DE675003C

DE675003C - Fluessigkeitstank fuer Wasserfahrzeuge zur Beeinflussung des Stabilitaetsmomentes

Info

Publication number: DE675003C
Application number: DEST56199D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Carl Von Den Steinen
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1937-05-13
Filing date: 1937-05-13
Publication date: 1939-04-27

Description

1 Q MlI 1939

Die Erfindung betrifft einen statisch wirkenden Flüssigkeitstank für Wasserfahrzeuge zur Beeinflussung des Stabilitätsmomentes in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel des Fahrzeuges durch möglichst phasenlose Verlagerung der Flüssigkeitsmasse.

Die bekannten Tanks dieser Art arbeiten im Gegensatz zu den sog. passiven Schlingertanks, in denen sich die Flüssigkeitsmasse in

to der Weise verlagert, daß sie Gegenmomente gegen die Schlingerbewegung des Schiffes ausübt, nach einem anderen Prinzip, nämlich so, daß die freie Beweglichkeit der Flüssigkeitsoberfläche in Abhängigkeit von dem Neig gungswinkel verkleinert wird, um auf diese Weise die Anfangsstabilität für einen beschränkten Bereich von etwa J^ 3° herabzusetzen und damit die zur Stabilisierung des Schiffes aufzuwendenden Gegenmomente zu verkleinern some die Sicherheit des Fahrzeuges zu erhöhen. Die so ausgebildeten Tanks beruhen bekanntlich auf der Tatsache, daß die Höhenlage des Metazentrums über dem Kiel um den Quotient Trägheitsmoment der frei bewegliehen Wasseroberfläche des Tanks dividiert durch das Schiffsverdrängungsvolumen verringert wird. Es ist bekannt, bei solchen Tanks die freie bewegliche Flüssigkeitsoberfläche dadurch zu verkleinern, daß sie bei Erreichen des Grenzneigungswinkels teilweise von der Tankdecke abgedeckt und so unwirksam gemacht wird. Zu diesem Zweck erhält die Decke beim bekannten Tank eine solche Neigung von den Seiten des Tanks nach der Mitte hin, daß die Tankhöhe von den beiden Seiten nach der Mitte zu abnimmt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die beabsichtigte Wirkung der zwangsläufigen Verkleinerung der Flüssigkeitsoberfläche in verschiedener Hinsicht besser dadurch erreicht werden kann, daß das teilweise Abdecken der Flüssigkeitsoberfläche durch teilweises Trockenlaufen des Tankbodens ersetzt wird, indem der Tankboden nach der Mittschiffsebene zu erhöht ausgebildet und der Tankfüllungsgrad entsprechend gewählt wird.

Auf diese Weise werden die beim Abdecken der Flüssigkeitsoberfläche durch die Tankdecke auftretenden recht kräftigen

Wasserschläge vermieden, die sich nicht nur auf den Tank, sondern auch auf das Schiff unangenehm auswirken.

Wesentlich ist weiter, daß unter sonst gleichen Verhältnissen der bekannte Tank bereits theoretisch mindestens die doppelte Flüssigkeitsmenge — und praktisch eine noch größere — benötigt. Die Ausführung gemäß der Erfindung bringt also nebenbei eine WiIlkommene beträchtliche Verminderung des Ballastgewichtes.

Die bedeutend verkleinerte Flüssigkeitsmenge ist auch deshalb von Vorteil, weil im Gefahrenfalle die Entleerung des Tanks schneller vonstatten gehen kann als das beim bekannten Tank notwendige Vollauffüllen.

Die Verkleinerung der frei beweglichen Flüssigkeitsoberfläche durch Trockenlaufen des Tankbodens birgt auch die Möglichkeit in sich, den Winkelbereich, in welchem der Tank wirksam, ist, zu vergrößern oder die Wirkung zu verstärken.

Es kann nämlich die Tankdecke zusätzlich so ausgebildet werden, daß während der Neigung bis zum Grenzneigungswinkel die frei bewegliche Flüssigkeitsoberfläche in an sich bekannter Weise durch Abdecken der Oberfläche beim Anlaufen der Flüssigkeit an die Decke verkleinert wird. Je nachdem;, ob diese Zusatzwirkung erst im. Anschluß an das Trok-■ kenlaufen einsetzt oder mit diesem gleichzeitig erfolgt, wird einmal der Wirkungsbereich und das andere Mal die Wirkungsintensität vergrößert.

Dabei empfiehlt es sich, zur Vez'meidung der Wasserschläge die Tankdecke so zu krümmen oder zu knicken, daß die Flüssigkeit allmählich an die Decke anläuft, daß also die Flüssigkeitsoberfläche beim Abdecken mit der Tankdecke nicht parallel verläuft.

Der Tank gemäß der Erfindung gestattet auch in anderer Hinsicht eine vorteilhafte Ausnutzung der in seinem Prinzip begründeten Möglichkeiten. Bei der Untersuchung des Einflusses, den der Verlauf der Stabilitätsmomentenkurve auf das Verhalten des Schiffes ausübt, hat sich gezeigt, daß hier individuelle

. Formeinflüsse des Schiffes eine Rolle spielen.

Bei der Schlingerbewegung ist der eintauchende und der austauchende keilförmige

. Schiffsteil maßgebend. Es kann nun gemäß der Erfindung, der Einfluß der äußeren Formgebung sozusagen durch die innere Formgebung im Flüssigkeitstank fortgesetzt werden, und zwar dadurch, daß der Tankboden zusätzlich so gekrümmt oder geknickt wird, daß ein vorgegebener Verlauf der Stabilitätsmomentenkurve erreicht wird. Die innere Formgebung hat den Vorzug, daß sie von dem äußeren Tiefgang des Schiffes unabhängig ist und durch Veränderung der Tankfüllung innerhalb weiter Grenzen beliebigvariiert werden kann. Es besteht also mit anderen Worten die Möglichkeit, durch zusätzliche Formung des Tankbodens die Tankwirkung den Eigenheiten des Schiffes weitgehend anzupassen.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Bei dem Beispiel nach Abb. 1 sind zwei an den Schiffslängsseiten nach Art der bekannten passiven Tanks angeordnete Tanks 1, 2 durch ein Überströmrohr 3 miteinander verbunden, das in dem Doppelboden 4 verlegt ist. Im Gegensatz zu den bekannten passiven Schlingertanks sind die Abmessungen des Tanks so gehalten, daß bei einer Grenzneigung des Schiffes unter z. B. 3⁰ der Tank auf der austauchenden Schiffsseite lenzgelaufen ist, der gesamte Tankinhalt sich also abgesehen von dem unwesentlichen Volumen des Überströmrohres 3 in dem anderen Tank befindet, womit die Wirksamkeit des letztgenannten Tanks nahezu vollständig aufgehoben ist.

Die Decke der beiden Tanks 1« bzw. 2« ist so geformt, daß die Flüssigkeit in dem befluteten Tank allmählich an die Decke 2" anläuft, also nicht schlagartig an diese anprallt. Bei der Ausführung nach Abb. 1 entfällt der unvergleichlich größere Teil der Verkleinerung der freien Beweglichkeit der Oberfläche auf das Lenzlaufen.

Nach Abb. 2 erstrecken sich die beiden Tanks ι und 2 von den beiden Schiffsseiten bis zur Schiffsmitte und stoßen hier in einem gemeinsamen Schott 7 zusammen. Die beiden Tanks schließen den Doppelboden 4 ein. Dieser ist satteldachartig von der Mitte nach beiden Seiten geneigt und bildet gleichzeitig den Tanfcboden, der bei Erreichung der Grenzneigung abwechselnd in dem einen oder dem anderen Tank trockenläuft. An den höchsten Stellen der beiden Tanks 1 und 2 ist je ein Entlüftungsrohr 5 bzw. 6 angeschlossen. Zum Füllen und. Entleeren der Tankanlage kann das Überströmrohr 3 mit herangezogen werden, oder es werden Brunnen vorgesehen.

Wenn das gemeinsame Schott 7 nach Abb. 2 fortgelassen wird, ist auch eine Verbindung der beiden Einzeltanks 1 und 2 durch ein Überströmrohr 3 entbehrlich (vgl. Abb. 3). Zum Füllen und Entleeren des durchgehenden Tanks dienen, wie üblich, Brunnen 8.

Eine weitere Abwandlung der Ausführung nach Abb. 3 veranschaulicht Abb. 4. Diese zeigt den allgemeinsten Fall. Hier handelt es sich ebenfalls um einen durchgehenden Tank, dessen Boden und Decke nicht eben, sondern dem jeweils gewünschten Verlauf der Stabilitätsmomentenkurve entsprechend ge-

wölbt sind. Man hat es nämlich durch die Wahl der Wölbung in der Hand, den Verlauf der Stabilitätsmomentenkurve in Abhängigkeit von -der Neigung des Schiffes zu beeinflüssen. Während bei ebenem Boden und entsprechendem Füllungsgrad des Tanks die praktische Außerbetriebsetzung augenblicklich bei der Grenzneigung eintritt, hat die Wölbung von Boden und Decke ein allmähliches Verkleinern der frei beweglichen Flüssigkeitsoberfläche zur Folge. Das gleiche gilt von der Tankdecke.

Die Wölbung von Boden und Decke, die Grenzneigung und der Füllungsgrad stehen in einem funktionellen Zusammenhang zueinander, so daß nach einmaliger Wahl der Wölbung die Grenzneigung durch Änderung der Füllung geändert, d.h. durch Vergrößerung der Füllung vergrößert und durch Verkleinerung der Füllung verkleinert werden kann.

Die Anwendung der Tankahlage gemäß der Erfindung ist selbstverständlich unabhängig von der Anordnung eines Stabilisators gleich welcher Art.

Claims

Patentansprüche:

i. Statisch wirkender Flüssigkeitstank für Wasserfahrzeuge zur Beeinflussung des Stabilitätsmomentes in Abhängigkeit vom Neigungswinkel . des Fahrzeuges durch möglichst phasenlose Verlagerung der Flüssigkeitsmasse, bei dem die Tankwandungen so gekrümmt oder geknickt sind, daß beim Überschreiten eines Grenzneigungswinkels von wenigen Graden die frei bewegliche Flüssigkeitsoberfläche stark ver-' kleinert und damit die metazentrische Höhe in dem für die Sicherheit des Fahrzeuges erforderlichem Maße vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Tankboden nach der Mittschiffsebene zu erhöht ausgebildet und der Tankfüllungsgrad so gewählt ist, daß die Verkleinerung der frei beweglichen Flüssigkeitsoberfläche durch Trockenlaufen des Tankbodens erfolgt.
2. Flüssigkeitstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tankboden zusätzlich so gekrümmt oder geknickt ist, daß ein vorgegebener Verlauf der Stabilitätsmomentenkurve erreicht wird.
3. Flüssigkeitstank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Tankdecke so ausgebildet ist, daß während der Neigung bis zum Grenzneigungswinkel die frei bewegliche Flüssigkeitsoberfläche in ari sich bekannter Weise durch Abdecken der Oberfläche beim Anlaufen der Flüssigkeit an die Tankdecke verkleinert wird.
4. Flüssigkeitstank nach Anspruch 3, da-"durch gekennzeichnet, daß die Tankdecke so geknickt oder gekrümmt ist, daß die Flüssigkeit allmählich an die Tankdecke anläuft.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen