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"Schallgedämmter Doppelschalen-Kanal für Querstrahlaggregate
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Die Erfindung betrifft einen schallgedämmten Doppelschalen-Kanal für
Querstrahlaggregate, bestehend aus einem mit den Schiffsverbänden verbundenem Außenrohr
und einem eine Propellereinheit aufnehmenden, konzentrisch angeordneten, inneren
Querrohr.
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In neuerer Zeit werden bei Schiffen, insbesondere bei Spezialschiffen
zur Erhöhung der Manävierfähigkeit Querstrahlaggregate eingebaut, die im Vorschiff
angeordnet sind undeinem rohrförmigen Kanal ein oder mehrere Propelleraggregate
mit Antriebsmaschine aufnehmen.
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Bei derartigen Querstrahlaggregaten treten durch das Antriebsaggregat
und durch das im Kanal strömende Wasser starke Schallschwingungen auf, die auf den
Schiffskörper übertragen werden und zu starkem Luftschall fühlen , der im Schiffs
inneren sich unangenehm bemerkbar macht. Auch wird Wasserschall, der durch Turbulenzen
und Kavitationen an Eintritt bzw. Austritt des Kanals entsteht, in die Außenhaut
und zwar besonders im Nahbereich der Öffnungen, eingeleitet werden.
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Es ist bereits ein Bugstrahlruder bekannt, das derartig eingebaut
ist, daß es in seiner Lage gesichert ist und Übertragung von Betriebsgeräuschen
auf den Schiffskörper verringert wird. Dazu
tst der Bugstrahlkanal
elastisch auf Bauteilen des Schiffskörpers abgestützt und innen und/odsr außen mit
schalldämmenden Mitteln versehen. Eine deartige elastische Lagerung ist nur in frei
zugänglichen Schiffskörpern möglich, d. h. in Räumen die nicht als Tanks oder ähnliches
benutzt werden. Es ist auch schon bekannt Labyrinthdichtungen an den freien Enden
des Bugstahlkanals mit einer plastischen Zwischenlage an die Zargen der ScWiffsaußenhaut
anzuschließen. Dabei können jedoch Schäden an dieser Labyrinihdichtung zu schweren
Havarien führen, z. B.
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Vollaufen des Bugstrahlruderraumes.
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Es wurde auch bereits vorgeschlagen (Schiff und Hafen 4/1969, Seiten
244/253) Doppelschalenkonstruktionen zu verwenden, wobei der Tunnel als biegesteife
Schale mit biegeweicher Vorsatzschale ausgebildet ist. Der Raum zwischen Innen-
und Außenschale soll mit einem schalldämmenden Isolierstoff ausgebildet sein.
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Der schallisolierende Stoff zwischen den beiden Rohrschalenkann jedoch
nur luftschalltechnisch wirken, in dem er den Hohlraum der beiden Rohrschalen bedämpft;
eventuell auch mit der biegeweichen, wasserseitig angeordneten Schale als Plattenresonator.
Die Lagerung wird mittels Gummiprofilringen durchgeführt.
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Bei einschaliger Bauweise ist ein Querrohr im Schiffsverband verschweißt'
der Antrieb mit Propeller ist elastisch gelagert, das Querrohr ist von außen nicht
wasserseitig entdröhnt.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine elastische
Lagerung eines Querstrahlaggregates anzugeben, bei der die Einleitung des von dem
gesamten Aggregat verursachten Körperschallenergie in die Schiffbauverbände wesentlich
vermindert
wird um in den angrenzenden Wohn- und Aufenthaltsräumen
bei Betrieb des Aggregats einen zulässigen Raumschallpegel zu erzielen. Ferner soll
eine Körperschallerregung der Außenhaut durch Wasserschallenergie vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem schallgedämmten Doppelschalen-Kanal
der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß Außenrohr und Querrohr
biegesteif sind, daß zur Lagerung des Querrohres in zwei Querebenen geneigt zr Querrohrachse
Federelemente vorgesehen sind, daß an den Querrohrenden je ein Außenhautring starr
angeschlossen ist und daß elastische Dichtungsmittel zwischen Außenrohr und Aussenhautring
angebracht sind. Durch die geneigte Anordnung der Federelemente wird das Querrohr
in seiner Lage gesichert.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht eine einfache Abdichtung
mittels Gummidichtungen, die an Stahlprofilrahmen verschraubt werden. Beispielweise
können Gummilamellen mit Gewebeeinlagen verwendet werden und zwar derart, daß bei
Bewequng des Rohres in der Dichtung keine Kräfte erzeugt werden die zur Zerstörung
führen könnten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung endet das Außenrohr
in Außenhauttaschen, die den Außenhautring mit Dichtungsmittel aufnehmen. Dadurch
wird erreicht, daß am elastisch gelagerten Querstrahlrohrende ein Teilbereich der
Außenhaut zusammen mit dem Querrohr elastisch gelagert ist. Der Außenhaut ring fügt
sich in eine Außenhauttasche ein, in welche er gegen Stoßbeanspruchung elastisch
abgestützt ist , womit gleichzeitig die sonst freihängende Außenhautringplatte bedämpft
wird.
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Nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft,
eine mit der Außenhaut und dem Außenhautring fest verbundene Vordichtung vorzusehen.
Die Vordichtung verhindert
primär ein Eindringen von Bewuchs und
sekundär das Eindringen von Wasser. Die Vordichtung kann eingeklebt und so gestaltet
sein, daß eine vollständige Dichtung gegen Eindringen von Wasser erreicht wird und
dabei Relativbewegungen zwischen elastisch gelagertem Außenhautring und fester Außenhaut
keine Schäden hervorrufen.
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In besonderer vorteilhafter Weise ist zwischen einem etwa U-förmigen
Trägerring am äußeren Bleich der Außenhautringinnenseite und einem mit der Außenhauttascheninnenseite
verbundenem Profilring ein oder mehrere elastische Puffer angeordnet.
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Zweckmäßigerweise dienen als elastische Puffer Gummi- oder Guminimetall-Puffer.
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Um eine besonders einfache Montage und ggf. Reparaturen des Querrohres
durchführen zu können, ist es vorteilhaft, daß die Federelemente in wasserdicht
verschließbaren, vom Schiffsinneren zugänglichen Domen des Außenrohres gelagert
sind.
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Die Schräglage der Federelemente kann sowohl nach außen als auch nach
innen bezüglich des Schiffskörpers gerichtet sein.
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In zweckmäßiger Weise sind die Federelemente als Topffedern ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Bereich der
Außenhautringe Stoßabweiser vorgesehen.
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Zur Verringerung des Wasserschalles ist nach einer weiteren Ausführung
der Erfindung im Querrohr ein perforiertes Rohr angeordnet
das
mit wasserschallabsorbierendem Material hinterfüllt ist. Dabei ist in zweckmäßiger
Weise hochpolymerer Kunststoff mit schallweichen Einschlüssen als wasserschallabsorbierendes
Material verwendet.
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Dieses wasserschallabsorbierende Material kann in Form von Streifen
angewendet sein, welches schraubenförmig zwischen perforiertem Rohr und Querrohr
angeordnet ist.
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Die Antriebsverbindung zwischen einem elastisch gelagerten Antrieb
für die Propellereinheit ist in an sich bekannter Weise durch eine Gelenkwelle mit
Längenausgleich und eine elastische Kupplung gebildet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung
näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten schallgedämmten
Doppelschalen-Kanal, und Fig. 2 ein Detail der AuBengände eines Querrohres mit dem
Dichtungsmittel zur Außenhaut.
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Im Vorderteil eines nicht näher dargestellten Schiffsverbandes ist
ein Außenrohr 1 quer zur Schiffslängsachse angeordnet, welches mit dem Schiffsverband
in geeigneter Weise verbunden bzw.
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verschweißt ist. Im Inneren des Außenrohres 1 ist, vorzugsweise zentrisch,
ein Querrohr 2 elastisch gelagert. Zur Lagerung dienen Federelemente 3 die in zwei
Querebenen des Doppelschalen-Kanals angeordnet sind , wobei in jeder Querebene etwa
um 1200 versetzt drei Federelemente 3 angebracht sind, deren Wirkungsachsen schräg
zur Längsachse des Doppelschalen-Kanals verlaufen.
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Im Rahmen der Erfindung ist auch eine andere Anzahl von Federelementen
und eine dementsprechend andere Winkelverteilung möglich.
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Beispielsweise können die Federelemente 3 als Topffedern ausgebildet
und an Tragelementen 18 befestigt werden, die ihrerseits wiederum in Domen 16 des
Außenrohres 1 befestigt sind. Die Dome 16 sind vom Schiffsinneren 20 mit Hilfe eines
wasserdichten Deckels 17 zugänglich.
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Geringfügig versetzt zur Mittelachse des Schiffes, derart, daß die
Ebene ekres Propellers 23 etwa in der Mittelebene des Schiffes verläuft, ist eine
Propellereinheit 12 angeordnet. Die Propellereinheit 12 trägt den Propeller 23 und
ein Umlenkgetriebe, wobei das Umlenkgetriebe über eine elastische Kupplung 22, einen
Längenausgleich 13 und eine Gelenkwelle 14 elastisch mit einem (nicht dargestellten)Antriebsaggregat
im Schiffsinneren verbunden ist. An den Enden des mit Hilfe der Federelemente 3
elastisch gelagerten Querrohres 2 sind Außenhautringe 4 in zweckmäßiger und strömungsgünstiger
Weise angebracht, vorzugsweise über entsprechende Winkelprofile 24 verschraubt.
Das Außenrohr 1 endet in etwa parallel zum Außenhautring 4 verlaufenden Ringflächen
25 und bildet dadurch eine Außenhauttasche 15.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist an die Außenhaut tasche
15 eine Außenhaut 5 des Schiffskörpers angeschweißt, wobei ein Teil der öffnung
der Außenhauttasche 15 durch den Randbereich der Außenhaut 5 abgedeckt ist.
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An der Ringfläche 25 des Außenrohres 1 ist vorzugsweise ein L-Profil
11 befestigt, insbesondere angeschweißt. Andererseits trägt der Außenhautring 4
an seiner inneren Seite ein, beispielsweise aus zwei L-Profilen gebildetes, U-Profil
10. Zwischen dem U-Profil 10 und dem L-Profil 11 ist ein Gummipuffer 8 angeordnet,
vorzugsweise mit Hilfe eines Doppelschraubenbolzens 9 befestigt.
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An dem Profil 11 ist ein Ringprofil 26 befestigt und andererseits
am U-Profil 10 ein Ring-L-Profil 27 Zwischen den Profilen 26
und
11 einerseits und 27 und 10 andererseits ist eine elastische Dichtung 7 geklebt
und festgeklemmt. Diese Dichtung 7 kann in an sich bekannter W td, wie dargestellt,
aus mehreren Schichten bestehen, Zur Abdichtung der Außenhauttasche 15 gegenüber
dem durch den Außenbautring 1 und der Außenhaut 5 gebildeten Ringspalt dient eine
Vordichtung 6, die einerseits mit Hilfe des einen Schenkels des Ring-L-Profils 27
und andererseits durch ein weiteres Ringprofil 28 gehalten wird.
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Dadurch, daß ein Teil der Außenhaut 5 als Außenhautring 4 gemein-3
sam mit dem Querrohr 2 elastich/gelagert und mit der übrigen Außenhaut 5, 25 elastisch
6, 7, 8 verbunden ist, wird eine wirkungsvolle Körperschalldämmung gegen Einleitung
von Wasserschallenergie in die Schiffsverbände im Nahbereich der Kanalöffnungen
erzielt.
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Au@@rdem wird die Körperschallenergie, verursacht durch direkte Er@@@ung
in Folge Kavitation und Turbulenzen im Nahbereich der Kanalöffnunge, ebenfalls wirkungsvoll
gedämmt.
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Durch die schräg angeordneten Federlemente 3 werden keine Schublager
mehr benötigt, weil die Federlemente 3 in zwei vertikalen Ebenen in Längsschiffsrichtung
um das Querrohr 2 herum angeordnet und zu dessen Mitte hin, also nach innen oder
nach außen bzw. geneigt sind und daher Schubkräfte mit übernehmen.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Dichtung 7, die beispielsweise
nus Gummilamellen mit Cewebeeinlage besteht, derart eingebaut, daß bei Bewegung
des Querrohres 2 in der Dichtung keine Kräfte erzeugt werden, die zu deren Zerstörung
führen könnten.
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Wie ausFig. 1 ersichtlich, ist zusätzlich zur Wasserschalldämpfung
ein perforiertes innenrohr 19 im Innenraum des Querrohres 2 vorgesehen. Der Zwischenraum
zwischen dem perforierten Rohr 19 und d(m Querrohr 2 ist mit wasserschallabsorbierendem
Material
21 ausgefüllt. Dieses wasserschallabsorbierende Material besteht vorzugsweise aus
hochpolymeren Kunststoff oder Naturkautschuk, welche sich in besonderer Weise fiir
die hohe hydrodynamischen Beanspruchungen einen und die mit schallweichen Einschlüssen,
beispielsweise mit einem oder mehreren l.uftkanälen oder wasseschalldämpfenden Mechanismen,
versehen sind.
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Das perforierte ohr kann in Teilringen ausgebildet sein.
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Durch die erfindungsgemäße konzentrische Anordnung cies Querroilres
2 im wasserdicht verschlossenem Außenrohr 1 ist eine Anwend<ing nicht nur für
Bugstrahlruder möglich, deren Propelierantrieb einschließlich eines wasserdichten
Elektromotors sich im schalldämmend gelagerten Querrohr befindet, sondern auch,
wie dargestellt, für Antriebseinheiten, deren Antrieb von einem außerhalb des Doppelschalen-Kanals
im Schiffs inneren 20 angeordneten Aggregat erfolgt.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen
sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten MerkmaLe
und Maßnahmen.
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L e e r s e i t e