DE2241043A1

DE2241043A1 - Fender und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2241043A1
Application number: DE2241043A
Authority: DE
Inventors: Werner O Bloese
Original assignee: Weill and Reineke GmbH
Current assignee: Weill and Reineke GmbH
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1972-08-21
Publication date: 1974-02-28
Also published as: BE803784A; FR2197393A5; GB1419820A; IT992234B; NL7311156A

Description

P A Γ E N ·' A N W λ L f E

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS · DiPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÜNCHEN HAMBURG MONGHEN "

8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL (0811) 22 05 48

2 HAMBURG WAITZSTR. TEL. (0411) 89 22 TELEX 212921 spez

IHR ZEICHEN

BETRIFFTi

IHRENACHRICHTVOM unserzeichen HAMBURG

ρ 6526/72 D/Me

Weil! & Reineke GmbH, 2 Hamburg 28, Eiselensweg 17

Fender und Verfahren zu seiner Herstellung

.Zum Schutz von Schiffen und Anlegestellen beim Anlegen der Schiffe verwendet man Fender, die die Aufgabe haben, die beim Anlegen noch vorhandene kinetische Energie wenigstens teilweise so weit zu vernichten, daß eine Beschädigung des Schiffs oder der Anlegestelle vermieden wird. Bekannt sind beispielsweise Fender, die als zylindrischer oder hohl zylindrischer Körper mit großer Wandstärke hergestellt werden und deren Federkennlinie durch

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Variation von Wandstarke, Durcliraesser und Gummi— qualität' beeinflußt werden kann. Ferner sind Fender aus leichten Holzstämmen gebräuchlich, die zwar gute Eigenschaften hinsichtlich der Engergieabsorption jedoch nur eine geringe Lebensdauer haben. Schließlich ist es auch bekannt, zwischen Holzbohlen und dem zu schützenden Körper, an dem der Fender angebracht ist, federnde und energieabsorbierende Elemente anzubringen, beispielsweise Gumraielemente oder hydraulische Kolbensysteme. Alle diese Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß sie Reibungsbeiwerte in der Größenordnung von 0,5 bis 0,9 haben, die beim Anlegen des Schiffes mit leiohter Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt, wie dies normalerweise der Fall ist, einen starken Energie-Übergang in Längsrichtung des Schiffes auf die Anlegestelle zur Folge haben. Nicht selten hat die große übertragene Energie eine Zerstörung des Fenders zur Folge. In jedem Fall muß die übertragene Energie von entsprechend robuster und nachgiebiger Konstruktion der Anlegestelle aufgenommen werden, näufig treten auch bei Anlegemanövern von Schiffen, die noch mehr als zwei Knoten Fahrt haben, erhebliche üavarie-Schäden an den Anlegestellen oder den

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Schi'ffen auf. Die sich daraus ergebende Forderung nach einer zweckmäßigeren Fenderbauart wird durch · die Tatsache unterstrichen, daß moderne Schiffskonstruktionen nur noch eine geringere Außenbelastung des Schiffsrumpfs als früher zulassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,· einen Fender zu schaffen, der die Anlegestelle und die Schiffe geringeren Kräften beim Anlegemanöver aussetzt als die bekannten Fender.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Fender aus einem steifen Trägerkörper und einer damit fest verbundenen Kunststoffauflage besteht. Der Trägerkörper wird zweckmäßigerweise von einem Pro- filkörper aus Metall, insbesondere Stahl gebildet. Die Kunststoffauflage besteht vorteilhafterweise aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, insbesondere aus Polyolefinen.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Fenders ist eine - doppelte. Erstens wird durch den geringen Reibungsbeiwert, den Kunststoff aligemein und Polyolefine im besonderen besitzen, der Energieübergang in

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Längsrichtung des Schiffes auf die Anlegestelle drastisch vermindert, so daß die am Schiff und an der Anlegestelle in Längsrichtung des Schiffes wirkenden Kräfte nur noch einen Bruchteil der bisher gewohnten Werte darstellen. Zweitens wird die übertragende Kraft durch den steifen Trägerkörper großflächig auf den Träger des Fenders übertragen. Während bei bisherigen Fendern, beispielsweise Baumstämmen, die Kraft konzentriert auf eine geringe Frontfläche des Schiffskörpers bzw. der Anlegestelle wirkte, wird sie durch den erfindungsgemäß steifen Trägerkörper auf eine größere Fläche verteilt. Zur besseren Verteilung besitzt der Trägerkörper und damit der gesamte Fender eine erhebliche Flächenausdehnung und zumindest Längserstreckung.

Die Kunststoffauflage ist mit dem Trägerkörper zweckmäßigerweise vollflächig oder im wesentlichen vollflächig verklebt. Diese Verklebung wird vorzugsweise durch Schmelzverklebung bewirkt. Zur Verbesserung des Verbunds können der Trägerkörper und die Auflage mit formschlüssig ineinander greifenden Vorsprüngen bzw. Vertiefungen versehen sein.

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Auf der der Kunststoffauflage abgewandten Seite des Trägerkörpers können stoßabsorbierende Elemente vorgesehen sein, wie dies an sich bekannt ist.

Die Kunststoffauflage selbst soll nicht zu weich sein, da bei örtlich starker Verformung eine unerwünschte Zunahme der Reibungskraft und auch eine hohe mechanische Beanspruchung zu befürchten wäre. Innerhalb eines Bereichs von Shore D 40 und Shore D 74 liegt die Härte vorzugsweise in der Nähe von Shore C6O .

Pur die Festigkeit der Kunststoffauflage hat sich als zweckmäßig erwiesen, diese aus mehreren Schichten unterschiedlich gerichteter MikroStruktur zusammenzusetzen.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgcmäßen Fenders, das aber auch für die Herstellung anderer Verbundkörper aus einem thermoplastischen Kunststoff körper und einem Trägerkörper mit anderem Wärmeausdehnungskoeffizienten anwendbar ist, zeich-

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net sich nach der Erfindung dadurch aus, daU zunächst eine erste Teilschicht des Kunststoffkcrpers mit dem nahe der Formgebungsteraperatur des Kunststoffs erwärmten Trägerkörper verbunden wird und daü anschließend der Trägerkörper abgekühlt und die weitere Teilschicht des Kunststoffkörpers mit der ersten Teilschicht verbunden wird. Auf diese Weise erhält man zunächst eine innige Verbindung /wischen der untersten Teilschicht des Kunststoffkörpers und dem Trägerkörper, wobei aber die aufgebrachte Kunststoffschicht noch nicht so groß ist, daß sich nach der Abkühlung des Trägerkörpers schädliche Spannungen bilden könnten. Die erste Teilschicht kann dann leichter mit der weiteren Teilschicht des Kunststoffkörpers verbunden werden. Die Verbindung der ersten Teilschicht mit dem Trägerkörper, die zweckmäßigerweise durch Schmelzverklebung bewirkt wird, kann dadurch erreicht oder begünstigt werden, daß der Trägerkörper auf eine entsprechend hohe Temperatur erwärmt wird. Stattdessen oder zusätzlich kann auch die erste Teilschicht mit einer zur Schmelzverbindung ausreichenden Temperatur auf den Trägerkörper aufgebracht werden, indem sie zweck-

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raäßigerweise unmittelbar auf den Trägerkörper extrudiert wird.

Auch die Verbindung zwischen der ersten Teilschicht und der weiteren Teilschicht des Kunststoffkörpers bewirkt man zweckmäßigerweise durch Schraelzverklebung. Dafür ist es dann aber nicht mehr erforderlich, den Trägerkörper auf erhöhter Temperatur zu halten. Es genügt vielmehr, die dem Trägerkörper abgewandte Oberfläche der ersten Teilschicht entsprechend zu erwärmen. Auch die zweite Teilschicht wird zweokmäßigerweise durch unmittelbare Extrusion auf die erste Teilschicht aufgebracht.

Es wäre zwar ,möglich, den Kunststoffkörper auf diese Weise aus lediglich zwei Schichten aufzubauen. Die Praxis hat aber gezeigt, daß es günstiger ist, wenn eine Vielzahl verhältnismäßig dünner Schichten übereinander gelagert wird. Unter diesem Gesichtspunkt kann sowohl die oben als erste Teil— .schicht bezeichnete Schicht als auch die weitere Teilschicht aus einer Vielzahl dünnerer Schichten zusammengesetzt sein." Dabei kann auch die Abkühlung

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des Trägerkörpers schrittweise während des Aufbringens der verschiedenen Schichten der ersten Teilschicht stattfinden. Die unterschiedliche Mikroorientierung der verschiedenen Teilschiciiten kann dadurch erzeugt werden, daß die einzelnen Schichten mit unterschiedlicher Extrusionsrichtung aufgebracht werden.

In der praktischen Ausführung des Verfahrens wird aus einer Kunststoffaufbereitungsmaschine, beispielsweise einem Extruder, die mit einer Flaehdiise versehen ist, ein Streifen von beispielsweise 10 mal 100 ram ausgepreßt. Unter Hinzufügung von Strahlungswärme, die Värmeverluste des Kunststoffstreifens nach dem Austritt aus der Düse ausgleichen soll, wird dieser Kunststoffstreifen auf die in der gleichen Temperatur befindliche Oberfläche der als Trägerkörper verwendeten Stahlplatte in der Weise gedrückt, daß er mit der längeren Seite seines Querschnitts auf der Platte aufliegt. Der Extruder wird dabei zweckmäßigerweise senkrecht über der zu beschichtenden Stahlplatte angebracht und, falls die Platte ein Rechteck ist, in geeigne-

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ter Weise von einer Seite der Stahlplatte zu anderen bewegt, wobei der Streifen vollständig auf der Oberfläche der Stahlplatte abgelegt und angedrückt wird. Nach Ablage eines Streifens kann der Extruder einen weiteren Streifen parallel zum ersten und an diesen angrenzend ablegen. Es ist im Prinzip gleichgültig, ob der Extruder gegenüber der Stahlplatte oder umgekehrt die Stahlplatte gegenüber* dem Extruder bewegt wird.

Nachdem die erste Streifenlage die Platte vollständig bedeckt, kann die nächste Streifenlage aufgebracht werden. Aus Festigkeitsgründen ist es günstig aber nicht unbedingt erforderlich, diese nächste Lage der Streifen im rechten Winkel zu der Streifenrichtung der vorherigen Lage aufzubringen. . Zur Verbindung der Lagen wird zunächst die Oberfläche der bereits aufgebrachten Kunststoffstreifen mittels Warmestrahlern auf diejenige Temperatur an ihrer Oberfläche gebracht, die ein vollständig homogenes Verfließen (Verschweißen) mit den Streifen der nachfolgenden Lage ermöglicht. Auch die folgenden Streifenschichten sollten je-

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weils um 90 zu den benachbarten Streifenschichten winkelversetzt aufgebracht werden. Dies ergibt für die Spannungsverteiiung beim Erkalten auf der Stahlplatte die günstigsten Voraussetzungen. Wie bereits bemerkt, ist die unterschiedliche Streifenrichtung benachbarter Lagen aber nicht unbedingt erforderlich, und zwar vor allem dann nicht, wenn durch groOvolumige Vertiefungen in der Oberfläche der Stahlplatte eine günstige Krafteinleitung vom Kunststoff in die Stahlplatte gegeben ist, die vom Klebeeffekt des Kunststoffs auf der Stahloberflache unabhängig ist. Auch die Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen wird durch solche formschlüssige Verbindung günstig beeinflußt.

Wegen des beim Kunststoff vorkommenden Volumen-Schrumpfs ist zu beachten, daß die Beschichtung der Stahlplatte in der ersten Teilschicht nur in einer Dicke bis zu wenigen Zentimetern, beispielsweise 3 cm, vorgenommen wird. Danach ist eine voll-

* ständige Abkühlung auf Raumtemperatur möglich, ohne daß die weitere Beschichtung, die dann auf die lediglich oberflächlich erwärmten vorhandenen

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Schichten aufgebracht wird, später beeinträchtigt wird.

Insbesondere für sehr stark beanspruchte Fender— Platten kann die Beschichtung noch dadurch verstärkt werden, daß zwischen die einzelnen Schichtlagen geeignete Armierungsgewebe aus Glasfasern eingebracht werden, die die Zug- und Biegebeanspruchungen in der Platte weiterleiten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fenders anhand der Zeichnung naher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 einen Querschnitt durch den" Fender,

Der Trägerkörper besteht aus einer Stahlplatte 1 von vier Meter Länge und einem Meter Breite, die mehrere oberflächliche Einbuchtungen 2 von quadratischem Querschnitt mit dem Maß von etwa acht mal acht Zentimetern besitzt, und auf der Unterseite durch eine Rippe 3 (selbstverständlich können auch mehrere vorgesehen sein) ausgesteift ist.

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Die Platte ist mit einem Kunststoffkörper Ί ganzflächig belegt, der auch die Einbuchtungen 2 vollständig füllt und in diesen Einbuchtungen formschlüssig mit dem Trägerkörper verbunden ist. Die Dicke der Kunststoffschicht beträgt fünf bis zwölf Zentimeter, beispielsweise acht Zentimeter. Der Trägerkörper ist in beliebiger Weise, beispiels- * weise unter Verwendung der Bohrungen 5 in der Rippe 3 mit einer Anlegestelle oder dergleichen verbunden, wobei elastische oder energieverzehrende Glieder dazwischen geschaltet sein können. Eine Mehrzahl derartiger Fender-Platten kann zu einer größeren Platteneinheit zusammengeschlossen sein.

Die Kunststoffauflage wird mit der Zeit abgenutzt und kann dann ohne weiteres erneuert werden. Das erläuterte Verfahren ermöglicht es ohne Schwierigkeit, neue Streifenlagen auf den noch vorhandenen Rest der Kunststoffauflage oder auch unmittelbar auf den davon befreiten Trägerkörper aufzubringen. Da das Verfahren nicht an eine bestimmte, genau einzuhaltende Form des Trägerkörpers gebunden ist, lassen sich auch verformte Trägerkörper ohrie

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Schwierigkeit neu mit einer Kuststoffauflage versehen.

Selbstverständlich können die in der Oberfläche des Trägerkörpers vorgesehenen Einbuchtungen auch in anderer Form und Anzahl ausgeführt sein.

Der erfindungsgeraäße Fender besitzt nicht nur eine günstigere Wirkungsweise sondern kann auch sehr . wirtschaftlich hergestellt und repariert werden.

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Claims

Patentansprüche

Fender, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem steifen Trägerkörper (l, 3) und einer damit fest verbundenen Kuststoffauflage (Ί) besteht.
2. Pender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper von einem Profilkörper aus Metall, insbesondere Stahl, gebildet ist.
3. Pender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffauflage aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.
h. Fender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffauflage vornehmlich aus Polyolefinen besteht.
5. Fender nach einem der Ansprüche 1 - k, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffauflage mit dem Trägerkörper im wesentlichen vollflächig

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- 15 verklebt, insbesondere schmelzverklebt, ist.
6. Fender nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper und die Auflage mit formschlüssig ineinandergreifenden. Vorsprüngen bzw. Vertiefungen (2) versehen sind
7. Fender nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper auf der der Kunststoffauflage abgewandten Seite mit stoßabsorbierenden Elementen versehen.ist.
8. Fender nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper aus mehreren Schichten unterschiedlich gerichteter MikroStruktur besteht.
9. Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers aus einem thermoplastischen Kunststoffkörper und einem Trägerkörper eines Werkstoffs mit von dem Kuststoff verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten, insbesondere zum Herstellen eines Fenders nach einem der Ansprüche

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1-8, dadurch gekennzeichnet, daß erste Teilschicht des Kunststoffkörpers mit dem nahe der Formgebungstemperatur des Kunststoffs erwärmten Trägerkörper verbunden wird, anschließend der Trägerkörper abgekühlt und die weitere Teilschicht des Kunststoffkörpers mit der ersten Teilschicht verbunden wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper zur Verbindung mit der ersten Teilschicht des Kunststoffkörpers auf eine zur Schmelzverklebung ausreichende Temperatur erwärmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teilschicht mit einer zur Schmeizverbindung ausreichenden Temperatur auf den Trägerkörper aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teilschicht unmittelbar auf den Trägerkörper extrudiert wird.

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13· Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß auch die weitere Teilschicht mit einer zur Schmelzverbindung ausreichenden Temperatur auf die erste Teiischicht aufgebracht wird, die auf ihrer dem Trägerkörper abgewandten Seite erwärmt ist.

Ik. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper durch schichtweise aufeinanderfolgende Extrusion von Kunststoffstreifen aufgebaut wird.

15· Verfahren nach Anspruch Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten mit unterschiedlicher Extrusionsrichtung aufgebracht werden.

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i6. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinanderfolgende Schichten des Kunststoffs Bewehrungselemente eingebracht werden.

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