DE634798C - Tankstabilisierungsanlage fuer Schiffe - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Tankstabilisierungsanlagen für Schiffe in den Luft- oder den Flüssigkeitsverbindungskanal ein Widerstandsorgan einzubauen, das derart selbsttätig einstellbar ist, daß der mittlere Öffnungsgrad mit wachsendem Schwingungsausschlag vergrößert wird.

Von den bekannten Anlagen dieser Art unterscheidet sich die neue Tankstabilisierungsanlage dadurch, daß erfindungsgemäß zur selbsttätigen Einstellung des Öffnungsgrades das aus einer verstellbaren Klappe, Scheibe o. dgl. bestehende Widerstandsorgan einerseits unmittelbar dem Strömungsdruck, andererseits der Wirkung einer z. B. durch eine Feder oder ein Gewicht erzeugten, mit dem Ausschlag zunehmenden Gegenkraft ausgesetzt ist, so daß der Öffnungsgrad durch das Gleichgewicht der an dem Widerstands-

ao organ angreifenden Kräfte bestimmt ist.

Während bei den obenerwähnten bekannten Anlagen die selbsttätige Änderung des Öffnungsgrades nur mit besonderen Regel- - einrichtungen ο. dgl. erreicht wird, fallen bei der neuen Anlage derartige Zusatzeinrichtungen fort. Hierdurch ist eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den bekannten Anlagen erreicht.

Die weiteren Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

Die Erfindung kann sowohl bei nichtaktivierten Tankanlagen, wie sie schematisch durch Fig. 1 veranschaulicht werden, als auch bei aktivierten Tanks Anwendung finden. Eine Ausführung der letzteren Art ist schematisch durch Fig. 2 veranschaulicht. 1 und 2 sind die beiden Tanks, und 3 ist der die beiden Tanks verbindende Flüssigkeitskanal. Bei der in Fig. 2 veranschaulichten aktivierten Schiingertankanlage ist ein künstlicher Antrieb vorgesehen, ζ. B. in Gestalt eines Gebläses 4, dessen Druckleitung und dessen Saugleitung vermittels eines Steuerschiebers 5 wechselweise auf den Tank 1 und 2 bzw. 2 und 1 geschaltet werden können. Der Steuerschiebers wird periodisch im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwankungen umgeschaltet. In Verbindung mit dieser Gebläsesteuerung kann in der Luftverbindungsleitung 6 der beiden Tankseiten 1 und 2 an der dargestellten Stelle noch, eine Rückschlagklappe 7 vorgesehen werden, deren Durchlaßrichtung in bekannter Weise gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit der Umschaltung des Schiebers 5 umgeschaltet wird. Auf die weiteren Einzel-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Dr. Hermann Hort in Berlin-Charlottenburg.

heiten dieser Steuerung braucht hier nicht näher eingegangen zu werden. Es sei z.B. ver wiesen auf !die deutsche Patentschrift 580253

Wie schon oben erwähnt, kann der Erfhj?-! dungsgegenstand, d. h. der ernndungsgemäß'e' " Widerstand sowohl in dem Wasserverbin"^ dungskanal, wie das in Fig. 1 und 2 bei schematisch veranschaulicht ist, als auch in dem Luftverbindungskanal, wie das z. B. in Fig. 2 bei 9 gezeigt ist, angebracht werden. Die Fig. 3 und folgenden veranschaulichen den erfindungsgemäßen Widerstand in Einzeldarstellung.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 besteht der Widerstand aus einer Drosselklappe 10, die mittels der Drehachsen an den Seitenwänden des Kanals 12, der mit Bezug auf Fig. ι und 2 einen Teil des Wasserverbindungskanals 3 oder des Lüftverb indungskaao nals 6 bilden kann, drehbeweglich gelagert ist. Der eine Zapfen der Drehachse 11 ragt durch die eine Seitenwand des Kanals 12 hindurch und trägt an seinem Ende einen Hebel 13, an dem das eine Ende einer Zugfeder 14, deren anderes Ende an einem kanalfesten Arm 15 befestigt ist, angreift. Es empfiehlt sich, wie dargestellt, die Drosselscheibe 10 mit einer oder mehreren Reihen von Öffnungen io^B zu versehen. Es ist weiterhin erforderlich, mit Bezug auf die Drehachse 11 die Fläche der Drosselklappe 10 einseitig zu verteilen oder in anderer Weise dafür zu sorgen, daß der resultierende Widerstand der Fläche außerhalb der Drehachse liegt. Die Wirkungsweise ist folgende:

Strömt die Tankflüssigkeit oder bei Anordnung der Drosselklappe im Luftkanal die Luft vom Tank 1 zum Tank 2 oder umgekehrt, so erhält die Drosselklappe 10 um die Achse 11 eine Auslenkung, deren Maß von der Strömungsstärke abhängig ist. Es wird also die Drosselklappe 10 entgegen der Wirkung der Feder 14 um so weiter in die Offenstellung gedrückt, je größer die Strömungsstärke ist. Es ist so^; mit Hilfe überaus einfacher Mittel, nämlich einer einfachen Feder, eine "selbsttätige Anpassung der Einstellung der Drosselklappe an die Strömungsstärke erreicht.

In den Fig. 5 bis 7 ist eine Ausführung dargestellt, die eine Einstellung der Federspannung ermöglicht, was im Interesse der Anpassungsfähigkeit der Anlage und ihrer Justierung liegt. Bei der Ausführung nach Fig. S bis 7 entspricht die Ausbildung der Drosselklappe 10, der Achsen und des Hebels 13 sowie des Armes 15 in allem wesentlichen der Ausführung nach Fig. 3 und 4. Statt einer Feder sind jedoch zwei ,Federn Ι4^α und Ι4^δ vorgesehen, die einerseits an dem kanalfesten Halter 15 und andererseits an einem in einer Kulisse des Hebels 13 verschiebbaren Stein 16 angreifen. Der Stein 16 .kann, wie insbesondere aus Fig. 5a ersichtlich, 'iijii^fler Kulisse mittels einer an ihrem einen <Äj*äfe eine Handkurbel 17° tragenden Spindel ;.-;iJ-i|:erstellt werden. 18 ist ein zur Versteifung der Lagerstelle dienender Bügel.

Bei der Ausführung nach Fig. 8 ist der Widerstand durch eine tellerartige Scheibe 19 gebildet, die zwei Federn 20 und 21 in der dargestellten Mittelstellung zu halten suchen. Beim Auftreten einer Strömung wird sie je nach der Strömungsrichtung nach der einen^--" oder anderen Seite verschoben, und zwja3r~"üm so weiter, je größer die Stärije-def^Strömung ist. *^

Es war oben schon im Zusammenhang mit Fig. 2 darauf hingewiesen, daß der Erfindungsgegenstand, insbesondere im Zusammenhang mit aktivierten Tanks und hier wiederum vorzüglich mit solchen, die im Luftverbindungskanal auf der Strecke zwischen den Anschlüssen des Gebläses o. dgl. eine Rückschlagplatte enthalten, die im Takte der Schiffsschwankungen bezüglich ihrer Durchlaßrichtung periodisch umgeschaltet wird. In Fig. 2 war gezeigt, daß der erfindungsgemäß gesteuerte Widerstand in Reihe mit der erwähnten Rückschlagklappe 7 liegen kann. Statt dessen oder in Verbindung hiermit kann auch die Rückschlagklappe selbst als ein erfindungsgemäß gesteuerter Widerstand mitbenutzt werden. Die Fig. 9 und 10 zeigen hierfür zwei Ausführungsbeispiele. 6 ist der Luftverbindungskanal und 7 die Rückschlagklappe, die in an sich bekannter Weise mit Hilfe von hydraulisch betätigten Daumen 40 und 41 bezüglich ihrer Durchlaßrichtung periodisch im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwankungen umgeschaltet wird. Diese Klappe 7 ist bei der Ausführung nach Fig. 9 dadurch als Widerstand, der in der erfindungsgemäßen Weise gesteuert wird, mitbenutzt, daß auf dem aus dem Kanal 6 herausragenden Ende ihrer Drehachse J^a ein Hebelarm 42 befestigt ist und'zwei Federn 43 und 44 einerseits an diesem Hebelarm und andererseits an kanalfesten Armen 45 und 46 angreifen. no

Die Wirkungsweise ist leicht verständlich. Jeweils im Umsteuerpunkt der Gebläsesteuerung werden bekanntlich auch die Daumen 40 und 41 umgesteuert, woraufhin die Klappe 7 durch den Überdruck auf der einen Tankseite aufgestoßen wird. Während nun sonst die Klappe 7 voll aufgestoßen werden kann, ist sie bei der Ausführung nach Fig. 9 durch die Federn 43 und 44 elastisch gefesselt mit dem Ergebnis, daß die Öffnung iao der Klappe 7 von der Strömungsstärke abhängig ist.

Die Ausführung nach Fig. ro stimmt bis auf die Ausbildung der Federanordnung mit der nach Fig. 9 überein. Für die übereinstimmenden Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Federanordnung ist folgende: Der Hebelarm 42 greift mit Zapfen 47 und 48 in zwei Buchsen 49 und 50. Diese Buchsen sind mit Schlitzen versehen und mit Hilfe dieser Schlitze an kanalfesten Bolzen 51 und 52 geführt. Auf den Buchsen 49 und 50 sind Druckfedern 53 und 54 angebracht, die sich einerseits an den Bolzen 51 bzw. 52 und andererseits an einem Bund der betreffenden Buchse 49 bzw. 50 abstützen. Die Länge der Schlitze der Buchsen 49 und 50 ist so gewählt, daß sie unter der Wirkung der Federn 55 und 54 nur die dargestellte Lage erreichen können, in welcher der Hebelarm 42 sich in der Mittelstellung befindet. Es empfiehlt sich, den Federn 49 und 50 Vorspannung zu geben.

Nach obigem folgt, daß mit Bezug auf Fig. ι ο bei einer Ausschwingung des Hebelarmes 42 im Uhrzeigersinn diese x\usschwingung lediglich entgegen der Wirkung der Feder 53 erfolgt, während die Feder 54 keinen Einfluß auf diese Bewegung des Hebelarmes 42 ausübt. Bei einer Ausschwingung des Hebelarmes im entgegengesetzten Sinne tritt lediglieh die Feder 54 in Wirkung, während die Feder 53 ohne Einfluß bleibt.

Endlich zeigt Fig. 11 eine Ausführung, die hinsichtlich ihrer Wirkungsweise im wesentlichen mit der Ausführung nach Fig. 9 und insbesondere der nach Fig. 10 übereinstimmt, jedoch eine abweichende Bauart aufweist. In Fig. 11 sind mit 1 und 2 wieder die beiden Tankseiten und mit 3 der sie verbindende Flüssigkeitskanal bezeichnet. Dieser

4.0 fällt fort, wenn die Flüssigkeitsverbindung der beiden Tankseiten durch Außenhautöftnungen hergestellt wird. 6 ist die Luftverbindungsleitung. In dieser befindet sich zwischen den beiden,Anschlußstellen der Leitungen 60 und 61 eine Rückschlagklappe 62, deren Wirkungsweise oben bereits an Hand der Fig. 2 und der Fig. 9 und 10 erläutert wurde. Die Förderrichtung des Gebläses 63 kann mit Bezug auf die beiden Tankseiten 1 und 2 mit Hilfe des Drehschiebers 64 durch die hydraulischen Antriebe 65" und 65" umgesteuert werden. Der hydraulische Antrieb 65 wird mit Hilfe des Steuerschiebers 66 gesteuert, der seinerseits mit Hilfe von zwei Elektromagneten 67 und 68 durch das Steuergerät 69 eingestellt wird. Von dem Steuergerät 69 ist in Fig. 11 nur ein Kontaktarm dargestellt. Es kann in an sich bekannter Weise z. B. in einem Schlingerwinkelmeßgerät bestehen, das unmittelbar oder zur Einstellung der richtigen Phasenlage über einen einstellbaren Phasenschieber auf den Kontaktarm 69 arbeitet. In Fig. 11 ist angenommen, daß der Kontaktarm 69 gerade den Stromkreis des Elektromagneten 67 schließt. Die übrigen EIemente sind sämtlich in Stellungen dargestellt, die diesem Arbeitspunkt entsprechen.

Der Rückschlagklappe 62 sind zwei hydraulische Daumen 70 und 71 zugeordnet. Jeder von ihnen umfaßt einen parallel zu dem Antrieb 65° bzw. 65* an den Steuerschieber 66 angeschlossenen Zylinder 70" bzw. 71° und einen in diesem verschiebbaren Kolben 70* bzw. Ji^b. Die Kolbenstangen enthalten je einen Bund 7o^c bzw. yi^c. Zwischen dem Bund und dem Zylinderdeckel stützt sich eine vorzugsweise vorgespannte Druckfeder 70^ bzw. J\^d ab. Es empfiehlt sich, die Bunde J<y und yi^d lösbar auf den Kolbenstangen zu befestigen, so daß die Möglichkeit besteht, die Vorspannung der Federn Jo^d und 7i^d beliebig einzustellen bzw. bestimmten Verhältnissen anzupassen. Man sieht, daß die Feder 70** und ebenso die Feder 71^ bestrebt ist, das freie Ende der zugehörigen Kolbenstange in Anlage gegen die Verlängerung der Rückschlagklappe 62 zu halten. Es kann also die Rückschlagklappe 62 nur gegen die Wirkung der Feder 70^ bzw. bei einer Drehung im anderen Sinne gegen die Wirkung der Feder 7i^d aus der dargestellten Schließstellung gedreht werden. Die Kolbenstangen sind so lang bemessen, daß in der dargestellten Schließstellung der Klappe 62 die Kolbenstangen sich in Anlage gegen die Zylinderdeckel befinden. Es wird dadurch ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 10 erreicht, daß die Klappe 62 bei einer Ausschwingung aus ihrer Schließstellung im einen Drehsinne lediglich unter dem Einfluß der Feder 7o^d und bei einer Ausschwingung im anderen Drehsinne lediglich unter der Wirkung der Feder 7i^d steht. Bei der in Fig. 11 dargestellten Arbeitsstellung der Elemente, in der das Gebläse 63 den Druck in dem Tank 2 erhöht und in dem Tank 1 erniedrigt, steht auch der Zylinder 71 des hydraulischen Daumens über den Steuerschieber 66 in Verbindung mit der das Drucköl oder das sonstige Steuermittel liefernden Quelle. Das bedeutet, daß der hydraulische Daumen 71 gleichsam -arretiert ist und somit die Klappe 62 durch den hydraulischen Daumen 71 daran gehindert wird, sich unter dem Einfluß des in Tank 2 herrschenden Überdruckes zu öffnen. Sobald jedoch der Kontaktarm 69 umgelegt und damit der Steuerschieber 66 umgeschaltet wird, erfolgt auch eine Umschaltung des Drehschiebers 64 und der hydraulischen Daumen 70 und 71, d. h. der hydraulische Daumen 71 wird an die Abflußleitung des Steuerschiebers 66, der hydraulische Daumen 70 dagegen an die Zufluß-

leitung des Steuerschiebers 66 angeschlossen, mit dem Ergebnis, daß nunmehr der Daumen 70 arretiert und der Daumen 71 freigegeben is*. Es kann nunmehr die Klappe 62 sich unter dem Einfluß des in dem Tank 2 herrschenden Überdruckes öffnen (mit Bezug auf Fig. 11 durch eine Drehbewegung im Uhrzeigersinne). Sie kann dies jedoch nur unter Zusammendrücken der Feder yi^d. ■ Diese Feder wird um so stärker zusammengedrückt werden, je größer- die Strömungsstärke des über den Kanal 6 erfolgenden Ausgleiches ist. Es sei noch kurz bemerkt, daß -der Kontaktarm 69 in üblicher Weise periodisch im Takte der Schlingerbewegungen bzw. allgemeiner im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwankungen umgeschaltet wird.

Durch die Fig. 11 erfahren zugleich die Ausführungen nach Fig. 9 und 10 eine nähere Erläuterung, da die in den Fig. 9 und 10 gezeigten Elemente lediglich an die Stelle der Elemente 62 und 70 und 71 der Fig. 11 in die Leitung 6 einzufügen sind, um eine der möglichen Vervollständigungen der Fig. 9 und 10 zu erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tankstabilisierungsanlage für Schifte mit einem in den Luft- oder Flüssigkeitsverbindungskanal eingebauten Wider-Standsorgan, das während jeder Schwingungsperiode selbsttätig derart einstellbar ist, daß der mittlere Öffnungsgrad mit wachsendem Schwingungsanschlag vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Einstellung des Öffnungsgrades das aus einer verstellbaren Klappe, Scheibe o. dgl. bestehende Widerstandsorgan einerseits unmittelbar dem Strömungsdruck, andererseits der Wirkung einer z. B. durch eine Feder oder ein Gewicht erzeugten, mit dem Ausschlag zunehmenden Gegenkraft ausgesetzt ist, so daß der Öffnungsgrad durch das Gleichgewicht der an dem Widerstandsorgan angreifenden Kräfte bestimmt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen