DE3309245A1

DE3309245A1 - Hohler gummifender

Info

Publication number: DE3309245A1
Application number: DE19833309245
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Kobe Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1982-03-20
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1983-09-29
Also published as: FR2523611A1; JPH0230505Y2; GB8307483D0; IT1161023B; GB2117865B; JPS58145321U; KR840005379U; GB2117865A; IT8320162A0; FR2523611B1; US5054414A; KR920005646Y1; NL8300992A; DE3309245C2

Description

-A-

Die Erfindung bezieht sich auf Schiffsfender und insbesondere auf einen verbesserten hohlen Gummifender mit einem im wesentlichen trichterförmigen, kegelstumpfförmigen, hohlen, elastischen Gummikörper, der derart an einer Kaimauer angebracht werden kann, daß sich die Körperachse senkrecht zur Ebene der Kaimauer erstreckt.

In dem älteren veröffentlichten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 55299/1981 des Erfinders wurde bereits ein Gummifender vorgeschlagen mit erhöhtem Energieabsorptionsvermögen bezüglich der herkömmlichen, napfförmigen Fender. Dieser Pender weist insbesondere einen kegelstumpfförmigen hohlen Hauptteil und ein dickwandiges scheibenförmiges Pufferteil auf, das sich vom Ende kleineren Durchmessers des Hauptteils und koaxial zu diesem erstreckt. Das dickwandige Pufferteil erstreckt sich vom Ende kleineren Durchmessers des hohlen kegelstumpfförmigen Hauptteils über eine beträchtliche Höhe, d.h. über eine axiale Länge von 0,15 H , wobei mit H die axiale Länge des Hauptteils bezeichnet ist. Im Einsatz berührt das Pufferteil die Schiffsseitenwand früher als die anderen Teile des Fenders um so wirksam einen Teil der Trägheitskraft der großen Masse des anlegenden Schiffes zu absorbieren, wobei ein erheblicher Zeitraum erforderlich ist bis der Hauptteil aufblasen ist um dessen äußere Fläche in Berührung mit der Schiffsseitenwand zu bringen. Demzufolge ist der deformierbare Teil des Hauptkörpers größer um so eine erhebliche Vergrößerung des Energieabsorptionsvermögens zu erzielen.

Obwohl dieser bekannte Gummifender ein hohes Energieabsorptionsvermögen aufweist, ist er noch so steif, daß er eine relativ große Reaktionskraft auf die Schiffswand ausübt, wenn er diese berührt. Dadurch kann noch der Nachteil auftreten, daß die Schiffswand durch den Gummifender beschädigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gummifender zu schaffender eine geringe Reaktionskraft ausübt bei gleichzeitigem hohen Energieabsorptionsvermögen, so daß die Nachteile des bekannten Gummifenders überwunden sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den UnteranSprüchen beschrieben.

Die Erfindung schafft also einen hohlen Gummifender zur Absorption der kinetischen Energie eines sich einer Kaimauer nähernden Schiffes mit einem im wesentlichen trichterförmigen, kegelstumpfförmigen, hohlen Stützteil aus einem elastischen Gummimaterial, mit einem Pufferteil, das allgemein eine zylindrische Form aufweist und sich vom Ende kleineren Durchmessers des Stützteils im wesentlichen, parallel zur Längsachse des Stützteils erstreckt und mit einem Befestigungsteil, das einstückig mit dem Ende größeren Durchmessers des Stützteils verbunden ist und sich radial nach außen in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Längsachse des Stützteils liegt, wobei der Innendurchmesser r₁ des Endes größeren Durchmessers und der Außendurchmesser

r« des oberen Endes des Pufferteils so bestimmt sind, daß sie die folgende Gleichung erfüllen: r.. S- r_.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Außenwandfläche des Pufferteils nach innen unter einem Winkel nicht größer als 10° geneigt bezüglich der Längsachse des Fenders. Die Innenwandfläche des Pufferteils kann ebenfalls bezüglich der Längsachse geneigt sein. In diesem Fall kann das Pufferteil aus einem Rotationskörper mit bezüglich der Drehachse geneigter Wand bestehen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Befestigungsteil einstückig mit dem Ende größeren Durchmessers des Stützteils verbunden und erstreckt sich nach innen entlang einer Radialebene, die senkrecht zur Längsachse des Stützteils liegt/ wobei der Innendurchmesser r_ des Befestigungsteils so bestimmt ist/ daß er die folgende Bedingungerfüllt: r₃ S 0,75 · r₂.

Die Erfindung beruht auf den folgenden Erkenntnissen: das gesamte Energieabsorptionsvermögen soll gleich bleiben, jedoch die durch Berührung mit der Schiffswand übertragene Reaktionskraft soll geringer sein, da dadurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Schiffsseitenwand vermieden wird. Das erforderliche gesamte Energieabsorptionsvermögen kann erhalten werden, wenn die Deformation des Fenders erhöht wird um so die Verringerung der Reaktionskraft zu kompensieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen

Gummifender;
25

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt des in Figur 1 gezeigten Fenders

im komprimierten Zustand; 30

Figur 4 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummifenders;

Figur 5 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummifenders;

Figur 6 einen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummifenders.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten hohlen Gummifender ist mit 1 ein hohles, kegelstumpfförmiges Stützteil 1 bezeichnet, an dessen Ende kleineren Durchmessers und koaxial zum Stützteil 1 ein zylindrisches Pufferteil 2 einstückig angeordnet ist und sich von ihm erstreckt. Ein Befestigungsteil 3 ist einstückig mit dem Ende größeren Durchmessers des Stützteils 1 verbunden und erstreckt sich in einer radialen Ebene, die senkrecht zur Achse des Stützteils verläuft.

Der Innendurchmesser r.. des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1 ist so bestimmt bezüglich des Außendurchmessers r₀ des Pufferteils 2 , daß die folgende Be- , dingung erfüllt ist: r.. 21 1,0 · r₂· Das bedeutet, daß der Innendurchmesser χ des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1 gleich oder größer als der Außendurchmesser r„ des Pufferteils 2 ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist der Bereich P-P¹ , der die Drucklast bei Berührung aufnimmt, ständig an der Innenseite einer Ebene Y-Y¹ , die durch die Stützpunkte Q, Q¹ am Boden des Stützteils 1 während der Deformation des Fenders verläuft, d.h. vom Beginn des Beaufschlagens mit der Last bis zum Ende der Deformation, bei dem das deformierte Stützteil 1 die Schiffsseitenwand berührt. Das bedeutet, daß die Erzeugung übermäßig großer Reaktionskraft vorteilhafterweise vermieden ist.

Bei einem anderen in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsteil mit einem nasenförmigen Absatz 1a versehen, das sich vom Ende größeren Durchmessers des Stützteils 1 , wie es gestrichelt dargestellt

ist, nach innen erstreckt und einstückig mit diesem verbunden ist. In diesem Fall ist der Innendurchmesser r_ des nasenförmigen Absatzteils 1a und der Außendurchmesser r des oberen Endes des Pufferteils 2 vorteilha£.terweise derart festgelegt, daß die folgende Bedingung erfüllt ist: r₃ s 0,75 · r₂-

Da ferner das Pufferteil 2 des erfindungsgemäßen Fenders im allgemeinen Zylinderform aufweist, wird der Fender zu Beginn des Anlegens der Last durch das Annähern des Schiffes an die Kaimauer derart deformiert, daß der Grenzbereich zwischen dem Pufferteil 2 und dem Stützteil 1 in Richtung der Achse hin zusammengedrückt wird. Das bedeutet, daß der Neigungswinkel ö des Pufferteils 1 verringert wird. Die Neigung des Pufferteils 1 bezüglich der Achse wird dadurch erhöht, daß die ursprüngliche vom Fender ausgeübte Reaktionskraft entsprechend verringert wird. Versuche haben ergeben, daß eine Verringerung der Reaktionskraft von 10 % erzielt wird durch den Einsatz des zylindrischen Pufferteils . Bei dem in Figur 1 dargestellten Fender ist der Außendurchmesser r~ des Pufferteils 2 in Abhängigkeit von der Gesamthöhe H des Fenders gewählt. Insbesondere ist der Außendurchmesser r₂ = 1,27 . H.

Nach der ursprünglichen Kompressionsverformung während der die Reaktbnskraft (oder Rückstoß) vergleichsweise geringfügig zunimmt, wie oben erwähnt, führt der erfindungsgemäße Fender eine Biegeverformung aus, bei der sich das Stützteil 1 radial nach außen erstreckt. Schließlich wird das Stützteil 1 derart zusammengedrückt , daß die Innenflächen des oberen Endteils die Innenflächen des unteren Endteils berührt, wie es in Figur 3 dargestellt ist. In diesem Zustand jedoch berührt die Außenfläche des zusammengedrückten Stützteils 1 noch nicht die Schiffsseitenwand 4, da sich das Pufferteil 2 vom Ende kleineren

Durchmessers des Stützteils 1 in axialer Richtung über eine beträchtliche axiale Höhe erstreckt. Dies bedingt zusammen mit der Tatsache, daß der Innendurchmesser r des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1 größer ist als der Außendurchmesser r„ des Pufferteils 2, daß die Kraftlinie f schräg verläuft, wie es in Figur 3 durch die Pfeile angedeutet ist. Das zusammengedrückte Pufferteil kann demzufolge in radialer Richtung noch weiter verformt werden.

Aufgrund der Tatsache, daß das Pufferteil 2 Zylinderform aufweist, kann das Stützteil 1 stärker geneigt werden, so daß die Kraft f das Teil 1 weiter radial nach außen verformt. Bei durchgeführten Versuchen konnte festgestellt werden, daß eine Erhöhung der Deformation um 10 % erzielt werden konnte. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bedeutet eine 10%-ige Erhöhung der Deformation auch gleichzeitig eine Verringerung der Reaktionskraft von ungefähr 10 %. Eine theoretische Berechnung unter Verwendung dieser Werte ergab eine Erhöhung der Energieabsorption um ungefähr 2 %, wobei der erfindungsgemäße Fender eine geringere Reaktionskraft ausübte, ohne daß sein Energieabsorptionsvermögen geringer wurde. Die numerischen Werte für die Reaktionskraft , die Deformation und die Energieabsorption sind jedoch nur beispielhaft und hängen von dsr Größe der einzelnen Fenderteile ab.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, ist es wesentlich, daß das Pufferteil 2 eine im allgemeinen zylndrische Form aufweist und daß das zylindrische Pufferteil 2 sich vom Ende kleineren Durchmessers des Stützteils 1 in einer Richtung erstreckt, die parallel zur Achse liegt und z'war über eine beträchtliche Höhe. Anhand von Versuchen wurde gefunden, daß die Höhe h des Pufferteils vorzugsweise so festgelegt ist bezüglich der Ge-

samthöhe H des Fenders , daß die folgende Bedingung erfüllt ist: ungefähr 0,15 H έ h ^. ungefähr 0,35 H.

Im Befestigungsteil 3 kann eine Verstärkungsplatte 5 aus Eisen eingelagert sein. Eine Verstärkungsplatte aus Eisen 5¹ kann auch am oberen Ende des Pufferteils 2 eingebettet sein. Diese Eisenplatte 5¹ dient nicht nur zur Erhöhung der Steifigkeit des Pufferteils 2, sondern auch als Grundlage zur Befestigung einer Pufferplatte großer Ausdehnung am Oberteil des Pufferteils 2. Die Verstärkungsplatten können die in Figur 5 gezeigte Form aufweisen.

In Figur 6 ist ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt/ bei dem die Innenwandfläche des Stützteils 1 eine nach außen gerichtete Knickstelle , die näher zum Ende, größeren Durchmessers des Stützteils 1 liegt, vo: gesehen ist, und einen ausreichenden Abstand von der Bodenfläche des Fenders aufweist. Dadurch ist es möglich/ sicherzustellen, daß die Biegeverformung jeweils an der Knickstelle des Stützteils 1 einsetzt.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch einen zylindrischen Fender gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dieser Fender unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß das Pufferteil 2 nach innen zur Längsachse des Fenders hin unter einem Winkel von 10° geneigt angeordnet ist. Die übrigen Teile des Fenders sind identisch mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Diese besondere Ausgestaltung des Pufferteils beruht auf folgenden Überlegungen.

Es ist erfindungswesentlich, daß der Innendurchmesser r.. des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1 gleich

β ·

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oder größer ist als der Außendurchmesser r des Pufferteils 2. Wird jedoch die Wanddicke t des Stützteils 1 erhöht, wie es gestrichelt dargestellt ist, um so die Reaktionskraft innerhalb der erlaubten Grenzen zu erhöhen, so kann der Außendurchmesser r_ des Pufferteils den Innendurchmesser r.. des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1 überragen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung die Innenwandfläche des Pufferteils 2 unter einem Winkel von ungefähr 10° zur Achse hin geneigt angeordnet. Dadurch ist es möglich,sicherzustellen, daß der Außendurchmesser r₂ des Pufferteils 2 kleiner ist als der Innendurchmesser r- des Endes größeren Durchmessers des Stützteils 1, wenigstens am Oberteil des Pufferteils Beim erfindungsgemäßen Fender wird weiterhin das Pufferteil 2 beim Auftreten einer Kompressionskraft verformt um den Durchmesser zu verringern.Der Außendurchmesser r₂ des Pufferteils 2 genügt demzufolge der Bedingung: ^r1 S 1,0 · r„. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Außenwandfläche als auch die Innenwandfläche des Pufferteils 2 bezüglich der Achse X geneigt angeordnet; dies jedoch ist nicht erforderlichnund es ist ausreichend, wenn die Außenwandfläche des Pufferteils 2 geneigt angeordnet wird.

Der .effindungsgemäße Fender erzielt also den Vorteil, eine geringere Reaktionskraft auszuüben bei gleichzeitig höherem Energieabsorptionsvermögen.

Leerseite

Claims

Haft · Berngruber · Czybulkä: ^:-_: .j j. *_: - \"\, '· Patentanwalt

1 0948 ch

Sumitomo Rubber Industries, Ltd., 1-1, 1-chome, Tsutsui-cho, Chuo-ku, Kobe 651 Japan

Hohler Gummifender

Patentansprüche

Hohler Gummifender zur Absorption der kinetischen Energie eines sich einer Kaimauer nähernden Schiffes, mit: einem im wesentlichen trichterförmigen, kegelstumpf förmigen, hohlen Stützteil (1) aus einem elastischen Gummimaterial, gekennzeichnet durch ein Pufferteil (2), das allgemein eine zylindrische Form aufweist und sich vom Ende kleineren Durchmessers des Stützteils (1) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Stützteils erstreckt und durch ein Befestigungsteil (3), das einstückig mit dem Ende größeren Durchmessers des Stützteils (1) verbunden ist und sich radial nach außen in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Längsachse des Stützteils liegt, wobei der Innendurchmesser (^ri) des Endes größeren Durchmessers des Stützteils und der Außendurchmesser (r„) des oberen Endes des Pufferteils so bestimmt sind, daß sie die folgende Bedingung erfüllen: r.. "^ r_.

1 &
2. Hohler Gummifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandfläche des Pufferteils nach innen bezüglich der Längsachse des Fenders unter einem Winkel geneigt ist, der nicht größer als 10° ist.
3. Hohler Gununifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (3) einstückig mit dem Ende größeren Durchmessers des Stützteils (1) verbunden ist und sich nach innen in einer radialen Ebene erstreckt, die senkrecht zur Längsachse des Stützteils liegt, wobei der Innendurchmesser (r₃) des Befestigungsteils so bestimmt ist, daß er die Bedingung erfüllt: ^r3 = °'⁷⁵ ' ^r2'
4. Hohler Gummifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pufferteil (2) ein Verstärkungsteil aufweist, das in einer Stellung in der Nähe seiner oberen Fläche eingebettet ist.
5. Hohler Gummifender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pufferteil eine Pufferplatte in Form eines Ringes aufweist mit einem großen Außendurchmesser, wobei das Verstärkungselement in der Pufferplatte eingebettet ist.
6. Hohler Gummifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil ein eingebettetes Verstärkungsteil aufweist.
7. Hohler Gummifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandfläche des Stützteils eine nach außen gerichtete Knickanordnung aufweist an einer Stelle, die näher zum Ende größeren Durchmessers des Stützteils liegt.
8. Hohler Gummifender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) des Pufferteils (2), gemessen entlang der Achse des Fenders, so bestimmt ist bezüglichder Gesamthöhe des Fenders von der Bodenfläche zur obersten Fläche, daß die folgende Bedingung erfüllt ist: ungefähr 0,15 H 4 h 4. ungefähr 0,35 H.