DE691524C - other steel structures - Google Patents

other steel structures

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DE691524C
DE691524C DE1938A0088442 DEA0088442D DE691524C DE 691524 C DE691524 C DE 691524C DE 1938A0088442 DE1938A0088442 DE 1938A0088442 DE A0088442 D DEA0088442 D DE A0088442D DE 691524 C DE691524 C DE 691524C
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DE1938A0088442
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Johannes Kjekstad
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bauweise für Schiffswandungen und bildet insbesondere eine Verbesserung der im Patent 656 908 dargestellten und beschriebenen Schweißbauart.The invention relates to a construction for ship walls and in particular forms an improvement on that shown and described in patent 656,908 Welded design.

Hauptzweck des Gerippes eines Schiffes ist es, die Außenhäutplatten zu versteifen, um inneren und/oder äußeren Beanspruchungen sowie örtlichen Verformungen infolge Zusammenstößen, Auf lauf en usw. Widerstand zu leisten und um ferner der ganzen Konstruktion, wenn sie als Träger betrachtet wird, die nötige Steifigkeit zu verleihen. Durch genietete Gerippe wird die Festigkeit der Beplattung nicht bis zu ihrem vollen Ausmaße ausgenutzt. Sobald nämlich die Reibung zwischen Beplattung und Versteifung überschritten wird, beginnt jeder Teil gesondert in Wirkung zu treten, und die Nieten werden reiner Abscherung unterworfen. Mit der Entwicklung geschweißter Gerippe und insbesondere der offenen Gerippebauart wird die Festigkeit der Außenhautbeplattung bis zu einem erheblichen Ausmaß derart nutzbar gemacht, daß die Beplattung einen dauernden Teil des Trägerquerschnittes des Gerippes bildet. Wird die Außenhautbeplattung als Druckseite betrachtet, so kann nur der den Verbindungen zwischen der Versteifung und der Beplattung benachbarte Teil der Beplattung in die Festigkeitsberechnungen einbezogen werden. Im allgemeinen wird die mittragende Beplattungsbreite gleich der 40- bis 5ofachen Dicke der Platte angenommen.The main purpose of the skeleton of a ship is to stiffen the skin panels in order to internal and / or external stresses as well as local deformations as a result of collisions, To resist running up to etc. and also to the whole construction, if it is regarded as a support, the to give the necessary rigidity. The strength of the plating is enhanced by the riveted framework not used to their full extent. As soon as the friction between Plating and stiffening exceeded each part begins to act separately, and the rivets become pure shear subject. The strength of the Outer skin plating made usable to a considerable extent in such a way that the plating forms a permanent part of the girder cross-section of the framework. If the outer skin plating is regarded as the pressure side, so only the one adjacent to the connections between the stiffening and the plating can Part of the plating can be included in the strength calculations. In general, the load-bearing cladding width is assumed equal to 40 to 5 times the thickness of the plate.

Für die Versteifung der Wandungen von Schiffen und anderen Stahlbauten ist bereits vorgeschlagen, längs laufende Versteifungs- , teile verschiedener Profile mittels getrennter Distanzstücke mit der Beplattung zu verbinden, indem die Verbindungsstücke in oder annähernd in der Ebene des Steges des Profileisens liegen und durch Schweißen oder Nieten an der Beplattung befestigt sind, oder die Versteifungsteile sind als gespreizte StegeFor the stiffening of the walls of ships and other steel structures is already proposed longitudinal stiffening, parts of different profiles by means of separate To connect spacers to the plating by inserting the connectors in or lie approximately in the plane of the web of the profile iron and by welding or Rivets are attached to the plating, or the stiffening parts are spread as struts

ausgeführt, wobei die Stege in der Längsrichtung durchlaufend sind.executed with the webs in the longitudinal direction are continuous.

Es sind auch fachwerkähnliche Trägerkon-, struktionen, sog. Spreizträger, mit gespreizten,; schräg zur Längsrichtung der Triägergurte I" genden Verbindungsstücken zwischen den Gfl ten bekannt. Derartige Konstruktionen sind aber zur Versteifung von Beplattungen nicht geeignet.There are also truss-like support cones, structures, so-called spreader beams, with splayed ones; at an angle to the longitudinal direction of the tri-carrier belts I " The connecting pieces between the Gfl th are known. Such constructions are but not suitable for stiffening plating.

ίο Gemäß vorliegender Erfindung werden die geschweißten Versteifungsteile eines Schiffes mit offenen Rahmenspanten so gebaut, daß praktisch die ganze Außenhautbeplattung in die Trägerwirkung der Versteifungselemente oder des Spantgeriistes eintritt. Das wird dadurch erzielt, daß die Versteifungen durch an die Beplattung angeschweißte, im Abstand voneinander angeordnete Distanzstücke im Abstand von der Beplattung befestigt sind, indem die Versteifungen mit den an ihnen befestigten Distanzstücken nach Art von Spreizträgern ausgebildet sind und die Distanzstücke abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten quer zur Versteifungslängsrichtung geneigt angeordnet sind.ίο According to the present invention, the welded stiffening parts of a ship with open frame frames built so that practically the entire outer skin plating in the support effect of the stiffening elements or the framework occurs. This is achieved by the stiffeners through Spacers that are welded to the plating and arranged at a distance from one another in the Distance from the plating are attached by adding the stiffeners to the ones attached to them Spacers are designed in the manner of expanding beams and the spacers inclined alternately to opposite sides transversely to the longitudinal direction of the stiffening are arranged.

Vorzugsweise sind hierbei die schräg nach einer Seite vorstehenden Distanzstücke zwischen den nach der entgegengesetzten Seite der benachbarten Versteifung vorstehenden Distanzstücken angeordnet.In this case, the spacers projecting obliquely to one side are preferably between the spacers protruding from the opposite side of the adjacent stiffener are arranged.

Diese offene Spreizspantkonstruktion weist etliche Vorzüge auf, u. a. den, daß die Verbindungsstücke geflanschte Enden aufweisen, die gewünschtenfalls mit der Beplattung punktverschweißt werden können, wodurch die mögliche Entstehung von Schweißspannungen .- bei laufenden Schweißnähten vermieden wird, ferner den Vorteil, daß die Beplattung sicherer gegen seitlichen Druck versteift wird. Eine Spantkonstruktion gemäß Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen erläutert. This open split frame construction has a number of advantages, including: den that the connectors have flanged ends which, if desired, can be spot welded to the plating, whereby the possible creation of welding stresses - is avoided with running weld seams, furthermore the advantage that the plating is more securely stiffened against lateral pressure. A frame construction according to the invention is illustrated in the drawing in two exemplary embodiments.

Fig. ι ist der Querschnitt durch eine Schiffsform mit erfindungsgemäßen Versteifungen. Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles einer Schiffsbeplattung mit einer A1Usführungsform der Versteifung.Fig. Ι is the cross section through a ship shape with stiffeners according to the invention. Fig. 2 is a perspective view of part of a ship's plating with an A 1 shape of the stiffener.

Fig. 3 ist die schaubildliche Ansicht mit einer anders ausgebildeten Versteifungsart. Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Versteifung nach Abb. 3.Fig. 3 is the perspective view with a differently designed stiffening type. FIG. 4 is a section through the stiffener according to FIG. 3.

Die offene Spreizspantkonstruktion gemäß Erfindung ist in den Zeichnungen in Verbindung mit Schiffswandungen dargestellt. Sie versteift die Außenhaut oder Platten 1 und eine Schottwand i". In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Schnitt der Platte 1 eines Schiffes wiedergegeben. Diese Platte ist durch ein Winkeleisen 2 versteift, welches sich parallel, jedoch im Abstand zur Platte 1 erstreckt. In der' in Fig. 2 dargestellten Versteifung erstreckt sich ein Flansch oder Schenkel 2" des Winkeleisens parallel zur Platte 1 und der andere Flansch oder Schenkel 2b senkrecht './zur Platte r. Das Winkeleisen 2 wird an der i.ff|i|tte ι durch eine Reihe von Verbindungsstücken 3 befestigt und im Abstand davon gehalten. Diese Verbindungsstücke erstrecken sich quer zur Längsrichtung des Winkeleisens und in einem Winkel zur Plattenebene 1.The open expansion frame construction according to the invention is shown in the drawings in connection with ship walls. It stiffens the outer skin or plates 1 and a bulkhead i ″. FIG. 2 of the drawing shows a section through plate 1 of a ship. In the 'shown in Fig. 2 reinforcement, a flange or leg 2 "of the angle iron extends parallel to the plate 1 and the other flange or leg 2 b perpendicular' ./ to the plate r. The angle iron 2 is attached to the i.ff | i | tte ι by a series of connecting pieces 3 and held at a distance therefrom. These connecting pieces extend transversely to the longitudinal direction of the angle iron and at an angle to the plane of the plate 1.

Jedes Verbindungsstück besteht aus einem mittleren geraden Teil 3a, der eine Einbauchung36 aufweist, um die Festigkeit des Querschnittes zu erhöhen, sowie Flanschenden 3e und 2>d· Der gerade Teil y weist auseinanderstrebende Seitenkanten auf. Der Flansch y ist am Flansch 26 des Winkeleisens 2 durch Punktschweißung, wie bei 4 angegeben, befestigt. Der Flansch y1 ist an der Beplattung 1 durch Punktschweißungen 5 und 5a befestigt.Each connector consists of a central straight portion 3 a having a Einbauchung3 6, in order to increase the strength of the cross section and flanged ends 3 and e 2> d · The straight part y has diverging side edges. The flange is indicated y the angle iron 2 by spot welding, such as at 4 to the flange 2 6, fastened. The flange y 1 is attached to the plating 1 by spot welds 5 and 5 a .

Wie ersichtlich, erstrecken sich nacheinanderfolgende Verbindungsstücke 3 zwischen dem Flansch oder Schenkel 2* des Winkeleisens 2 und der Platte 1 zu entgegengesetzten Seiten von einer Ebene durch den Flansch oder Schenkel ib des Winkeleisens 2 gegen die Platte 1 hinein.As can be seen, successive connecting pieces 3 extend between the flange or leg 2 * of the angle iron 2 and the plate 1 on opposite sides from a plane through the flange or leg i b of the angle iron 2 against the plate 1.

In der Querrichtung der Beplattung sind in Abstand voneinander ähnliche Versteifungen 6 und 7 mit der Versteifung 2 parallel angeordnet. Die Verbindungsstücke an den einzelnen Versteifungsleisten liegen zweckmäßig derart in einer Linie, daß die Verbindungsstücke einer Versteifung zwischen diejenigen der benachbarten Versteifung zu liegen kommen. Infolgedessen wird für irgendeine gegebene Anzahl von Verbindungsstücken eine möglichst kleine Fläche der Beplattung zwischen den Verbindungsstücken der Versteifungen erhalten.In the transverse direction of the plating, there are similar stiffeners at a distance from one another 6 and 7 arranged in parallel with the stiffener 2. The connectors on the individual stiffening strips are expediently in a line such that the connecting pieces one stiffener to lie between those of the adjacent stiffener come. As a result, for any given number of connectors the smallest possible area of the plating between the connecting pieces of the stiffeners obtain.

Mit einer Versteifungsweise gemäß. Fig. 1 und 2 wird eine offene Rahmenspantkonstruktion für Schiffswandungen geschaffen, bei welcher ein Größtmaß der Beplattung in die Trägerwirkung der Versteifung embezogen wird. Der Beplattung wird außerdem eine größere Festigkeit gegen seitliche Kräfte verliehen, die auf die Versteif ung entweder infolge des Wasserdruckes oder infolge von nc Kollisionen einwirken können. Durch diese Vorzüge kann die Versteifung leichter gehalten werden und das Schiff infolgedessen eine größere Ladefähigkeit erhalten.With a stiffening method according to. Figures 1 and 2 illustrate an open frame frame construction created for ship walls, in which a maximum of the plating in the The support effect of the stiffener is related. The plating also provides greater resistance to lateral forces conferred on the stiffening either as a result of the water pressure or as a result of nc Collisions can act. Due to these advantages, the stiffening can be held more easily and as a result the ship will have a greater load capacity.

In den Fig. 3 und 4 ist die Beplattung durch das Bezugszeichen 8 wiedergegeben. Die Beplattung ist dabei durch ein Winkeleisen 9 versteift, dessen einer Flansch oder Schenkel 9° sägezahnartig gestaltet ist. Die dadurch geschaffenen Verbindungsstücke gb werden so aus der Flanschebene gebogen, daß die aufeinanderfolgenden Verbindungsstücke sich imIn FIGS. 3 and 4, the plating is represented by the reference number 8. The plating is stiffened by an angle iron 9, one flange or leg 9 ° of which is designed like a sawtooth. The connecting pieces g b thus created are bent out of the flange plane in such a way that the successive connecting pieces are in the

Claims (4)

Winkel zur Flanschebene abwechselnd nach den beiden Seiten dieser Ebene erstrecken. An jedem Ende der Verbindungsstücke ist ein Flansch ac ausgebildet, der an der Beplattung mittels Punktschweißung befestigt istr Der Unterschied zwischen dieser Bauart und der-, jenigen in Fig. ι und 2 besteht darin, daß die'. Versteifung aus einem Stück geschaffen ist. Diese Bauart weist indessen alle diejenigen in Vorzüge auf, welche die Bauart nach Fig. ι und 2 hat. Werden mehrere Versteifungen angebracht, so werden sie zueinander in der in Fig. 2 dargestellten Weise angeordnet. Die offene Spreizspantkonstruktion hat viele Vorzüge gegenüber den bisher verwendeten. Sie vergrößert den'kritischen Druck, den eine Platte gegebener Stärke vor dem Ausbeulen aushält, beträchtlich, denn der Spantabstand wird für die gleiche Spanten- ao zahl erheblich verringert, und der kritische Druck, bei welchem eine Platte gegebener Stärke ausbeult, erhöht sich umgekehrt zum Quadrat des Spaltenabstandes. Die flache Plattenfläche, die in starren, im halben Abstand ähnlicher paralleler Linienvers teifungen angeordneten Punkten unterstützt ist, hat infolgedessen eine viel größere Festigkeit. Der Spreizspant leistet auch erheblichen Widerstand an der Wirkungslinie örtlicher Angriffe, und seine Diagonalverstrebungen oder Versteifungen widerstehen in äußerst wirksamer Weise örtlichen Beschädigungen. Die erwähnten Vorzüge werden neben der Tatsache erzielt, daß Punktschweißung oder punktweise Lichtbogenschweißung bei der Befestigung der Streben angewendet werden kann. Ausgedehnte Versuche beweisen schlüssig, daß Befestigungen an Beplattungen von mit einer einzelnen Kante anliegenden Spanten (Einzellinienspanten) mittels kontinuierlicher oder absatzweiser Lichtbogenschweißung, eine unvermeidliche Schrumpfung der Beplattung rechtwinklig zur Spantlinie zur Folge hatten und daß diese Schrumpfung weder einheitlich noch irgendwie in ihrem Werte vorher bestimmbar war. Der Widerstand gegen diese Schrumpfung wird immer Spannungen hervorrufen. Falls eine Bewegung durch die Schrumpfung zugelassen wird, wird diese Bewegung eine Verdrehung der Platte hervorrufen. Da aber der offene Spreizspant eine Linienbefestigung vermeidet und eine Anpassung der Spannungen in allen Richtungen zuläßt und nicht längs der Spantlinie Widerstand bietet, können keine Spannungsanhäufungen und infolgedessen auch keine Zerstörungen oder Verdrehungen entstehen. Die Füße oder Flansche der Verbindungsstücke gestatten eine Punktverschweißung der Verbindungsstücke mit der Haut oder mit dem Spant durch Widerstandsschweißung, wodurch die Möglichkeit zur Ausbildung von Spannungsanhäu-•tfuugen und Zerstörungen oder Verdrehungen * sogar noch weiter verringert werden vmd die '" Kosten der Befestigung erheblich vermindert werden. Der offene Spreizspant ist von besonderem Wert bei sehr dünnen Schiffswandungen, beispielsweise bei Zerstörern, Tauchbooten und Luftschiffen, bei welchen ein gutes Aussehen und eine glatte Oberfläche er- 7" wünscht sind. Geschweißte Zerstörer bisheriger Bauart zeigen, wie vorgekommen, sogar bei neuen Schiffen entschiedene Aushöhlungen zwischen den Spanten, und das Aussehen der Außenhaut ist bei weitem nicht so gut wie bei früheren genieteten Konstruktionen. Verschiedene Änderungen können von Fachleuten in den Einzelheiten der Erfindung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt und oben im einzelnen beschrieben ist, vorgenommen werden, ohne indessen dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Pa tentaν sprüch ε:Alternating angles to the flange plane on both sides of this plane. At each end of the connecting pieces a flange ac is formed which is fastened to the plating by means of spot welding. The difference between this design and the one in FIGS. 1 and 2 is that the '. Stiffener is made from one piece. This design, however, has all those advantages that the design according to FIGS. 1 and 2 has. If several stiffeners are attached, they are arranged in relation to one another in the manner shown in FIG. The open expansion frame construction has many advantages over those previously used. It increases the critical pressure that a plate of a given thickness can withstand before buckling, because the frame spacing is considerably reduced for the same number of frames, and the critical pressure at which a plate of a given thickness bulges increases inversely Square of the column spacing. The flat plate surface, which is supported in rigid, half-spaced similar parallel Linienvers teifungen arranged points, has a much greater strength as a result. The spreader frame also offers considerable resistance to the line of action of local attacks, and its diagonal struts or stiffeners are extremely effective in resisting local damage. The advantages mentioned are achieved in addition to the fact that spot welding or spot arc welding can be used in fastening the struts. Extensive tests conclusively prove that attachments to the plating of frames (single line frames) with a single edge by means of continuous or intermittent arc welding resulted in an inevitable shrinkage of the plating at right angles to the frame line and that this shrinkage was neither uniform nor in any way determinable in its value beforehand . Resistance to this shrinkage will always create tension. If movement is allowed by the shrinkage, that movement will cause the plate to twist. However, since the open expansion rib avoids a line fastening and allows an adjustment of the tensions in all directions and does not offer resistance along the frame line, no stress accumulations and consequently no damage or twisting can occur. The feet or flanges of the connecting pieces allow the connecting pieces to be spot welded to the skin or to the frame by resistance welding, which even further reduces the possibility of tension build-up and damage or twisting * and the costs of the fastening are considerably reduced The open expansion frame is of particular value in the case of very thin ship walls, for example in destroyers, submersibles and airships, where a good appearance and a smooth surface are desired. Previously welded destroyers, as has happened before, show decided cavities between the frames even on new ships, and the appearance of the hull is nowhere near as good as that of previous riveted structures. Various changes can be made by those skilled in the art in the details of the invention, as illustrated in the drawings and described in detail above, without, however, departing from the scope of the invention. Pa tentaν saying ε: 1. Versteifungsweise für Wandungen von Schiffen und anderen Stahlbauten nach Patent 656 908, bei der die Versteifungen durch an die Beplattung angeschweißte, im Abstand voneinander angeordnete Distanzstücke im Abstand von der Beplattung befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungen mit den an ihnen befestigten Distanzstücken nach Art von Spreizträgern ausgebildet sind, indem die Distanzstücke abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten quer zur Längsträgerrichtung geneigt angeordnet sind.1. Stiffening method for walls of Ships and other steel structures according to patent 656 908, in which the stiffeners are welded to the plating spaced apart spacers are fastened at a distance from the plating, characterized in that that the stiffeners are formed with the spacers attached to them in the manner of expansion beams by the spacers alternately to opposite sides across the longitudinal beam direction are arranged inclined. 2. Versteifungsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg nach einer Seite vorstehenden.Distanzstückd '00 zwischen den nach der entgegengesetzten Seite der benachbarten Versteifung vorstehenden Distanzstücken liegend angeordnet sind.2. Stiffening method according to claim 1, characterized in that the obliquely protruding distance pieces' 00 are arranged lying between the spacers protruding on the opposite side of the adjacent reinforcement. 3. Versteifungsweise nach Anspruch 1 oder ι und 2, gekennzeichnet durch die Anwendung von durch entsprechende Ausschnitte aus dem Versteifungsflansch gebildeten Distanzstücken, die abwechselnd nach entgegengesetzten Seiten ausgebogen n° sind.3. Stiffening method according to claim 1 or ι and 2, characterized by the Application of formed by appropriate cutouts from the stiffening flange Spacers that are bent alternately on opposite sides n ° are. 4. Versteifungsweise nach Anspruch 1 · bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke sich gegen die Platten verjüngen und mit sie versteifenden Aus- 11S pressungen versehen sind.4. stiffening means according to claim 1 · to 3, characterized in that the spacers are tapered against the plates and they pressings with stiffening off 11 S are provided. Hierzu r Blatt ZeichnungenPlease refer to the sheet of drawings
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