DE3625320C1

DE3625320C1 - Anordnung zur Verminderung der Übertragung von mechanischer Energie

Info

Publication number: DE3625320C1
Application number: DE19863625320
Authority: DE
Original assignee: Rheinhold and Mahla AG
Current assignee: Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1986-07-26
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2006-07-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verminderung der Übertragung von mechanischer, insbesondere akustischer Energie zwischen der Außenhaut von in Wasser eintauchenden Körpern, insbesondere Schiffen, und dem Wasser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Anordnung dieser Art ist Gegenstand des gemäß § 30e PatG a.F. erteilten Patentes 1 907 634. Um die Schallübertragung zwischen der Außenhaut von militärisch genutzten Schiffen und dem Wasser zu vermindern, wird nach dem älteren Patent anstelle des bekannten Blasenschleiers eine Schicht aus einem elastischen, porigen, insbesondere geschlossenzelligen Kunststoff verwendet, der durch eine biegeweiche, gegebenenfalls mit Glasfasergewebe armierte Abdeckung abgedichtet und vor mechanischen Beschädigungen geschützt werden kann. Bei einer derartigen schallweichen Beschichtung, bei der im Beschichtungsmaterial so gut wie keine Absorption stattfindet, ist für die Verminderung der Schallübertragung die Änderung des akustischen Wellenwiderstands beim Übergang Schiffswand/Schaumstoff maßgebend. Dabei findet an der Oberfläche eine Reflexion statt, die etwa der der freien Wasseroberfläche entspricht.

Während in dem älteren Patent im wesentlichen die wissenschaftlichen Grundlagen einer solchen schallweichen Beschichtung offenbart sind, hat sich inzwischen bei der praktischen Erprobung gezeigt, daß für die Funktionsfähigkeit einer derartigen Beschichtung eine gute Haftung an der Außenhaut des Schiffes, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen von außen und möglichst keine Beeinträchtigung der Höchstgeschwindigkeit des Schiffes ausschlaggebend sind.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für eine derartige schallweiche Beschichtung anzugeben, welche diese Anforderungen erfüllt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Schichtenaufbau gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei diesem Schichtenaufbau bietet die Grundierung durch eine Kunststoffschicht auf der Außenhaut zunächst die Voraussetzung für die gute Haftung der Beschichtung am Schiffskörper. Die Schicht aus geschlossenzelligem Kunststoffschaum und das Glasfasergewebe sind jeweils in Schichten aus einer weich eingestellten Spachtel- oder Füllmasse eingebettet. Dadurch wird einerseits ein möglichst homogener, der geringen dynamischen Steife des Kunststoffschaumes Rechnung tragender Aufbau der Beschichtung erreicht; andererseits wird dadurch, daß zwischen dem geschlossenzelligen Kunststoffschaum und dem Glasfasergewebe Schichten aus Spachtel- oder Füllmasse angeordnet sind, ein guter Verbund der einzelnen Schichten untereinander erreicht. Dieser Verbund wird entscheidend dadurch verbessert, daß sowohl die Schicht aus Kunststoffschaum, wie auch das Glasfasergewebe in die zuvor aufgetragene Schicht aus Spachtelmasse in diese eingedrückt werden, solange sie noch nicht ausgehärtet ist.

Der beschriebene Schichtenaufbau mit einer in Spachtel- oder Füllmasse eingebetteten Einlage aus Glasfasergewebe reicht in der Regel für die normalen Beanspruchungen der Außenhaut des Schiffskörpers aus. Wenn an einzelnen Stellen oder für besondere Beanspruchungen eine höhere Widerstandsfähigkeit erforderlich ist, können nach der Erfindung ohne weiteres mehrere Schichten von in Spachtel- oder Füllmasse eingebettetem Glasfasergewebe übereinander angeordnet werden.

Wenn als jeweils letzte Schicht dieser Anordnung eine Schicht aus einer hart eingestellten Spachtelmasse aus Kunststoff aufgetragen wird, dann läßt sich diese durch Schleifen so glätten, daß der Reibungswiderstand des Schiffsrumpfes in Wasser durch die erfindungsgemäße Beschichtung nicht oder jedenfalls nicht nennenswert beeinträchtigt wird.

Die erfindungsgemäße Beschichtung der Außenhaut von Schwimmkörpern dient nicht nur dazu, die Schallabstrahlung vom Schwimmkörper in das Wasser zu vermindern, sie dient auch der Schockabsorption. Durch diese Beschichtung ist es nämlich auch möglich, die Einflüsse von sich unter Wasser ausbreitenden Schockwellen von Unterwasserexplosionen auf den Schiffskörper zu reduzieren, um so die Belastung des Schiffsrumpfes gering zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Darstellung des Schichtenaufbaus zeigt.

Montagetechnisch gliedert sich der Aufbau der erfindungsgemäßen Beschichtung in eine Anzahl von einzelnen Arbeitsgängen, die nach der Erfindung in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen. Der Montagevorgang beginnt mit der Vorbehandlung der Außenhaut des Schiffsrumpfes, die je nach Art des Materials, aus dem sie besteht, z. B. Holz oder Stahl, unterschiedlich ist.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Außenhaut 1 aus Holz. Bei nachträglicher Beschichtung wird der zu beschichtende Bereich zunächst gereinigt und getrocknet, so daß die Restfeuchte im Holz zumindest auf eine gewisse Tiefe etwa 20% beträgt. In der Regel ist dann eine tragende Farbschicht vorhanden. Im Falle eines Neubaus, oder falls eine vorhandene Farbschicht abgetragen werden müßte, wird das Holz mit einer Einlaßgrundierung gegen Nässe versiegelt. Stahlschiffe werden zuerst sandgestrahlt und erhalten dann einen Anstrich mit einem Haftvermittler.

Als erste Schicht der erfindungsgemäßen Beschichtung wird in zwei Arbeitsgängen eine Grundierung 2 aus einem auf Polyurethan basierenden Material aufgetragen. Nach dem Aushärten der Grundierung 2 wird auf diese eine Schicht 3 aus einer Polyurethan-Spachtelmasse aufgetragen. Die Dicke dieser Schicht beträgt ca. 1/2 mm.

In die noch nicht ausgehärtete Spachtelmasse 3 werden sodann Platten 4 aus PVC-Schaum eingedrückt. Die Schaumplatten werden an den Stößen miteinander verschweißt, um etwaige nachträgliche Kontraktionen mit der Gefahr sich öffnender Fugen zu vermeiden.

Sodann erfolgt die Herstellung der glasfaserverstärkten, elastischen Kunststoffhaut, die den Schaum vor mechanischen Beschädigungen schützen soll. Dazu wird zunächst die Oberfläche der Schaumplatten 4 mit einer Polyurethanmasse 5 verspachtelt. Durch Variieren der beiden Mischungskomponenten ist diese Masse weicher eingestellt als die Spachtelmasse der Schicht 3. In die noch weiche, noch nicht abgebundene Masse 5 wird sodann ein Glasfasergewebe 6 eingelegt. Das Glasfasergewebe 6 wird an den Stößen nicht überlappt, sondern stumpf gestoßen. Zweckmäßig wird es in die noch weiche Masse eingedrückt, was z. B. durch Einrollen mittels einer Rolle erreicht werden kann. Sodann läßt man die Masse aushärten.

Das Glasfasergewebe wird anschließend nochmals mit Polyurethanmasse 7 verspachtelt, wobei die Mischung weich eingestellt bleibt.

Auf die Schicht 7 wird nach deren Aushärten wieder eine etwas härter eingestellte Polyurethanmasse 8 mit dem Spachtel aufgetragen und sauber geglättet.

Je nach Anforderung an die mechanische Festigkeit des Schichtenaufbaus, z. B. im Propellerbereich, können, bevor die etwas härter eingestellte Polyurethanmasse 8 aufgetragen wird, mehrere Schichten aus Glasfasergewebe aufgebracht werden, wobei jedoch statt der Polyurethanspachtelmasse zweckmäßigerweise eine Polyurethanfüllmasse verwendet wird, die natürlich auch durch entsprechende Wahl der Mischungskomponenten weich eingestellt ist.

Mit dem Aushärten der Glättschicht 8 ist im Grunde der erfindungsgemäße Schichtenaufbau hergestellt, jedenfalls soweit es die Anforderungen an die Schalldämmung anlangt. Auf diese Schicht können dann die üblichen werftmäßig vorzunehmenden Schichten aufgetragen werden, nämlich zunächst ein Primer 9, sodann ein oder mehrere Anstriche 10 mit Antifouling auf Vinylbasis und schließlich nochmals eine Einlaßgrundierung auf Polyurethanbasis, darauf ein bis zwei Anstriche mit den Grundfarben auf Polyurethanbasis, bis letztlich der Wasserlinienanstrich erfolgt. Diese letzten Anstriche sind in der Schicht 11 zusammengefaßt.

Über diesen grundsätzlichen Schichtenaufbau hinaus können, wie bereits erwähnt, Veränderungen vorgenommen werden, um die Beschichtung, insbesondere die Schutzschicht über dem Kunststoffschaum an die jeweiligen Verhältnisse anzupassen. So bestehen beispielsweise im Falle einer Eisverstärkung die letzten Spachtelschichten nicht aus einer weich eingestellten Polyurethanspachtelmasse mit Glasfasergewebe, sondern aus einer wesentlich härter eingestellten Polyurethanspachtelmasse, um eine möglichst widerstandsfähige Schicht gegen Eisbelastung zu erhalten. Je nach den Anforderungen an den mechanischen Schutz beträgt die Dicke der gesamten Schutzschicht über dem Kunststoffschaum etwa 4 bis 7 mm. Die Dicke des Kunststoffschaumes selbst beträgt etwa 30 bis 50 mm.

Claims

1. Anordnung zur Verminderung der Übertragung von mechanischer, insbesondere akustischer Energie zwischen der Außenhaut von in Wasser eintauchenden Körpern, insbesondere Schiffen, und dem Wasser, mit einem auf der Außenhaut des Körpers aufgebrachten, vorzugsweise geschlossenzelligem Kunststoffschaum mit geringer dynamischer Steife, der durch einen elastischen Kunstharzüberzug mit einer Einlage aus Glasfasergewebe als Armierung abgedeckt ist, gekennzeichnet durch folgenden Schichtenaufbau:

a) eine Kunststoffschicht (2), insbesondere auf Polyurethanbasis, als Grundierung auf der materialgerecht vorbehandelten Außenhaut;
b) eine erste Schicht (3) aus einer weich eingestellten Spachtelmasse aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan;
c) die Schicht (4) aus geschlossenzelligem Kunststoffschaum, insbesondere aus PVC;
d) eine zweite Schicht (5) aus einer weich eingestellten Spachtelmasse aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan;
e) das Glasfasergewebe (6);
f) eine dritte Schicht (7) aus einer weich eingestellten Spachtel- oder Füllmasse aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan;
g) eine Glättschicht (8) aus einer hart eingestellten Spachtelmasse aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) aus geschlossenzelligem Kunststoffschaum aus Platten besteht, die an den Stößen stumpf miteinander verschweißt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen aus Glasfasergewebe stumpf miteinander gestoßen sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dritte Schicht (7) aus weich eingestellter Spachtel- oder Füllmasse mindestens eine weitere Schicht aus Glasfasergewebe und einer weich eingestellten Spachtel- oder Füllmasse, insbesondere aus Polyurethan, aufgebracht ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dritte Schicht (7) aus weich eingestellter Spachtelmasse mindestens eine weitere Schicht aus Glasfasergewebe und einer hart eingestellten Spachtelmasse, insbesondere aus Polyurethan, aufgebracht ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgenden zusätzlichen Schichtaufbau:

h) eine Schicht als Haftvermittler;
i) mindestens ein Antifouling-Anstrich, insbesondere auf Vinylbasis;
k) eine Einlaßgrundierung, insbesondere auf Polyurethanbasis;
l) mindestens ein Anstrich zur Farbgebung;
m) ein Wasserlinienanstrich.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus weich eingestellter Spachtelmasse eine Dicke von ca. 0,5 mm aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) aus geschlossenzelligem Kunststoffschaum eine Dicke von ca. 30 bis 50 mm aufweist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Schicht (4) aus Kunststoffschaum aufgetragene elastische Kunststoffüberzug insgesamt eine Dicke von ca. 4 bis 7 mm aufweist.

10. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus Kunststoffschaum nach dem Aufbringen der ersten Schicht (3) aus weich eingestellter Spachtelmasse in die noch nicht ausgehärtete Masse eingedrückt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasergewebe (6) nach dem Auftragen der zweiten Schicht (5) aus weich eingestellter Spachtelmasse in die noch nicht ausgehärtete Masse eingelegt und gegebenenfalls eingedrückt, z. B. eingerollt, wird.