-
Behälter für flüssigen Brennstoff, insbesondere für Luftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf Behälter für flüssigen Brennstoff, insbesondere für
Luftfahrzeuge, mit einer in einem formgebenden Stützgehäuse angeordneten Brennstoffzelle
aus Gummi und hat sich die Aufgabe gestellt, derartige Behälter besonders leicht
und billig in der Weise auszubilden, daß sie in beliebiger Größe und Form bei weitgehender
Unabhängigkeit von der Flugzeugkonstruktion als gesonderter Bauteil hergestellt
werden können; außerdem. soll der Behälter beschußsicher und auch zum Abwurf geeignet
sein. Erreicht wird dies dadurch, daß erfindungsgemäß das die Brennstoffzelle umgebende
Stützgehäuse aus dünnem, biegsamem, aber nicht elastischem, plattenförmigem, faserhaltigem
Werkstoff besteht, der mit einem thermoplastischen Harz imprägniert ist und daß
mit den Faserstoffplatten metallene Versteifungsrippen fest verbunden sind,, die
in gewissen Abständen parallel zueinander liegen. Die Faserstlaffplatten werden
zweckmäßig aus Kunstfasergewebe aus Polyamid hergestellt und .haben so geringe Stärke,
daß sie sich unter der Last der gefüllten Brennstoffzelle zwischen den Versteifungsrippen
durchbiegen können. Die Brennstoffzelle sellbst wird in an sich beikannter Weise
aus selbstschließendem Gummi gefertigt.
-
Bei bekannten Brennstoffbehältern aus, b.iegsamem Werkstoff wurden
im allgemeinen Teile der Flugzeugkonstruktion zur Abstützung verwendet und zur weiteren
Versteifung Umhüllungen aus Metallblech, Sperrholz od. dgl. vorgesehen. Diese Ausführungen
sind verhältnismäßig ,schwer und verringern dementsprechend die Leistungsfähigkeit
und Wirtschaftlichkeit eines Flugzeuges. Ferner
hat sich gezeigt,
daß sie für militärische Zwecke nicht geeignet sind, da sie einen selbsttätigen
Verschluß der Gummizelle bei esinem Durchschuß verhindern. Dies rührt daher, daß
die Metallhülle an der Durchschu'ßstelle sich spreizende, gezahnte Ränder bildet,
die den Selbstverschluß der Gummizelle verhindern, und zwar auch an :der Austrittsstelle
des Geschosses, da hier der Flüssigkeitsdruck die dem Loch benachbarten Gümmiteüle
der Zelle in den schüsselartig nach außen gebörtelten Rand des. Loches in der Metallhülle
preßt. Bei Verwendung von Sperrholz und Hartplatten treten wegen des Splitterns
und der Brüchigkeit dieser Stoffe die gleichen Nachteile auf. Der Einbau. von Schutzwänden
zwischen Brennstoffzelle und äußerer Metallhülle ist wegen des hohen toten Gewichts
für größere Behälter, die mehrere Tausend Liter .fassen können;, nicht durchführbar.
Das -gleiche gilt für Stützgehäuse, die an Stelle von Metall, Sperrholz od. dgl.
aus Platten aus Gummi öder anderen thermoplastischen Werkstoff 'hergestellt und
durch Vulkanisieren: oder Härten genügend steif gemacht worden sind.
-
Alle Nachteile der bekannten Anordnung wenden durch die Erfindung
vermieden. Das für das formgebende Stützgehäuse der Brennstoffzelle verwendete ,gehärtete
Kunstfasergeweb ist unempfindlich gegenüber Kohlenwasserstoffen, b,es,itzt bei geniigender
Steifheit -waße- WiderstandsfäIiigkeit, ist außerordentlich leicht, =billig in der
Herstellung und hinterläßt an der Ein- und Ausschußstelle keinen Grat, der den.
selbsttätigen Verschluß der Gummizelle verhindern 'könnte. Die metallenen Versteifungsrippen
können je nach Verwendungszweok ausgebildet und angeordnet werden, der Behält-er
kann daher auch außerhalb. des Flugzeugkörpars angeordnet und in einer zum Abwurf
ge-
eigneten Ausführung hergestellt werden. Beschußversuche an verschiedenen
entsprechend der Erfindung 'hergestellten Kunstfaserplatten aus Glasfasertuch.,
Kunstseide, Baurnwofle, Seide u. dgl,, mit einem Kaliber von 12,69 mm haben ergeben.,
.daß Gewebe aus-P'olyamid diie kleinsten Löcher ohne jeden Grat zeigen und außerdem
am widesrstan,d,sfäh;i;gsten gegen Rißbildung sind.
-
Das entsprechend der Erfindung vorgesehene Stützgehäuse besitzt zweckmäßig
ein Mennloch, durch .das die Brennstoffzelle eingebracht wird und das als Zugang
bei Ausbesserungsarbeiten dient. Waagerechte Querträger verbinden die senlerechten
Versteifungsrippen des Stützgehäuses und dienen zum Aufhängen des Behälters im oder
am Flugzeug und verteilen die während des Fluges auftretenden verschiedenartigen
Belastungen. im wesentlichen gleichmäßig über die Gehäusewandungen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel deir Erfindung,dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht des Brennstoffbeihälliters, teilweise im
Schnitt nach Linie I-I der Fig: 2, Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt
nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 eine Endansicht, teilweise im Schnitt nach Linie
III-IIh der Fig. z, Fig.4 einen Querschnitt einer Decken- :bzw. Bodenversteifungsri.ppe
nach Linie IV-IV der Fig. 3 in größerem Maßstab, Fig. 5 einen Querschnitt einer
Seitenversteifungsrippe nach Linie V-V der Fig. z in größerem Maßstab, Fig.6 einen
Querschnitt einer Stirn:wandversteifungsri.p@pe nach Linie VI-VI der Fig. 3 in größerem
Maßstab, Fig. 7, ä Seiten.- und Vorderansicht einer Eckverbindung von Decken- und
Seitenversteifu,ngsrippen, Fig. 9 einen Querschnitt der neben dem Mannloch liegenden
Bodenversteifu.ngsrippe gemäß Linie IX-IX der Fig. 2.
-
Das mit i bezeichnete Stützgehäuse des Aus.führungsbeispiels nimmt
die aus selbstschließendem Gummi gefertigte kugelsichere Brennstoffzelle 2 auf und
besitzt idie Seitenwände 3, die Stirnwände 4, eine Deckenwand 5 und eine Bodenwand:
6. Die Stärke dieser Wände liegt je nach den Verhältnissen und dem Flugzeugtyp zwischen
etwa i und 3,2 mrm. Jede Wand besteht aus mehreren Lagen eines Kunstfasergewebes
und ist mit einem thermoplastischen Harz bei niederem Druck so. vulkanisiert, daß
es in einen halbsteifen. Zustand gebracht und gegenüber flüssigen K o.hle,nwasserstoffen
unempfindilich geworden ist. Jeder Wandteil wird über einer Form gebildet und dann
mit den Versteifuingsripp.en fest verbunden, beispielsweise durch Niete.
-
Die Seitenwände 3 sind oben und unten etwas tonnenartig einwärts,
gezogen und besitzen die aus rechteckigen Röhren aus einer Leichtmetallegierung,
vorzugsweise Dur-Aluminium, gefertigten V.,rst-eifungs,ri:pp:en; 7, die sich über
die :ganze Höhe der Seitenwände erstrecken und, mit Ausnahme der Enden, mit einem
Überzug 8 aus Schichten von Kuinstfase-rgewebe versehen sind, die in gleicher Weise
wie die Wandplatten mittels eines thermoplastischen Harzes präpariert worden sind.
Entsprechend Fig. 5 sitzen. zu beiden Seiten der Ve.rs@t°,if@ungsrip;p.en Wi.nhel
9 sowie an der Grundfläche ein Schutzstreifen io aus. dem gleichen Gewebe wie der
Überzug B. Außerdem sind an besonders gefährdeten .Stellen., insbesondere den Nietstellen,
Streifen i i aus Glasfasertuch zur Verstärkung um die Kanten gelegt (Fig. 7). Alle
Wandteile sind durch Vulikanisierung oder Härtung in ihre Dauerfarm gebracht worden.
-
Die gebogenen Stirnwände 4 sind längs ihrer senkrechten Kanten durch
Flansche mit den Seitenwän@den 3 verbunden und auf der Innenseite dieser Kanten
mit Verstärkungsstreifen 12 (Fig. 1, 2) aus harzimprägniertem Glasfasertuch versehen,
desgle,iehen an der Außenseite ihrer Verbindungskanten mit der Decken- und Bodenwand
'5 bzw. 6 mit entsprechenden Streifen: i i. An der Innenseite der Stirnwand 4 sind
gegenüber dem von den waagerecht verkaufenden Versteifungsrippen 13 eingenommenen
Raum zur Verstärkung der Nietverbindungen ebenfalls Zusatzstreifen io aus gummiertem
Kunstfasergewebe vorgesehen (Fig.6).
Di.e Versteifungsrippen i3
bestehen aus geflanschten U-Schienen. Die Nietverbindung ist so ausgeführt, daß
der Nietkopf sich auf der Innenseite des Stützge!häuses geben den Zusatzstreifen
io und der Schlagkopf gegen die Flansche der VersteiTungsri'ppen 13 legt.
-
Ähnlich sind die gewölibten Decken- und Bodenw.ind-e 5 bzw. 6 des
Stützgehäuses ausgebildet; sie sind rundum zur Verbindung mit den Se,itenwänd,en
3 geflanscht und an den Verbindungsstellen innen und außen mit Verstärkungswinkeln
14 bzw. i i aus harzimprägniertem Glasfasertuch versehen. Die entsprechend der Wölbung
der Decken- und Bodenwände 5 bzw. 6 gebogenen Versteifungsrippen 15 :sind
ebenfalls mit Flanschen für die Nietverbindung versehen und U-förmig ausgebildet,
haben jedoch entsprechend ihrer größeren Belastung °in größeres Profil als die Versteifungsrippen
13 der :Stirnflächen. Um beim Zusammenbau und beim Einbringen der Brennstoffzelle
2 in das Innere des Stützgehäuses i gelangen zu können, ist in der Bodenwandung
6 ein Mannloch 16 vorgesüh n, das durch einen Deckel 17 verschlossen wird.
Dieser besteht aus dem gleichen Werkstoff wie die Wandungen und wird von einem Meta!11-rahmen
18 gehalten, .der durch Bolzen i9 mit den benachbarten Versteifungsrippen 15 verschrauibt
wird. Die D"clcen- und Bodenwandungen 5 und 6 ;nehmen ferner die Öffnungen für den
Brennstoffeinlaß 20 bzw. den Brennstoffauslaß 21 auf.
-
Um dem Stützgehäuse i eine große Steifigkeit und Festigkeit zu geben,
werden die VersteifungsripPen 7 und 15 der Seitenwandungen bzw. der Declen- und
Bodenwandungen in denselben Vertikalebenen angeordnet und an ihren zusammen-Enden
in der in Fig. 7 und 8 gezeigten Weise miteinander vernietet. Eine weitere Verfes.tigung
des Stützgehäuses sowie eine gleichmäßige Lastverteilung wird durch zusätzliche
Längsträger 23 und 2:I erreicht, die mit Bolzen 25 an Haltern 26 befestigt sind;
diese Halter 26 wiederum sind durch Bolzen 27 mit den seitlichen Verstei'fungsrippen
7 verbunden. Die oberen Längsträger 23 dienen gleichzeitig zum Aufhängen des Brennstoffbehälters
am Flugzeugkörper, die unteren Längsträger 24 werden zweckmäßig mittels Stützstreben
mit dem Flugzeugkörper verbunden, um bei allen Belastungen und Fluglagen Verschiebungen
des Behälters zu vermeiden.