DE1804307B2 - Stabilisierungsanordnung zur daempfung der roll- und stampfbewegung von schiffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungsanordnung zur Dämpfung der Roll- und Stampfbewegung von Schiffen, mit im Kimmbereich angeordneten, profilierten, ausfahrbaren oder nicht ausfahrbaren Stabilisierungsflossen mit wenigstens jeweils einer oberen und unteren Arbeitsfläche, die zusammen eine zum Bug des Schiffes gerichtete, einen spitzen So Winkel einschließende Anströmkante bilden und deren Abreißkanten im Abstand voneinander angeordnet sind.

Es sind zahlreiche Stabilisierungsanordnungen mit in Form eines Schlingerkieles hintereinander angeordneten Stabilisierungsflossen bekannt, wobei im wesentlichen gerade oder gewölbte, abschnittsweise kreisförmige Profile oder Flugprofile verwendet wer-H« sinn au^xx Stabilisierungsanordnungen bekannt, bei denen die Stabilisierungsflossen vorwieaend als Turbinenprofile ausgebildet sind, deren untere und obere Arbeitsflächen gleichsinnig gekrümmt sind. Bei einer derartigen bekannten Stabihsierungsanordnung schließen die unteren und oberen Arbatsflächen einen zum Bug des Schiffes gerichteten spitzen Winkel ein und bilden so eine scharfe Anstrornkante, wohingegen die heckseitigen Flossenbere,_ch» verdickt ausgebildet sind, so daß die Abreißkanten der Flossen im Abstand voneinander angeordnet sind Derartige (aktive) Stabilisierungsflossen werden ie nach der zu dämpfenden Bewegungsrichtung abwechselnd ein- und ausgefahren und zur Erzielung der erforderlichen Stabilisierungskraft zusatzlich oszilliereud bewegt. Diese Lösungen können zwar eine gute Stabilisierungswirkung haben; die oberen und unteren Arbeitsflächen der Stabilisierungsflossen werden jedoch während des Stabilisierungsvorganges nur abwechselnd zur Dämpfung ausgenutzt. Überdies sind derartige aktive Stabilisierungsanordnungen zusätzlich aufwendig, dadurch, daß sie Bewegungsmechanismen und Hilfseinrichtungen in Form von Gyroskop-Steuervorrichtungen erfordern.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Stabilisierungsanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Dämpfungswirkungsgrad groß ist und bei welcher zusätzliche Bewegungs- und Steuereinrichtungen für die Ausführung der Dämpfungsarbeit vermieden sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeweils die obere und untere Arbeitsfläche mit im Querschnitt ebenen oder konkaven Verlauf einander spiegelbildlich zugeordnet sind, wobei die Zuordnung symmetrisch oder so getroffen sein kann, daß die obere Arbeitsfläche vor der unteren Arbeitsfläche und gegenüber dieser in der Höhe versetzt angeordnet ist.

Vorzugsweise haben die obere und untere Arbeitsfläche eine im Querschnitt konkave Ausbildung, wobei sie jeweils über ihren Querschnitt hin einen anderen Krümmungsradius aufweisen können.

Der Dämpfungswirkungsgrad der erfindungsgemäßen Stabilisierungsanordnung ist größer als bei den bekannten passiven Stabilisierungsflossen, da bei der erfindungsgemäßen Stabilisierungsanordnung ein größerer Widerstandsbeiwert zur Dämpfungsarbeit ausgenutzt wird, wodurch sich im Sinne der bekannten hydrodynamischen Bedingungen eine Vergrößerung der Tragkraft des Profils ergibt. Gegenüber den bekannten aktiven Stabilisierungsflossen entfallen bei der erfindungsgemäßen Stabilisierungsanordnung zusätzliche Bewegungs- und Steuereinrichtungen.

Die Profilform der erfindungsgemäßen Stabilisierungsflossen kann in Abhängigkeit von der Größe und Progressionsgeschwindigkeit des Schiffes und

von dem gewünschten Dämpfungsgrad individuell form sind die oberen und unteren Arbeitsflächen? ausgewählt werden. Dabei sind die Profile, bei wel- und6 der Stabilisierungsflosse! asymmetrisch längs chen die obere Arbeitsfläche vor der unteren Ar- des Schiffskörpers angeordnet und konkav ausgebilbeitsfläche und gegenüber dieser in der Höhe versetzt det, wobei die Hinterkanten als Abreißkanten 8 angeordnet ist, für kleinere Schiffe geeignet, wohin- 5 und 9 der Arbeitsflächen gegeneinander in Bugrichgegen die symmetrische Anordnung der unteren und nrag verschoben sind. Die kojkave obere Arbeitsoberen Arbeitsfläche insbesondere für mittlere und fläche 7 der Flosse befindet sich an deren Vorderteil große Schiffe vorgezogen-wird. und liegt mit ihrer durch die Vorderkante gebildeten

Insbesondere bei konkaven oberen und unteren Anströmkante 10 unterhalb der Abreißkante 9. Die Arbeitsflächen können mit Voneil eine Mehrzahl ίο Anströmkante 10 bildet gleichzeitig die Vorderkante von diesen z.B. längs d«; mittleren Bereichs des der Stabilisierungsflosse2.

Schiffskörper hintereinander angeordnet sein und In der zweiten Ausführungsform gemäß F i g. 3

zusätzlich voneinander durch einen Spalt getrennt sind die oberen und unteren Arbeitsflächen 7 und 6 sein. Dabei können die Abreißkanten der oberen und der Stabilisierungsflosse 2 spiegelbildlich symmetrisch unteren Arbeitsflächen jeweils in gleicher Höhe oder 15 zur Achse 11 angeordnet und laufen zum Bug des auf einer zum Bug des Schiffes hin spitzwinkelig an- Schiffes hin konkav zusammen, wobei die Abreißgestellt gedachten Linie angeordnet sein. Zusätzlich kanten 8 and 9 der Arbeitsflächen sich auf gleicher können an den äußeren Enden der Stabilisierungs- Höhe befinden und von hinten her diuch den hinteflossen Endscheiben angeordnet sein, welche eine ren Rand 12 der Flosse begrenzt sind und ihr Abbessere Verteilung der Flüssigkeitszirkulation wäh- 20 stand zur Symmetrieachse 11 durch die Dicke 5 der rend der pämpfungsarbeit gewährleisten. Flosse bestimmt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in In der dritten Ausführungsform gemäß F i g. 4

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sind drei in Bugrichtung hintereinander angeordnete erläutert. Dabei zeigt Stabilisierungsflossen 2 vorgesehen, deren obere und

Fig. 1 eine Draufsicht auf im Mittelteil eines 25 untere Arbeitsflächen7 und6 zur Achse 11 spiegel-Schiffskörpers angeordnete Stabilisierungsflossen mit bildlich symmetrisch angeordnet sind und konkav zuunterschiedlichen Grundabmessungen, sammenlaufen. Die Abreißkanten 8 und 9 hegen auf

Fig.2 den Schnitt A-A aus Fig. 1, wobei die einer gedachten Linie, deren Abstand von der Sym-Stabilisierungsflosse konkave untere und obere Ar- metrieachse 11 beginnend von der größten Dicke 5 beitsflächen hat, die asymmetrisch zueinander an- 30 der Stabilisierungsanordnung zum Bug hin kleiner geordnet sind. wird.

Fig. 3 den Schnitt A-A aus Fig. 1 durch eine In der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 5

Stabilisierungsflosse mit symmetrischer Anordnung sind drei Stabilisierungsflossen mit oberen und unteder oberen und unteren Arbeitsflächen, ren konkaven Arbeitsflächen? und6 wie gemäß

Fig.4 den Schnitt A-A aus Fig. 1 durch eine 35 Fig.4 dargestellt, wobei jedoch die Abreißkanten Stabilisierungsanordnung, bei welcher drei hinterein- der Arbeitsflächen 6 und 7 auf parallelen gedachten ander angeordnete und zusammenhängende Stabili- Linien liegen.

sierungsflossen mit jeweils symmetrischen, konkav In der fünften Ausführungsform gemäß der

zusammenlaufenden oberen und unteren Arbeitsflä- Fig.6 und7 sind drei Stabilisierungsflossen2 mit chen vorgesehen sind, wobei die Abreißkanten der 40 spiegelbildlich symmetrischen, konkav zusammenlau-Stabilisierungsflossen auf einer sich zum Bug des fenden Arbeitsflächen 6 und 7 wie in F i g. 5 vorgese-Schiffes hin verjüngend gedachten Linie angeordnet hen, wobei jedoch am Ende der Stabilisierungsanordsind, nung eine Endscheibe 13 angeordnet ist, welche die

Fig. 5 den Querschnitt A-A aus Fig. 1 durch Flossenbreite4 begrenzt.

eine Stabilisierungsanordnung mit drei hintereinan- 45 In der letzten Ausführungsform gemäß F i g. 8 der angeordneten, zusammenhängenden Stabilisie- sind drei hintereinander angeordnete Stabilisierungsrungsflossen. deren obere und untere konkav zusam- flössen 2 mit spiegelbildlich symmetrisch zueinander menlaufende Arbeitsflächen symmetrisch zueinander konkav zusammenlaufenden oberen und unteren Arangeordnet sind, wobei die Abreißkanten auf glei- beitsflächen 7 und 6 dargestellt, deren Abreißkancher Höhe liegen, ₅o ten 8 und 9 einen konstanten Abstand von der Sym-

F i g. 6 eine Stabilisierungsanordnung gemäß metrieachse haben. Die Stabilisierungsflossen 2 sind F i g. 5 mit einer Endscheibe, jedoch längs des Schiffskörpers durch Spalte 14 von-

F i g. 7 die Draufsicht auf die in F i g. 6 darge- einander getrennt, so daß eine durch die Spalte 14 stellte Stabilisierungsanordnung und unterbrochene Stabilisierungsanordnung gebildet ist.

Fig.8 den Querschnitt A-A aus Fig. 1 durch 55 Auch bei anderen Stabilisierungsflossen als die eine Stabilisierungsanordnung mit drei hintereinan- der Fig.6 und7 kann die Verwendung von Endder angeordneten, durch Spalte voneinander getrenn- scheiben 13 vorgesehen sein. Alle oben angeführten ten Stabilisierungsflossen mit symmetrisch zueinan- Ausluhrungsformen von passiven Stabilisierungsflosder angeordneten, konkav zusammenlaufenden unte- sen können in der Praxis individuell in Abhängigkeit ren und oberen Arbeitsflächen und mit auf gleicher 60 von der Größe und Progressionsgeschwindigkeit des Höhe liegenden Abreißkanten. Schiffes sowie vom geforderten Dämpfungsgrad der

Die in Fig. 1 gezeigten Stabilisierungsanordnun- Roll-und Stampfbewegungen des Schiffes ausgebilgen sind im Mittelteil des Schiffskörpers 1 an dessen det werden.

beiden Seiten an den Kimmen in Form von Flossen 2 Die Wirkungsweise der profilierten, ausfahrbaren

mit der Länge 3, der Breite 4 und der Dicke S an- 65 oder nichtausfahrbaren Stabilisierungsflossen besteht geordnet und dienen zur Dämpfung der Rollbewe- darin, daß unter dem Einfluß der doppelseitig profigung des Schiffes in Quer- und Längsrichtung. Ge- lierten Arbeitsflächen der Stabilisierungsflosse 2 mit maß der ersten in F i g. 2 dargestellten Ausführungs- konkav zusammenlaufenden Arbeitsflächen 6 und 7

sich während der mit der Progressionsbewegung des Schiffes auf hoher See verbundenen Rollbewegung der Frontalwiderstand der Stabilisierungsanordnung sowie auch der Anstellwinkel des Flüssigkeitsstromes zu der Stabilisierungsanordnung vergrößert, was in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Hydrodynamik einen unmittelbaren Einfluß auf die Erhöhung der Tragkraft des Profils ausübt und somit auch ein entsprechendes Anwachsen der Stabilisierungskraft gegen die Schiffsschwingungen bewirkt.

Überdies arbeiten auf Grund der doppelseitig profilierten Arbeitsflächen die passiven Stabilisierungsflossen immer mit voller wirksamer Flossenfläche in beiden Richtungen, d.h. sowohl bei der Neigung des Schiffes, als auch bei dessen Rückkehr in die Gleichgewichtslage.

Die Ausführungsform der Stabilisierungsflosse gemäß Fig. 2 ist insbesondere für Schlingerkiele von kleinen Schiffen geeignet. Die profilierten Stabilisierungsflossen gemäß den Fig.3,5,6 und8 eignen sich besonders gut als Schlingerkiele für mittlere und große Schiffe. Die Ausführungsform der Stabilisierungsanordnung gemäß F i g. 3 und 4 in Form einer über die Kontur des Schiffskörpers ausfahrbaren Ein- oder Mehrflossen-Stabilisierungsanordnung zeichnet sich durch eine hohe Dämpfungswirksamkeit aus. Diese Anordnung kann für mittlere und große Schiffe eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

■ Patentansprüche:

1. Stabilisierungsanordnung zur Dämpfung der Roll- und Stampfbewegung von Schiffen, mit im Kimmbereich angeordneten, profilierten, ausfahrbaren oder nicht ausfahrbaren Stabilisierungsflossen mit wenigstens jeweils einer oberen und unteren Arbeitsfläche, die zusammen eine zum Bug des Schiffes gerichtete, einen spitzen Winkel einschließende Anströmkante bilden und deren Abreißkanten im Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die obere (7) und die untere (6) Arbeitsfläche mit im Querschnitt ebenen oder konkaven Verlauf einander spiegelbildlich zugeordnet sind, wobei die Zuordnung symmetrisch (Fig.3 bis8) oder so getroffen sein kann, daß die obere Arbeitsfläche (7) vor der unteren Arbeitsfläche (6) und gegenüber dieser in der Höhe versetzt an- ao geordnet ist (F i g. 1,2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Arbeitsfläche (6,7) bei im Querschnitt konkaver Ausbildung jeweils über ihren Querschnitt hin einen an- as deren Krümmungsradius aufweisen.

3. Anordnung nach Anspruch 2 oderl, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung einer Mehrzahl von oberen und unteren Arbeitsflächen (6, 7) diese hintereinander angeordnet sind.

4. Anordnung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Stabilisierungsflossen (2) diese voneinander durch einen Spalt (14) getrennt sind.

5. Anordnung nach Ansprach 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreißkanten (8,9) der oberen und unteren Arbeitsflächen (6, 7) jeweils in gleicher Höhe (F i g. 5, 6 und 8) oder auf einer zum Bug des Schiffes hin spitzwinklig angestellt gedachten Linie (Fig.4) angeordnet sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Stabilisierungsflossen (2) senkrecht zu diesen verlaufende Endscheiben (13) angeordnet sind.

ist es auch, mehrere dieser Stabilisie-■ a Kimmbereich hintereinander anind durch Endscheiben miteinander zu Bei diesen bekannten Stabilisierungsan- -sen bilden die unteren und oberen Arbeitsflä-¹^w stabilisierungsflossen meist einen zum Keck des sSefgSchteL spieen Winkel und haben Sseitig einen verdickten Ansttombereich. Diese (pSsiven) Stabilisierungsflossen sin J wenigstens im Betrieb sämtlich mit unveränderlichem Anstellwui- £ abgefahren. Ihre Stabilisierungswirkung ist je-