DE1756326C3 - - Google Patents

Description

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lisierungstank größer als mit diesem. Wenn also die schwenkbar. In der Offenstellung ist die Klappe 24

Kurve der statischen Stabilität des Schiffes die Kurve zu den Platten 22 rechtwinklig. In der Schiießstel-

des mit dem Tank stabilisierten Schiffes schneidet, lung ist die Klappe 24 zu den Platten 22 parallel,

von wo ab der Betrieb des Tanks eine Vergrößerung Der Abstand D soll so ausgewählt sein, daß die teil-

der Schwingerbewegung bewirken würde, wird erfin- 5 weise geöffnete Klappe 24 zusammen mit den Ein-

dungsgemäß die Bewegung de c Stabilisierungsflüssig- bauten 32 die Bewegung der Flüssigkeit dämpft,
keit von einer Schiffsseite auf die andere durch Die Klappe 24 wird von einem umsteuerbaren

Schließen der Drosselelemente unterbunden. Motor 28 betätigt, der Steuersignale von einer Steuer-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- einrichtung 31 erhält, die mit einem Gyroskop ver-

steheud anhand der Zeichnung näher erläutert. In »o sehen ist, das die Rollfrequenz des Schiffes mißt und

dieser zeigt ein Steuersignal erzeugt, das den Motor 28 veran-

F i g. 1 einen Horizontalschnitt durch den im laßt, die Klappe 24 in die ganz offene oder ganz

Schiffsrumpf angeordneten Stabilisierungstank in geschlossene Stellung oder eine von mehreren Zwi-

schematischer Darstellung, schenstellungen zu verschwenken. Auf diese Weise

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der 15 verändert die Einrichtung 20 die Dämpfung, die der

F i g. 1, Behälterflüssigkeit erteilt wird. In manchen Fällen

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in macht die Einrichtung20 den Behälter vollständig

Fig. 1, unwirksam. Man kann natürlich in dem Behälter

Fig.4 und 5 Diagramme mit Kennlinien stabili- mehr als eine derartige Einrichtung20 mit einem

sierter und nicht stabilisierter Schiffe und 20 sie steuernden Motor vorsehen, wenn dies erwünscht

F i g. 6 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung. ist. Man kann nicht gezeigte, mechanische Mittel

Das in den Fig. 1 — 3 gezeigte, bevorzugte Aus- vorsehen, welche die Klappe in ihre Schließstellung führungsbeispiel der Eifindung besitzt einen passiv zu bewegen trachten, so daß die Behälterhälften bei wirksamen Stabilisationsbehälter 10, der zwischen einem Stromausfall voneinander getrennt sind. Der einander benachbarten Decks 12 und 14 des Schiffes 25 Motor 28 ist in einem Raum untergebracht, der im 16 angeordnet ist und sich von der einen Seite des Oberteil des Behälters durch eine ebene Platte 30 Rumpfes zur arideren erstreckt. Der Behälter 10 ist abgeteilt ist. Die Platte 30 wird von den Platten 22 im allgemeinen überall gleich hoch und teilweise mit und Einbauten 32 an deren oberen Rändern geeiner Flüssigkeil 18 gefüllt. Der Flüssigkeitsstand ist tragen und ist mit der Decke des Behälters durch so gewählt, daß die Eigenschwingungsfrequenz der 3° Qucnvände 38 und Längsplatten 40 starr verbunden. Behälterflüssigkeit der Rollfrequenz des Schiffes an- Diese sind mit Öffnungen 42 versehen, damit die Luft gepaßt ist. Die in der Längsrichtung des Schiffes ge- frei hindurchtreten kann und das Gewicht der Anmessene Breite des Behälters 10 wird so bestimmt, Ordnung herabgesetzt wird.

wie es für das Fassungsvermögen und die geome- Um einen glatten und zuverlässigen Betrieb der trische Ausbildung des Behälters für das zu stabili- 35 Dämpfungs- und Absperreinrichtung 20 mit dem sierende Schiff am vorteilhaftesten ist. Die Flüssig- Drosselelement in Form einer Platte 24 zu gewährkeit kann von jeder geeigneten Art sein, beispiels- leisten, bildet die Steuereinrichtung 31 den Durchweise aus Süßwasser, Seewasser, Bunkeröl, Brenn- schnittswert der Frequenz der vorhergehenden zehn stoff od. dgl. bestehen. Rollschwingungen (oder einer anderen geeigneten

Der Behälter 10 ist in zwei Flügelbehälter 11 und 40 Anzahl dieser Schwingungen) und erzeugt enteinen Verbinduiigskanal 13 geteilt. Zu diesem Zweck sprechende Steuersignale. Infolgedessen wird ein sind im Abstand von der Mitte und den Enden des Pendeln des Stabilisators vermieden unnd wird die-Behälters vier aufrechte Einbauten 32 vorgesehen, ser nicht durch Einschwingvorgänge beeinträchtigt, die paarweise miteinander fluchten. Die Einbauten 32 wie dies der Fall wäre, wenn die Einrichtung 20 aui reichen vom Boden des Behälters bis zu einer Höhe, 45 die Frequenz jeder Rollschwingung ansprechen die beträchtlich über der Oberfläche des Flüssigkeits- würde.

körpers 18 im stationären Zustand liegt. Sie haben Die Steuereinrichtung 31 kann jede geeignete meeinander zugekehrte, im Abstand voneinander an- chanische oder elektrische Einrichtung sein. Ein Ausgeordnete Randteile 34, die aus hydrodynamischen führungsbeispiel ist in F i g. 6 gezeigt. Die Energie Gründen auswärtsgekrümmt sind. Die Querschnitts- 50 wird von einer Stromversorgung 71 zugeführt. Ein fläche der öffnung 36 ist so ausgebildet, daß die Meßwandler 72 mißt die Rollfrequenz und -ampli-Einbauten die durch die Öffnung 36 strömende tude und erzeugt ein entsprechendes, sinuskurven-Flüssigkeit etwas dämpfen. Aus den nachstehend an- förmiges Signal, das an den Rechner 74 abgegeber gegebenen Gründen soll die durch die Einbauten 32 wird. Dieser wird mit einem handbetätigten Schaltei bewirkte Dämpfung schwach sein. 55 der Schalttafel 76 programmiert, mit der eine Über-

In der Mitte des Behälters ist eine Dämpfungs-und steuerung vorgenommen werden kann. Der Rech-Absperreinrichtung 20 angeordnet. Diese Einrichtung ner erzeugt automatisch die Klappensteuersignale ir kann in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein, bei- Abhängigkeit von den Stellungen der Steuerschalter spielsweise mit Schiebern, oder um eine horizontale Er empfängt ferner die Signale von dem Meßwandlei oder vertikale Achse drehbaren Klappen oder der- 60 und legt sie an den Motor 28 an. Infolgedessen begleichen. Eine bevorzugte Anordnnung besitzt zwei wirkt der Motor 28, daß die Klappe 24 geöffnet Platten 22, die von dem Boden des Behälters 10 an geschlossen oder in eine von mehreren Zwischendessen vorderer und hinterer Wand bis zu einer Höhe Stellungen bewegt wird.

reichen, die oberhalb des zu erwartenden stationären Die Wirkungsweise der Erfindung geht am bester Flüssigkeitsstandes in dem Behälter liegt. Ein Dros- 65 aus der F i g. 4 hervor. Dort wird eine typische Amselelement in Form einer Klappe 24 ist um eine zwi- plituden-Frequenz-Kennlinie eines nichtstabilisierter sehen den Platten 22 angeordnete, vertikale Achse Schiffes gezeigt. Die größte Rollamplitude wird be 26 einer Offenstellung und einer Schließstellung ver- der Resonanzfrequenz F₀ erhalten, bei der die Fre-

^von

stÄÄÄs

Stabilität des Schiffes fällt bei Frequenzen, die be- _Mf

t F i e. 4 zeigt ferner die Kenn- im Bereich von F₂

5SÄ2TÄ^FShm^ Stabilisator, bei ^ejAvor^

dem in der Kurve auf beiden Seiten des Resonanz- F₄ und frequenzbereiches ein Hocker vorhanden ist- Das

Klappenstellung

ganzonen Klappenstellung

3SE

quenzen größer ist als bei dem ni
Ergebnisse.

im Bereich von F₆

ss

¹⁵ _{w di} steuereinrichtung feststellt, daß das

und ni

als be. dem Franm _{und natürUch gegenüber dem} Frahmschen

ganz

Bei ganz SSSESSs

angewendet. Dabei kann das in dem Behälter befind-

■· SEäSSiSSSSSS

Bereich von F die Kurve I unter der Kurvet ₄o der erf.ndungsgemaße

iffasss

dem Rollen des Schiffes mit einem beträchtlichen Phasenwinkel von theoretisch bis zu 90° nacheilt.

Wenn die mit einem Gyroskop versehene Steuereinrichtung 31 feststellt, daß das Schiff mit einer Frequenz rollt, die unter F₄ oder über F₅ liegt, erzeugt die Einrichtung 31 ein Signal zum Schließen der Klappe um einenn Betrag, der dem Abstand der genannten Frequenz von F₄ oder F₅ entspricht. Beim Rollen des Schiffes mit abnehmenden Frequenzen unterhalb von F. oder mit zunehmenden Frequenzen oberhalb von F wird daher die Klappe 24 stärker geschlossen und dadurch die Flüssigkeitsbewegung stärker gedämpft. Wie aus der Fi*g.4 hervorgeht, bewirkt das Schließen der !Klappe 24 in den BereichenF —F und F — F₈, daß der Frequenzgang an den Grenzfrequenzen zu dem Frequenzgang des nicntstabilisierten Schiffes hin verlagert wird. Nach-F, und darunter
im Bereich von F₂
im Bereich von F₃
im Bereich von F₄
F₅ und darüber

ganz geschlossen ¹A offen ¹Ii offen »/«offen ganz offen

Die Erfindung schafft somit emen passiv wirksamen Stabilisationsbehälter, der eme freie Flussigkeitsoberfläche und eine veränderliche Dämpfung hat und so ausgebildet ist, daß er im Bereich der Resonanzfrequenz optimal arbeitet, beim erzwungenen Rollen mit hoher oder niedriger Frequenz¹ dieses Rollen dagegen nicht verstärkt Die Erfindung schafft ferner eine Einrichtung zum veiranderlichen Dämpfen der Behälterflüssigkeit in voruerbesrimmten Frequenzbereichen, so daß die Stabilität des Schiffes verbessert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. wird. Für den Fall, daß die Steuerkräfte ausfaller

   Patentanspruch: sollten, sind in der Verbindungsleitung einstellbare

   Dämpfungselemente vorgesehen, die verhindern sol·

   Passiv wirkender Stabilisierungstank für Schiffe, ien, daß die Stabilisiermigsflüssigkeit destabilisierend bei dem die Stabilisierungsflüssigkeit mit freier 5 wirkt.

   Oberfläche durch einstellbare Drosselelemente Mit dem Problem der Anpassung der Tankstabili-

   gedämpft ist und eine Steuereinrichtung vorge- sierungsanlage bei einer durch den Seegang hervorsehen ist, die zur Erhöhung der Dämpfung in dem gerufenen Abweichung der Rollfrequenz von dei Maße die Drosselelemente schließt, in dem die Eigenfrequenz des Schiffes befaßt sich die DT-PS Rolifrequenz von der Eigenfrequenz des Schiffes io 6 45 658. Bei dieser bekannnten Frahmschen Tankabweicht, dadurchgekennzeichnet, daß Stabilisierungsanlage wird bei einer durch den Seedie Steuereinrichtung (31) die Drosselelemente gang hervorgerufenen Abweichung der Rollfrequenz (24) vollständig geöffnet hält, wenn das Schiff von der Eigenfrequenz des Schiffes die Phasenver-(16) etwa mit seiner Eigenfrequenz rollt, daß sie Schiebung in Abhängigkeit von den mit Hilfe eines die Drosselelemente (24) vollständig schließt, 15 Periodenmeßgerätes ermittelten Periodenänderungen wenn das Schiff (16) mit einer Frequenz rollt, bei der Schiffsschwingung durch entsprechende Einstelder die Behälterflüssigkeit (18) das Rollen des lung der die Tankflüssigkeit drosselnden Elemente Schiffes (16) verstärken würde, daß die Drossel- bei zunehmender Periodenlänge der Schiffsschwinelemente (24) in die Bereiche zwischen vollstän- gung vergrößert und bei abnehmender Periodenlänge diger öffnung und vollständigem Verschluß über- ao verkleinert. Bei einer aus der DT-PS 6 53 404 bedeckenden Stufen verstellbar sind, und daß durch kannten Frahmschen Tankstabilisierungsanlage wird die Steuereinrichtung (31) eine Verstellung nur zur Erzielung einer phasenrichtigen Bewegung der erfolgt, wenn der Durchschnittswert der Frequenz stabilisierenden Tankflüssigkeit in bezug auf die RoIlmehrerer vorhergehender Rollschwingungen in schwingungen des Schiffes ein die Phasenverschieden Bereich einer anderen Stufe fällt. 35 bung ermittelndes Phasenmeßgerät vorgesehen, das

   die die Tankflüssigkeit drosselnden Drosselklappen entsprechend steuert.
   Ein Nachteil der bekannten Tankstabilisierungs-

   anlagen liegt darin, daß es zu Pendelungen kommen

   30 kann, weil die die Rollschwingungen anregenden Meereswellen häufig ihre Richtung und Periodizität ändern und die Meßeinrichtungen bei jeder Ände-

   Die Erfindung betrifft einen passiv wirkenden Sta- rung der Schiffsrollschwingung die Dämpfung der bilisierungstank für Schiffe, bei dem die Stabilisie- stabilisierenden Tankflüssigkeit entsprechend ändern, rungsflüssigkeit mit freier Oberfläche durch einstell- 35 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bare Drosselelemente gedämpft ist und eine Steuer- eine passiv wirkende Tankstabilisierungsanlage zu einrichtung vorgesehen ist, die zur Erhöhung der schaffen, deren Wirksamkeit in optimaler Weise ausDämpfung in dem Maße die Drosselelemente schließt, genutzt ist und die durch die Unregelmäßigkeit der in dem die Rollfrequenz von der Eigenfrequenz des die Rollschwingungen anregenden Schiffswellen nicht Schiffes abweicht. 40 zu Pendelungen veranlaßt wird.

   Passiv wirkende Stabilisierungstanks erreichen üb- Diese Aufgabe wird bei einem passiv wirkenden

   licherweise dann ihre größte stabilisierende Wirkung, Stabilisierungstank der eingangs beschriebenen Art wenn das Schiff mit seiner Eigenfrequenz rollt, da erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinder Stabilisierungstank nach seinen geometrischen richtung die Drosselelemente vollständig geöffnet Abmessungen und seiner Füllung mit Stabilisierungs- 45 hält, wenn das Schiff etwa mit seiner Eigenfrequenz flüssigkeit normalerweise auf die Eigenfrequenz des rollt, daß sie die Drosselelemente vollständig schließt, Schiffes abgestimmt ist. Durch Dämpfung der Stabi- wenn das Schiff mit einer Frequenz rollt, bei der die Iisierungsflüssigkeit kann auch bei Abweichung der Behälterflüssigkeit das Rollen des Schiffes verstärken Rollfrequenz von der Eigenfrequenz des Schiffes würde, daß die Drosselelemente in die Beireiche zwinoch eine hinreichend gute Stabilisierung erreicht 50 sehen vollständiger Öffnung und vollständigem Verwerden. Schluß überdeckenden Stufen verstellbar sind, und

   Bei einer aus der GB-PS 10 02 788 bekannnten daß durch die Steuereinrichtung eine Verstellung nur passiv wirkenden Schiffsstabilisierungsanlage mit erfolgt, wenn der Durchschnittswert der Frequenz einem querschiffs angeordneten Stabilisierungstank mehrerer vorhergehender Rollschwingungen in den mit Stabilisierungsflüssigkeit mit freier Oberfläche 55 Bereich einer anderen Stufe fällt. Durch den erfinbegrenzen entsprechend der Rollbewegung des Schif- dungsgemäßen Stabilisierungstank sind Pendelungen fes gesteuerte Absperrmittel die Flügeltanks. Dabei dadurch vermieden, daß die Steuersignale aus Durchwerden die Absperrmittel in der Weise gesteuert, daß schnittswerten der Frequenz der vorhergehenden während eines Teils der Rollperiode die Absperr- Rollschwingunngen gebildet werden und eine Vermittel geschlossen und während des anderen Teils 60 stellung der Drosselelemente nur erfolgt, wenn sich der Rollperiode in der Weise vollständig geöffnet dieser Durchschnittswert ändert. Bei grundsätzlich sind, daß über ein größeres Intervall eine größere gleicher Periodizität der die Rollschwingungen an-Wassermenge zur Stabilisierung des Schiffes wirksam regenden Meereswellen vermögen daher einzelne unwird. regelmäßige Wellen den Stabilisierungstarik nicht zu

   Aus der GB-PS 10 30812 ist ein Frahmscher Sta- 65 verstellen, so daß Pendelungen ausgeschlossen sind, bilisierungstank bekannt, bei dem der Durchfluß der Bei starker Abweichung der Rolifrequenz von der Stabilisierungsflüssigkeit durch die die Flügeltanks Eigenfrequenz des Schiffes nach oben und nach unten verbindenden Leitungen durch Absperrmittel gesteuert hin ist die statische Stabilität des Schiffes ohne Stabi-