DE1811944A1 - Schiff mit zwei oder mehreren Schwimmkoerpern - Google Patents

Description

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SEAJSAPE OiEANSPORT AB i

Stockholm ./ Schweden

Schiff mit zwei oder mehreren Schwimmkörpern.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiff mit zwei oder mehreren Schwimmkörpern und einem diese verbindenden Deck sowie insbesondere Anordnungen bei derartigen Schiffen, um schädliche Einflüsse herabzusetzen, die durch von gegen das Schiff anlaufenden Wellen herstammenden Belastungen verursacht werden.

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Schiffe und Boote in Katamaranbauweise sind seit langer Zeit bekannt und haben eine Mehrzahl von Vorteilen, verglichen mit Schiffen konventioneller Bauart. Somit haben derartige Schiffe eine grössere Frachtkapazität bei gegebenem Deplacement im Vergleich zur konventionellen Schiffkörperform sowie die Möglichkeit, höhere Geschwindigkeiten bei gegebener Motorleistung zu erzielen. Weiterhin erreicht man bei Schiffen in Katamaranbauweise eine bedeutend bessere Stabilität, da die das Schiff·tragenden Schwimmkörper im verhältnismässig grossem Abstand voneinander angeordnet werden können. Es liegen indessen konstruktionstechnische Probleme vor, die in erster Linie mit Schwierigkeiten zusammenhängen, eine, ausreichend haltbare Verbindung zwischen den verschiedenen Schwimmkörpern des Schiffes und den diese verbindenden Decks zu erzielen.

Um diese Probleme zu lösen wurde u.a, vorgeschlagen, die Schwimmkörper mit grossem Tiefgang auszuführen und das unterste Deck relativ hoch über der Wasseroberfläche anzuordnen. Hierbei bewegen sich die Schwimmkörper ohne nennenswerte Bewegung in seitlicher oder senkrechter Richtung durch das Wasser. Dies führt indessen mit sich, dass die Kräfte, die vom gegen die Schiffsbordwände geschleuderten Wasser herrühren, grosse Momentbelastungen an den Uebergängen zwischen Schwimmkörper und Deck hervorrufen, und zwar aufgrund der relativ hohen Anordnung der Decks über der ,Wasseroberfläche. Wird diese Höhe herabgesetzt, verbessern sich jedoch die Verhältnisse nicht, wenn beispielsweise bei schräg von vorne kommenden Wellen das Wasser zwischen die Schwimmkörper geworfen wird und nicht nach Rückprall frei nach oben oder von der Bordwand nach aussen geschleudert werden kann, ohne erneut Teile des Schiffes zu treffen. Dies bedeutet, dass praktisch die gesamte Energie einer Welle vom Schiff aufgenommen werden muss.

Diese Konstruktionsschwierigkeiten haben mit sich geführt, dass die unbestrittenen Vorteile der Schiffe in Katamaranbauweise, vergleichen mit konventionellen Schiffen, nicht in vollem Ausmass ausgenützt werden konnten, insbesondere bei grösseren Ueberseeschiffen. Für Binnenschiffe, insbesondere solche für Erhohlungszwecke, wie Segelboote und kleinere Motorboote, konnten indessen die konstruktionsmässigen Probleme in etwas

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grösserem Ausmass gemeistert werden. Auch in diesem Zusammenhang kann man indessen geltend machen, dass die Vorteile des Katamarans noch nicht voll ausgenützt werden konnten.

Bei Seegang verhalten sich konventionelle Schiffe mit einem Schwimmkörper und Schiffe nach Katamaranbauart ganz verschieden. Konventionelle Schiffe werden bei schräg gegen dieselben anlaufenden Wellen ins Rollen versetzt und der Hauptteil des gegen die Bordwände geschleuderten Wassers wird schräg nach oben und weg vom Schiff geworfen. Aufgrund des Rollens des Schiffes erfolgt der Anprall des Wassers gegen die Bordwand unter verschiedenen Winkeln und die Kräfte, denen das Schiff ausgesetzt wird, werden somit im Schiff in einer grossen Anzahl Richtungen verteilt, wodurch die Stosswirkung der Wellen gedämpft wird. Katamarane dagegen rollen bedeutend weniger, weshalb der Anprall des Wassers gegen die Bordwände un- % ter weniger schwankenden Anprallwinkeln erfolgt.

Bei Katamaranen treten andere für diesen Schiffstyp spezielle Belastungen auf, beispielsweise wenn schräg von vorne anlaufende Wellen zwischen die Schwimmkörper geschleudert werden und dort eine Bordwand treffen. Hier kann das Wasser nicht nach dem Anprall gegen die Schwimmkörperseite frei nach oben oder aussen geschleudert werden, sondern trifft beispielsweise das unterste des die Schwimmkörper verbindenden Decks. Der grösste Teil der in der Wellenbewegung gespeicherten Energie muss hierbei durch das Schiff aufgenommen werden, was sehr grosse Belastungen zur Folge hat. Rein praktisch die Probleme zu bemeistern, die eine Folge dieser Belastungen sind, ist natürlich durch kräftige Konstruktionen und extra Versteifungen " möglich. Dies stellt sich jedoch sehr aufwendig, weshalb der Katamaran nur in geringem Ausmass in grösseren Zusammenhängen zum Einsatz gekommen ist.

Die Anmelderin hat gefunden, dass die Entwicklung im Frachtwesen zeigt, dass die transportierten Einheiten eine Tendenz haben, immer leichter zu werden. Dies führt mit sich, dass u.a. innerhalb des Seefrachtwesens die transportierte Tonnage in geringerem Ausmass die Konstruktion der Schiffe beeinflusst, wogegen stattdessen die Geräumigkeit immer entscheidender wird. Hierdurch müssen neue Schiffstypen ausprobiert werden. Die Anmelderin hat eingesehen, dass man ein

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Schiff hervorbringen könnte, das sich gut eignet, die Forderungen nach grösserem Frachtraum im Verhältnis zur Tonnage zu erfüllen, falls die oben erwähnten Nachteile von Katamaranen auf eine einfache und effektive Art und Weise beseitigt werden könnten.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, eine bessere Ausnützung der betriebstechnischen Vorteile des Katamarans zu ermöglichen und besteht in einem Schiff mit mindestens zwei in Abstand voneinander angeordneten Schwimmkörpern, die hauptsächlich parallel zueinander sind, sowie mit einem oder mehreren' die Schwimmkörper verbindenden Decks und ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Deck oder untersten Deck, zumindest beim Vordersteven des Schiffes, eine oder mehrere vorzugsweise sich bis unter die Konstruktionswasserlinie erstreckende wellenbrechende Dämpfungsanordnungen angeordnet sind, in denen öffnungen zur Aufnahme von gegen dieselben durch Seegang, Krängung o.dgl. geschleuderten Wassers vorgesehen sind, das durch von den Dämpfungsanordnungen in Richtung zum Schiffsheck verlaufende, rohrähnliche Durchströmungsorgane dazu gebracht wird, zweckmässigerweise unter der Wasseroberfläche heckseits der Wasseraufnahmeöffnungen auszuströmen.

Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung stellt eine vom Vordersteven des Schiffes, etwa in der Mitte zwischen zwei nebeneinander liegenden Schwimmkörpern in Richtung nach unten verlaufende und unter die Konstruktionswasserlinie ragende Dämpfungsanordnung zusammen mit den Durchströmungsorganen einen sich über die gesamte Länge des Schiffes erstreckenden kielähnlichen Körper dar, der heckseits der Dämpfungsanordnung hauptsächlich oberhalb der Konstruktions-Wasserlinie liegt und beim Schiffsheck in eine unter die Konstruktionswasserlinie ragende Dämpfungsanordnung übergeht.

Es kann auch aieckmässig sein, insbesondere bei sehr grossen Schiffen, wenigstens zwei solche kielähnliche Körper nebeneinander und hauptsächlich parallel zueinander anzuordnen.

Um die einander zugewandten Bordwände der Schwimmkörper effektiv gegen Kräfte zu schützen, die von zwischen die Schwimmkörper einlaufenden Wellen herrühren, sind die am Vorder- und Achtersteven des Schiffes vorgesehenen Dämpfungsanordnungen zweckmässigerweise in Längsrichtung des Schiffes ausgestreckt,

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sodass sie etwas über die Verbindungslinien zwischen den Vor-• dersteven bzw. Hintersteven des Schiffes hinausragen. Nach unten erstrecken sich die Dämpfungsanordnungen dagegen nicht genauso tief wie die Schwimmkörper.

Die kraft aufnehmenden Dämpfungsanordnungen verhindern somit, dass schräg von vorne oder hinten kommende Wellen mit - voller Kraft zwischen die Schwimmkörper einlaufen und gegen die dort liegenden Bordwände prallen. Durch die in den Dämpfungsanordnungen vorgesehenen öffnungen, die zweckmässigerweise aus dem Vordersteven des Schiffes zugewandten kiemenähnlichen öffnungen bestehen, wird das Wasser in die Dämpfungeanordnungen eingesaugt und anschliessend durch die von diesen ausgehenden Durchströmungsorgane in Richtung zum Heck abgezogen. Diese Durchströmungsorgane verlaufen zweckmässiger- g weise hauptsächlich geradlinig von vorderen zu hinteren Dämpfungsanordnungen. Es ist indessen zweckmässig, auch getrennte mit kiemenähnlichen öffnungen versehene Durchströmungsorgane an den Uebergängen zwischen den Schwimmkörpern und dem untersten, die Schwimmkörper verbindenden Deck vorzusehen, wodurch man eine zusätzliche Verstärkung dieser Zonen erhält. Eine weitere Versteifung der Konstruktion erhält man, wenn das unterste Deck durch ein aus dicht liegenden Spannten, Trägern und Schotten zusammengesetztes Fachwerk mit einem oberhalb desselben ligenden Deck verbunden wird.

Die Durchströmungsorgane können an geeigneten Stellen zwischen dem Bug und Heck des Schiffes, wo einander überlagernde Sekundärwellen erwartet werden können, eine hauptsächlich ä nach unten gerichtete Erweiterung erhalten, um ein weiteres Dämpfungsorgan zu bilden, das vorgesehen wird, um zwischen den Schwimmkörpern gebildete Wellenbewegungen aufzufangen. Auch diese Dämpfungsorgane werden selbstverständlich mit öffnungen versehen, zweckmässigerweise kiemenförmigen öffnungen.

Damit die Dämpfungsanordnungen auf effektive Art und Weise die Kräfte aufnehmen können, die von den gegen dieselben anprallenden Wellen herrühren, ohne dass eine sehr kräftige Ausführung derselben erforderlich wird, werden in den Durchströmungsorganen Ejektoren o.dgl. angeordnet, die das durch die öffnungen eingepresste Wasser nach hinten absaugen. Wenn dieses Wasser wieder in die See gespritzt wird, zweckmässiger-

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weise unterhalb der Wasseroberfläche, erhält man eine gewisse, das Schiff vorantreibende Kraft.

Durch, die Erfindung erreicht man somit ein wirksames Brechen der zwischen die Schwimmkörper des Schiffes einlaufenden Wellen, die Wassermassen werden durch die in den Dämpfungsvorrichtungen angeordneten öffnungen abgesaugt und gezwungen, durch die Durchströmungsorgane in Richtung zum Heck des Schiffes abzuströmen. Wenn die Wellen mit grosser Kraft gegen die Dämpfungsanordnungen"anprallen, brauchen die in den Durchstromungsorganen angeordneten Ejektoren kein ausgeprägtes Saugvermögen haben, damit eine effektive Durchströmung erfolgt. Die Energie, die man zum Antrieb der Ejektoren benötigt, wird zumindest teilweise dadurch zurückgewonnen, dass man eine gewisse, das Schiff vorantreibende Kraft durch das ausspritzende Wasser erhält.

Die Dämpfungsorgane sind nicht dazu vorgesehen, dem Schiff ein zusätzliches Deplacement zu verleihen. Da aber diese erfindungsgemäss sich zweckmässigerweise etwas unter die Konstruktionswasserlinie erstrecken, erhält man ein gewisses Zusatzdeplacement, wodurch man einen weiteren, vorteilhaften Effekt erzielt. Wenn beispielsweise der Steven des Fahrzeuges beim Stampfen nach einem Heben wieder in die See eintaucht, trägt dieses Deplacement dazu bei, das Eintauchen weicher zu machen, wodurch insbesondere Momentbelastungen in den Schiffkörpern und Decks herabgesetzt werden.

Im Anschluss an beiliegende Zeichnungen sei eine Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 einen mit wellenbrechenden Dämpfungsvorrichtungen und Durchstromungsorganen versehenen Katamaran, hier Com-

bimaran genannt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemässen Combi-

maran nach Fig. 1, und
Fig. 3 eine vergrösserte Einzelheit des Vorderstevens des

Combimarans nach Fig. 1 in schaubildlicher Wiedergabe. In der Zeichnung wurden für die verschiedenen Zeichnungsfiguren durchweg die gleichen Bezugszeichen für einander entsprechende Teile verwendet. In Fig. 1 und 2 ist ein Combimaran mit zwei Schwimmkörpern 1, 2 dargestellt, die durch eine Anzahl Decks 3 verbunden sind, von denen das unterste eine Fach-

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werkplatte darstellt. Deck und Aufbauten können unabhängig von der Erfindung beliebige Ausgestaltung erfahren, um das Schiff für verschiedene Zwecke anzupassen. Man kann sich den Combimaran beispielsweise ausschliesslich für Fahrgastverkehr vorgesehen denken, wobei, insbesondere bei für Luxusreisen vorgesehenen Fahrgastschiffen, grosse Räumlichkeiten wünschenswert sind. Indessen ist der erfindungsgemässe Combimaran in erster Linie für den Einsatz als Frachtschiff vorgesehen, wobei Beck und Aufbauten grösstent^eils als Frachtraum ausgenützt und mit zum Laden, Löschen und Verzurren geeigneten Anordnungen ausgerüstet werden. Der Maschinenraum des Schiffes wird zweckmässigerweise ganz hinten ins Heck der Schwimmkörper 1, 2 verlegt , wogegen die übrigen Räume, in den Schwimmkörpern als Vorratsräume ausgenützt werden, die grösstenteils Öltanks auf- nehmen. Das unterste, als Fachwerk ausgeführte Deck ist etwas ™ langer als die Schwimmkörper 1, 2 und der Vordersteven 12 wird nach hinten geneigt, wie dies bei 14 dargestellt ist, sodass der Anprallwinkel des gegen den Vordersteven 12 geschleuderten Wassers so klein wie möglich wird.

Am Vordersteven 12 des Schiffes, zweckmässigerweise in der Mitte zwischen den Längsachsen der Schwimmkörper 1, 2,ist eine wellenbrechende, kraftaufnehmende Dämpfungsanordnung 4 vorgesehen. Diese verläuft ausgehend vom Vordersteven mit einer gerundeten Längsschiffekontur schräg nach unten zur Wasserlinie und ein Stück unter dieselbe. Die Dämpfungsvorrichtung 4 verläuft danach achteraus und steigt ein Stück heckseits der Verbindungslinie zwischen den Vordersteven der Schwimmkörper 1,2 g wieder über die Wasseroberfläche an, wo sie direkt in ein achteraus gerichtetes Durchströmungsorgan 7 übergeht. An den Achtersteven 13 der Schwimmkörper erweitert sich das Durchströmungsorgan 7 zu einer der vorderen Dämpfungsanordnung 4 entsprechenden hinteren Dämpfungsanordnung 5· Auch diese ragt nach unten unter die Konstruktionswasserlinie und hinter die Verbindungslinien zwischen den Achtersteven 13 der Schwimmkörper 1, 2. In der Dämpfungsanordnung 4 und eventuell auch entlang eines Teils der Durchströmungsorgane 7 sind zum Vordersteven 12 des Schiffes hin offene kiemenähnliche öffnungen 6 vorgesehen, um in die Dämpfungsanordnung 4 und das Durchströmungsorgan 7 gegen diese geschleudertes Wasser aufzunehmen. Das Durchströmungsorgan 7 enthält einen oder mehrere Kanäle 8, die zweckmässiger-

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weise einen eiförmigen Querschnitt aufweisen. TJm eine effektive Durchströmung des Wassers in den Kanälen 8 zu erzielen, sind Ejektoren 11 vorgesehen, mittels derer das Wasser mit einer gewissen Kraft zum Ausspritzen bei 10 gebracht wird, und dadurch eine gewisse das Schiff antreibende Kraft erzeugt.

Um eine weitere Verstärkung des Schiffes zu erhalten, sind an den Uebergängen zwischen den Schwimmkörpern 1, 2 und dem untersten Deck 3 weitere Durchströmungskanäle 9 vorgesehen, die ebenfalls zweckmässigerweise eiförmigen Querschnitt haben. Die Kanäle 9 weisen auf einem Teil ihrer Länge am Vordersteven des Schiffes ebenfalls kiemenähnlichen Öffnungen auf.

Zwischen der vorderen 4· und der hinteren 5 Dämpfungsanordnung können weitere auf der Zeichnung nicht dargestellte Dämpfungsanordnungen angebracht werden, wo man mit Überlagerten, sekundären Wellen rechnen kann.

Es kann auch zweckmässig sein, durch Kanäle die mittschiffs liegenden Durchströmungskanäle 8 und/oder die Dämpfungsanordnung 4- mit den an den Uebergängen zwischen den Schwimmkörpern 1, 2 und dem untersten Deck 3 vorgesehenen Durchströmungskanälen 9 zu verbinden» Hierdurch erzielt man eine erhöhte Durchströmung achteraus des in die Dämpfungsanordnung 4· und Durchströmungskanäle 8 aufgenommenen Wassers, wobei gleichzeitig die Schwimmkörper- und Deckkonstruktion weiter verstäft wird.

Die Dämpfungsanordnungen 4-, 5 bilden zusammen mit dem Durchströmungsorgan ? einen kielähnlichen Körper, der längs des grosseren Teils der Erstreckung in Schiffslängsrichtung oberhalb der Konstruktionswasserlinie liegt, aber an den Steven des Schiffes sowie eventuell an einer oder mehreren Stellen dazwischen mit seinen unteren. Teilen unter die Konstruktionswasserlinie ragt. Hierdurch erhält man - ausser Brechen und Dämpfung von gegen das Schiff anlaufenden Wellen - eine Verstärkung des unteren als Fachwerkkonstruktion aufgebauten Schiffdecks sowohl längsschiffe als auch querschiffs.

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Claims (12)

Patentansprüche.

1. Schiff mit mindestens zwei in Abstand voneinander angeordneten Schwimmkörpern, die hauptsächlich parallel zueinander sind, sowie mit einem oder mehreren die Schwimmkörper verbindenden Decks, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Deck oder untersten Deck (3), zumindest beim Vordersteven (12) des Schiffes, eine oder mehrere sich vorzugsweise bis unter die Konstruktionswasserlinie erstreckende wellenbrechende Dämpfungsanordnungen (4) angeordnet sind, in denen öffnungen (6) zur Aufnahme von gegen dieselben durch Seegang, Krängung o.dgl. geschleudertes Wasser vorgesehen sind, das durch von den Dänifiingsanordnungen (4·) in Richtung zum Schiffsheck (13) verlaufende, rohrähnliche Durchströmungsor- % gane (7) dazu gebracht wird, heckseits der Wasseraufnahmeöffnungen (6) auszuströmen, zweckmässigerweise unter der Wasseroberfläche.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich vom Vordersteven (12) des Schiffes annähernd mitten zwischen zwei nebeneinander liegenden Schwimmkörpern (l, 2) in Richtung nach unten verlaufende und unter die Konstruktionswasserlinie ragende Dämpfungsanordnung (4) zusammen mit den Durchströmungsorganen (7) einen sich über die gesamte Länge des Schiffes erstreckenden kielähnlichen Körper bildet, der heckseits der Dämpfungsanordnung (4) hauptsächlich oberhalb der Konstruktionswasserlinie liegt λ und beim Schiffsheck (13) in eine unter die Konstruktionswasserlinie ragende zweite Dämpfungsanordnung (5) übergeht.

3. Schiff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei kielähnliche Körper neben und hauptsächlich parallel zueinander vorgesehen sind.

4. Schiff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bugseitige Dämpfungsanordnung (4) oder zumindest eine der bugseitigen Dämpfungsanordnungen wenigstens auf einem Teil ihrer Länge vor der Verbindungslinie zwischen den Vordersteven der Schwimmkörper (l, 2) liegt.

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5, Schiff nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die heckseitige Dämpfungsanordnung (5) oder zumindest eine der heckseitigen Dämpfungsanordnungen wenigstens auf einem Teil ihrer Länge hinter der Verbindungslinie zwischen den Achtersteven der Schwimmkörper (1, 2) liegt.

6. Schiff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich unter die Konstruktionswasserlinie erstreckenden Dämpfungsanordnungen (4·, 5) geringeren Tiefgang als die Schwimmkörper (1, 2) haben.

. 7· Schiff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (6) in den Dämpfungsanordnungen aus dem Vordersteven (12) des Schiffes zugewandten kiemenähnlichen Öffnungen bestehen.

8. Schiff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmungsorgane (7) eine oder mehrere hauptsächlich geradlinig verlaufende Rohre (8) mit eiförmigem Querschnitt enthalten.

9. Schiff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmungsorgane aus an den Uebergängen zwischen den Schwimmkörpern (l, 2) und dem Deck oder untersten Deck (3) vorgesehenen Rohren (9) bestehen, die so am Schiff befestigt sind, dass die Uebergänge zwischen den Schwimmkörpern und dem Deck verstärkt werden.

10. Schiff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den DurchströmungsOrganen Ejektoren (11) vorgesehen sind, um durch die Öffnungen (6) eingepresstes Wasser nach hinten auszublasen.

11. Schiff nach einem oder .mehreren der Ansprüche 2-8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmungsorgane zumindest an einer Stelle zwischen der bugseitigen Dämpfungsanordnung (4) und der heckseitigen Dämpfungsanordnung (5) zumindest in Richtung nach unten so erweitert sind, dass sie weitere Dämpfungsanordnungen bilden,

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12. Schiff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Dämpfungsanordnungen kiemenähnliche Öffnungen aufweisen.

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