DE69923083T2

DE69923083T2 - Kollisionsbeständige, doppelwandige struktur

Info

Publication number: DE69923083T2
Application number: DE69923083T
Authority: DE
Inventors: Wilhelmus Johannes LUDOLPHIJ
Original assignee: SCHELDE MARITIEM BV
Current assignee: SCHELDE MARITIEM BV
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: ATE286473T1; AU756330B2; PL191039B1; TR200102224T2; NO20012884D0; NO20012884L; PT1137571E; HK1040676A1; EE200100311A; JP2002532326A; WO2000035746A1; HK1040676B; NO316433B1; CN1333725A; AU1896800A; DE69923083D1; EP1137571B1; DK1137571T5; DK1137571T3; NL1010794C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kollisionsbeständige, doppelwandige Struktur wie eine doppelwandige Schiffswand.
Dokument EP 0 799 764 offenbart eine solche Struktur.
Sind Öltanker in Kollisionen involviert oder laufen auf Grund, kann dies zu schwerer Umweltverschmutzung führen, wenn der Schiffskörper durchstoßen wird. Das gleiche gilt bezüglich Chemietankern auf inländischen Wasserwegen. Bestehende Fähren laufen Risiko im Fall einer Kollision seitlich durchlöchert zu werden, was unter bestimmten Umständen zu einem erhöhten nennenswerten Sicherheitsrisiko für die Passagiere führt. Somit ist offensichtlich, dass Verbesserung des Stoß- und Explosionswiderstandes von doppelwandigen Strukturen für Schiffe, Offshore-Konstruktionen und Einrichtungen für die produzierende Industrie von extremer Bedeutung ist.
Das Ziel der Erfindung ist es, eine wesentlich verbesserte kollisions- und explosionsbeständige doppelwandige Struktur bereitzustellen. Erfindungsgemäß umfasst die Struktur demnach:
eine Reihe von Kanälen, welche aus einem verformbaren Material hergestellt und nebeneinander oder übereinander angeordnet sind, wobei die Kanäle an den oberen Enden ihrer Seitenwände an der Innenfläche der Außenwand der Struktur angebracht sind, wobei die Grundfläche jedes Kanals zumindest durch einen Stringer (Längsspant) im Wesentlichen senkrecht zu der Grundfläche mit der Innenwand der Struktur oder einer daran angebrachten Konstruktion verbunden ist.
Der wesentlich verbesserte Widerstand gegen Durchstoßen wird dadurch erreicht, dass im Falle einer Kollision die Druckstelle sich selbst über eine beträchtliche gleite manifestiert, die ideale Membranspannung erreicht wird und der Durchstoßungswiderstand maximal ist.
Ein noch besseres Ergebnis wird erreicht, wenn die Grundflächen von aufeinander folgenden Kanälen mittels Leisten oder einem Stringer miteinander verbunden sind. Die Leisten oder der Stringer sorgen für die symmetrische Deformation von beiden Seitenwänden der Kanäle zu Beginn der Kollision. Die Leisten oder der Stringer brechen dann. Wenn die Leisten oder der Stringer nicht vorhanden sind, besteht das Risiko bei einer Kollision, dass eine der Seitenwände der Kanäle beträchtlich zu einer Seite gebogen wird und die andere Seitenwand der ersten Seitenwand nachfolgt. Diese unsymmetrische Verschiebung der Seitenwände der Kanäle führt zu einer Verringerung des Durchstoßungswiderstandes.
Die Absicht besteht darin, dass die Kanalabschnitte oder Seitenwände, die zur Innenfläche der Außenwand der Schiffsseite hin gerichtet sind, einen Winkel α von weniger als 90° mit der Außenwand bilden.
Einzelne Kanäle können verwendet werden. Stattdessen können die Kanäle auch miteinander verbunden sein, um eine einzelne gerippte Platte zu bilden.
Im Falle einer einzelnen Struktur werden Kanäle auch an der Innenfläche der Innenwand angeordnet, wobei die Kanäle an den oberen Enden der Seitenwände der Innenfläche angebracht sind und die Stringer zwischen den an der Außenwand angeordneten Kanälen sind und den Kanälen, die an der Innenwand angeordnet sind, verlaufen.
Das Material der Struktur muss verformbar sein. Stahl 37 erscheint als ein besonders geeignetes Material aber auch einige Kunststoffe und Materialien, die einen so genannten „Kollapse Path" (Bruchweg) aufweisen, wie einige Komposit- und Sandwichmaterialien können ebenso verwendet werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Figurenbeschreibung erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines teils einer doppelwandigen Schiffsseite gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt der Schiffsseite nach 1.
3 zeigt einen vertikalen Schnitt der Schiffsseite nach 1 nach einer schweren Kollision.
4 zeigt einen vertikalen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schiffsseite.
5 zeigt einen vertikalen Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schiffsseite.
Die Doppelwandstruktur, dargestellt in 1 und 2, umfasst eine Außenwand 1 und eine Innenwand 2. Kanäle 3 sind an der Innenfläche der Außenwand 1 angeordnet. Die Kanäle haben zwei Seitenwände 4, 5, die einen Winkel von 45° mit der Außenwand 1 bilden und eine Grundfläche 6, die die zwei Seitenwände 4 und 5 miteinander verbindet. Ein Stringer 7 verläuft von der Grundfläche 6 der Kanäle senkrecht zu der Grundfläche zu der Innenfläche der Innenwand 2. Die Grundflächen 6 von aufeinander folgenden Kanälen sind miteinander mittels Leisten 8 verbunden. Das Material der Teile 1 bis 8 ist verformbar und besteht beispielsweise aus Stahl 37.
3 zeigt den Fall indem ein Abschnitt der doppelwandigen Schiffsseite gemäß den 1 und 2 eine schwere Kollision erfahren hat. Die Außenwand 1 wurde etwas nach innen bewegt und die Seitenwände 4 und 5 des Kanals wurden gebogen. Der Stringer 7 ist gekrümmt worden. Durch die Kollision wurden keine Löcher erzeugt. Tatsächlich ist dies eine Frage von einer Membranspannung.
In der Ausführungsform nach 4 sind die Kanäle semi-zylindrisch konstruiert.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, indem Kanäle 3 sowohl an der Innenfläche an der Außenwand als auch an der Innenfläche der Innenwand befestigt sind, und die Stringer 7 zwischen den Grundflächen der einander gegenüberliegenden Kanäle verlaufen.
Die erfindungsgemäße Struktur, die in einem doppelwandigen Schiffskörper eingesetzt wurde, wurde nun getestet und das Ergebnis war erstaunlich. Die von der Struktur bei einer schweren Kollision mit einem rammenden Schiff aufgenommene Energie erwies sich als so effektiv, dass die Außenwand über eine große Fläche ein oberflächliches Einbeulen aufwies (diese Wand verhielt sich wie eine Membran) und es trat kein Durchstoßen auf.

Claims

Kollisionsbeständige, doppelwandige Struktur mit einer Aussenwand (1) und einer Innenwand (2), umfassend: eine Reihe von Kanälen (3), die aus einem verformbaren Material hergestellt und nebeneinander oder übereinander angeordnet sind, wobei die Kanäle an den oberen Enden ihrer Seitenwände (4, 5) an der Innenfläche der Aussenwand (1) der Struktur angebracht sind, wobei die Grundfläche (6) jeden Kanals zumindest durch einen Stringer (7) im wesentlichen senkrecht zu der Grundfläche mit der Innenwand der Struktur oder mit einem Bau, der daran angebracht ist, verbunden ist.
Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundflächen (6) von aufeinanderfolgenden Kanälen mittels Leisten (8) oder einem Stringer miteinander verwunden sind.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalteile (4, 5), die zur Innenfläche der Aussenwand der Schiffsseite hin gerichtet sind, einen winkel α von weniger als 90° mit der Aussenwand bilden.
Struktur nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle (3) auch auf der Innenfläche der Innenwand (2) angeordnet sind, wobei die Kanäle (3) an den oberen Enden der Seitenwände an der Innenfläche angebracht sind, und dass die Stringer (7) zwischen den Kanälen (3), die auf der Aussenwand (1) engeordnet sind, und den Kanälen (3), die auf der Innenwand (2) angeordnet sind, verlaufen.
Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) jeder Reihe miteinander verbunden sind, um eine gerippte Platte zu bilden.
Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bau aus Stahl 37 hergestellt ist.