DE2305783C3

DE2305783C3 - Light buoy

Info

Publication number: DE2305783C3
Application number: DE19732305783
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich 5300 Bonn-Bad Godesberg Fust
Original assignee: Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1976-04-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtboje mit einem Zentralkörper, der mit dem ihn umgebenden, insbesondere ringförmigen Schwimmkörper durch eine abgestützte kardanische Vorrichtung verbunden ist, wobei der Massenschwerpunkt des Zentralkörpers möglichst tief unter den Angriffspunkt des resultierenden Auftriebs gelegt ist und die Fesselung durch die kardanisehe Aufhängung in den Bereich dieser beiden Punkte fällt.The invention relates to a light buoy with a central body, which with the surrounding it, in particular annular floating body is connected by a supported cardanic device, wherein the center of gravity of the central body as deep as possible below the point of application of the resulting lift is placed and the bondage through the cardanic suspension in the area of these two points falls.

Leuchtbojen sind den Kräften von Luft- und Wasserbewegungen ausgesetzt und zeigen deshalb entsprechende Lageschwankungen. Durch besondere konstruktive Gestaltung der Boje versucht man die Schwankungen klein zu halten. So beschreibt z. B. die US-Patentschrift 36 74 225 eine Boje, die einen langgestreckten. Wind und Wasser wenig Angriffsfläche bietenden Zentralkörper aufweist, der mit dem umgebenden Schwimmkörper durch ein Kardangelenk verbunden ist. Der Zentralkörper trägt die Leuchte und/oder andere Warn- und Navigationseinrichtungen wie Radarreflektoren od. dgl. Bei geeigneter Lage von Massenschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt kann sich so der Zentralkörper in gewissen Winkelbereichen unabhängig von der Lage des Schwimmkörpers in die Vertikale einstellen. Wenn die geometrische Form des Zentralkörpers nicht in ganz besonderer Weise ausgebildet ist, entstehen bei solchen Bojen aber durch Wasserströmungen noch Neigungsmomente, die zu untragbar großen Neigungsschwankungen des Zentralkörpers führen können. Das rührt daher, daß der Zentralkörper der Boje als zweiarmiger Hebel betrachtet werden kann. Eine als gleichgerichtet angenommene Was- &5 serströmung übt auf die beiden Hebelarme oberhalb und unterhalb des Drehpunktes der Kardänik Kräfte aus, die im allgemeinen nicht gleich zu sein brauchenLight buoys are exposed to the forces of air and water movements and therefore show corresponding Position fluctuations. One tries that by special constructive design of the buoy To keep fluctuations small. So describes z. B. US Patent 36 74 225 a buoy that has an elongated. Wind and water has little contact surface offering central body with the surrounding Float is connected by a universal joint. The central body carries the lamp and / or other warning and navigation devices such as radar reflectors or the like. With a suitable position of the center of gravity and center of lift, the central body can be independent in certain angular ranges adjust from the position of the float to the vertical. If the geometric shape of the Central body is not designed in a very special way, but are created in such buoys by water currents nor inclination moments that lead to unacceptably large inclination fluctuations of the central body being able to lead. This is because the central body of the buoy is viewed as a two-armed lever can. A what- & 5 serströmung exerts forces on the two lever arms above and below the pivot point of the cardanic system which in general need not be the same

und dann ein Neigungsmoment verursachen.and then cause a moment of inclination.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Boje zu schaffe* die diese Nachteile nicht aufweist, d. h, die insbesondere der Anforderung nach geringster Neigung während des Betriebes (nicht mehr ais 7°) entspricht. Außerdem soll deren Gewicht so gehalten sein, daß sie vom Tonnenleger aufgenommen werden kann.The invention is based on the object of creating a buoy that does not have these disadvantages, i. h that especially the requirement for the slightest inclination during operation (no more than 7 °). In addition, their weight should be kept so that they can be picked up by the buoy laying machine.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von der eingangs genannten Boje ausgegangen.In solving this problem, the buoy mentioned at the beginning is assumed.

Um die Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß die geometrische Form so gestaltet, und die Drehpunkte werden in der kardanischen Vorrichtung in einer solchen Tiefenlage des Zentralkörpers angeordnet, daß eine in der Eintauchtiefe gleichgerichtete Wasserströmung kein Neigu»igsmoment auf den Zentralkörper erzeugen kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei der Gestaltung der geometrischen Form des Zentralkörpers auftriebslose Kompensationsflächen verwendet werden. In order to achieve the object, the geometric shape and the pivot points are designed according to the invention are arranged in the cardanic device in such a depth of the central body that a water flow that is rectified in the immersion depth does not generate a tilting moment on the central body can. In a further embodiment of the invention, when designing the geometric shape of the central body, non-buoyant compensation surfaces are used.

Zur Beeinflussung der Neigungsstabilität, die durch das rückstellende, durch den Ballast bedingte Moment erwirkt wird, kann der zur Energieerzeugung notwendige Generator senkrecht angeordnet und mit einem waagerechten, mit der Achse des Generators verbundenea. ausreichend dimensionierten Schwungrad versehen werden (Kreiselwirkung).To influence the inclination stability caused by the restoring moment caused by the ballast is achieved, the generator required to generate energy can be arranged vertically and with a horizontal, connected to the axis of the generator a. adequately dimensioned flywheel become (gyroscopic effect).

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben werden.The invention will be described in more detail below with reference to the drawing.

An einem vorzugsweise als Brennstofftank ausgebildeten, z. B. ringförmigen Schwimmkörper 1 ist mit geeigneten Stützen 2 eine kardanische Vorrichtung 3 befestigt, in die der Zentralkörper 4 eingesetzt ist. Dabei ist dafür Sorge getragen, daß es leicht möglich ist, den Zentralkörper 4 (z. B. zur Wartung, bei Störung oder zum Austausch) aus der kardanischen Vorrichtung herauszunehmen. Der Zentralkörper 4 besteht aus einem ganz (oder zum größten Teil) unter der Wasseroberfläche liegenden Hohlraum, der die Energieerzeugungsund Versorgungsanlagen sowie die notwendige elektrische Ausrüstung enthält und einem Träger 5 für die Leuchte 6 und anderen Warnelementen (z. B. Radarreflektoren) aufweist. Ballastmaterial 9, das ebenfalls zum Zentralkörper zu rechnen ist und beispielsweise wie in der Zeichnung angedeutet befestigt wird, bewirkt die Neigungsstabilität. Die Formgestaltung und Massenverteilung beim Zentralkörper 4 erfolgt in der Weise, daß der Angriffspunkt des resultierenden Auftriebs und der Massenschwerpunkt möglichst weit auseinander liegen (Massenschwerpunkt natürlich unter dem Angriffspunkt des resultierenden Auftriebs). Die Fesselung des Zentralkörpers durch die kardanische Vorrichtung 3 wird zur Ausschaltung von Neigungsmomenten vorzugsweise in die Ebene des Massenschwerpunktes gelegt, sie kann aber auch in der Ebene des Angriffspunktes des resultierenden Auftriebs oder auch dazwischen liegen. Das Optimum richtet sich nach den Betriebsbedingungen, d.h. nach den Wellen-, Wind- und Strömungsverhältnissen usw. Der skizzierte Aufbau ermöglicht es, !falls aus Gewichtsgründen erwünscht, den Zentralkörper 4 mit Träger 5 und Leuchte 6 aus der kardanischen Vorrichtung 3 zu lösen. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß ein mit dem Zentralkörper 4 fest verbundener Flansch 8 mit automatisch beim Einsetzen eingreifenden und von oben oder innerhalb des Körpers 4 zu lösenden Klauen von der kardanischen Vorrichtung 3 und somit vom Schwimmkörper 1 getrennt wird.At a preferably designed as a fuel tank, for. B. annular float 1 is suitable with Supports 2 a cardanic device 3 attached, in which the central body 4 is inserted. Included care is taken that it is easily possible to remove the central body 4 (e.g. for maintenance, in the event of a malfunction or for exchange) from the cardanic device. The central body 4 consists of one The cavity lying entirely (or for the most part) under the surface of the water, which is responsible for energy generation and Contains supply systems and the necessary electrical equipment and a carrier 5 for the Light 6 and other warning elements (e.g. radar reflectors). Ballast material 9, which is also used for Central body is to be expected and is attached, for example, as indicated in the drawing, causes the Incline stability. The shape and mass distribution of the central body 4 takes place in such a way that that the point of application of the resulting lift and the center of gravity as far apart as possible lie (center of mass, of course, under the point of application of the resulting lift). The bondage of the central body through the cardanic device 3 is preferred to eliminate inclination moments placed in the plane of the center of mass, but it can also be in the plane of the point of attack of the resulting lift or in between. The optimum depends on the operating conditions, i.e. according to the wave, wind and current conditions etc. The sketched structure enables it, if desired for weight reasons, the central body 4 with support 5 and light 6 from the cardanic Device 3 to solve. This can e.g. B. happen that a with the central body 4 firmly connected Flange 8 with automatically engaging on insertion and from above or within the body 4 claws to be released from the cardanic device 3 and thus separated from the floating body 1 will.

Um ?;u erreichen, daß eine in der EintauchliefeUm?; U achieve that one ran in the immersion

gleichgerichtete Wasserströmung keine Neigung des Leuchtenträgers verursacht, wird die geometrische Form des Zentralkörpers 4 so gestallst und die Drehpunkte 7 in der kardanischen Einrichtung 3 werden so gelegt, daß sich die Neigungsmomente aufheben. Bei der Gestaltung der geometrischen Form des Zentralkörpers können auch auftriebslose Kooipensctionsflächen verwendet werden. Um den Einfluß von Wind und Wellen möglichst klein zu halten, soll die Querschnittsfläche von Träger 5 — insbesondere in der Wasserlinie — so klein als möglich sein.rectified water flow does not cause the luminaire support to tilt, it becomes geometric Shape of the central body 4 so gestallst and the pivot points 7 in the cardanic device 3 are so placed that the moments of inclination cancel each other out. When designing the geometric shape of the central body can also be buoyant Kooipensctionflächen be used. In order to keep the influence of wind and waves as small as possible, the cross-sectional area should of carrier 5 - especially in the waterline - be as small as possible.

Zur Beeinflussung der Neigungsstabilität, die durch das rückstellende, durch Ballast 9 bedingte Moment erwirkt wird, kann der zur Energieerzeugung notwendige Generator senkrecht angeordnet und mit einem waagerechten, mit der Achse des Generators verbundenen, ausreichend dimensionierten Schwungrad versehen werden (Kxeiselwirkung).To influence the inclination stability brought about by the restoring moment caused by ballast 9 is, the generator necessary to generate energy can be arranged vertically and with a horizontal, adequately dimensioned flywheel connected to the axis of the generator become (Kxeiselffekt).

Die mit diesem System erzieibaren Wirkungen ergeben sich aus dem vorhergehenden Text. Dadurch, daßThe effects that can be achieved with this system result from the preceding text. As a result of that

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«5 der Leuchtenträger 5 in der Wasserlinie schlank gehalten ist, werden Wellen nur ganz geringfügig Einfluß fcuf Schwingung und Schräglage des Leuchtenträgers 5 haben. Windkräfte werden durch hohes Rückstellmoment aufgenommen. Vorteilhaft ist, daß Strömungseinflüsse des Wassers durch Schaffung momentgleicher Anströmflächen oberhalb und unterhalb des Festpunktes der Kardanik kompensiert werden können. (Druckmittelpunkt liegt in der Ebene des Festpunktes). "5 of luminaire support is kept lean in the water line 5, waves presents minimal influence fcuf vibration and inclination of the luminaire support 5 have. Wind forces are absorbed by a high restoring torque. It is advantageous that the flow influences of the water can be compensated for by creating equal flow surfaces above and below the fixed point of the cardanic. (The center of pressure is in the plane of the fixed point).

Die Gewichte sind alle so gehalten, daß unter Umständen auch der Brennstoffbehälter nach Abpumpen des Brennstoffes von dem Tonnenleger aufgenommen werden kann. Es sind keine langer dauernden Servicearbeiten oder Reparaturen auf See erforderlich, weil der komplette Zentralkörper auswechselbar gestaltet ist. Die Boje ist geeignet, als Ersatz für Feuerschiffe eingesetzt zu werden. Sie ist aber nicht nur als Ersatz für Feuerschiffe geeignet, sondern kann auch für alle anderen Seezeichen, bei denen hohe Neigungsstabilität erforderlich ist, angewendet werden.The weights are all held in such a way that, under certain circumstances, the fuel container can also be pumped out of the fuel can be picked up by the buoy laying machine. It is not a long service work or repairs at sea required because the entire central body is designed to be replaceable is. The buoy is suitable to be used as a replacement for lightships. But it is not just a replacement Suitable for lightships, but can also be used for all other sea marks with high inclination stability is required to be applied.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Light buoy with a central body, which with the surrounding, in particular ring-shaped

. Float, supported by a cardanic. Device is connected, the center of gravity of the central body as deep as possible below the point of application of the resulting lift is placed and the shackling by the cardanic Suspension falls within the scope of these two points, characterized in that the geometric shape of the central body (4) is designed and the pivot points (7) in the cardanic Device (3) are arranged in such a depth of the central body (4). -That one in The water flow in the same direction as the immersion depth does not generate a moment of inclination on the central body (4) can.

2. light buoy according to claim 1, characterized in that in the design of the geometric Shape of the central body (4) non-buoyancy compensation surfaces are used.

3. light buoy according to claim 1 or 2, characterized in that for influencing the inclination stability the generator is arranged vertically and with a horizontal one with the axis of the Generator connected, adequately dimensioned flywheel is provided.

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