DE3502353C2

DE3502353C2 -

Info

Publication number: DE3502353C2
Application number: DE3502353A
Authority: DE
Inventors: Shinji Kanagawa Jp Morimura
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE3502353A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwimmrahmen-Teil für eine Fischzuchteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei Fischzuchteinrichtungen, die einen Bereich des Meeres durch ein Netz abgrenzen und dazu verwendet werden, Fische und Schalentiere im Inneren des Netzes zu züchten bzw. zu fangen und festzuhalten, hängt dieses Netz an einem Rahmen, der auf der Oberfläche des Meeres schwimmt und wird von diesem getragen. Um einen guten Wirkungsgrad bei der Züchtung oder beim Fangen und Schleppen von Meerestieren sicherzustellen, ist es erforderlich, daß diese Fischzuchteinrichtungen ein großes Fassungsvermögen, insbesondere einen großen Grundriß aufweisen. Wenn der Rahmen einer derartigen großen Fischzuchteinrichtung durch Verbinden einer Mehrzahl verstärkter Schläuche herge stellt wird, von denen jeder eine gegen eine Verformung sta bilisierende innere Schicht aufweist, wobei gerade Verbin dungen bzw. Kupplungen verwendet werden, so daß jeder ver stärkte Schlauch gekrümmt sein kann und die Schläuche im we sentlichen einen Kreis mit einem Durchmesser von 30 bis 100 m bilden, ist es möglich, eine große Nutzungskapazität zu er zielen, die 6- bis 70mal größer ist als diejenige von Fisch zuchteinrichtungen, die durch einen starren Rahmen mit Stahl rohren und ähnlichem gebildet werden. Wenn der unter Verwen dung derartiger verstärkter Schläuche hergestellte Rahmen der bekannten Fischzuchteinrichtungen jedoch in Schlepp ge nommen oder starken Gezeitenströmungen im Meer ausgesetzt wird, wirkt auf den Rahmen eine starke äußere Kraft in einer bestimmten Richtung ein, so daß die verstärkten Schläuche, die mit Hilfe der geraden Verbindung in die ursprüngliche gebogene Position gezwängt worden sind, dazu neigen wieder die ursprüngliche gerade Form anzunehmen. Folglich entsteht in der Nähe der geraden Verbindungen eine scharfe Biegung mit einem kleinen Krümmungsradius, was zum Knicken der verstärkten Schläuche und im schlimmsten Falle zum Bre chen der Schläuche führen kann.

In der offengelegten JA-GM-An 57-36 867 ist eine Fischzucht einrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, die ge genüber Schleppen und dem Gezeitenstrom stabil ist. Hierzu ist diese Fischzuchteinrichtung so konstruiert, daß hohle stabförmige verstärkte elastische Körper, die mit Gas ge füllt sind, mit Hilfe von gebogenen Verbindungsteilen unter Bildung eines Rahmens mit einer polygonalen Form mit 4 bis 30 Seiten, beispielsweise einer hexagonalen Form, miteinander verbunden werden. Ein Befestigungsteil zum Festmachen bzw. Vertäuen eines Seils bzw. einer Leine ist an jedem gebogenen Verbindungsteil vorgesehen und Netze hängen vom Rahmen der Fischzuchteinrichtung nach unten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwimmrahmen- Teile der bekannten Fischzuchteinrichtung so weiterzubilden, daß der Rahmen die verschiedenen Anforderungen, die im Meer an ihn gestellt werden, noch besser erfüllt. Hierbei soll der Rahmen eine ausgezeichnete Starrheit bzw. Festigkeit be sitzen und auch bei starker Krafteinwirkung nicht knicken oder zusammenfallen, sondern seine Form beibehalten, sowie eine ausreichende Auftriebs- bzw. Schwimmkraft auch bei starkem Wellengang besitzen und schlag- und stoßfest sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elastische Körper aus einem gummielastischen Material, ins besondere Gummi, besteht und mit Fasercorden verstärkt ist, einen äußeren Durchmesser von etwa 279,4 bis etwa 609, 6 mm, eine Wandstärke von etwa 12,7 bis 50,8 mm und ein Produkt aus Elastizitäts-Modul und Flächen-Trägheitsmoment von 98,1 bis 2943 daN · m² sowie ein Verhältnis von Umfangsspannung zu Axial spannung von 1,5 bis 2,5 aufweist, wenn ein Innendruck von 0,098 bis 19,6 daN/cm² herrscht.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen an Hand der Zeich nungen erläutert. Dabei ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Fischzuchtein richtung;

Fig. 2 eine Graphik, die die Beziehung zwischen der Krüm mung, dem Biegemoment und Produkt aus Elastizitäts modul und Flächen-Trägheitsmoment (EI) eines Schwimm rahmen-Teils zeigt;

Fig. 3 die Vorderansicht eines Schwimmrahmen-Teils;

Fig. 4 die Vorderansicht eines gebogenen Verbindungsstückes und

Fig. 5 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Schwimm körpers.

Die Anforderungen, die an einen Rahmen für eine Fischzucht einrichtung und dabei an ein Schwimmrahmen-Teil gestellt werden, sind folgende:

1. Es muß ausreichend auf der Welle schwimmen können, so daß es der Oberfläche einer verhältnismäßig großen Welle im offenen Meer folgt, ohne dadurch zu zerbrechen.
2. Es muß eine ausreichende Starrheit bzw. Festigkeit be sitzen, so daß keine abnorme Deformation des Schwimm rahmens der Fischzuchteinrichtung eintritt. Außerdem darf es nicht knicken, selbst wenn eine äußere Kraft durch den Gezeitenstrom im Meer oder durch das Schleppen des Rahmens mit etwa 5 Knoten einwirkt.
3. Es muß imstande sein, wieder seine ursprüngliche Form (Profil) anzunehmen, selbst wenn der Schwimmkörper ver bogen wird durch Einwirkung einer äußeren Kraft, die nicht vorhersehbar ist, wie dies im Falle des üblichen Gezeitenstroms oder beim Schleppen der Fall ist.
4. Es muß eine ausreichende zusätzliche Auftriebskraft be sitzen, um das Gewicht von Netzen, Arbeitern, Zubehör teilen u. ä. zu tragen.
5. Es muß ausreichende Schlagfestigkeit besitzen, damit es beim Vertäuen, Festmachen der Netze usw. und beim An schlagen an ein Arbeitsschiff nicht beschädigt wird und
6. es muß seine Form bzw. sein Profil beibehalten, daß immer eine konstante Länge und ein konstanter Durchmesser bestehen bleiben, unabhängig vom inneren Druck, um ein Reißen bzw. Ab reißen der aufgehängten Netze und ein Lockern der Befesti gungen für ein Geländer u. ä., das um die Achse des Schwimm rahmens angebracht ist, und um einen Austritt von Gas durch Beschädigung oder ähnliches vermeiden.

Bei umfangreichen Untersuchungen hat es sich gezeigt, daß die folgenden Eigenschaften vorhanden sein müssen, damit das Schwimm rahmen-Teil den obigen Anforderungen genügt.

a) In bezug auf das Wellenreitenvermögen, die Starrheit und die Eigenschaft nicht zu knicken hat es sich bei einem Simulationstest in einem Wasserbecken, d. h. bei der Anwen dung, gezeigt, daß beim Schwimmrahmen-Teil das Produkt aus Elastizitäts-Modul und Flächen-Trägheitsmoment (im folgenden als EI bezeichnet) im Bereich von 0,981 · 10³ bis 10⁴ daN · m² vorzugsweise 4905 daN · m² liegen muß, Wenn EI in diesen Be reich fällt, treten in bezug auf die obenerwähnten drei Eigenschaften keine Probleme auf;
b) Die Eigenschaft, wieder in die ursprüngliche Form zurück zugehen, kann vollständig sichergestellt werden durch Ver wendung von Fasercorden als Verstärkungsmaterial;
c) Für den Auftrieb bzw. das Schwimmvermögen ist es erfor derlich, daß ein Überschuß bzw. eine Reserve von nicht weni ger als 49,05 daN. pro laufendem Meter vorhanden ist;
d) Die Schlagfestigkeit kann sichergestellt werden durch einen Körper mit einer gasgefüllten hohlen Konstruktion aus einem gummi-elastischen Material, insbesondere Gummi.
e) Die Eigenschaft, das Profil bzw. die Form beizubehalten kann sichergestellt werden, wenn das Verhältnis von Um fangsspannung zu Axialspannung unter einem Innendruck im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt, selbst wenn der Schwimm rahmen-Teil aus einem gummi-elastischen Körper insbesondere Gummi, besteht, der mit Fasercorden verstärkt ist.

Die Anforderungen werden durch das erfindungsgemäße Schwimm rahmen-Teil erfüllt. Insbesondere kann die Eigenschaft, wieder die ursprüngliche Form anzunehmen, erreicht werden, wenn der elastische Körper, dessen Hauptteil von einer Gaskammer ein genommen wird, aus einem gummi-elastischen Material, insbe sondere Gummi, hergestellt ist, das mit organischen oder anorgani schen Fasercorden verstärkt ist. Die gewünschte Auftriebs reserve kann erreicht werden, wenn der äußere Durchmesser dieses verstärkten elastischen Körpers etwa 279,4 bis 609,6 mm beträgt. Eine ausreichende Schlagfestigkeit kann erreicht werden, wenn die Wandstärke dieses verstärkten elasti schen Körpers, der mit einem Gas wie Stickstoff, Luft oder ähnlichem gefüllt werden soll, etwa 12,7 bis etwa 50,8 mm beträgt. Darüber hinaus kann die Eigenschaft auf den Wellen zu schwimmen, die Starrheit und die Eigenschaft nicht zu knicken, die vorliegt, wenn EI des verstärkten elastischen Körpers 10³ bis 10⁴ daN · m² beträgt nachdem der Innendruck angewandt ist, erreicht werden durch Auswahl des Ma terials des elastischen Teils und der Anzahl der Schichten und den Winkel der Fasercorden so daß EI des verstärkten elastischen Teils selbst im Bereich von 98,1 bis 2943 daN · m² festgelegt werden kann und der Druck im Inneren des elasti schen Körpers 0,098 bis 19,6 daN/cm² beträgt. Ferner kann die Eigenschaft, die Form zu erhalten, die jeweils die Aufrecht erhaltung einer konstanten Länge und eines konstanten Durch messers erlaubt, erreicht werden, wenn das Verhältnis der Umfangsspannung zu der Axialspannung im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt unter dem Innendruck auf den verstärkten elastischen Körper.

Der Grund für die oben angegebenen Grenzwerte wird im fol genden näher erläutert:
Der Grund, warum der äußere Durchmesser des verstärkten elastischen Körpers im Berich von 279,4 bis 609,6 mm lie gen soll, liegt darin, daß, wenn der Durchmesser kleiner als etwa 279,4 mm ist, der Überschuß an Auftrieb bzw. Schwimm fähigkeit von 49,05 daN. pro laufenden Meter nicht erreicht werden kann, während dann wenn er etwa 609,6 mm übersteigt, wirtschaftliche Nachteile auftreten. Der Grund, warum die Wandstärke des verstärkten elastischen Körpers im Bereich von etwa 12,7 bis etwa 50,8 mm liegen soll, ist da rin zu sehen, daß wenn die Dicke weniger als etwa 12,7 mm beträgt, es schwierig ist, die Eigenschaft zu erzielen, daß der Körper nicht knickt, zusammen mit der Schlagfestigkeit, dem EI-Wert des verstärkten elastischen Teils selbst und dem Spannungsverhältnis, unter dem Innendruck, während, wenn die Wandstärke mehr als etwa 50,8 mm beträgt, wirtschaftliche Nachteile auftreten.

Der Grund, warum die Fasercorde als Verstärkungsmaterial angewandt werden, liegt darin, daß die Fasercorde aus den einzelnen Cordfäden aus organischen Fasern, anorganischen Fasern, Metallfasern oder ähnlichem ausreichend elastische Kraft zur Wiederherstellung der Form besitzen, ohne daß sie brechen oder plastisch verformt werden, selbst wenn der verstärkte elastische Körper gebogen wird. Der Grund, warum der Innendruck auf 0,098 bis 19,6 daN/cm² eingestellt wird, liegt darin, daß wie aus Fig. 2 hervorgeht, die die Beziehung zwischen der Krümmung, dem Biegemoment und dem EI-Wert zeigt, wenn beispielsweise das verstärkte elasti sche Teil einen äußeren Durchmesser von 428 mm und eine Wandstärke von 24 mm besitzt und aus einer inneren Gummischicht, 8 Cordschichten, einer dazwischenliegenden Gummischicht, 4 Cordschichten und einer äußeren Gummischicht besteht, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, mit einem EI-Wert von 981 daN · m² der obige Bereich bestimmt wird, um den EI-Wert nach dem das Teil mit beispielsweise Stickstoff aufgefüllt ist, bis ein EI-Wert von 10³ bis 10⁴ daN · m² erreicht ist, die oben angegebenen verschiedenen Bedingungen erfüllt sind. Es ist zu beachten, daß der oben angegebene Wert von 0.098 daN/cm² vorliegt, wenn auch nur eine geringe Menge Stickstoffgas ein gefüllt ist. Es hat sich bestätigt, daß, wenn der EI-Wert des verstärkten elastischen Teils selbst ansteigt, der Kur vengradient größer ist.

Es ist daher erforderlich, den Innendruck sowie den EI-Wert des verstärkten elastischen Teils selbst entsprechend zu wählen, um den gewünschten EI-Wert nach dem Einfüllen des Gases zu erhalten. Wenn der EI-Wert weniger als 98,1 daN/m² beträgt, ist es nicht möglich, eine entsprechende Starrheit zu erreichen, selbst wenn der Innendruck erhöht wird. Aber innerhalb eines druckunabhängigen Bereichs, der bestimmt wird unter Berücksichtigung der Sicherheit der Gummirahmen struktur ist es, wenn er 2943 daN/m² übersteigt, nicht er forderlich, einen Innendruck anzuwenden, jedoch geht dann der wirtschaftliche Vorteil, der durch Anwendung von Innen druck auftritt, verloren. Daher ist der Wert auf den Bereich von 98,1 bis 2943 daN/m² festgelegt.

Fig. 3 zeigt ein Schwimmrahmen-Teil mit einem äußeren Durch messer von 437 mm, einer Wandstärke von 28,5 mm, einer Ge samtlänge von 12,5 m, einem Innendruck von 4,9 daN/cm², einem Gewicht von 700 kg und einem zusätzlichen Auftrieb von 98,1 daN/pro laufendem Meter. Das Schwimmrahmen-Teil 11 besitzt an jedem Ende einen starren Flansch 12, der luft dicht an einem gebogenen Verbindungsteil durch Anvulkani sieren befestigt ist.

Fig. 4 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Vorderansicht eines gebogenen Verbindungsteils 13, mit dem das Schwimm rahmen-Teil 11 verbunden wird. Natürlich kann die Form des Verbindungsteils 13 abhängig von der Anzahl der Schwimm rahmen-Teile gewählt werden, die zur Herstellung des Schwimm rahmens erforderlich sind. Das gebogene Verbindungsteil 13, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt einen Flansch 15 auf einem Ende eines Kupplungskörpers 14, der luftdicht mit dem starren Flansch 12 verbunden werden kann, während eine Ver bindungsplatte 16 an dem gekrümmten Ende des gebogenen Kupp lungskörpers 14, der eine Krümmung von 60° besitzt, vorge sehen ist. Die Verbindungsplatte 16 soll mit einem anderen geraden oder gebogenen Verbindungs- bzw. Kupplungsteil ver bunden werden. Das gebogene Verbindungsteil 13 besitzt eine abgeteilte Kammer 17 innerhalb des Kupplungskörpers 14, die mit dem Inneren des Schwimmrahmen-Teils 11 in Verbin dung stehen soll und eine Ein- bzw. Auslaßöffnung 18 auf weist, durch die ein Gas in den Schwimmrahmen-Teil 11 durch die Kammer 17 eingefüllt werden kann.

Das gebogene Verbindungsteil 13 besitzt auch eine Luftkam mer 19 zwischen der Kammer 17 und dem gekrümmten Ende, die ein Eindringen von Meerwasser in das Innere des gebogenen Verbindungsteils 13 verhindert.

Die Bezugsziffern 20, 21 und 22 in dieser Figur bezeichnen Haken, die beim Arbeiten, wie beim Zusammensetzen oder Ab transportieren, als Griff verwendet werden oder zum Anbringen von Seilen 4 bzw. eines Trägers für ein Geländer dienen.

Beim Zusammensetzen des Rahmens für Fischzuchteinrichtungen 3 aus dem Schwimmrahmen-Teil 11 und den gebogenen Verbindungs teilen 13 wird jeweils der starre Flansch 12, der an jedem Ende des Schwimmrahmen-Teils 11 vorgesehen ist, mit dem ge bogenen Verbindungsteil 13, das eine entsprechende Form be sitzt, über ein Dichtungsmaterial so verbunden, daß eine un abhängige Gaskammer aus dem Hohlraum des Schwimmrahmen-Teils 11 und der Kammer 17 des gebogenen Verbindungsteils 13 entsteht. Die abgeschlossene Gaskammer führt zu Vorteilen, z. B. wenn das Gas aus einem Schwimmrahmen-Teil 11 entweicht, werden die anderen Gaskammern nicht betroffen. Nach dem obener wähnten Zusammensetzen ist die erforderliche Anzahl von Schwimmrahmen-Teilen 11 über die gebogenen Verbindungstei le 13 miteinander verbunden, während ein Gas, wie Luft oder Stickstoff, in jede Gaskammer bis zu einem Druck von 0,098 bis 19,6 daN/cm² durch ein nicht gezeigtes Ventil über die Ein- bzw. Auslaßöffnung 18 eingefüllt wird.

Vorzugsweise wird die so hergestellte Fischzuchteinrich tung 3 mit zusätzlichen Schwimmkörpern 23 aus geschäumtem Polystyrol verbunden, um den Auftrieb zu verbessern. Es ist bevorzugt, daß ein solcher zusätzlicher Schwimm körper 23 in Leinwand eingehüllt ist als Schutz vor einem Zerbrechen.

Letztlich wird ein solches Schwimmrahmen-Teil für einen Schwimm rahmen einer Fischzuchteinrichtung 3 mit Netzen 6, Geländern 8, Träger für Netze, die ein Herausspringen der Fische verhin dern, Vertäuungsseilen u. ä. versehen.

Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schwimmrahmen-Teile her gestellte Fischzuchteinrichtung 3 besitzt die Eigenschaft, auf den Wellen zu reiten, ist starr, knickt nicht während der Anwendung und beim Vertäuen im offenen Meer, nimmt ihre ur sprüngliche Form wieder an bzw. behält sie bei und besitzt einen ausreichenden Überschuß an Auftriebskraft sowie Schlag festigkeit beim Füttern bzw. Auslegen von Ködern u. ä. Auf grund der Profilstabilität der Schwimmrahmen-Teile ist es möglich, ein Reißen der Netze und Abreißen der Geländer und der Netze, welche das Überspringen von Fischen verhindern sollen, zu vermeiden, wenn das Gas austritt.

Die Fischzuchteinrichtung kann zur Anwendung im offenen Meer größer ausgelegt und von einem Schiff in Schlepp ge nommen werden.

Claims

Schwimmrahmen-Teil für eine Fischzuchteinrichtung in Form eines hohlen stabförmigen elastischen Körpers, dessen Hauptteil eine darin enthaltende Gaskammer ausmacht, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper aus einem gummielastischen Material, insbesondere Gummi, besteht und mit Fasercorden verstärkt ist, einen äußeren Durchmesser von etwa 279,4 bis 609,6 mm, eine Wandstärke von etwa 12,7 bis 50,8 mm und ein Produkt aus Elastizitäts-Modul und Flächen-Trägheitsmoment von 98,1 bis 2943 daN · m² sowie ein Verhältnis von Umfangsspan nung zu Axialspannung von 1,5 bis 2,5 aufweist, wenn ein Innendruck von 0,098 bis 19,6 daN/cm² herrscht.