DE19613447B4

DE19613447B4 - Vorrichtung zur Beeinflussung des Tiefganges von Schiffen

Info

Publication number: DE19613447B4
Application number: DE19613447A
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Sell
Original assignee: Nordseewerke GmbH
Current assignee: Nordseewerke GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE19613447A1

Abstract

Vorrichtung zur Beeinflussung des Tiefganges von Schiffen, bei dem ein Befüllungszustand von Ballasttanks durch Pumpen verändert wird, sowie bei dem die Pumpen mit einer Pumpensteuerung verbunden werden und bei dem unter Verwendung einer übergeordneten Tiefgangsregelung, einer Tiefgangserfassung sowie einer Datenverarbeitungsanlage für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur die Befüllung der Ballasttanks derart verändert wird, daß sowohl in einem Steuerbordbereich als auch in einem Backbordbereich des Schiffes Gewichtskräfte erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pumpensteuerung (6) als auch die übergeordnete Tiefgangsregelung, die Tiefgangserfassung (8) sowie die Datenverarbeitungs tungsanlage (9) für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur an ein Bus-Datensystem (5) angeschlossen sind und daß eine Bussteuerung (3) mit einem Hauptcomputer (4) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Tiefganges von Schiffen, bei dem ein Befüllungszustand von Ballasttanks durch Pumpen verändert wird, sowie bei dem die Pumpen mit einer Pumpensteuerung verbunden werden und bei dem unter Verwendung einer übergeordneten Tiefgangsregelung, einer Tiefgangserfassung sowie einer Datenverarbeitungsanlage für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur die Befüllung der Ballasttanks derart verändert wird, daß sowohl in einem Steuerbordbereich als auch in einem Backbordbereich des Schiffes Gewichtskräfte erzeugbar sind.

In der DE-PS 27 06 885 wird ein Verfahren zum Beeinflussen der Trimm- und Krängungslage eines Schiffes beschrieben. Es ist ein Meßsystem zur Erfassung einer Vielzahl von Daten, beispielsweise des Neigungswinkels des Schiffes sowie der Eintauchtiefe des Schiffes, vorgesehen. Darüber hinaus sind Ballastkammern vorhanden, die mit Wasser befüllbar sind und deren jeweilige Füllhöhe ebenfalls meßtechnisch erfaßt wird. Zur Gewährleistung einer möglichst waagerechten Anordnung eines Schiffsdecks ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eine Befüllung oder Entleerung der Ballastkammern vorgibt. Die Befüllung/Entleerung erfolgt mittels Pumpen.

Ein weiteres Verfahren zur Positionserfassung in der DE-OS 34 30 765 beschrieben. Das Verfahren dient hier zur automatischen Kontrolle der Schwimmlage und der stabilen Ausrichtung von Schiffen. Über ein meßtechnisches System wird ein Tiefgang des Schiffes und ein Krängungswinkel erfaßt. Es handelt sich um ein reines Anzeigesystem, das es der Besatzung überläßt, aufgrund der ermittelten Daten eine Beballastung des Schiffes zu verändern.

Aus der DD 259385 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Kontrolle und Regelung der Schwimmlage eines Schwimmkörpers bekannt. Es werden hierzu eine Vielzahl von einzelnen Meß- und Steuereinrichtungen an eine übergeordnete Koordinierungseinheit unter Verwendung von Einzelleitungen angeschlossen. Bei überschreiten vorgegebener Grenzwerte erfolgt die Ausgabe von Warnsignalen, so daß von der Bedienmannschaft geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, mit geringem zusätzlichen apparativen Aufwand auf Schiffen angewendet zu werden. Bei den bekannten Verfahren ist es entweder erforderlich, einen erheblichen manuellen Arbeitsaufwand zu berücksichtigen, oder bei weitestgehend automatisierten Systemen müssen zusätzlich zu den üblicherweise vorhandenen Schiffsausstattungen erhebliche zusätzliche Einbauten vorgenommen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß bei einem hohen Automatisierungsgrad ein geringer apparativer Aufwand ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl die Pumpensteuerung als auch die übergeordnete Tiefgangsregelung, die Tiefgangserfassung sowie die Datenverarbeitungsanlage für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur an ein Bus-Datensystem angeschlossen sind und daß eine Bussteuerung mit einem Hauptcomputer verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung greift somit auf einzelne Ausstattungskomponenten des Schiffes zurück, die bereits standardmäßig vorhanden sind. Erfindungsgemäß ist es lediglich erforderlich, diese Komponenten geeignet miteinander zu verknüpfen und über eine entsprechende Ablaufsteuerung gemäß der Erfindung einzusetzen. Zur gerätetechnischen Realisierung der Erfindung ist es deshalb ausreichend, über das Bus-Datensystem einen entsprechenden Datenaustausch zu ermöglichen und die Pumpensteuerung derart zu realisieren, daß alle bereitgestellten Informationen ausgewertet werden.

Eine vielfältige Eingriffsmöglichkeit auf die Orientierung des Schiffes wird dadurch bereitgestellt, daß als Ballasttanks Doppelbodentanks und Seitentanks verwendet sind.

Zur Verteilung des Ballastwassers wird vorgeschlagen, daß die einzelnen Ballasttanks von Rohrleitungen miteinander verbunden sind.

Eine einfache Möglichkeit zur Steuerung wird dadurch bereitgestellt, daß eine Befüllung der einzelnen Ballasttanks durch Ventilsteuerungen vorgegeben sind.

Zur Erfassung einer Orientierung des Schiffes wird vorgeschlagen, daß ein Pendel zur Erfassung eines Krängungswinkels verwendet sind.

Eine meßtechnische Realisierung besteht darin, daß zur Füllstandserfassung innerhalb der Ballasttanks mindestens eine Druckdose verwendet wird.

Zur Vermeidung von Beschädigungen des Schiffes durch unzulässige Lastverteilungen wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Datenverarbeitungsanlage für die Ladungsdaten ein Vergleich von sich aus einem Beladungszustand ergebenden Strukturbelastungen und zulässigen Strukturbelastungen der Schiffsstruktur durchgeführt wird.

Eine weitere meßtechnische Realisierung besteht darin, daß zur Tiefgangserfassung mindestens eine Druckdose im Bereich des Kieles angeordnet wird.

Zur Vorgabe des Tiefganges ist vorgesehen, daß durch eine übergeordnete Steuerung eine entsprechende Füllmenge der Ballasttanks vorgegeben wird.

Eine Neigungsorientierung wird dadurch vorgegeben, daß durch die übergeordnete Steuerung eine Verteilung der Gesamtfüllmenge auf die einzelnen Ballasttanks vorgegeben wird.

Zur Ausnutzung aller freien Parameter zur Vorgabe einer Schiffsorientierung wird vorgeschlagen, daß durch die übergeordnete Steuerung sowohl eine Querneigung als auch eine Längsneigung und eine Eintauchtiefe des Schiffes durch Befüllung der Ballasttanks vorgegeben wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1: ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Verknüpfung der wesentlichen Bauelemente, die bei der Realisierung des Verfahrens eingesetzt werden und
2: einen schematischen Querschnitt durch ein Schiff zur Verdeutlichung einer möglichen Anordnung von Seitenballasttanks.
In 1 ist ein Ballasttank (1) im Bereich eines Bilge/Ballastsystems (2) eingezeichnet. Im Bereich des Bilge/Ballastsystems (2) ist eine Bussteuerung (3) angeordnet, die mit einem Hauptcomputer (4) verbunden ist. Über ein Bus-Datensystem (5) sind eine Vielzahl von Bauelementen miteinander verbunden. Im einzelnen sind dies eine Pumpensteuerung (6), eine Tankfüllstandserfassung (7), eine Tiefgangserfassung (8), eine Datenverarbeitungsanlage (9) für Ladungsdaten und ein Gleichgewichtssystem (10). Ebenfalls ist an den Hauptcomputer (4) eine Energieerzeugungssteuerung (11), ein Antriebsüberwachungssystem (12), eine Ladungsüberwachung (13) sowie eine Fernbedienung der Antriebsanlage (14) angeschlossen.
Die Energiesteuerung (11) beinhaltet die elektrische Stromerzeugung. Die Ladungsüberwachung (13) kann beispielsweise für eine Überwachung von Kühlcontainern verwendet sein.
Im Bereich des Bilge/Ballastsystems (2) können Doppelbodentanks und Seitentanks angeordnet sein, die über Rohrleitungen und fernbetätigte Ventile miteinander verbunden sind. Die Ballasttanks (1) können mit mindestens zwei Ballastpumpen gefüllt oder entleert werden.
Hierbei ist es möglich, Ballastwasser von Ballasttank (1) zu Ballasttank (1), von der umgebenden See zum Ballasttank (1) oder vom Ballasttank (1) zur umgebenden See zu pumpen. Durch das Ausmaß des jeweiligen Befüllens oder Entleerens der verschiedenen Ballasttanks (1) wird das Schiff in eine stabile Schwimmlage gebracht und der Tiefgang eingestellt.
2 zeigt einen schematischen querschnitt durch einen Schiffsrumpf (13), der mit einem Steuerbordtank (16) und einem Backbordtank (17) versehen ist. Im Bereich beider Tanks (16, 17) sind Tankfüllstandserfassungen (7) angeordnet und die Tanks (16, 17) können mit Hilfe einer Krängungspumpe (18) befüllt und entleert werden. Im Bereich eines Kieles (19) des Schiffsrumpfes (15) ist die Tiefgangserfassung (8) angeordnet.
Durch das Befüllen beziehungsweise Entleeren von einem oder mehreren der Steuerbordtanks (16) beziehungsweise einem oder mehreren der Backbordtanks (17) wird der Krängung des Schiffes entgegengewirkt. Diese Krängung kann beispielsweise bei einer einseitigen Beladung oder Entladung auftreten. Die Tanks (16, 17) sind von einer Rohrleitung, in deren Bereich die Krängungspumpe (18) installiert ist, miteinander verbunden. Krängt das Schiff beispielsweise nach Steuerbord, so wird Wasser aus dem Steuerbordtank (16) in den Backbordtank (17) gepumpt. Bei einer Schrägneigung in die andere Richtung erfolgt der Vorgang ebenfalls in umgekehrter Richtung. Zur Erfassung des Krängungswinkels kann ein Pendel verwendet werden, das eine Schräglage des Schiffes erfaßt.
Ein entsprechendes System zur Kompensation von Krängungen wird auch als Anti-Heeling-System bezeichnet.
Die Tankfüllstanderfassung (7) kann Druckdosen aufweisen, die im Bereich der Ballasttanks (1) angeordnet werden. Die Anordnung erfolgt im Bereich von Böden der Ballasttanks (1). Mit Hilfe der Druckdosen wird eine aus dem Wasserdruck resultierende Kraft in ein elektrisches Signal umgewandelt. Über das Bus-Datensysstem (5) erfolgt eine Weiterleitung der Informationen zu einer Inhaltsanzeige, in deren Bereich beispielsweise ein Füllvolumen oder eine Füllhöhe angezeigt werden kann.
Für die Ballastpumpen kann je nach Bedarf eine manuelle Bedienung vorgesehen sein. Das Öffnen und Schließen der zugeordneten Ventile wird fernbetätigt ausgelöst. Die Durchführung des jeweiligen Vorganges zur Ballastaufnahme wird im Bereich der Tankfüllstandserfassung (7) überwacht.
Im Bereich der Datenverarbeitungsanlage (9) für die Ladungsdaten kann eine aktuelle Beladung eingegeben werden, insbesondere Lage und Gewichte von Containern. Die Datenverarbeitungsanlage (9) errechnet aus diesen Eingangsdaten Spannungen im Bereich der Schiffsstruktur und vergleicht diese mit erlaubten Spannungen. Mit Hilfe des Ballastsystems (2) können diese auftretenden Spannungen harmonisiert werden.
Zur Realisierung der Tiefgangerfassung (8) werden ebenfalls Druckdosen im Bereich des Kieles (19) verwendet, die eine Umwandlung des Wasserdruckes in ein elektrisches Signal durchführen. Vorzugsweise sind sowohl im Vorschiffsbereich als auch im Hinterschiffsbereich Druckdosen angeordnet. Bei einer gleichen Signalamplitude beider Druckdosen liegt eine horizontale Orientierung des Schiffes mit ebenem Kiel (19) vor. Dies bedeutet, daß der Kiel (19) parallel zur Wasseroberfläche verläuft.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, sowohl die Gesamtmenge an aufgenommenen Wasser in den Ballasttanks (1) als auch die Verteilung des Ballastwassers auf die einzelnen Ballasttanks (1) geeignet vorzugeben. Dies kann vollautomatisch und ohne manuelle Eingriffe erfolgen. Es ist allerdings ebenfalls denkbar, zusätzlich Möglichkeiten für manuelle Eingriffe bereitzustellen, um bei auftretenden Störungen eine von der automatischen Steuerung unabhängige Befüllung der Ballasttanks (1) vorgeben zu können.

Claims

Vorrichtung zur Beeinflussung des Tiefganges von Schiffen, bei dem ein Befüllungszustand von Ballasttanks durch Pumpen verändert wird, sowie bei dem die Pumpen mit einer Pumpensteuerung verbunden werden und bei dem unter Verwendung einer übergeordneten Tiefgangsregelung, einer Tiefgangserfassung sowie einer Datenverarbeitungsanlage für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur die Befüllung der Ballasttanks derart verändert wird, daß sowohl in einem Steuerbordbereich als auch in einem Backbordbereich des Schiffes Gewichtskräfte erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pumpensteuerung (6) als auch die übergeordnete Tiefgangsregelung, die Tiefgangserfassung (8) sowie die Datenverarbeitungs tungsanlage (9) für die Auswertung von Ladungsdaten und die Ermittlung von ladungsabhängigen Belastungen der Schiffsstruktur an ein Bus-Datensystem (5) angeschlossen sind und daß eine Bussteuerung (3) mit einem Hauptcomputer (4) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ballasttanks (1) Doppelbodentanks und Seitentanks verwendet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ballasttanks (1) von Rohrleitungen miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befüllung der einzelnen Ballasttanks (1) durch Ventilsteuerungen vorgegeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pendel zur Erfassung eines Krängungswinkels verwendet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllstandserfassung innerhalb der Ballasttanks (1) mindestens eine Druckdose verwendet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Datenverarbeitungsanlage (9) für die Ladungsdaten ein Vergleich von sich aus einem Beladungszustand ergebenden Strukturbelastungen und zulässigen Strukturbelastungen der Schiffsstruktur durchgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tiefgangserfassung mindestens eine Druckdose im Bereich des Kieles (19) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine übergeordnete Steuerung eine Gesamtfüllmenge der Ballasttanks (1) vorgegeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die übergeordnete Steuerung eine Verteilung der Gesamtfüllmenge auf die einzelnen Ballasttanks (1) vorgegeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch die übergeordnete Steuerung sowohl eine Querneigung als auch eine Längsneigung und eine Eintauchtiefe des Schiffes durch Befüllung der Ballasttanks (1) vorgegeben ist.