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Die
Erfindung betrifft einen gummiartigen Schiffsfender und insbesondere
eine Verbesserung eines gummiartigen knickenden Schiffsfenders,
wie beispielsweise eines hohlen zylindrischen Schiffsfenders, eines
V-förmigen
Schiffsfenders oder dergleichen, der beim Festmachen eines Schiffs
Energie absorbiert und bei der Kompressionsverformung eine Knickerscheinung
verursacht.
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Schiffsfender
verschiedener Arten sind unter anderem aus
EP-A-0622495 und den Patent
Abstracts of Japan, Band 008, Nr. 005 (M-267), 11. Januar 1984,
und
JP 58 168706 A und
Band 009, Nr. 187 (M-401),
3. August 1985, und
JP
60 055111 A und ebenfalls
WO97/01479A bekannt.
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Im
Einzelnen offenbaren diese Dokumente einen gummiartigen Schiffsfender,
der einen Gummi-Hauptkörperabschnitt,
der in seiner Außenfläche und
seiner Innenfläche
im Wesentlichen eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, einen Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt,
der an einer Basisfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
geformt ist, und einen Gummi-Befestigungsflanschabschnitt, der sich
von einer Bodenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
längs einer
Befestigungsfläche
desselben erstreckt, umfasst.
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Die
in den Dokumenten Patent Abstracts of Japan, Band 008, Nr. 005 (M-267),
11. Januar 1984, und
JP
58 168706 A und in den Patent Abstracts of Japan, Band
009, Nr. 187 (M-401), 3. August 1985, und
JP 60 055111 A offenbarten
gummiartigen Schiffsfender umfassen ferner ausdrücklich einen Gummi-Aufbauabschnitt,
der von der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
nach außen
vorspringt, der an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
wenigstens an einem Bereich, wesentlich benachbart zu einer Knickumfangslinie
(P), angeordnet ist.
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Der
in dem Dokument
EP-A-0
622 495 offenbarte gummiartige Schiffsfender ist ebenfalls
mit einem Gummi-Aufbauabschnitt versehen, der vom Gummi-Hauptkörperabschnitt
vorspringt, aber nicht von der Außenfläche nach außen vorspringt. In der Tat
offenbart
EP-A-0 622
495 einen gummiartigen Schiffsfender, wobei ein Gummi-Aufbauabschnitt, der
von der Innenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
nach innen vorspringt, an der Innenfläche des Gummi-Hauptkörperabschnitts
an einem Bereich, benachbart oder nahe zu einer Knickumfangslinie
(L), angeordnet ist und in Bezug auf die Höhe H des Schiffsfenders für eine Position
h
2 der Knickumfangslinie (L) an der Innenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
vom Gummi-Befestigungsflanschabschnitt gilt: h
2 =
0,2H bis 0,6H und für
eine Länge
l
2 des Gummi-Aufbauabschnitts gilt: l
2 < 0,5H.
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Im
Dokument
WO-A-9701479 werden
Gummi-Aufbauabschnitte beschrieben, die von der Außen- und der Innenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
nach außen
bzw. nach innen vorspringen. Ein genauer Hinweis bezüglich der
Abmessungen der Gummi-Aufbauabschnitte wird nicht gegeben.
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In
den oben erwähnten
Dokumenten ist ein gummiartiger hohler zylindrischer Schiffsfender
mit einer konischen trapezförmigen
Gestalt, wie in 1 gezeigt, verwendet worden.
Dieser Schiffsfender umfasst einen zylindrischen Gummi-Hauptabschnitt 12, einen
Befestigungsflanschabschnitt 13 für eine Kaimauer, einen Stoßaufnahmeabschnitt 14 und
Eisenplatten 15, 16, die in den Abschnitten 13, 14 eingebettet
sind. Wenn ein solcher Schiffsfender durch das Festmachen eines
Schiffes oder dergleichen an demselben in seiner Axialrichtung zusammengedrückt wird,
wird eine Kurve von Durchbiegung und Reaktionskraft für das Absorbieren
der Festmachenergie, wie in 2 gezeigt,
erzielt. Wie aus 2 zu ersehen ist, nimmt die Reaktionskraft,
nachdem sie mit der Zunahme der Durchbiegung zunimmt, um eine obere
Spitze (Punkt A) zu erreichen, ab, um einen Punkt C zu erreichen,
obwohl die Durchbiegung zunimmt, und nimmt mit einer weiteren Zunahme
der Durchbiegung wieder schnell zu.
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Bei
dem Schiffsfender, der eine solche Kennlinie zeigt, ist der tatsächlich nutzbare
Bereich ein Durchbiegungsbereich von der Reaktionskraft am Punkt
A bis zu einem Punkt B, der die gleiche Reaktionskraft wie der Punkt
A zeigt, in dem die Absorptionsenergie des Schiffsfenders durch
eine Fläche dargestellt
wird, die zwischen der Durchbiegungsreaktionskraft und einer Abszisse
hoch zum Punkt B definiert wird. Jedoch wird die Reaktionskraft
bis zum Punkt C tatsächlich
vermindert, so dass die Absorptionsenergie nur um einen Abschnitt
S verlorengeht, der einer Fläche
entspricht, die von einer punktierten Linie A-B und einer Kurve
A-C-B umgeben ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen gummiartigen Schiffsfender
bereitzustellen, der in der Lage ist, den zuvor erwähnten Verlust
der Absorptionsenergie (S) so weit wie möglich zu verhindern. Die Erfindung
dient zum Bereitstellen eines gummiartigen Schiffsfenders, der in
der Lage ist, wirksam die Erscheinung des Abfallen der Reaktionskraft
zu verhindern, die durch die Knickverformung des Gummi-Hauptkörperabschnitts
in dem Schiffsfender erzeugt wird, durch Zusammendrücken eines
Gummi-Aufbauabschnitts,
der benachbart oder nahe zu äußeren und
inneren Knickpunkten des Gummi-Hauptkörperabschnitts
angeordnet ist.
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Nach
der Erfindung wird ein gummiartiger Schiffsfender bereitgestellt,
der einen Gummi-Hauptkörperabschnitt,
der in seiner Außenfläche und
seiner Innenfläche
im Wesentlichen eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, einen Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt,
der an einer Basisfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
geformt ist, und einen Gummi-Befestigungsflanschabschnitt, der sich
von einer Bodenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
längs einer
Befestigungsfläche
desselben erstreckt, umfasst, wobei ein Gummi-Aufbauabschnitt, der
von der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts nach
außen
vorspringt, an der Außenfläche des Gummi-Hauptkörperabschnitts
wenigsten an einem Bereich, wesentlich benachbart zu einer Knickumfangslinie
P, angeordnet ist und ein Gummi-Aufbauabschnitt,
der von der Innenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
nach innen vorspringt, an der Innenfläche des Gummi-Hauptkörperabschnitts an
einem Bereich, benachbart oder nahe zu einer Knickumfangslinie L,
angeordnet ist,
wobei in Bezug auf eine Höhe H des Schiffsfenders für eine Position
h1 der Knickumfangslinie P an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts vom
Gummi-Befestigungsflanschabschnitt gilt: h1 = 0,6H
bis 0,95H und für
eine Länge
l1 des Gummi-Aufbauabschnitts gilt: l1 < 0,5H,
und
in Bezug auf die Höhe
H des Schiffsfenders für eine
Position h2 der Knickumfangslinie L an der
Innenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
vom Gummi-Befestigungsflanschabschnitt gilt: h2 =
0,2H bis 0,6H und für
eine Länge
l2 des Gummi-Aufbauabschnitts gilt: l2 < 0,75H.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist wenigsten die Außenfläche des Gummi-Hauptkörperabschnitts
eine gekrümmte
Fläche mit
einem Durchmesser, der sich zu Befestigungsfläche hin verbreitert.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine scheibenförmige
oder ringförmige
starre Platte in den Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt
eingebettet, und eine ringförmige
starre Platte ist in den Gummi-Befestigungsabschnitt eingebettet.
In diesem Fall wird die Knickumfangslinie an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts durch
die scheibenförmige
Eisenplatte erzeugt, die in dem Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt eingebettet
ist.
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In
Bezug auf eine Höhe
H des Schiffsfenders gilt, was die Knickumfangslinie an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
betrifft, für
eine Position h1 vom Gummi-Befestigungsflanschabschnitt:
h1 = 0,6H bis 0,95H, und außerdem gilt
für eine
Länge l1 des Gummi-Aufbauabschnitts: l1 < 0,5H. Andererseits
gilt für
eine Position h2 der Knickumfangslinie an
der Innenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
vom Gummi-Befestigungsflanschabschnitt: h2 =
0,2H bis 0,6H, und für eine
Länge l2 des Gummi-Aufbauabschnitts an dieser Position
gilt: l2 < 0,75H.
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Es
werden nun, nur als Beispiel, Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine
teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht des herkömmlichen
zylindrischen Schiffsfenders ist,
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2 ein
Diagramm ist, das eine Kurve von Durchbiegung und Reaktionskraft
des herkömmlichen
zylindrischen Schiffsfenders zeigt,
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3 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Verformungsverhalten des
herkömmlichen zylindrischen
Schiffsfenders in der Nachbarschaft von Knickpunkten zeigt,
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4 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Verformungsverhalten eines
zylindrischen Schiffsfenders nach der Erfindung illustriert,
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5 eine
schematische Schnittansicht eines zylindrischen Schiffsfenders ist,
der jedoch nicht nach der Erfindung ist,
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6 eine
teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht einer Ausführungsform
eines zylindrischen Schiffsfenders nach der Erfindung ist, und
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7 eine
schematische Schnittansicht ist, die einen Knickverformungszustand
der Ausführungsform
nach der Erfindung illustriert.
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Die
Erfindung beruht auf Kenntnis, gewonnen durch das tatsächliche
Beobachten der Kompressionsverformung des knickenden gummiartigen Schiffsfenders
im Detail.
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Beim
herkömmlichen
Schiffsfender schreitet die Verformung, wenn die Durchbiegungsquantität, wie in 2 gezeigt,
vom Punkt A zum Punkt B zunimmt, von einer linken Seite zu einer
rechten Seite hin fort, wie durch den Pfeil in 3 gezeigt,
währenddessen
die Reaktionskraft auf einmal eine Spitze (den größten Punkt
A) erreicht und vor dem Erreichen des Punktes B stark abfällt. Wie
aus der Verformung des herkömmlichen
Schiffsfenders in 3 zu ersehen ist, wird das Abfallen
der Reaktionskraft zwischen den Punkten A und B in 2 im
Verlauf der Knickverformung an der Knickumfangslinie P an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts (oder
weiter mit der Knickumfangslinie L an der Innenfläche) verursacht.
Das heißt,
die obere und die untere Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
berühren
einander bei dem ersten und dem zweiten Schritt von 3 nicht
in Bezug auf die Knickumfangslinie P.
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Bei
der Erfindung ist daher ein Gummi-Aufbauabschnitt 9 an
der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
an einem oder beiden Bereichen benachbart oder nahe zu einer Knickumfangslinie
P desselben angeordnet, wodurch die Kontaktkompressionszone zwischen
dem Punkten A und B sicher gesteigert wird, um die Reaktionskraft zu
steigern.
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Bei
dem zylindrischen Schiffsfender nach der Erfindung berühren, wenn
die Kompressionsverformung, wie durch den Pfeil in 4 gezeigt,
fortschreitet, die Außenflächenbereiche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts,
zwischen denen die Knickumfangslinie P angeordnet ist, einander
unter der Kompression allmählich,
um die Kontaktkompressionszone zu steigern, und folglich kann an
dieser Zone eine Kompressionsreaktionskraft erzeugt werden, um das
Abfallen der Reaktionskraft zwischen den Punkten A und B auszugleichen.
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Bei
dem gummiartigen Schiffsfender nach der Erfindung wird die Knickumfangslinie
P durch den Gummi-Aufbauabschnitt 9, der an der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
geformt ist, immer bei einer gegebenen Position gehalten. Im Gegensatz
dazu ist die Knickumfangslinie P bei dem herkömmlichen Schiffsfender häufig nicht
spezifiziert, so dass die Position der Knickumfangslinie P selbst
bei vielen Erzeugnissen oder dem gleichen Erzeugnis jede Kompression
verändert
und folglich eine Streuung der Reaktionskraft erzeugt wird. In diesem
Zusammenhang löst
das Formen des Gummi-Aufbauabschnitts 9 diesen
Nachteil des herkömmlichen
Schiffsfenders und verringert die Streuung der Reaktionskraft.
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Obwohl
die Knickumfangslinie P durch das Formen des Gummi-Aufbauabschnitts 9 an
der Außenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts
bei dem Schiffsfender nach der Erfindung sicher hergestellt wird,
ist die Position der Knickumfangslinie P von der Position der Eisenplatte
weg getrennt, die in den Gummi-Befestigungsabschnitt für eine Kaimauer eingebettet
ist, so dass die Spannungskonzentration in der eingebetteten Eisenplatte
verhindert werden kann, um ein Abschälen zwischen dem Gummi und der
Eisenplatte und ein Reißen
des Gummis zu verhindern, um dadurch die Haltbarkeit zu verbessern.
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Darüber hinaus
weicht der Startpunkt des Gummi-Aufbauabschnitts 9 (oder
die Position der Knickumfangslinie P) in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel
des Gummi-Hauptkörperabschnitts und
der Höhe
des Gummi-Stoßaufnahmeabschnitts ab,
liegt aber innerhalb eines Bereichs von h1 = 0,6H-0,95H, wobei h1 eine Position der Knickumfangslinie P ist
und H eine Höhe
des Schiffsfenders, gemessen von einer Grundlinie desselben, ist.
Ferner ist es, wenn eine Länge
l1 des Gummi-Aufbauabschnitts 9 zu
lang ist, schwierig, ein großes
Maß an Verschiebung
aufzunehmen, und es wird vorzeitig und unerwünscht eine Zunahme der Reaktionskraft verursacht,
so dass die Länge
innerhalb eines Bereichs von l1 < 0,5H liegt. Außerdem wird
die Höhe des
Gummi-Aufbauabschnitts 9 in Übereinstimmung mit der Größe des Schiffsfenders,
der Länge
des Gummi-Aufbauabschnitts, der Dicke des Gummi-Hauptkörperabschnitts
und dergleichen richtig ausgewählt.
Andererseits gilt, wenn ein Gummi-Aufbauabschnitt 10 an
der Innenfläche
des Gummi-Hauptkörperabschnitts
an einer Position, benachbart oder nahe zu der Knickumfangslinie
L, geformt ist, für
die Position h2 der Knickumfangslinie L
vom Gummi-Befestigungsabschnitt: h2 = 0,2H
bis 0,6H, und für
eine Länge
l2 des Gummi-Aufbauabschnitts an dieser
Position gilt: l2 < 0,75H.
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In 5 wird
eine Ausführungsform
eines gummiartigen zylindrischen Schiffsfenders gezeigt, die nicht
nach der Erfindung ist, weil sie keinen Gummi-Aufbauabschnitt 10 einschließt. Dieser
Schiffsfender 1 umfasst einen Gummi-Hauptkörperabschnitt 2, der
in seiner Außenfläche und
seiner Innenfläche
im Wesentlichen eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, einen Gummi-Befestigungsflanschabschnitt 3 zum Befestigen
an einer Kaimauer oder dergleichen und einen Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt 4,
der zu einem Schiff hin vorspringt. An dem Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt 4 ist
eine Stoßaufnahmeplatte
(nicht gezeigt) angebracht, die das Festmachen des Schiffs unmittelbar
trägt.
Ferner ist eine ringförmige
Eisenplatte 5 zur Verstärkung
desselben in dem Gummi-Stoßaufnahmeabschnitt 4 eingebettet,
und ein Innengewinde (nicht gezeigt) ist darin geformt, um die Stoßaufnahmeplatte
zu befestigen. Darüber
hinaus ist eine ringförmige
Eisenplatte 7 zum Verstärken desselben
in dem Gummi-Befestigungsabschnitt 3 eingebettet, und ein
Bolzenloch 8 zu Befestigung an der Kaimauer oder dergleichen
durch einen Bolzen oder Anker (nicht gezeigt) ist darin geformt.
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Die
an der Außenfläche des
Hauptkörperabschnitts 2 geformte
Knickumfangslinie P ist ein Teil, der knickt, wenn eine Festmachbelastung
oder dergleichen auf die Stoßaufnahmeplatte
ausgeübt
wird. Bei dem illustrierten Schiffsfender 1 beträgt, wenn eine
Höhe des
Schiffsfenders 1 H ist, eine Position h1 der
Knickumfangslinie P etwa 0,8H, gemessen vom Gummi-Befestigungsflanschabschnitt 3.
Der Hauptkörperabschnitt 2 wird,
beginnend von der Knickumfangslinie P, um das Knicken zu bewirken,
stark nach außen
gebeult, wodurch die Festmachbelastung absorbiert wird. Darüber hinaus
wird die Knickumfangslinie P an zwei Positionen nach oben und nach
unten erzeugt.
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Bei
dem Schiffsfender 1 wird an einem einseitigen Bereich,
benachbart zur Knickumfangslinie P, ein Gummi-Aufbauabschnitt 9 (l1 = 1/3H) geformt. Daher berühren, wenn
der Schiffsfender 1 unter Kompression durch das Aufnehmen
der Festmachbelastung des Schiffes verformt wird, um die Knickverformung
an der Knickumfangslinie P zu bewirken, da der Gummi-Aufbauabschnitt 9 angeordnet
ist, die beiden Flächen
des Gummi-Hauptkörperabschnitts, zwischen
denen die Knickumfangslinie P angeordnet ist, einander an Positionen,
an denen es beim herkömmlichen
Schiffsfender keine Berührung
gab, wie in 4 gezeigt, um eine wirksame Reaktionskraft zu
bewirken.
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Das
heißt,
der Schiffsfender 1 ist weniger anfällig für ein Abfallen der Reaktionskraft
zwischen den Punkten A und B in der Kurve von Durchbiegung und Reaktionskraft,
wie in 2 gezeigt, weil die Reaktionskraft in einer im
Wesentlichen horizontalen Richtung (unterbrochene Linien) wechselt,
so dass eine Zunahme der Reaktionskraft erreicht werden kann.
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Obwohl
der Gummi-Aufbauabschnitt 9 bei der illustrierten Ausführungsform
an einer Seite der obersten Knickumfangslinie P geformt ist, kann
der Gummi-Aufbauabschnitt 9 ebenfalls an (einem) Bereich(en),
benachbart zur untersten Knickumfangslinie P, geformt sein. Entsprechend
den Umständen können Gummi-Aufbauabschnitte 9 an
den beiden Bereichen geformt sein, zwischen denen jede dieser Knickumfangslinien
P angeordnet ist.
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Da
die Knickumfangslinie P von Positionen, zwischen denen die Eisen-Verstärkungsplatten 5, 7 eingebettet
sind, nach innen geformt ist, wirkt die Knickumfangslinie P zusammen
mit der Knickumfangslinie L, die an der Innenfläche des Gummi-Hauptkörperabschnitts 2 geformt
ist, um das Knicken des Schiffsfenders 1 zu beginnen, und
entwickelt die Verhinderung des Abschälens oder des Reißens des
Gummis an der Berührungsfläche zwischen
den eingebetteten Eisenplatten 5, 7 und dem Gummi.
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In 6 wird
eine Ausführungsform
des zylindrischen Schiffsfenders 1 nach der Erfindung gezeigt,
wobei die Zahlen 1 bis 9 und das Symbol P und dergleichen
die gleichen Bedeutungen haben wie bei der ersten Ausführungsform.
Da die Knickumfangslinie L ebenfalls an der Innenfläche des
Gummi-Hauptkörperabschnitts 2 geformt
ist, ist ein Gummi-Aufbauabschnitt 10 an einer Seite, benachbart
zur Knickumfangslinie L geformt, ähnlich dem Fall des Formens des
Gummi-Aufbauabschnitts 9. In diesem Fall beträgt eine
Position h2 der Knickumfangslinie L 1/3H, und
eine Länge
l2 des Gummi-Aufbauabschnitts 10 beträgt 0,5H.
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Bei
dem Schiffsfender von 6 wird während des Festmachen, wie in 7 gezeigt,
kein Raum erzeugt, nicht einmal beim Knicken an jeder der Knickumfangslinien
P und L erzeugt, und die beiden Flächen, zwischen denen jede dieser
Knickumfangslinien angeordnet ist, berühren einander im Wesentlichen
in einem vollständigen
Bereich, so dass die in 2 gezeigte Fläche S sehr klein wird und der Verlust
der Absorptionsenergie beträchtlich
verhindert wird.
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Wie
oben erwähnt,
wird nach der Erfindung der Raum in der Nachbarschaft der Knickumfangslinie
P beim Knicken durch den Gummi-Aufbauabschnitt sicher beseitigt,
und folglich wird keine Absenkung der Reaktionskraft in der Kurve
von Durchbiegung und Reaktionskraft bewirkt, so dass die Erfindung
einen Schiffsfender bereitstellt, der eine verbesserte Absorptionsleistung
gegenüber
dem Festmachstoß hat.