DE2343719A1 - Eisbrechendes schiff - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

I₁₁PLiNt, R. SPLANEMANN · oiPL.-cHEM. or. B. REITZNER · dipl.-inq. J. RICHTER

MÖNCHEN HAMBURQ

SOOO HAMBURQ SS 29-8. 1973 Neuer Wall 10 Telefon: (0411) 34 00 45 Telegramm-Adr.: Inventius Hamburg

Ihr Zeichen: Dr.-Ing. E.h.

Heinrich Waas, Hamburg

Patentanmeldung

Eisbrechendes Schiff

Die Entwicklung von Schiffen, die schweres Eis durchfahren sollen, führte in den letzten Jahren zu immer grösseren Antriebsleistungen, so dass die Wirtschaftlichkeit dieses Verkehrs wegen der hohen Kosten der Maschinenanlage fragwürdig wurde. Bei dieser Entwicklung wurde allgemein die seit langem für Eisbrecher eingeführte Form des zugespitzten Vorschiffes mit nur geringfügigen Varianten beibehalten, obwohl sie - besonders bei einer geschlossenen Eisdecke - Nachteile zeigt: Der geneigte Steven mit. etwa keilförmigem Querschnitt wird zwar vom Propellerschub auf die Eisdecke geschoben und zerbricht sie durch sein Gewicht,

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aber im wesentlichen nur in der Mitte. Die Rinne muss noch auf die Breite des Schiffes erweitert werden, es kommt zu dem sogenannten "Schulter-Effekt", der viel Leistung kostet. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass sich in der nur schmalen Rinne auch noch Eisschollen in dem engen Raum zwischen der Schiffsseitenwand und der festen Eisdecke einklemmen und dort Reibung verursachen. Es sind zwar als Verbesserung gedachte Vorrichtungen zum Einschneiden des Eises vor dem Vorschiff bekannt; sie führen für ihre Verbindungen mit dem Schiff aber zu Konstruktionen, die dem ungewöhnlich rauhen Kräftespiel des Eisbrechens nicht gewachsen erscheinen. Es sind auch breite Vorschiffsformen bei geschlossener Eisdecke erfolgreich erprobt worden, sie schieben aber bei Treibeis und Packeis die Eisschollen nicht zur Seite. Wo mit unterschiedlichen Eisverhältnissen wie Treibeis und Packeis gerechnet werden muss, ist diese Form nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein eisbrechendes Schiff zu schaffen, das den unterschiedlichen Eisverhältnissen angepasst ist, das wirtschaftlicher gegenüber den bekannten Ausführungsformen betreibbar ist und mit dem die vorangehend aufgezeigten Nachteile vermieden werden. Zur

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Lösung dieser Aufgabe wird ein eisbrechendes Schiff vorgeschlagen, das gemäss der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, dass das Vorschiff des Schiffkörpers oberhalb der Wasserlinie pontonförmig ausgebildet und von parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden begrenzt ist sowie eine sich über die gesamte Schiffsbreite erstreckende und in ihrem unteren Teil eben und stark nach vorn geneigt ausgebildete Stirnfläche aufweist, die unterhalb der Wasserlinie allmählich in eine Keilform mit Mittelkiel übergeht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zum Anheben des Vorschiffes, und zwar soweit, bis die Keilform über die Wasserlinie herausragt, oder zum Absenken des Vorschiffes, und zwar bis die Unterkante der Stirnfläche des Vorschiffes etwa die Unterkante der Eisdecke erreicht, eine in an sich bekannter Weise ausgebildete Trimmeinrichtung vorgesehen.

Um die eisbrechenden Eigenschaften des Schiffes noch zu erhöhen, kann das Vorschiff im Bereich seiner grössten Breite auf Jeder Seite eine mit nach unten gerichteten Zähnen versehene scharfe Kimm aufweisen. Auch wärmeerzeugende Einrichtungen können im Bereich der Stirnfläche des Vorschiffes und der Kimm vorgesehen sein.

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In der Zeichnung i ^t der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Pig. I das Vorschiff eines eisbrechenden
Schiffes in einer schaubildlichen
Ansicht von unten,

Fig. 2 die Wirkungsweise eines eisbrechenden Schiffes mit an sich bekanntem,ausgebildetem Vorschiff in einer Ansicht von oben,

Fig. 3 die Wirkungsweise eines eisbrechenden Schiffes mit speziell gestaltetem Vorschiff gemäss Fig. 1 in einer Ansicht von oben und

Fig. 4 die Wirkungsweise eines eisbrechenden

Schiffes gemäss Fig. 3, Jedoch in einer Ansicht von vorn.,

Das Vorschiff Io des Schiffsrumpfes eines eisbrechenden Schiffes ist gemäss Fig. 1 etwa pontonförmig ausgebildet und besteht in seiner Frontpartie aus einer stark nach vorn geneigten Fläche mit den Eckpunkten 11,12,13,14-, die oberhalb der Wasserlinie annähernd eben und an den Seiten

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scharfkantig ist. Die Wirkung der scharfkantigen Seiten kann durch Sägezähne 16 verstärkt werden.

Die nach vorn geneigte Flache des Vorschiffes geht ein Stück unterhalb der Wasserlinie allmählich in eine Keilform mit Mittelkiel 15 über. Die Breite des Vorschiffes Io ist von vorn bis zu den Punkten Y] und 18 etwa gleich oder sogar grosser als die des übrigen Schiffes. Nach diesen Punkten 17,18 geht die Breite des Vorschiffes mit einem deutlichen Absatz 17a,18a zurück.

Im Bereich der Frontfläche in der Nähe der Wasserlinie ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Flachtank vorgesehen, der die Schiffsaussenhaut von innen durch da's im Maschinenantrieb anfallende Kühlwasser erwärmen lässt.

Die Arbeitsweise ist bei geschlossener Eisdecke anders als bei offener, ebenso auch die Wirkung.

Bei geschlossener Eisdecke ergibt sich folgende Wirkung: Das Vorschiff belastet beim Vorrücken die noch nicht gebrochene Eisdecke im wesentlichen auf beiden Seiten, backbord zwischen den Punkten 11 und 14-, steuerbord zwischen den Punkten 12 und 13· Unter dem wachsenden Druck des

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sich auf das Eis schiebenden Schiffes wird die Eisdecke schliesslich brechen, und zwar in je einer etwa geraden Linie, parallel zu der Schiffsseite. Diese Linien ergeben eine Rinne, die breiter ist als das Schiff. Bei sehr hartem Eis kann das Brechen begünstigt werden durch die Sägezähne 16, die beim Vorrücken des Schiffes in das Eis eindringen. Die breite Vorschiffspartie, die das noch ungebrochene Eis überdeckt, hat auch den Vorteil, dass sich an ihr die bekannten Einrichtungen oder Werkzeuge zum Einschneiden des Eises wesentlich besser anbringen lassen, als bei den bisher üblichen Schiffsformen.

Zur Erläuterung dieser Wirkung sind in den Figuren 2 und 3 die Wasserlinien-Schnitte der an sich bekannten Vorschiff sform mit der in Fig. 1 dargestellten Vorschiffsform Io dargestellt. Der bekannte Bruchlinienverlauf in Fig. 2 mit den radialen Bruchlinien 29 und den kreisförmigen Bruchlinien 3o führt zu den Quetschungen (Schultereffekt) bei 31 und der schmalen Rinne 32. Dagegen ergibt die Vorschiffsform Io die in Fig. 3 gezeigten Bruchlinien, die zwar ebenfalls radial und kreisförmig verlaufen, aber keine Quetschungen verursachen. Die Rinne 24- ist breiter als die Rinne 32 in Fig. 2. Im breiten Mittelfeld ergeben sich wesentlich grössere Schollen 23 als bei Fig. 2. Diese

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grossen Schollen gleiten unter das Schiff, wie es der Querschnitt in Fig. 4 zeigt, und kommen unter dem keilförmigen Teil des Vorschiffes infolge ihres Auftriebes in eine labile Lage und kippen nach einer Seite ab. Durch die folgenden Querschnitte, die sich allmählich dem rechteckigen Hauptspant nähern, werden sie dann seitlich unter die feste Eisdecke geschoben.

Diese Art des Eisbrechens hat im übrigen den Vorteil, dass sich hinter dem Schiff eine verhaltnismassige eisfreie Hinne bilden kann, soweit nicht Strömung oder Wind die feste Eisdecke bewegen. Der Umstand, dass die Form des Vorschiffes Io nach Pig. I in breiter Front auf die Eisdecke aufläuft, vergrössert allerdings gegenüber der scharfen Form bei den bekannten Vorschiffen die dabei auftretende lieibung· Deshalb ist es bei der Vorschiffsform Io besonders vorteilhaft, durch das bekannte Mittel der Erwärmung des Eisensdie Reibung gegenüber dem Eis zu vermindern. Dies geschieht am wirtschaftlichsten durch in der Zeichnung nicht dargestellte Flachtanks, die durch das vom Maschinenbetrieb anfallende Kühlwasser erwärmt werden.

Bei einer Eisdecke mit Stellen offenen Wassers und Packeis muss das Schiff achterlastig getrimmt werden, so

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dass die Wasserlinie 35 in eine neue Lage 36 kommt. Es ergibt sich dann folgende Wirkungsweise: Das Vorschiff wird soweit gehoben, dass der ebene Teil der Frontfläche vor der Linie 13-14- nicht mehr - oder nicht mehr wesentlich - das Eis berührt, der V-förmige Teil hinter der Linie 13-14- dagegen auf das zu brechende oder seitlich wegzuschiebene Eis auffährt und das Eis gleichzeitig zur Seite und nach unten schiebt.

Die oben genannten beiden unterschiedlichen Bedingungen, unter denen ein Schiff im Eis arbeiten muss, erfordern also zu ihrer jeweils optimalen Bewältigung eine verschiedene Trimmlage des Schiffes. Der zur Herstellung dieser Zustände erforderliche technische Aufwand lohnt sich aber, zumal die Einrichtung zur Trimmänderung beim Steckenbleiben des Schiffes in unüberwindlichem Eise zum Freikommen benutzt werden kann. Die vorlastige Trimmlage kommt somit für die geschlossene etwa gleichförmige Eisdecke in F-rage, die achterlastige für offenes Wasser, Treibeis oder Packeis.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Eisbrechendes Schiff, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschiff (lo) des Schiffskörpers oberhalb der Wasserlinie (35) pontonförmig ausgebildet und von parallel zueinander verlaufenden ßeitenwänden begrenzt ist sowie eine sich über die gesamte Schiffsbreite erstreckende und in ihrem unteren Teil eben und stark nach vorn geneigt ausgeb-ildete Stirnfläche (11,12,13,14·) aufweist, die unterhalb der Wasserlinie (35) allmählich in eine Keilform mit Mittelkiel übergeht.

   2: Eisbrechendes Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anheben des Vorschiffes (lo) bis die Keilform über die Wasserlinie (35) herausragt oder zum Absenken des Vorschiffes bis die Unterkante der Stirnfläche (1314) etwa die Unterkante der Eisdecke erreicht eine Trimmeinrichtung vorgesehen ist.

   J. Eisbrechendes Schiff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschiff im Bereich seiner grössten Breite auf jeder Seite eine mit nach unten

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   -logerichteten Zähnen (16) versehene scharfe Kimm aufweist.

   4. Eisbrechendes Schiff nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Stirnfläche und der Kimm Wärme erzeugende Einrichtungen angeordnet sind.

   5· Ausbrechendes Schiff nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschiff in seinem vorderen Abschnitt (11,12,17,18) gegenüber dem Schiffsrumpf breiter bemessen ausgebildet ist.

   6. Eisbrechendes Schiff nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschiff an seiner oberhalb der Wasserlinie liegenden Stirnfläche (11,12, 13,14) mit Einrichtungen zum Einschneiden von Kerben in die Eisdecke versehen ist.

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