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Schwimmfähiger Behälter Die Erfindung bezieht sich auf schwimmfähige
Behälter für Flüssigkeiten mit Einfüll- und Entleerungsstutzen aufweisenden, im
wesentlichen undehnbaren, vorzugsweise unstarren Seitenwänden und einer über die
ganze Länge des Behälters sich erstreckenden Innenhülle, die die innere Begrenzung
des nutzbaren Behälterinnenraumes bildet und unter der Wirkung eines Druckmittels
bis zum Anliegen an die Innenmantelfläche der Behälterseitenwand elastisch aufgeweitet
werden kann.
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Schwimmfähige unstarre Behälter werden vorteilhaft zum Transport beispielsweise
von flüssigen Treibstoffen, Öl od. dgl. sowie auch von fließfähigen pulvrigen
Schüttgütern über See eingesetzt, wobei sie ohne Eigenantrieb im Schlepp von Motorschiffen
gezogen werden. Ihre vollständige Entleerung, die im Hinblick auf eine wirtschaftliche
Ausnutzung des Transportvolumens und besonders auch beim Frachtwechsel erwünscht
ist, war bisher nicht möglich, wenn nicht an der Entladestelle aufwendige Pumpeneinrichtungen
zur Verfügung standen. Es ist zwar bekannt, das Transportgut durch Einblasen von
Druckluft unmittelbar in den Behälter herauszubringen, doch ist hierbei die direkte
Einwirkung der Druckluft auf das Transportgut beispielsweise im Falle von Dieselöl
oder anderen Treibstoffen im Hinblick auf eine unzulässige Luftanreicherung als
nachteilig anzusehen. Um diesen Nachteil zu beheben, hat man schon vorgeschlagen,
die Behälter doppelwandig auszuführen und die Entleerung durch Einblasen von Druckluft
in den Raum zwischen innerer und äußerer Behälterwand zu bewirken. Wenn damit auch
eine unmittelbare Beaufschlagung des Transportgutes mit Druckluft vermieden wurde,
so war andererseits wieder eine vollständige Entleerung ausgeschlossen, da in den
unvermeidbar entstehenden Falten in der inneren Behälterwand nach jedem Entleerungsvorgang
stets ein mehr oder weniger großer Rest an Transportgut zurückblieb.
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Nach einer anderen bekannten Ausführungsfonn ist eine flexible Innenhülle
als innere Begrenzung des Behälter-Füllraumes vorgesehen, wobei diese Innenhülle
auch zum Austreiben des Behälterinhaltes verwendet wird. Hierfür ist jedoch die
Anordnung besonderer Leitkanäle zur Sicherung des Abflusses nach dem Entleerungsstutzen
hin von Bedeutung, da andernfalls die Entleerung des Behälters nicht nur erschwert,
sondern unter Umständen durch Blokkierung des Entleerungsstutzens gänzlich unmöglich
wäre, und die Funktion der Leitkanäle wiederum zieht zwangläufig die Herstellung
des Außenmantels aus einem starren, nicht faltbaren Werkstoff nach sich. Schließlich
ist es bekannt, Treibstoffbehälter für Rückstoßantriebe in Fernlenkgeschossen durch
Druckmittelbeaufschlagung einer dehnungsfähigen membranartigen Innenblase zu entleeren.
Auch hierbei hat jedoch der Außenmantel die Form eines starren, unverforinbaren
Behälters. Ein restloses Ausschieben des Behälterinhaltes ist mit einer solchen
einseitig befestigten Membran für diese Einsatzzwecke zwar wenigstens angenähert
zu erreichen, soweit nicht die beschränkte Dehnbarkeit der Membran eine Grenze setzt.
Für Schwimmbehälter gelten je-
doch von vornherein erschwerte Bedingungen
einmal auf Grund der weitaus größeren Behälterabmessungen und zum anderen wegen
des geforderten Stabilitätsverhaltens im Seegang. Da für Großbehälter das Gewicht
der Innenblase dem der nackten Außenhülle nur wenig nachsteht, würde die mit der
einseitigen Befestigung der Innenblase hervorgerufene ungleiche Lastverteilung die
Schwimmfähigkeit überhaupt in Frage stellen. Es kommt hinzu, daß für Rückstoßantriebe
gerade in Fernlenkgeschossen der Gesichtspunkt des einmaligen und einzigen Einsatzfalles
stark vereinfachende Anfangsbedingungen schafft, denn es braucht weder die Möglichkeit
aufeinanderfolgender Teilentleerungen noch das Wiederauffüllen berücksichtigt zu
werden, und die im Flug wirksamen Beschleunigungskräfte begünstigen die Orientierung
der Innenblase innerhalb des Außenbehälters und ihre Ausdehnung in Axialrichtung.
Für die Konstruktion schwimmfähiger faltbarer Großbehälter kann die bekannte Entleerungseinrichtung
daher keine brauchbaren Hinweise vermitteln.
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Nach der Erfindung sind schwimmfähige Flüssigkeitsbehälter der eingangs
geschilderten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülle an beiden Behälterenden
befestigt ist und daß sie in an sich bekannter Weise im vom Entleerungsstutzen entfernten
Bereich
leichter ausdehnbar ist als in der Nähe des Entleerungsstutzens, wozu die Dehnbarkeit
in Richtung auf den Entleerungsstutzen kontinuierlich abnimmt.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der aufblähbaren
Innenhülle wird die Auf-Crabe gelöst, schwimmfähige, zusammenlegbare Groß-e,
behälter
ohne Rücksicht auf die vorherrschenden Betriebszustände restlos zu entleeren und
auch wieder vollständig zu füllen. Da sich die beidseitig festgelegte Innenhülle
unter der Wirkung des Innendruckes von den Behälterenden fortschreitend nach dem
Entleerungsstutzen hin dehnt, bleibt der Entleerungsvorgang unbeeinflußt von den
beispielsweise durch Wellenschlag hervorgerufenen Krümmungen und Verformungen der
Behälterkonturen und kann während der Schleppfahrt auf hoher See selbst bei gleichzeitiger
Kurvenfahrt durchgeführt werden. Das Transportgut nimmt den Raum zwischen der zugfesten
äußeren Behälter-wand und der Innenhülle ein und drückt die letztere je nach
dem Füllungsgrad auf einen Bruchteil des Behälterquerschnittes zusammen. Die dabei
entstehende Faltenbildung ist ohne jede Bedeutung, da die Entleerung durch Erhöhen
des Innendruckes der Innenhülle eingeleitet wird, wobei diese im Endzustand an allen
Punkten der äußeren Behälterwand anliegt und keinen Raum für den Verbleib eines
Restgutes bietet. Als Druckmittel zum Aufblähen der Innenhülle ist grundsätzlich
jedes inerte Druckgas oder auch Druckflüssigkeit, beispielsweise Druckwasser, geeignet.
Vorzugsweise findet Druckluft Verwendung, da diese verhältnismäßig einfach zu erzeugen
und vielfach ohnehin schon an den Entladestellen vorhanden ist.
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Um den Behälterinhalt restlos über den Entleerungsstutzen auszudrücken,
muß die Innenhülle sich unter der Wirkung des inneren überdruckes fortschreitend
von den Behälterenden nach dem Entleerungsstutzen hin dehnen. Dies kann nach einem
Teilmerkmal der Erfindung durch eine von der Behälterfonn abweichende Gestaltung
der Innenhülle erzielt werden, derart, daß im spannungsfreien Zustand der Innenhülle
der Querschnitt des Behälterinnenraumes seinen größten Wert im Bereich des Entleerungsstutzens
aufweist. Für einen zylindrischen Behälter würde dies beispielsweise zu einer leicht
konischen Form der Innenhülle führen, wobei der größere Durchmesser der Innenhülle
den Behälterenden zugeordnet ist. Die gleiche Wirkung ergibt sich auch durch Ausbildung
der Innenhülle mit von den Endbereichen nach dem Bereich des Entleerungsstutzens
hin kontinuierlich zunehmender Wandstärke, da in diesem Falle der entsprechende
Druckaufbau zu Beginn des Entleerungsvorganges zunächst die dünnwandigen Hüllenabschnitte
aufbläht, während zum Dehnen der in Richtung nach dem Entleerungsstutzen sich anschließenden
dickeren Wandungsteile weitergehendeDrucksteigerungen erforderlich sind.
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Im Hinblick auf die Dehnbarkeit wird die Innenhülle zweckmäßig aus
Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen hergestellt. Da bei vollständig entleertem
Behälter im äußersten Dehnungszustand der Innendruck von der praktisch undehnbaren
Behälteraußenwandung aufgenommen wird, kann auf die Einarbeitung von Verstärkungseinlagen
verzichtet werden. Andererseits liegt es jedoch auf der Hand, das unterschiedliche
Dehnungsverhalten der Innenhülle in den aufeinanderfolgenden Längenabschnitten durch
den Einbau besonderer Verstärkungseinlagen hervorzurufen. So kann die Innenhülle
beispielsweise gemäß 01 einem Merkmal der Erfindung mit eingebette ten textilen
Verstärkungseinlagen in Form von in den Endbereichen stärker als im Bereich des
Entleerungsstutzens vorgewellten Fäden versehen sein. Die Wellung der im allgemeinen
nur beschränkt dehnungsfähigen Einzelfäden ergibt eine beliebig einstellbare Streckmöglichkeit
der Einlagen, so daß sich durch entsprechende Wahl und Verteilung der Vorwellung
über die Länge der Innenhülle die gewünschte Charakteristik bestimmen läßt. Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung kann dies auch durch Einbau von Verstärkungseinlagen
in Form von Geweben oder Geflechten mit in den Endbereichen spitzerem Flechtwinkel
als im Bereich des Entleerungsstutzens bewirkt werden. Die Erfindung macht sich
hierbei die von der Herstellung technischer Schläuche aus Kautschuk mit Gewebeeinlagen
bekannte Erscheinung zunutze, daß die radiale Dehnung eines Hohlkörpers unter der
Wirkung eines inneren überdruckes von dem Flechtwinkel des Gewebes bzw. dem Winkel
der einzelnen Geflechtslagen gegen die Schlauchachse abhängig ist und bei gleichem
Druck um so höher ausfällt, je spitzer dieser Winkel gewählt wird. Schließlich
liegt auch die gleichzeitige Anwendung mehrerer der hier angegebenen Maßnahmen im
CI Rahmen der Erfindung.
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Die Erfindung ist nicht allein auf schwimmfähige Behälter beschränkt,
sondern kann mit gleicher Wirkung auch auf auf dem Landwege transportierbare oder
ortsfeste Behälter angewandt werden. Ebenso ist die Erfindung unabhängig von der
Form der Behälter anwendbar. Für schwimmfähige Behälter, die hinter Motorschiffen
über See oder auch auf Binnengewässern mitgeschleppt werden, hat sich mit Rücksicht
auf günstiges Schleppverhalten eine torpedoartige Gestaltung bzw. längszylindrische
Form mit spitz oder abgerundet zulaufenden Enden eingeführt. Die bevorzugte Herstellung
solcher Behälter beispielsweise aus gummierten Gewebelagen oder ähnlichen flexiblen
Werkstoffen bringt neben dem Vorteil niedrigen Leergewichtes die Möglichkeit mit
sich, die Behälter für den Rücktransport auf kleinsten Raum zusammenzufalten. Ein
Einfüll- und Entleerungsstutzen kann an einem der beiden spitz zulaufenden Behälterenden
vorgesehen sein, wobei der Druckmittelanschluß für die zweckmäßig an dem gegenüberliegenden
Behälterende befestigte Innenhülle konzentrisch hierzu angeordnet werden kann. Da
diese Ausbildung jedoch an das Dehnungsvermögen der Innenhülle gerade am Anschlußende
außerordentlich hohe Anforderungen stellt, ist es im allgemeinen günstiger, den
Einfüll- und Entleerungsstutzen in der Behälterseitenwand, vorzugsweise in dem Bereich
des überganges von der zylindrischen Form nach den spitz zulaufenden Behälterenden
so anzuordnen, daß er sich im Schwimmzustand des Behälters eingetaucht an der Unterseite
befindet. Dies ergibt einmal ein optimales Dehnungsverhalten der Innenhülle, die
dadurch in zwei jeweils am Behälterende festliegende, in Richtung nach dem Entleerungsstutzen
fortschreitend sich vergrößernden Bewegungsraum aufweisende Abschnitte aufgeteilt
wird und schafft zum anderen die Möglichkeit, durch Anbringen eines kielflossenartig
wirkenden schweren Winkelanschlusses vom Einfüll- und Entleerungsstutzen
nach
dem Behälterende die Schwimmstabilität des geschleppten Behälters zu verbessern.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der
Zeichnung schematisch dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt einen zusammenlegbaren schwimmfähigen Behälter
für Flüssigkeiten im Längsschnitt. Der Behälter ist als länglicher, etwa zylindrischer
Körper 1 mit torpedoartig in abgerundete Spitzen zulaufenden Enden 2,
3 aus gummierten Gewebelagen hergestellt und mit einer dehnbaren Innenhülle4
versehen. Die Wandungsteile1,2,3 bilden die praktisch undehnbare Außenhaut des Behälters,
die auf der Innenseite mit der eingefüllten Flüssigkeit und auf der Außenseite mit
dem Seewasser unmittelbar in Berührung steht und daher in ihrem Aufbau und ihrer
Zusammensetzung auf diese Anforderungen abgestimmt sein muß. Das in Schlepprichtung
vordere Behälterende 2 trägt eine metallische oder aus einem hochfesten Kunststoff
geformte Abschlußkappe 5 mit einer zum Einhängen des Schleppseiles
8 vorgesehenen Zugöse 6. Zwecks leichteren Manövrierens an den Bunkerstationen
oder in engen Hafenbecken kann auch das hintere Behälterende 3
mit einer Schlaufe
7 oder ähnlichen Mitteln zum Aufgeben einer Zugkraft versehen sein. In der
Abschlußkappe 5 ist gleichzeitig ein Schlauchanschluß 9 zum Beaufschlagen
der Innenhülle 4 mit Druckluft bzw. zum Entlüften der Innenhülle angebracht. Ein
weiterer Druckluftanschluß 11 kann vorgesehen sein, um gegebenenfalls durch
Aufblähen eines flexiblen Luftbehälters 18 veränderlicher Größe im vorderen
Behälterteil der häufig beobachteten Neigung solcher Schwimmbehälter, bei höheren
Schleppgeschwindigkeiten periodisch unter- und aufzutauchen, zu begegnen. Der Luftbehälter
18 ist in dem Füllraum 10
zwischen Außenhaut und Innenhülle fest angebracht
und bewirkt durch willkürliche Änderungen seines Innendruckes und damit seines Volumens
entsprechende Verschiebungen der Auftriebskräfte. In dem Übergangsbereich von dem
Zylinderteil 1 nach dem Vorderteil 2 ist an der Behälterunterseite ein Einfüll-
und Entleerungsstutzen 12 mit einem nach vom gerichteten Anschlußwinkel
13 angeordnet. Ein Füll- und Entnahmerohr oder -schlauch 14 ist auf den Anschlußwinkel
aufgeschoben und zum vorderen Behälterende geführt, wo es zwecks leichterer Zugänglichkeit
an der Abschlußkappe 5 befestigt oder mittels einer Verbindungsschelle
15 an dem Schleppseil aufgehängt sein kann. Auf Grund seines vergleichsweise
hohen Gewichtes und seiner Lage am Unterwasserteil des schwimmenden Behälters wirkt
der Anschlußwinkel 13 zusammen mit dem aufgesetzten Füll- und Entnahmerohr
14 während der Schleppfahrt gleichsam als Flossenkiel stabilisierend gegen auftretende
Schlingerbewegungen.
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Die Innenhülle 4 ist in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel aus Gummi
oder einem gurnmiähnlichen elastisch verforinbaren Kunststoff ohne Verstärkungseinlagen
hergestellt. Im spannungsfreien Zustand weist sie etwa die gezeichnete Form auf,
wobei sie im zylindrischen Abschnitt der Behälteraußenhaut sich von dem hinteren
Behälterende 3 her über den größten Teil ihrer Länge bis zu dem Füll- und
Entleerungsstutzen 12 hin leicht konisch verjüngt und dementsprechend auch im Vorderteil
einen nach dem Stutzen 12 hin sich allmählich vergrößernden Ringraum abteilt. Es
wird damit erreicht, daß die Innenhülle sich unter der Wirkung eines inneren überdruckes
von den Enden her fortschreitend ausdehnt und gegen die zugfeste Außenhaut anlegt
und nach Art eines Verdrängungskolbens die in dem Ringraum 10 befindliche
Flüssigkeit ohne verbleibenden Rest durch den Entleerungsstutzen 12 in das Entnahmerohr
14 treibt.
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Zum Füllen des Behälters wird die Innenhülle 4 zunächst bis zum Anliegen
an der Außenhaut gedehnt und anschließend mit beginnendem Zulauf der Füllflüssigkeit
entlüftet, so daß sich keine unerwünschten Freiräume auf Grund eingeschlossener
Restluft ausbilden können. Mit zunehmendem Füllungszustand wird die Innenhülle in
regellosen Falten im Behälterinneren zusammengedrückt. Um dabei zu verhindern, daß
die hinteren Hüllenräume durch starke Faltenbildung in den vorderen Hüllenabschnitten
unter Umständen von dem entlüfteten Anschluß 9 abgesperrt werden, ist der
letztere mit einem bis in den hinteren Innenraum der Innenhülle4 geführten durchmesserbeständigen
Verlängerungsschlauch 16
mit in Abständen voneinander die Schlauchwandung
durchbrechenden Perforierungen 17 versehen. über diesen Verlängerungsschlauch
wird die vollständige Entlüftung der Innenhülle 4 und damit die Ausnutzung des gesamten
Behältervolumens für Transportzwecke gewährleistet. Der Schlauch kann beispielsweise
aus Gummi mit einer eingebetteten Stahldrahtwendel aufgebaut sein, so daß er durchmesserbeständig
und knickfest ist und gleichzeitig auch nicht die Faltbarkeit des Behälters beeinträchtigt.