DE1781037C

DE1781037C - Icebreaker bow

Info

Publication number: DE1781037C
Application number: DE19681781037
Authority: DE
Inventors: Eric Alexander Ottawa Scott
Original assignee: Alexbow Canada Ltd
Current assignee: Alexbow Canada Ltd
Priority date: 1967-08-15
Filing date: 1968-08-14
Publication date: 1973-01-25

Description

Die Erfindung iiciiifii einen pflugförmigen Eisbrecherhug mit einer unter der Wasserlinie nach vorn ragenden Spitze, die durch einen flachen Boden und zwei konkav gewölkt.:, schräg nach oben und hinten ansteigende und sich über der Wasserlinie fortsetzende Seilenflächen, die in Mitte Schiff zu einer Schräg nach oben und hinten aristeip^nden Kante zusammenlaufen, gebildet wird.The invention iiciiifii a plow-shaped icebreaker hill with a point protruding forwards below the waterline, through a flat bottom and two concave.:, obliquely upwards and backwards Rising ropes extending over the waterline, which in the middle of the ship become one Diagonally upwards and backwards aristeip ^ n the edge converge, is formed.

Fun Eisbrecherbug dieses Typs ist aus der USA.-Patentschrift 993 440 bekannt. Die unter der Wasserlinie nach vorn ragende Spitze dieses Bugs schiebt sich dabei während der Fahrt unter die Eisdecke, die durch die pflugförmig gestaltete Oberseite des Buges angehoben wird und dabei zerbricht. Die durch den Bug aus der Hisdecke herausgebrochenen Schollen werden durch die konkav gewölbten und nach oben und hinten ansteigenden Seitenflächen des Buges aus der Fahrtrinne befördert und auf die ungebrochene Eisflüche seitlich des Schiffes geworfen. Die Arbeitsweise eines solchen »Eispflugs« ist auch bei W. H e η s c h k e , Schiffbautechnisches Handbuch, 2. Auflage, Berlin 1%5, Bd. 2, S. 1087, beschrieben.Fun icebreaker bow of this type is from the United States patent 993 440 known. The tip of this bow protruding below the waterline pushes while driving under the ice cover, which is caused by the plow-shaped top of the bow is lifted and breaks. The clods that broke out of the ceiling through the bow are characterized by the concavely curved side surfaces of the bow that rise upwards and backwards the fairway and thrown onto the unbroken ice curses to the side of the ship. The way of working such an "ice plow" is also available from W. H e η s c h k e, Schiffbautechnisches Handbuch, 2nd edition, Berlin 1% 5, Vol. 2, p. 1087.

Aus der USA.-Patentschrift 1 500 000 ist ein Unterseeboot bekannt, das an seiner oberen Seite pflugförmig gestaltete Flächen mit in Mitte Schiff schräg nach oben ansteigenden Kanten zum Eisbrechen aufweist. Bei dieser bekannten Eisbrecheinrichtung wird jedoch nur eine schmale Rinne für den Turm des Unterseebootes gebrochen.A submarine is known from US Pat. No. 1,500,000, which is plow-shaped on its upper side designed surfaces with in the middle of the ship sloping upwardly sloping edges for ice breaking. In this known icebreaking device, however, only a narrow channel is used for the tower of the submarine Broken.

Die Geschwindigkeit, mit der das Eis aufgebrochen wird, d. h. die Fahrgeschwindigkeit des Eisbrechers, ist bei gegebener Leistung um so kleiner, je stärker die Eisdecke ist. Mit sinkender Geschwindigkeit nimmt andererseits auch die Stoßkraft bzw. der Impuls des Eisbrechers ab, so daß einzelne besonders starke »Eisrippen«, wie sie im Packeis vorkommen, oft nicht mehr gebrochen werden können und der Eisbrecher steckenbleibt.The speed at which the ice is broken, i.e. H. the speed of the icebreaker, is the smaller, the thicker the ice cover is for a given power. With decreasing speed increases on the other hand, the impact force or the impulse of the icebreaker from, so that individual particularly strong "Ice ribs", as they occur in pack ice, can often no longer be broken, and the icebreaker gets stuck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eisbrecherbug zu schaffen, der bei gegebener Antriebsleistung die Geschwindigkeit des Eisbrechervorgangs und damit insbesondere die Stoßkraft des Eisbrechers erhöht.The invention is based on the object of creating an icebreaker bow which, with a given drive power the speed of the icebreaker process and thus in particular the impact force of the icebreaker elevated.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurcli gelöst, daß die Kante des eingangs genannten Eisbrecherbuges eine aufgesetzte Klinge mit einer im wesentlichen parallel zur Kante verlaufenden Schneide aufweist. Diese Klinge durchdringt während des Eisbrechvorgangs von unten her die unteren matschigen Schichten der Eisdecke und zerschneidet die härteren Schichten. Dadurch wird das eigentliche Umbrechen der Eisschollen wesentlich erleichtert, und der Widerstand, den der Eisbrecher zu überwinden hat, erheblich verringert.According to the invention, this object is achieved in that the edge of the icebreaker bow mentioned at the beginning has an attached blade with a substantially Has cutting edge running parallel to the edge. This blade penetrates during the icebreaking process from below the lower muddy layers of the ice cover and cut up the harder ones Layers. This makes the actual breaking of the ice floes much easier, and the resistance, that the icebreaker has to overcome is significantly reduced.

Vorzugsweise beträgt die im wesentlichen gleichmäßige senkrechte Klingenhöhe der aufgesetzten KMnge ungefähr ein Drittel bis zwei Drittel der zu brechenden Eisdicke. Dabei wurde festgestellt, daß bei sehr dickem Eis die Höhe der Klinge nur etwa ein Drittel der Eisdicke zu betragen braucht, während bei relativ geringer Fhdicke die Höhe der Klinge etwa zwei Drittel der iisdecke betragen soll. Diese R.l. tionen dürften wiederum damit zusammenhängt."., daü es auf jeden Fall erforderlich ist, die matschi^n Eisschichten mit der Klinge zu durchdringen, v\.ii, rend es genügt, die harten Eisschichten einzuschnci den. ohne sie unbedingt ganz zu durchschneiden.The substantially uniform vertical blade height is preferably the same as that which is attached K Length about a third to two thirds of the ice thickness to be broken. It was found that with very thick ice the height of the blade only needs to be about a third of the ice thickness, while with relatively small, the height of the blade should be around two thirds of the ceiling. This R.l. tions, in turn, are likely to be related to this. "., that it is in any case necessary to remove the mud To penetrate layers of ice with the blade, v \ .ii, It is sufficient to cut in the hard layers of ice. without necessarily cutting them all through.

Der erfindungsgemäße Eisbrecherbug kann entweder Teil eines entsprechend gebauten Schiffs sein oder in Form einer getrennten Vorrichtung vorgev · hen werden, die an einem Schiff befestigt wird, line derartige Befestigung kann dadurch besonders dauerhaft ausgeführt werden, daß der Eisbrecherbug an dem normalen Schiffsbug angeschweißt wird. Ferner kann der erfindungsgemäße Eisbrecherbug Teil envr selbständig schwimmenden Vorrichtung sein, die \o konstruiert ist, daü sie von einem Schiff, etwa einem Schlepper, geschoben wird.The icebreaker bow according to the invention can either be part of a correspondingly built ship or in the form of a separate device that is attached to a ship, line such attachment can thereby be particularly permanent be carried out that the icebreaker bow is welded to the normal ship's bow. Further The icebreaker bow according to the invention can be part of an independently floating device that \ o is designed to be pushed by a ship, such as a tug.

Am Beispiel dieser letztgenannten Ausführung wird die Erfindung ^:m folgenden "n Verbindung mit der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigtUsing the example of this last-mentioned embodiment, the invention is described ^{: in the} following connection with the drawing; in the drawing shows

Fig. I eine Draufsicht auf einen schwimmfähigen Eisbrecherbug gemäß der Erfindung, gesehen längs der Linie 1-1 der Fig. 2,Fig. I a plan view of a buoyant Icebreaker bow according to the invention, viewed along line 1-1 of Fig. 2,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Eisbrecherbugs, gesehen längs der Linie H-Il der F i g. I undF i g. FIG. 2 is a side view of the icebreaker bow, seen along the line H-II of FIG. I and

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung längs der Linie IH-IH der Fig. 2.3 shows a section through the arrangement along the line IH-IH in FIG. 2.

Der schwimmfähige Eisbrecherbug 10 umfaßt einen Schwimmkörper II, dessen gesonderte Abteilungen in herkömmlicher Weise bis zu dem für die gewünschte Wasserlinie und Schwimm- und Trimmlage benötigten Grad mit Wasserballast gefüllt werden können. Dieser Schwimmkörper 11 weist eine Schubgabel 12 zur Aufnahme des Buges eines nicht gezeigten Schubfahrzeugs und eine Kielflosse 13 auf, die das Geradeausfahren des schwimmfähigen Eisbreche rbugs unterstützt. In der praktischen Anwendung sind Taue oder andere zweckmäßige Verbindungsmittel vorgesehen, die von seitlichen Stellen am Schubfahrzeug zu entsprechenden seitlichen Stellen an einem Aufbau 14 auf dem Schwimmkörper verlaufen. The buoyant icebreaker bow 10 comprises a floating body II, its separate departments conventionally up to that for the desired waterline and swim and trim position required degree can be filled with water ballast. This floating body 11 has a Push fork 12 for receiving the bow of a push vehicle, not shown, and a keel fin 13, which supports the straight-ahead driving of the buoyant ice breaker bug. In practical use ropes or other suitable connecting means are provided that can be attached to the Push vehicle run to corresponding lateral locations on a structure 14 on the float.

Der eisbrechende und pflügende vordere Pflugteil 20 umfaßt zwei Pflugschare 21, die an ihren Oberkanten 22 umgebogen sind. Längs einer mittleren Kante 29, an der die Pflugschare 21 aufeinandertreffen, ist eine schmale, vorstehende Klinge 23 vorgesehen. Die Klinge 23 erstreckt sich in Längsschiffsrichtung und ist an ihrem vorderen Ende 24 so nach unten abgeschrägt, daß mit den Vorderkanten der Pflugschare 21 eine scharfe Spitze 25 gebildet wird,The ice-breaking and plowing front plow part 20 comprises two ploughshares 21, which at their upper edges 22 are bent. Along a central edge 29 at which the ploughshare 21 meet, a narrow, protruding blade 23 is provided. The blade 23 extends in the fore and aft direction and is chamfered downward at its front end 24 so that with the front edges of the Ploughshare 21 a sharp point 25 is formed,

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die an ihrem hinteren Ende 26 in die stei! ansteigende, V-förmige Kante 29 übergeht. Eine flache Bodenplatte 28 ist ebenfalls vorgesehen.which at its rear end 26 in the stei! rising, V-shaped edge 29 merges. A flat bottom plate 28 is also provided.

Es ist wichtig, daß die Klinge 23 im allgemeinen parallel zur Kante 29 verläuft mit Ausnahme des äußersten vorderen Endes 24 unterhalb der normalen Wasserlinie WL und des äußersten hinteren Endes 26, wo sie aus Gründen struktureller Festigkeit abgeschrägt ist.It is important that the blade 23 be generally parallel to the edge 29 with the exception of the extreme forward end 24 below the normal waterline WL and the extreme rearward end 26 where it is beveled for structural strength.

Die Klinge 23 bildet längs ihrer Oberkante eine Schneide 30 und kann beispielsweise aus einer schweren Stahlplatte bestehen. Gemäß einer Alternativlösung kann die Schneide 30 euch von einer starken Schiene gebildet sein, die längs einer Kante einer Stahlplatte befestigt ist. In diesem Zusammenhang sei darauf aufmerksam gemacht, daß d^r Ausdruck »scharf« im L ichte der Funktion, die das betreffende Teil erfüllen soll, sowie in Anbetracht typischer Überflüchen bei Schiffen zu sehen ist. Als Alternativlösung kann die Schneide 30 der Knnge 23 auch gezackt oder gezahnt sein. The blade 23 forms a cutting edge 30 along its upper edge and can for example consist of a heavy steel plate. According to an alternative solution, the cutting edge 30 can be formed by a strong rail which is fastened along one edge of a steel plate. In this connection it should be pointed out that the expression "sharp" is to be seen in the light of the function that the part in question is supposed to fulfill, as well as in view of typical superficialities in ships. As an alternative solution, the cutting edge 30 of the knees 23 can also be serrated or toothed.

Eine Untersuchung des schwimmfähige!! Eisbrecherbugs bei Probefahrten in Packeis mit einer maximalen Dicke von ungefähr 45 cm auf dem Ontario-See hat nicht nur die ausgezeichneten Eigcnsci. iften der erfindungsgemäßen Anordnung im Eisbrechen und r.isverschieben gezeigt, sondern auch eine unerwartete und günstige Wirkung der Klinge 23 enthüllt. Es wurde beobachtet und durch Photogiaphicn bestätigt, daß die Wirkung der Klinge 23 im wesentlichen darin liegt, das Eis zu durchschneiden bzw. aufzuschlitzen, statt es anzuheben. Aus diesem Grunde kai.η die Klinge als »Schlitz- bzw. Spaltklinge« bezeichnet we. Jen. Anstatt die Eisdecke durch Anheben zu brechen — diese Wirkung tritt bei einem normalen unter Eis geführten Eisbrecherbug, der nicht mit ei.ier Klinge n^ch Art der Klinge 23 versehen ist, auf und wird durch das Auftreten sichtbarer radialei Risse bewiesen —, bricht der erfindungsgcmäße Eisbrecherbug die Eisdecke unmittelbar mit der Klinge 23 durch eine Wirkung auf, die man als Aufschlitzen bzw. Spalten (oder vielleicht als «Zersplittern oder Zerstückein") bezeichnen kann. Das Eis wird nur wenig oder gar nicht angehoben, wenn die Pflugschare 21 mit dem Eis in Berührung treten, und zu diesem Zeitpunkt hat die Klinge 23 das Eis bereits gespalten. Während beim Eisbrechen durch Anheben noch groPe Eisbrocken beim Vordringen des Schiffs weggeschoben werden müssen, sind sie gemäß der Erfindung zumindest längs der sich von der Mittellinie des Eisbrecherbugs nach vorn erstreckenden Linie schon durchtrennt Infolgedessen besteht nicht die Tendenz, daß sich große ungebrochene Eisschollen quer vor den Bug legen. Diese spezielle Wirkung, die mit der erfindungsgemäßen Konstruktion erzielt vvird, macht den Leistungsverbrauch dss Eisbrecherbugs besonders wirtschaftlich, und es hat sich gezeigt, daß der Leistungsbedarf zum Aufbrechen einer Rinne bei vorgegebener Eisdicke bei der erfindungsgemäßen Konstruktion erheblich geringer ist als bei herkommliehen pflugfcrmigen Eisbrecherbiigen.An investigation of the buoyant !! Icebreaker bugs on test drives in pack ice with a maximum thickness of about 45 cm on Lake Ontario not only have the excellent properties. If the arrangement according to the invention is shown in the breaking and moving of the ice, but also an unexpected and beneficial effect of the blade 23 is revealed. It has been observed and confirmed by photography that the action of the blade 23 is essentially to cut through the ice instead of lifting it. For this reason we call the blade a »slit or split blade«. Jen. Instead of breaking the ice cover by lifting it - this effect occurs in a normal icebreaker bow guided under ice, which is not provided with a single blade of the type of blade 23, and is evidenced by the appearance of visible radial cracks - the breaker breaks Eisbrecherbug according to the invention, the ice cover directly with the blade 23 by an action that can be described as slitting or splitting (or perhaps as "splintering or fragmenting"). The ice is only slightly or not lifted when the ploughshare 21 with the Ice come into contact, and at this point in time the blade 23 has already split the ice. While large ice chunks still have to be pushed away when the ship advances by lifting the ice breaking, according to the invention they are at least along the front of the center line of the icebreaker bow extending line already severed As a result, there is no tendency for large unbroken ice floes across the front de n put bow. This special effect, which is achieved with the construction according to the invention, makes the power consumption of the icebreaker bug particularly economical, and it has been shown that the power requirement for breaking up a channel for a given ice thickness is considerably lower with the construction according to the invention than with conventional plow-like icebreaker bugs.

Darüber hinaus sind die geneigten Flächen der Pflugschare 21, die neben und hinter der Klinge 23 Hegen, nach außen und oben gerichtet, um das gebrochene Eis nach außen hin wegzuschieben. Die Gestalt dieser Flächen einschließlich ihrer umgebogenen Oberkanten 22 bewirke, daß das gebrochene Eis an den Rändern der geöffneten Rinne auf die nicht gebrochene Eisdecke geworfen wird, wodurch uazu beigetragen wird, die Anzahl an losen, in der Rinne schwimmenden Eisschollen zu verringern und dadurch die Gesamtwirkung des erfindungsgemäßen Eisbrecherbugs noch weiter verbessert wird.In addition, the inclined surfaces of the ploughshare 21, which are next to and behind the blade 23 Cherish, facing outwards and upwards, to push the broken ice outwards. The figure these surfaces including their bent upper edges 22 cause the broken ice to begin the edges of the opened gutter is thrown onto the unbroken ice cover, which among other things contributed to it will reduce the number of loose ice floes floating in the channel and thereby the overall effect of the icebreaker bow according to the invention is further improved.

Der Klingendivergenzwinkel A (Fig. 1) in der horizontalen Ebene liegt vorzugsweise in einer Größenordnung von 30 , kann jedoch bis zu 45^C betragen; er kann andererseits beliebig klein sein, solange der Eisbrecherbug dadurch nicht zu lang wird. Der Angriffswinkel B liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 3(V . l.ann jedoch bis 7U 35° betragen, wenn 'iav Schubtalir/.iig ,ehr stark ^;Ί; andererseits braue' · , 1 nur 15 betrauen, wenn ei" schwächeres Schub!.:. zeug /ur Verfügung steht und die damit verhuiul· ; c größere Länge des Eisbrecherbugs zulässig ist.The blade divergence angle A (FIG. 1) in the horizontal plane is preferably of the order of 30, but can be up to 45 ^C ; on the other hand, it can be as small as desired, as long as it does not make the icebreaker bow too long. The angle of attack B is preferably in the range from 20 to 3 (V. 1 can, however, be up to 7U 35 °, if 'iav Schubtalir / .iig, rather strong ^; Ί; on the other hand brew', 1 only entrust 15 if ei " .!. weaker thrust: convincing / ur is available and its verhuiul · c greater length of Eisbrecherbugs is permissible.

Um die oben besehriebene Aufschiitz- bzw. Sp.-l·- wirkung /u er/ielen, muli die Klinge 23 em /ienilki,* s Stück über die von der Schnittlinie der beiden PtIu^ schare gebildete Kante 29 hinausragen. Diese Kiingcnhöhe // steht im Verhältnis zur Dicke des zu Kvchenden Eises und bestimmt die Gesamtgröße des Eisbrecherbugs und die benotigte AntriebsleistuiiL Im allgemeinen kann man sagen, daß dir Klima höhe etwa von einem Drittel der Eisdicke bei ^ dickem Eis von beispielsweise 1,8 m oder mehr bis etwa zwei Dritteln der Eisdicke bei verhaltnismaii.* dünnem Eis von beispielsweise 45 cm variiert, wo' ein typisches durchschnittliches Verhältnis zwisclu-n Klingenhöhe und Eisdecke bei etwa I . 2 liegt.In order to achieve the above-described slicing or splitting effect, the blade 23 should protrude over the edge 29 formed by the line of intersection of the two shares. This height is related to the thickness of the ice to be cooked and determines the total size of the icebreaker bow and the required propulsion power more to about two thirds of the ice thickness varies with relatively thin ice of, for example, 45 cm, where a typical average ratio between blade height and ice cover is about 1. 2 lies.

Wenn die Erfindung als frei schwimmende ge trennte Vorrichtung gemäß dem in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, ist die maximale Breite des Bugs zweckmäßigerweis.- etwas größer als die des schiebenden Fahrzeugs. Dies erleichtert das Fahren oder Wenden des Fahrzeugs in der vom Eishrecherbug aufgeschnittenen etwas breiteren Rinne und verhindert, daß das schiebende Fahrzeug an den Rändern der Rinne scheuert.If the invention as a free-floating ge Separate device is carried out according to the embodiment shown in the drawings, is the maximum width of the bow is expedient - slightly larger than that of the pushing vehicle. This makes it easier Driving or turning the vehicle in the slightly wider section cut open by the ice breaker Channel and prevents the pushing vehicle from rubbing against the edges of the channel.

Wenn der Eisbrecherbug entweder für dauernd oder zeitweise am Rumpf eines angetriebenen Wasserfahrzeuges fest eingebaut ist, dann kann der Bug ebenso breit oder etwas breiter als das Wasserfahrzeug ausgeführt sein. Sollte das Wasserfahrzeug Jedoch groß sein, sind normalerweise weitere ineinander übergehende geneigte Flächen vorhanden, die als Fortsetzungen der ablenkenden xPflugscharflächen« des Eisbrccherbugs wirken, um das Eis über die Seiten des Wasserfahrzeuges hinaus ganz nach außen zu leiten uno auf das an den Rändern der Rinne vorhandene Eis zu werfen.When the icebreaker bow is either permanently or temporarily on the hull of a powered watercraft is permanently installed, then the bow can be as wide or slightly wider than the watercraft be executed. However, if the watercraft is large, there are usually more in one another transitional inclined surfaces are present, which as continuations of the deflecting xploughshare surfaces « of the Eisbrccherbugs act to push the ice over the sides of the vessel all the way to the outside direct one to throw at the ice present at the edges of the channel.

Bei sehr kleinen Wasserfahrzeugen, die nur für sich selbst eine Rinne durch dünnes Eis schneiden sollen, ist die Frage des Aufhäufens des gebrochenen Eises von verhältnismäßig geringer Bedeutung. Das wesentliche Erfordernis ist in diesem Fall eine Pflugkonstruktion mit zweckmäßigen von Hand einstellbaren Befestigungseinrichtungen am Bug des Schiffes.For very small vessels that are only supposed to cut a channel through thin ice for themselves, the question of piling up the broken ice is of comparatively little importance. The essentials In this case, a plow construction with appropriate, manually adjustable plows is required Fastening devices on the bow of the ship.

Hierzu 1 Blatt ZeichnuneenFor this 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Plow-shaped icebreaker bow with an underneath

• the waterline protruding tip that by a flat bottom and two concave, sloping upwards and backwards and side surfaces extending above the waterline, which in the middle of the ship are sloping downwards at the top and at the back rising edge converge, is formed, characterized in that that the edge (29) has an attached blade (23) with a substantially parallel to the Has edge extending cutting edge (30).

2. icebreaker bow according to claim 1, characterized in that the substantially uniform Blade height (//) of the attached blade (23) approximately in third to two thirds of the to breaking lüsdicke.