfestigkeit mit Bezug
auf den elastischen Stoff zu beschränken, ist es zweckmäßig, ein möglichst festes
Gewebe zu verwenden, soweit es sich hinsichtlich anderer Bedingungen, beispielsweise
des Gewichtes und der Kosten, verwerten läßt. Das Gewebematerial l)esteht daher
zweclçmäßig aus gewebten Einfasern, die sich kalt ziehen lassen, beispielsweise
die linearen Polyamide, wie sie unter dem geschützten
Namen Nylon
bekannt sind, da diese sich bei Stoß beanspruchungen außerordentlich gut dehnen.
Füi gewisse Zwecke kann auch ein Drahtgewebe verwendet werden.
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Die Haftung zwischen den einzelnen Stoffen des zusammengesetzten
Blattmaterials kann dadurch erreicht werden, daß die Oberfläche des elastischen
Materials mit einem geeigneten Lösungsmittel benetzt wird und das Gewebe aufgebracht
wird, während die Oberfläche des elastischen Stoffes noch klebrig ist. In gewissen
Fällen ist es nicht möglich oder nicht zweclimäßlig, ein Lösungsmittel zu verwenden,
beispielsweise wenn der elastische Stoff in einem nachbehandelten oder vulkanisierten
Zustand vorliegt. In diesen Fällen kann die Verbindung hergestellt werden, bevor
der elastische Stoff nachbehandelt ist. Das zusammengesetzte Material wird dann
in einem weiteren Arbeitsgang der Nachbehandlung unterworfen. {Segebenenfalls kann
auch ein Klebemittel Anwendung finden, und/oder es kann eine \Aiärmebellandlung
vorgenommen werden.
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Das zusammengesetzte Material kann dadurch hergestellt werden, daß
der elastische Stoff und das Gewebe durch Kalanderwalzen geschickt wird oder durch
ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren, wodurch der gewünschte Grad der Haftung
erreicht wird.
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Das zusammengesetzte Material kann zur Herstellung von biegsamen
Behältern der erwähnten Ärt verwendet werden, beispielsweise indem aus Bahnen des
zusammengesetzten Materials die entsprechenden Zuschnitte hergestellt werden, die
dann zusammengesetzt und auf einer Form od. dgl. vereinigt werden. Wenn es erwünscht
ist, Zuschnitte des Materials durch einen Überlappungsraum zu verbinden, ist es
zweckmäßig, daß die jenilgen Teile des Gewebes, die gewöhnlich zwischen zwei Lagen
des elastischen Stoffes liegen würden, vorher von dem elastischen Material getrenat
werden, so daß also eine direkte Verbindung zwischen den elastischen Stoffen erfolgen
kann. Die abgehobenen Teile des Gewebes können die Verbindung überlappen und beispilelsweise
mittels eines Klebstoffes am Gegenstück befestigt werden.
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Auf diese Weise kann eine dochtartige Blirkung zwischen dem an der
Außenseite eines Behälters liegenden Gewebe und der in dem Behälter enthaltenen
Flüssigkeit vermieden werden.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Behälters
besteht darin, daß entsprechende Zuschnitte eines elastischen Stoffes auf einer
Form vereinigt und verbunden werden und darauf eine Gewebelage durch eines der beschriebenen
Verfahren aufgel;lebt wird. In diesem Falle kann der elastische Stoff sich im nachbehandelten
oder nicht nachbehandelten Zustand befinden. Im letzteren Fall kann der fertig hergestellte
Behälter der Nachbehandlung unterworfen werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Biegsamer Behälter für Brennstoff, Ö1 oder andere
Flüssigkeiten fur Flugzeuge und andere Fahrzeuge, gekennzeidnet durcl eine Schicht
eines elastischen Materials, wie Gummi, synthetischer Gummi oder gummiartiger Werlcstoff
oder plastischer Werkstoff von elastischer Natur mit einer Bruchdehnung der Größenordnung
von 200 O/o oder mehr, und eine Schicht einer Gewebeverstärkung, die beide derart
miteinander verbunden sind, daß unter Stoßbelastungen die Festigkeit der Verbindung,
gemessen nach der 1 8o0-Abziehprobe, geringer ist als die Bruchfestigkeit des elastischen
Stoffes.
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2. Behälter nachAnspruchtI, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische
Material aus polymerisiertem substituiertem Butadien, einem Polyvinylharz oder einem
Mischpolymerisat von Butadien und Acrylonitril besteht.