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Vorrichtung zur Dämpfung periodischer, durch Seegang erregter Bewegungen
eines schwimmfähigen Körpers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung
periodischer,'durch Seegang erregter Bewegungen eines schwimmfähigen Körpers, insbesondere
eine Rolldämpfungsvorrichtung für Schiffe,'-Mit zwei teilweise gefüllten Seitentanks
und wenigstens einem das Ltberströmen von Flüssigkeit zwischen den Taüks
ermöglichenden, drosselbaren querkanal.
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Passive Schlingertankanlagen sind seit langem bekannt, und es wurden
davon verschiedene Typen entwickelt, deren Funktionen jedoch im Prinzip immer darauf
beruhen, daß die in
ihnen enthaltene Flüssigkeit durch die Rollbewegungen
des Schiffskörpers in Schwingungen vom einen Seitentank zum anderen versetzt wird,
wobei das Moment der von einer Schiffsseite zur anderen übergegangenen Flüssigkeitsmenge
auf das Schiff stabilisierend wirkt. Alle bekannten Schlingertanktypen bewirken
prinzipiell die gleiche Stabilis,-erung am Schiffskörper, wenn ihre Federkonstante,
ihr Maximalmoment, ihre Tankeigenfrequenz und ihre Tankeigendämpfung die gleichen
sind, vorausgesetzt, daß sie an der gleichen Stelle des Schiffes angeordnet sind.
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Das Problem des Konstrukteurs bei der Regelung des Schlingertanks
liegt darin, die vorgenannten Größen den jeweiligen Beladungszuständen anzupassen.
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Es ist schwierig, dieses Regelungsproblem in seiner Gesamtheit - Teillösungen
sind der Technik bereits bekannt - so zu lösen, daB die Regelung des Schlingertanks
jeweils für die augenblicklichen, an Bord herrschenden Bedingungen optimale Einstellungen
liefert. Dies liegt an der Vielzahl der zu berücksichtigenden physikalischen Größen.
. Die Federkonstante des Schlingertanks ist durch das Flächenträßheitsmoment der
freien Oberfläche der Tankflüssigkeit, multipliziert mit dem spezifischen Gewicht
der Flüssigkeit gegeben.
| Bei jedem S»hl.ngertank ist man bestrebt. entsprechend |
| dem pur- Yerf@.i@xn;g- s ehenden- gaun@ und- dem zur 'VeTfzgu4g |
| stehenden. Gewicht,, eine. gr6gtmögliehe: Feder@coastante,
zu; |
| wahren, da eine gröe,e T-ak4ederkonetax,te: bei jedem:, Be- |
| ladun:ge@ust-and- des Sch:#fZes eine. bessere Stabilzserungs- |
| vraRkun, s-zehe.rto 4us. diesem q-r.@pde kann die Regelung-
der |
| `dexk.axxs,tnte; f ür . die vere:ene-n Be.ladungszustende. |
| l;er. |
| des St-hlf fes enntfaj |
| Wenn ce.liss.gket von, der. eznen T@ahaftepur anderem , |
| ehif f see.t. übergeht,,p en-eteht durch d ex ewr hast bES- |
| gg e?. statsehe I"T,omez,; dass eine: iee;e; Begrsu..g; |
| für cestblzaa<eruns-rermo:geA des s-cYIßgertak b,cet,, |
| Dc@sesidee@.l@ f@a@ma@momera w"irc@ U,e:@ kleines Ft@@@,ur@@
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| g,`V:igoWtir egVC4!l e"ep# wel:eU |
Bei bekannten Schlingertanktypen, bei denen die Regelung durch
Änderung der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Tank vorgenommen wird, ändert sich
mit der Regelung in nachteiliger Weise auch das mögliche Maximalmoment und zwar
in dem Sinne, daß das maximal mögliche Stabilisierungsvermögen eingeschränkt wird.
Aus diesem Grunde ist es günstiger, den Schlingertank so auszubilden, daß er ohne
Änderung des Flüssigkeitsvolumens in seinen Charakteristiken geregelt werden kann.
Die vorliegende Erfindung sieht deshalb eine Regelung vor, die ohne Änderung des
Flüssigkeitsniveaus wirksam ist.
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Eine weitere zu berücksichtigende physikalische Größe ist die Eigenfrequenz
der Schlingertanks, deren Optimalwert Je nach Beladungszustand des Schiffes, in
dem der Tank installiert wird, veränderlich ist. Es ist bekannt, d.aß die beste
Stabilisierungswirkung dann. eintritt, wenn die Eigenfrequenz des Schlingertanks
in der Nähe der Rollfrequenz des Schiffskörpers liegt. Die genaue Optimallage dieser
beiden Eigenfrequenzen, nämlich die des Schiffes und die des hIil= tanks, läßt sich
entweder ax-.ahd dür Kenntnisse der R8hereh amik äuf bekannte Weise ermitteln oder
aufpet@en°= teile. Wege hei Verwendung eines ßchiffmodellesi das mit einem regelbaren
Schlingertank ausgerüstet ist. $obd wird die entsprechende Frequenz-Eihstellung
entder, experimentell anhand vcn. Messungen der Rollbeveh M
verschiedenen
Einstellung oder durch Beurteilung der Rollbewegungen nach Gefühl vorgenommen.
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Bekanntlich wird die Rolleigenfrequenz eines Schiffes in erster Linie
durch die Schiffsbreite und durch die metazentrische Höhe bestimmt. Sie ist etwa
proportional der Quadratwurzel der metazentrischen Höhe und umgekehrt proportional
der Schiffsbreite. Bei den meisten modernen Schiffen muß man damit rechnen, daß
sich die niedrigsten und höchsten im Dienst vorkommenden metazentrischen Höhen wie
'1 : 2 .verhalten. Danach verhalten sich die niedrigsten und höchsten Rollperioden
eines solchen Schiffes wie etwa 1 : 114. Es gibt sogar Sonderfälle, in denen die
metazentrische Höhe derart stark variiert, daB vom Schlingertank ein Frequenzregelbereich
von 1 : 2 und mehr verlangt wird.
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Der bekannte U-förmige Schlingertank mit geschlossenen Flüssigkeits-
und Luftkanälen, der sogenannte Frahm'sche Tanktyp, war in seinen Frequenzen nur
in sehr engen Bereichen regelbar. Die ursprünglich von Frahm vorgeschlagene Regelung
solcher Tanks wurde durch ein Drosselventil im Luftkanal vorgenommen, wodurch zwar
die Eigendämpfung des Tanksystems, jedoch nicht die Eigenfrequenz beeinflUßt werden
konnte.
Aus den USA-Patentschriften 3 054 373 und 3 'l09
403 sowie der Deutschen Auslegeschrift 1 247 891 ist bereits ein Schlingertank mit
offenem Querkanal in der Frequenzregelung bekannt. Bei diesem Tanktyp kann die Eigenfrequenz
erheblich stärker als beim Frahm'schen Typ durch Senkung oder Erhöhung des Flüssigkeitspiegels
geändert werden. Natürlich sind dieser Regelung wegen der starken Verringerung des
Maximalmomentes bei extremen Regelbereichen Grenzen gesetzt.
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In der Zeitschrift "Roll-Stabilization by Ileans of Passive Tanks"
von J. Vasta, A.J. Giddings, A. Taplin, J.J. Stilwelk 'The Society of Naval Architects
and Marine Engineers', Transactions, Volume 69, 196'!, Seite 124, Fig. 16 und 17,
ist die Regelcharakteristik eines solchen Tanks aufgezeigt. Es ergibt sich dabei,
daB bei einer Senkung des Flüssigkeitspiegels von-7 t auf 5', d.h. um 28,5 %, die
Eigenkreisfrequenz des Schlingertanks von 0,533/sec, d.h. um 11,6 j, gesenkt wurde.
Eine Frequenzregelung von nur 11,6 7ö hatte also 28 % Verlust des möglichen Maximalmomentes
zur Folge.
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Dies gibt einen Anhaltspunkt dafür, daß trotz der relativ guten Regelbarkeit
dieses Tanktyps Frequenzregelbereiche von 40 % und darüber, wie sie in vielen Fällen
gewünscht werden, kaum noch mit einem Tank erreichbar sind, der in beiden Extremfällen
noch genügend gut arbeiten würde.
Eine andere Frequenzregelung ist
aus der Deutschen Patentschrift 1 153 283 bekannt. Es handelt sieh dabei um einen
U=Tank vom Fr-ahm'schen T.yp., bei dem im Querkanal dachförmig angeordnete., ebene
Flächen vorgesehen sind, -die zur Veränderung der Querschnitthöhe des Flüssigkeitskanals
in ihrer Firsthöhe verstellbar sind, wodurch der First quer zur Strömungsrichtung
veräufti. Da man die Eigenfrequenz eines Schlingertanks von gegebenen Seitentankgrößen
durch den Tankquerschnitt bestimmen kann, erlaubt die Anwendung dieser bekannten
Ieth:ode eine Frequenzregelung von. der Frequenz 0 bis zu einer H-öchutfrequenz;
die durch den freien Querschnitt des querkanas bestimmt wird,.
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Auf ähnliche Weise kann man die Eigenfrequenz eines ` U föringen Tanks
regeln, indem man eine Drosselklappe in.
| den. Flüssigkeits- anstatt in. deii Luftkanal verl.egt]Eine |
| sohche Klappe verändert ebbnfäila :den freien Durchströmungs- |
| Querschnitti wodurch "die Frequenz, bznstellb#at ist» |
| Durch ATordäIulg 'dn-e' #Dräseelkläpp:2 im Flübbigk@'it43k |
| oder dur-ch xeg dee-dg£lb.aj?en -Dachgbb@.Idb#ä nädh 'där |
| Deutschen 1'äten.tseh.rift -1 15@ 2ä3 kahh tiän weht nur hb |
| . Ü-Tankait gesc.flsdenbbi f.:s i:etsä@, B'ähderü äü |
| bei 'Bänke mit Offenem. Verbindugskanäl den gleichen' @-fäig |
| er21:eleh#. Dabjäl Muß, lediglich C@.1 Adhed der
D-röäSLiklappe |
| bzw. der Firet des dach-f,örmigdn Gebildes. nicht ho3bnta3 |
sondern vertikal gestellt werden. Die Ausführung von Schlingertanks
mit offenem Querkanal, der mit Klappen ausgerüstet ist, deren Achsen vertikal stehen,
ist bereits bekannt. Allerdings wurden diese Klappen nicht zur Frequenzregelung,
sondern zum Öf2Bn bzw. Schließen des Tanks für experimentelle Zwecke angeordnet.
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Die Regelung durch Klappen, durch .dachförmige Gebilde oder durch
irgendwelche anderen querschnittverengenden Einrichtungen ergibt einen großen Frequenzregelbereiche
bei immer gleichbleibender Füllung des Tanks.
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Die vorliegende Erfindung geht deshalb von der Frequenzregelung des
Schlingertanks - sei er vom Typ mit geschlossenen oder mit offenen Querkanälen -
durch querschnittverengenden Mittel aus. .Allergie konnte man bisher die großen
Frequenz-Regelmöglichkelten solcher querschnittverengenden Mittel nicht voll ausnutzen,
da solche Mittel die Eigendämpfung des Tanks außerordentlich stark beeinf @@t@ s
en.
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Bei diesen Regelungeverfehren nimmt nä,iqh die F.exdämpfung des Tanks
bei Regelung auf niedrige Frequgnzen zu bzw. bei Regelung auf höhere Frequenzen
ab. Dielt lgt eine Folge der Tatsache, daß relativ enge gl;ersc;ktt die durch die
Senkung des Zlüssigkeitspiegelse. offenen
Tanks oder durch teilweise
Sperrungen des geschlossenen oder des offenen querkanals durch mechanische Mittel
entstehen, einen größeren Flüssigkeitswiderstand bei ,gleichen Strömungsgeschwindigkeiten
bewirken als-weitere Querschnitte.
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Bei einem gegebenen Schlingertank mit einem querkanal - sei er oben
offen oder geschlossen - wird immer bei höheren Frequenzen die Eigendämpfung kleiner
und bei niedrigeren Frequenzen die Eigendämpfung größer sein. Nun aber spielt die
Eigendämpfung des Schlingertanks bei der Stabilisierung eine ganz wichtige Rolle,
was anhänd des Diagrämms-der Fig., 1 erläutert werden soll.
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Zu Figur 'I sind in schematischer Form die Rollamplituden eines Schiffes
als Funktion der Erregerfrequenzen, d.h. die sogenannten Resonanzkurven des-Schiffes
bei unterschiedlichen Dämpfungen dargestellt.
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Die Kurve a stellt die Resonanzkurve des Schiffes ohne Stabilisierungsanlage
dar, während die Kurven b, c und d die Resonanzkurven des gleichen, aber mit Schlingertank
ausgerüsteten Schiffes bei-unterschiedlichen Dämpfungen zeigen. Es sei dabei angenommen,-daß
die.. Frequenz des üchlingertanks im Optimal" verhältrs zur . Rollfrequenz- .das
Schiffes steht.
Die Resonanzkurve b gilt für zu kleine Eigendämpfung
und zeigt zwar eine ausgezeichnete Rolldämpfung bei der Schiffsroll-Resonanzfrequenz
dafür treten aber zwei ausgeprägte Resonanzspitzen zu beiden Seiten der Resonanzfrequenz
auf.
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Die Kurve c gilt für zu hohe Tankeigendämpfung und weist eine überhöhte
Resonanzspitze auf.
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Würde man nun die Eigendämpfung des Tanks über die sogenannte 'kritische
Dämpfung' erhöhen, d.h. die periodische Bewegung der Flüssigkeit in den Schlingertanks
unterbinden, so würde die Resonanzkurve c mit der Resonanzkurve a zusammenfallen,
so daß in keinem Frequenzbereich eine Stabilisierungswirkung erzielt würde.
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Die Kurve d gilt für ein Schiff, das mit einem Schlingertank ausgerüstet
ist, dessen Dämpfung optimal bestimmt ist. Diese Kurve zeigt nur eine flache Wölbung;
sie besitzt im ganzen Frequenzbereich keine resonanzartigen Spitzen.
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Wenn man nun einen; in seinen Frequenzen regelbaren bekannten Schlingertank
so ausbildet, daß-die Eigendämpfung des Tanks bei mittleren Frequenzen des in Frage
kommenden::::: großen Frequenzbereiches optimal ist, so muß man damit
rechnen,
daß bei Regelung auf höhere Frequenzen eine der Kurve b ähnliche Resonanzkurve und
bei Regelung auf nie-
drigere Frequenzen eine der Kurve c ähnliche Resonanzkurve
zustandekommt. Die Verhältnisse sind noch ausgeprägter, wend. bei einem größeren
Regelbereich die Dämpfung entweder bei der oberen oder bei der unteren Grenzfrequenz
richtig liegt.
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Ziel der Erfindung ist die Schäffung einer Vorrichtung zur Dämpfung
periodischer, durch Seegang erregter Bewegxngen eines schT#rimmfähigen Körpers,
insbesondere einer Rolldämpfungsvorrichtung fair Schiffe' mit zwei teilweise gefüllten.
ßeitexitanks und wenigstens einem das 'Uberströmen njn, drose7-von Flüssigkeit zwischen
den Tanks ermögliche baren kanal, welcher einen großen Frequnzregelbereich ber sitzt
und dennoch bei allen Rollfrequerzzexz eine dem g.n.-stigsten Wert möglichst nahekommendeige.dämpfung
besitzt.-
| j«499 Hierzu sieh, di.enfinvor, das do ßeitentaze durch: |
| zw# j- e 4an41#- miteiner Vepbundeu sT:de von dnen eine |
| offen und :r s.nderq: im Durf@u:cuescnntt regelbaz'' ist |
| Be.ei.aer derartigen .us .ldung sind die oberste? und |
| untersten Frequenzen: 4,@s Regelbe:rgzehes tiurc1i @i-e
UR |
| C |
| der m#g.ih:enanalcuerschnitte gegeben* : Ist -:er ..regelbare |
| Kanal völle; offen: so wird de gräßtmöß.,#ehe- Zien,frequenz |
| erhalten., Wird der regelbare 4anal völlig eb.srt g. pa |
fließt die Flüssigkeit nur durch den offenen Kanal, so daß wegen
des kleineren Kanalquerschnit@;es die minimale Eigenfrequenz erzielt wird. Der offene
Kanal sorgt stets dafür, daß die Eigendämpfung auch bei völliger Absperrung des
regelbaren Kanals stets einen für praktische Bedürfnisse ausreichend günstigen Wert
besitzt.
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Eine günstige Eigendämpfung bei großem Frequenzregelbereich läßt sich
insbesondere durch die in der folgenden Figurenbeschreibung und in den Unteransprüchen
definierten Ausführungen erreichen.
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In der Zeichnung zeigt Figur 1 ein bereits erläutertes Diagramm der
Resonanzkurven der Rollbewegung eines Schiffes bei verschiedenen Eigendämpfungen,
Figur 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Figur 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Figur 2, Figur 4 einen vergrößerten
Ausschnitt des querschnittes einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Schlingertanks, Figur 5 einen der Figur 3 entsprechenden Schnitt einer weiteren
Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Figur 6 eine
schematische Draufsicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
Figur 7 einen den Figuren 3-und 5 entsprechenden Schnitt einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung Figur 8 einen den Figuren 3, 5'und 7 entsprechenden
Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und Figur 9 ein
Diagramm zur Erläuterung der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Figuren 2 und 3 stellen einen U-förmigen Shhlingertank gemäß der
Erfindung dar, der aus Seitentanks 11, 12, einem Luftkanal 22 und einer Verbindungsleitung
16 besteht, die erfindungsgemäß durch ein partielles querschott 15 in zwei Kanäle
13, 14 unterteilt ist. Der Kanal 13 ist offen.
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lm Kanal 'l4 sitzt ein Querschnittregelorgan in Formeiner Drosselklappe
17.
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Bei einem derartigen Schlingertank sind die obersten und untersten
Frequenzen.; innerhalb derer die Reglerfrequenz geregelt werden kann, durch die
Größe der Kanalquerschnitte gegeben. Wenn die Drosselklappe 17 offen ist, strömt
die Flüssigkeit durch die Kanäle 13, 14 frei hindurch, und man
erreicht
dabei die größtmögliche Eigenfrequenz. Wenn man den Kanal 14 durch die Drosselklappe
-17 vollkommen absperrt, so fließt die Flüssigkeit nur durch den Kanal 13 hindurch,
so daß wegen des kleineren Kanalquerschnittes in diesem Falle die minimale Eigenfrequenz
eingestellt ist. Es ist bei dieser Konstruktion also ohne weiteres möglich, besonders
große Frequenzbereiche zu erhalten. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt
jedoch darin, daß der freibleibende querschnitt des geteilten Kanals immer dafür
sorgt, daß die Dämpfung auch bei totalem Verschluß der Klappe 17 noch in günstigen
Bereichen bleibt.
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Nach Figur 4 ist es möglich, die Dämpfung des offenen Kanals 13 für
die niedrigste Frequenz durch Anordnung von Eintrittsabrundungen 18 und/oder Leitblechen
19 oder sonstiger strömungsglättender Mittel weiter herabzusetzen, so daß sehr günstige
Werte erreicht werden.
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Umgekehrt ist es nach Figur 5 möglich, den Eintritt des Kanals 14,
in dem sich die Drosselklappe 17 befindet, mit scharfkantigen Gittent21 zu versehen,
welche die Dämpfung dieses Querschnittes vergrößern. Die scharfkantigen Gitterstäbe
21 beeinflussen die Eigenfrequenz nur in ganz geringem Maße' erhöhen jedoch die
Dämpfung erheblich.
Bei solchen geteilten Tanks geht man erfindungsgemäß
so vor, daß zunächst die Drosselklappe 17 des Kanals 14 vollkommen geschlossen wird
und die Eintritte des Kanals 13 durch Versuche am Erregerprüfstand sowie durch entsprechende
Änderungen dahingehend entwickelt werden, daß die Dämpfung in dem Zustand, in dem
das Schiff mit niedrigster metazentrischer Höhe, d.h. mit niedrigster Rolleigenfrequent,
fährt, ein Optimum erreicht. Danach wird die Klappe 17 geöffnet, und der Tank arbeitet
mit seiner höchstmöglichen Eigenfrequenz. In diesem Zustand wird im allgemeinen
die Eigendämpfung kleiner sein als zur optimalen Tilgung der Rollbewegung bei der
höchsten zu erwartenden Rollfrequenz des Schiffes erforderlich wäre.
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Die Eigendämpfung läßt sich aber durch widerstandserhöhende Mittel
im Kanal 14 vorzugsweise durch das scharfkantige Gitter 21, auch in diesem.Zustand
soweit herabsetzen, da£ sie für die großen metazentrischen Höhen. des Schiffes optimal
wird.
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Zwischen diesen beiden Extremfällen läßt sich die Frequenz mit der
Klappe 17 durch teilweises Absperren des Kanals 14 regeln, wobei die Eigendämpfung
in der gewünschten Höhe verbleibt.
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Eine besonders wirksame Anordnung zur Senkung der Dämpfung des freien
Querschnittes bei gleichzeitiger Erhöhung der
Dämpfung des geregelten
Querschnittes besteht nach Figur 6 aus vertikal stehenden, am Boden der Seitentanks
befestigten Zeitblechen 20, die das Wasser dem offenen Querschnitt zuführen, gleichzeitig
jedoch der aus dem geregelten Kanal ausströmenden Flüssigkeit Widerstand bieten.
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Nach Figur 6 ist der Tankboden mit vertikalen Zeitblechen 20 versehen,-wobei
aber auch der Eintritt des freien Kanals so ausgebildet ist, daß er der Einströmung
in den kleinen Kanal 13 weniger Widerstand entgegensetzt als der ginströmung in
den erfindungsgemäß größeren Kanal 14. Besonders günstig ist die erfindungsmäßige
Kombination eines Schlingertanks mit geschlossenem und offenem querkanal. Diese
:Lösung ist in Figur 7 dargestellt. Der Kanal 13, der keinen Querschnittsregler
enthält, ist ein Kanal vom geschlossenen Typ, wie er bei U-förmigen Tanks verwendet
wird, während der regelbare Querkanal 14 eine offene Oberfläche aufweist. Diese
Anordnung ist deswegen besonders günstig, weil Querkanäle vom geschlossenen Typ
relativ kleine, Querkanäle mit offener Oberfläche dagegen relativ hohe Eigendämpfung
haben. t Bisher wurde nur von der Aufteilung des Querkanals eines U-förmigen Schlingertanks
vom geschlossenen Kanaltyp gesprochen bzw. von der Kombination eines geschlossenen
Kanals mit offener Oberfläche. Das gleiche Prinzip läßt
sich aber
auch bei Schlingertanks mit offenem querkanal verwenden.
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Figur 8 zeigt eine solche Lösung, bei der sowohl der Kanal 13 als
auch der Kanal 14 eine offene Oberfläche haben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat also den Vorteil, bei gleichbleibender
Füllung, d.h. bei immer gleichbleibender maximaler-Stabilisierungskapazität, in
einem sehr breiten Frequenzbereich regelbar zu sein, wobei die Eigendämpfung jeweils
entweder einen Optimalwert hat oder dem Optimalwert sehr nahe kommt Figur 9. zeigt
einige sogenannte "Reglerkurven". Auf der Abszisse ist die Eigenfrequenz des Tanks
bei verschiedenen Regelstellungen aufgetragen'- während die Ordinate das Verhältnis
der beobachteten Maximalausschläge der Tankflüssigkeit 0 bezogen auf-den Rollwinkel
=9- des Tanks darstellt. Dieser Ausdruck ist charakteristisch für die d6mensionslose
Dämpfung.
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Die Kurve s stellt die Reglerkürve eines gut eingeregelten Schlingertanks
mit.'geteiltem Flüssigkeitskanal vom erfindungsmäßigen Typ dar. Die Kurve t zeigt
dagegen die Reglerkurve des gleichen Schlingertanks, jedoch nach Entfernung des
Trennschotts zwischen den, beiden Kanalteilen und bei Anordnung einer durchgehenden
Reglerklappeo Man: sieht aus
dieser Kurve, daß zwar im letzteren
Falle auch die Frequenzen zwischen femin und 0 geregelt werden konnten, daß jedoch
die maximalen Vergrößerungsfaktoren bei Benutzung der Regelung rapide abnehmen,
so daß der Schlingertank -tm-tz eines großen Regelbereiches kaum noch funktionsfähig
ist. Dagegen verbleiben die Ordinaten der Kurve s des Tanks mit geteilten Kanälen
zwischen den gewünschten Minimal-und Maximalfrequenzen in einer annähernd konstanten
Höhe, was seine Stabilisierungswirkung im gesamten zu nutzenden Frequenzbereich
sichert. Der Erfindungsgedanke liegt also in der Parallelschaltung von Querkanälen,
von denen nur ein Teil regelbar ist.
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Ergänzend ist noch zu bemerken, daß man. natürlich immer die Möglichkeit
hat, auch im zweiten, für die Zwischenregelung nicht herangezogenen Kanal ein Absperrorgan.
anzuordnen, das zur eventuell verlangten, vollkommenen Absperrung des Schlingertanks
dienen kann. Ein solches zweites -Absperrorgan würde noch weitere Varianten in der
Regelung des Tanks ermöglichen.
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Die Regelungen der Frequenz und der Dämpfung können auch voneinander
getrennt vorgenommen werden. Es wurde bereits erwähnt, daß Frahm zur Regelung der
Dämpfung seiner Anlagen Drosselventile im Luftkanal anordnete. Diese an sich bekannte
Drosselregelung der Dämpfung kann mit der oben beschriebenen
Frequenz-Regelung
im Falle von U-Tanks auf vorteilhafte Weise kombiniert werden: Bei solchen Anlagen
wird man die Eintritte der Flüssigkeitskanäle abgerundet halten, damit die flüssigkeitsseitige
Dämpfung auf ein Minimum reduziert wird.
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Einer der Teilkanäle bleibt im Sinne der Erfindung frei, während im
anderen Teil des Flüssigkeitskanals die frequenzregelnde Drosselklappe installiert
wird. Wie schon vorher beschrieben, sorgt diese Einrichtung dafür, daß der Tank
auch bei seiner entwurfsmäßigen Mindestfrequenz nicht völlig abgesperrt wird, sondern
eine gewünschte, relativ niedrige Dämpfung erhält. Sollte nun bei einem solchen
für minimale Dämpfung entworfenen Tank die in Figur 1 durch die Kurve b charakterisierte
Doppelresonanz auftreten, so kann mit einer gleichzeitig angeordneten Luftklappe
die Dämpfung von ihrem entwurfsmäßigen Minimalwert an bis unendlich verändert werden.
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Es ist also mit einem derartigen Tank möglich, sowohl die Eigenfrequenz
als auch die Dämpfung für jeden Fall optimal zu wählen. Der besondere Vorteil einer
solchen Anlage liegt darin, daß bei besonders schlechtem Wetter, wenn die Flüssigkeitsdämpfung
wegen der erhöhten Geschwindigkeit im Tank naturgemäß stark ansteigt, durch ein
leichtes Erweitern der Luftdrosselklappe wieder die optimale Gesamtdämpfung
eingestellt
werden kann. Ein solcher Tank kann also hinsichtlich seiner Eigenschaften jede Forderung
erfüllen und bei jedem Seegang und bei jeder Rollfrequenz des Schiffes auf sein
absolutes Optimum. eingestellt werden.
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Um den Bereich der Dämpfungsregelung möglichst groß zu halten, werden
die Kanäle gerade bei dieser Ausführung vorzugsweise so gestaltet, daß sie einen
minimalen Strömungswiderstand ergeben.
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Zur Veränderung des Strömungswiderstandes kann man natürlich auch
andere bekannte Maßnahmen ergreifen. Die wichtigste davon ist die Beimischung von
Polyäthylenoxyd, (Polvox), das bekanntlich in geringfügigen Mengen den Flüssigkeiten
zugesetzt werden kann, um den Reibungs- und den Ablösungswiderstand stark herabzusetzen.