DE645659C - Tankstabilisierungsanlage fuer Schiffe - Google Patents

Description

Die nichtaktivierten Tankstabilisierungsanlagen, bei denen also die Bewegung der Tankflüssigkeit relativ zum Schiff lediglich unter dem Einfluß der Schwerkraft erfolgt, haben gegenüber den aktivierten Tankstabilisierungsanlagen den Vorteil, daß sich ein Aktivierungsantrieb erübrigt. Andererseits besteht aber bei den nichtaktivierten Tankstabilisierungsanlagen die Gefahr, daß die periodische Bewegung der Tankfüllung relativ zum Schiff in bezug auf die Schiffsschwingung außer Tritt fällt und zu einer gefährlichen Aufschaukelung des Schiffes führen kann. Es ist bekannt, eine einstellbare Drossel im Wasserverbindungskanal ,vorzusehen, die gestattet, die Eigenschwingungsdauer der Stabilisierungsanlage der (veränderlichen) Eigenschwingungsdauer des Schiffes anzupassen. Demgegenüber haben die aktivierten Tankstabilisierungsanlagen den Vorzug einer selbsttätigen Anpassung der resultierenden Periodenlänge der Bewegung der Tankflüssigkeit an die Periodenlänge der zu dämpfenden Schiffsschwingung bei gleichzeitiger hirmeichiend kräftiger Flüssigkeit^ verschiebung. Außerdem ermöglichen diese Anlagen die Bekämpfung einer etwaigen Schräglage des Schiffes.

Die Erfindung bezweckt, eine Anlage zu schaffen, die möglichst die Vorteile der beiden vorerwähnten Tankstabilisierungsanlagen in besonders einfacher und betriebssicherer Weise vereinigt. Erreicht ist das unter Verwendung eines Antriebes zur periodischen Verschiebung der Tankflüssigkeit im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingung dadurch, daß nur ein Bruchteil, höchstens etwa 50 °/₀, vorzugsweise etwa 30 % der Tankflüssigkeit dem Einfluß des Aktivierungsantriebes unterworfen ist, während der übrigie Teil der Tankflüssigbeit sich, mehr oder weniger selbst überlassen wird, in der Hauptsache unter dem Einfluß der Schwerkraft relativ zum Schiff hin und her strömt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Aktivierungsantrieb z. B. in Gestalt eines Schrauben- oder Schaufelradpropellers im Luft- oder Wasserverbindungskanal angeordnet und so bemessen, daß er nur einen Teil des Kanalquerschnittes, höchstens etwa 50 %, vorzugsweise 30 ^ft/₀ ausfüllt.

Bei der neuen Anlage handelt es sich also gleichsam um eine Mischung einer aktivierten und einer unaktivierten Tankstabilisierungsanlage. Durch die sich nur auf einen Bruchteil der Tankfüllung beziehende Aktivierung wird eine selbsttätige Anpassung der Bewegung der Tankflüssigkeit an die jeweilige Eigenschwingungsdauer des Schiffes in den praktisch vorkommenden Grenzen der Schwankungen erzielt. Zugleich ist auch eine Schräglagenbekämpfung von gewissem Aus-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Dr. Hermann Hort in Berlin-Charlottenburg.

maße in ähnlicher Weise wie bei den bekannten aktivierten Tankstabilisierungsanlagen (vgl. beispielsweise Patent 585 643) möglich. Es sind bereits Tankstabilisierungsanlageoiv

propeller verwendet.

wird bei Benutzung

bekannt, die eine Mischung einer aktiviertön und einer unaktivierten Anlage darstellen*· und zwar werden diese bekannten Anlagen, während einer Schlingerperiode des Schiffes zeitlich nacheinander unaktiviert und aktiviert betrieben. Während der Phase des aktivierten Betriebszustandes ist aber die gesamte Tankfüllung dem Einfluß des Aktivierungsantriebes unterworfen, während beim Erfindungsgegenstand beim aktivierten Betriebszustand jeweils nur ein Bruchteil der Tankfüllung unter dem Einfluß des Aktivierungsantriebes steht. Die Einrichtung nach der Erfindung hat u. a. den Vorteil, daß der Aktivierungsantrieb ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise in dem Wasser- oder Luftverbindungskanal der beiden Tankseiten angebracht werden kann, was eine Vereinfachung der Bauart bedeutet. Würde man hingegen bei der vorerwähnten bekannten Anlage den Aktivierungsantrieb am Wasseroder Luftverbindungskanal anbringen, so würde dieser für die Phase des unaktivierten Betriebszustandes eine unerwünschte Verringerung des fvanalquerschnittes darstellen. Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele.
Es zeigt

Fig. ι einen schematischen Querschnitt durch ein mit der neuen Anlage ausgerüstetes Schiff,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den den Aktivierungsantrieb enthaltenden Teil der Anlage,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.

Fig. 4 und 5 zeigen in entsprechenden Schnitten eine andere Ausführung des Aktivierungsantriebes.

Gemäß Fig. 1 stehen die beiden Tanks 2 und 3 des Schiffes 1 durch einen Wasserverbindungskanal 4 und einen Luf tverbindungs kanal 5 miteinander in Verbindung.

Der Aktivierungsantrieb kann im Luftverbindungskanal bei 6 oder auch im Wasser-Verbindungskanal bei 7 angeordnet werden. Ausführungsbeispiele für den Aktivierungsantrieb sind durch die Fig. 2 und 3 bzw. 4 und 5 veranschaulicht. Für die weitere Betrachtung sei angenommen, daß der Aktivierungsantrieb sich im Wasserverbindungskanal 4 befinde. Es könnte aber, wie schon erwähnt, der Aktivierungsantrieb im Luftverbindungskanal an der Stelle 6 angeordnet werden. Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 ist als Antrieb ein Verstellschraubender Anlage von dem Motor 8, der über den Schalter 9 eingeschaltet werden kann, über die Getriebeteile 10, 11 und 12 ständig an-■getrieben. Die Einstellung des Anstellwinkels des Schraubenpropellers 13 erfolge bei- ; spielsweise über die Getriebeteile 14 und 15 vermittels des Motors 16. Auf die Bauart des Schraubenpropellers 13 braucht nicht eingegangen zu werden, da ja solche Propeller an sich hinlänglich bekannt sind. Der Propeller 13 ist in einem innerhalb des Kanals 4 angeordneten, zweckmäßig nach beiden Enden mehr oder weniger konisch verlaufenden Rohrstutzen 17 angeordnet. Man entnimmt leicht der Fig. 3, daß durch den Aktivierungsantrieb 13 nur ein Bruchteil des Kanalquerschnittes, im Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel, ausgefüllt wird.

Der Anstellwinkel des Schraubenpropellers 13 ist im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingung umzusteuern. Die hierzu dienende Steuergröße wird von irgendeinem geeigneten Steuergerät (vgl. z.B. Patent 585 643), insbesondere einem Schlingerwinkelzeiger, abgeleitet. Über dieses in der Zeichnung nicht näher dargestellte Steuergerät wird der Schaltarm 18 im Takte der Schiffsschwingung relativ zu den beiden Kontaktsegmenten 19 und 20 hin und her bewegt. Durch eine geeignete Phasenverschiebung zwischen der Schiffsbewegung und der Bewegung des Kontaktarmes 18 wird dafür gesorgt, daß die Umsteuerung des Anstellwinkels des Verstellpropellers 13 stets im geeigneten Zeitpunkt relativ zur Schiffsschwingung erfolgt. Die Umsteuerung erfolgt jeweils, wenn der Kontaktarm von dem Kontaktsegment 19 auf das Kontaktsegment 20 übergeht und umgekehrt. Es sei z. B. angenommen, daß der Schaltarm ¹Q" 18 das Kontaktsegment 19 gerade verlassen hat und auf das Kontaktsegment 20 übergeht. Es wird dann in dem aus Fig. 2 ersichtlichen Stromkreis der Elektromagnet 21 erregt, der seinerseits den Schaltarm 22 auslenkt. Dieser Schaltarm spielt über zwei Kontaktsegmenten 23 und 24, die um die Drehachse des Schaltarmes 22 drehbeweglich sind. Sie sind über das Schneckenradgetriebe mit dem obenerwähnten Motor 16 gekuppelt. Sobald der Schaltarm 22 relativ zum Kontaktsegment 23 und 24 verstellt wird, im angenommenen Fall auf das Kontaktsegment wandert, wird der Motor im einen Drehsinne eingeschaltet, und er ändert so lange den Anstellwinkel des Propellers 13, bis die Kontaktsegmente 23, 24 wieder die relative Nullstellung bezüglich des Schaltarmes 22 erreicht haben. Wandert der Schaltarm 18 des Steuergerätes vom Kontaktsegment 20 auf das Kontaktsegment 19, so wird der Elektromagnet 26 erregt und der Schaltarm 22

im entgegengesetzten Sinne ausgelenkt. Der Motor 16 wird im umgekehrten Sinne eingeschaltet und verändert wieder so lange in diesem Verstellsinne den Anstellwinkel des Schraubenpropellers 13, bis die Kontaktsegmente 23 und 24 wieder die relative Nullstellung bezüglich des Kontaktarmes 22 besitzen. Es handelt sich also bei dem Beispiel der Verstellrichtung der Kontaktsegmente 23 und 24 um eine in Regeleinrichtungen als Rückführung bezeichnete Anordnung. Die Drehzahl des Motors 16 wird so hoch gewählt, daß die Umsteuerung des Anstellwinkels des Propellers 13 nahezu momentan erfolgt.

Die Ausführung nach Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 und 3 lediglich dadurch, daß an Stelle eines Schraubenpropellers ein Schaufelradpropeller benutzt ist. In der Zeichnung ist dieser Schaufelradpropeller nur in seinen wesentlichsten Teilen dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem Radkranz 30 und mehreren an diesem Radkranz drehbeweglich gelagerten Schaufeln 31. Diese Schaufeln 31 bewegen sich beim Umlaufen des Radkranzes 30 relativ zu diesem. Von der Phasenbeziehung zwischen der Drehbewegung des Radkranzes 30 und der relativ zu diesem erfolgenden Drehbewegung der Schaufeln 31 hängt die Förderrichtung ab. Die genannte Phasenbeziehung und damit die Förderrichtung kann durch Verstellung der Regelmuffe 32, die auf der Antriebsachse 33 des Radkranzes 30 längs verschieblich ist, geändert werden. Auf die weiteren Einzelheiten des Schaufelradpropellers braucht nicht eingegangen zu werden, da Antriebe dieser Art hinlänglich bekannt sind (s. z. B. die deutschen Patentschrdften der Klasse 65f^s, 3).

Der Schaufelradpropeller 30 ist innerhalb von zwei in der Längsrichtung des Kanals 4 nach beiden Strömrichtungen zweckmäßig mehr oder weniger konisch verlaufenden Leitwänden 34 und 35 angeordnet. Der für die Unterbringung des Antriebes erforderliche Raum beansprucht wiederum nur einen Bruchteil des Querschnittes des Kanals 4, wie aus Fig. S ersichtlich ist.

Bei Benutzung der Anlage wird der Schaufelradpropeller 30, 31 ständig von dem Motor 36 im gleichen Drehsinne angetrieben. Die Umsteuerung der Förderrichtung im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingung erfolgt durch Verstellung der obenerwähnten "Jviufre. Hierzu dient ein Winkelhebel 37, der air seinem einen Ende in eine Nut der Muffe eingreift und an seinem anderen Ende über ein Schneckenradgetriebe 38 mit dem Steuermotor 39 gekuppelt ist. Die Steuerung dieses Motors 39 erfolgt in der gleichen Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3. Es sind demgemäß für die betreffenden Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet.

Die in den Fig. 2 bis S veranschaulichten Ausführungsbeispiele haben den Vorzug, daß der Antriebsmotor stets im gleichen Drehsinne umläuff. Man kann selbstverständlich statt dessen auch gewöhnliche Schraubenpropeller o. dgl. benutzen und die Drehrichtung des Antriebsmotors im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingungen umsteuern.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   -i. Tankstabilisierungsanlage mit Aktivierungsantrieb, bei der die Tanlcfiüssigkeit innerhalb einer Schlingerperiode zum Teil durch den Aktivierungsantrieb und zum Teil selbsttätig durch die Schwingungsbewegungen des Schiffes im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingung verschiebbar ist, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Überstrom- bzw. Ausströmquerschnitte der Tanks, daß nur ein höchstens etwa 5o°/₀ der Gesamtfüllung betragender Teil der Tankflüssigkeit aktiviert wird, die selbsttätige Verschiebung des anderen Teiles durch die Schwingungen des Schiffes aber während der Aktivierung des ersten Teiles erhalten bleibt.
2. 2. Tankstabilisierungsänlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die An-Wendung eines im Luft- oder Wasserverbindungskanal der Tanks angeordneten Aktivierungsantriebes, z. B. eines Schrauben- oder Schaufelradpropellers, in der Weise, daß er nur einen Teil des Kanalquerschnittes, höchstens etwa 5o°/₀ desselben, ausfüllt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen