DE963842C

DE963842C - Apparatus for assessing the load distribution in ships

Info

Publication number: DE963842C
Application number: DEA20323A
Authority: DE
Inventors: Kurt Lennart Swenson
Original assignee: Goetaverken AB
Current assignee: Goetaverken AB
Priority date: 1953-05-16
Filing date: 1954-05-14
Publication date: 1957-05-16
Also published as: NL94141C; US2865566A; NL187586B; GB760429A

Description

AUSGEGEBEN AM 16. MAI 1957ISSUED MAY 16, 1957

A 20323 XI165a*A 20323 XI165a *

In Schiffen sind gewisse Räume mit bestimmtem Rauminhalt vorhanden, die gewöhnlich so bemessen sind, daß sie ganz gefüllt, sind, wenn die Last ein verhältnismäßig geringes spezifisches Gewicht hat. Daraus folgt, daß, wenn die Last ein größeres spezifisches Gewicht hat, ein gewisser Teil des Lastraumes leer bleiben muß. Die Verteilung der Last über die Länge des Schiffes kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen. Eine augenfällige ίο Folge einer bestimmten gewählten Lastverteilung ist der dabei auftretende Trimm, also der Unterschied zwischen dem Tiefgang des Vorderstevens und des Hinterstevens. Vom Trimm sind eine Reihe wichtiger Faktoren abhängig, z. B. der Schraubenwirkungsgrad, die Schiffsgeschwindigkeit, das Verhalten des Schiffes bei Seegang und die allgemeine Bequemlichkeit an Bord. Die Lastverteilung ist daher so zu wählen, daß sie auch hinsichtlich dieser Gesichtspunkte einen günstigen Trimm ergibt.In ships there are certain rooms with a certain volume, which are usually dimensioned in this way are that they are completely filled when the load has a relatively low specific weight. It follows that if the load has a larger specific gravity, a certain part of the Load space must remain empty. The distribution of the load over the length of the ship can be based on done different ways. An obvious ίο consequence of a certain chosen load distribution is the resulting trim, i.e. the difference between the draft of the fore steving and the Hinterstevens. There are a number of important factors related to trim, such as: B. the Screw efficiency, the ship's speed, the behavior of the ship in rough seas and the general comfort on board. The load distribution is therefore to be chosen so that it also gives a favorable trim from these points of view.

Die Art der Lastverteilung in der Längsrichtung des Schiffes hat jedoch einen weiteren wichtigen Einfluß, nämlich auf die im Rumpf des Schiffes entstehenden Längsschiff-Beanspruchungen. Die durch die Last verursachte Durchbiegung des Schiffes ist nicht so· augenscheinlich wie der Trimm, doch ist die Möglichkeit einer verschiedenen Lastverteilung bei gewissen Schiffsarten, besonders beiHowever, the way in which the load is distributed in the longitudinal direction of the ship has another important one Influence, namely on the longitudinal ship stresses occurring in the hull of the ship. the The sagging of the ship caused by the load is not as apparent as the trim, but there is the possibility of a different load distribution for certain types of ships, especially for

709 514/34709 514/34

Tankschiffen:, so groß, daß bei sehr ungünstiger Lastverteilung und unter im übrigen ungünstigen Umständen das Schiff unzulässig hohen Spannungen ausgesetzt sein kann, die zu Rißbildung und gegebenenfalls Brüchen Anlaß geben können·.Tankers: so large that with a very unfavorable load distribution and with otherwise unfavorable Under certain circumstances the ship may be exposed to inadmissibly high stresses, which can lead to cracking and may give rise to fractures ·.

Die Theorie der Berechnung eines Schiffstrimms ist elementar und den Schiffsoffizieren bekannt. Es ist nur wichtig, Aufschluß über die erforderlichen Sachangaben zu haben, wie Schwerpunktslage der ίο einzelnen Lasträume sowie hydrostatische Angaben. Dagegen ist der Vorgang bei der Berechnung des auftretenden Biegungsmomentes und der dadurch verursachten Längsschiff-Beanspruchungen verwickelter und den Schiffsoffizieren im allgemeinen nicht geläufig. Es besteht daher der Wunsch, eine einfache und schnelle Kontrolle über die Zweckmäßigkeit einer Lastverteilung mit Rücksicht auf sowohl den entstehenden Trimm als auch die verursachten Beanspruchungen zu ermöglichen. Hinsichtlich der mechanischen Beanspruchungen kommt noch die Schwierigkeit hinzu, daß diese ihren größten Wert erreichen, wenn das Schiff sich in einer bestimmten Lage im Verhältnis zu den Seewellen befindet^ wobei die hydrostatischen Verhältnisse schwer zu definieren sind.The theory of calculating a ship's trim is elementary and known to ship officers. It it is only important to have information about the necessary factual information, such as the center of gravity of the ίο individual load spaces and hydrostatic information. On the other hand, the process of calculating the occurring bending moment and the resulting longitudinal ship stresses more complex and generally not familiar to the ship's officers. There is therefore a desire to have a simple and quick control over the expediency a load distribution with regard to both the resulting trim and the caused To enable stresses. With regard to the mechanical stresses Added to this is the difficulty that these attain their greatest value when the ship is in a certain position in relation to the sea waves is located ^ being the hydrostatic conditions are difficult to define.

Eine Auffassung über die Größe der entstehenden Beanspruchungen erhält man indessen mit Hilfe der sogenannten standardisierten Festigkeitsberechnung. Bei dieser Berechnung nimmt man an, daß das Schiff in einer Welle liegt, deren Länge zwischen zwei Wellenscheiteln gleich der Schiffslänge ist, und deren Höhe, also der lotrechte Abstand zwischen Wellenscheitel und Wellental, ein Zwanzigstel der Wellenlänge beträgt. Aus einem Diagramm ist dabei ersichtlich, ein wie großer Teil des Schiffes in das Wasser eintaucht und also tatsächlich das Schiff einschließlich der Last trägt. Dieses Diagramm enthält eine Verdrängungskurve, deren Gestalt sich nicht nur mit der Trimmlage des Schiffes ändert, sondern auch, je nachdem ob das Schiff mit seiner Mitte auf einem Wellenscheitel und mit den Steven über zwei benachbarte Wellentäler liegt (Höckerlage), oder ob die Steven auf je einem Wellenscheitel liegen und die Schiffsmitte sich über dem Wellental befindet (Sattellage). Die Verdrängungskurve begrenzt eine Fläche, die ebenso groß ist, aber eine ganz andere Form hat als die Fläche, die von einer Kurve begrenzt ist, welche das Gewicht des Schiffes einschließlich, der über die ganze Schiffslänge verteilten Last angibt. Eine Zusammenstellung dieser beiden Kurven ergibt eine Belastungskurve. Wird diesel zweimal integriert, erhält man zunächst eine Scherkraftkurve und dann eine Biegungsmomentkurve, die mit dem für das Schiff berechneten Widerstandsmoment die gesuchten Spannungen ergibt. Die Durchführung einer solchen Berechnung ist auch für einen einzelnen Belastungsfall äußerst zeitraubend.However, one gets an idea of the magnitude of the stresses that arise With the help of the so-called standardized strength calculation. In this calculation one assumes that the ship lies in a wave, the length of which between two wave crests is equal to the length of the ship, and its height, i.e. the perpendicular distance between the crest of the wave and the trough of the wave is one twentieth of the wave length. From a The diagram shows how large a part of the ship is immersed in the water, and therefore actually the ship including the load carries. This diagram contains a displacement curve, whose shape not only changes with the trim position of the ship, but also, depending on whether that Ship with its center on a wave crest and with the stern over two adjacent wave troughs lies (hump position), or whether the stems are each on a wave crest and the center of the ship is located above the wave trough (saddle position). The displacement curve delimits an area that is just as large, but has a completely different shape than the area bounded by a curve which the weight of the ship including the load distributed over the entire length of the ship. A compilation these two curves result in a load curve. If diesel is integrated twice, one obtains first a shear force curve and then a bending moment curve which corresponds to the for The moment of resistance calculated by the ship yields the stresses we are looking for. The implementation Such a calculation is extremely time-consuming even for a single load case.

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur schnellen und zuverlässigen Beurteilung der Zweckmäßigkeit einer gewissen Lastverteilung mit Rücksicht sowohl auf den Trimm als auch auf die durch die Längsschiff-Biegungsmomente verursachten Rumpfspanruingen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, sich zur Ermittlung der Biegemomente des Schiffskörpers zweier Gruppen von in Reihe geschalteten elektrischen Widerständen zu bedienen, die auf Werte einstellbar sind, welche proportional zu den Produkten aus den Gewichten der zwischen und außerhalb zweier gedachter Ouerschiffebenen liegenden Ladungen und deren Schwerpunktsabständen von diesen Ebenen sind, und diese beiden Gruppen durch den Widerstandsteil eines Potentiometers zu verbinden und parallel zu zwei gleich groß en Widerständen einer Wheatstoneschen B rücke zu "schalten, in der ein mit einem Galvanometer versehener Stromleiter den beweglichen Teil des Potentiometers mit einem Punkt zwischen den vorgenannten Widerstandsgruppen verbindet, so daß die Messung des Widerstandsunterschiedes und somit des Restmomentes möglich ist.The invention relates to an apparatus for the rapid and reliable assessment of the expediency a certain load distribution with regard to both the trim and the through the fore and aft bending moments caused the hull to rupture. It's already suggested been used to determine the bending moments of the hull of two groups connected in series to use electrical resistances that are adjustable to values that are proportional to the products of the weights of the between and outside of two imaginary transept levels lying charges and their centers of gravity from these planes, and these two Connect groups through the resistance part of a potentiometer and parallel to two equal to switch large resistances of a Wheatstone bridge, in the one with a galvanometer provided current conductor the moving part of the potentiometer with a point between the aforementioned Resistance groups connects so that the measurement of the resistance difference and thus of the residual torque is possible.

Die Erfindung baut hierauf auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat aus einer Gruppe von in Reihe geschalteten elektrischen Widerständen, die auf Werte einstellbar sind, welche proportional zu den Produkten der Gewichte der zu einer Seite einer gedachten Ebene liegenden Lasten und deren Abständen von dieser Ebene sind, die das Schiff in ein Vorschiff und ein Hinterschiff trennt, einer zweiten Gruppe von in Reihe geschalteten Widerständen, die sinngemäß hinsichtlich der auf der anderen Seite der genannten Ebene liegenden Lasten einstellbar sind, einem Zusatzwiderstand, der proportional zum Moment des Rumpf gewichtes und Auftriebes in bezug auf die genannte Ebene ist, sowie aus einem zweiten Zusatzwiderstand besteht, der proportional zur hydrostatischen Wirkung des Vor- und Hinterschiffes und des Momentes des Rumpfgewichtes ist, wobei eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Widerstände derart wahlweise in die eine zweier elektrischer Brücken einschaltbar sind, daß der eine Zweig der einen Brücke durch die eine der genannten Widerstandsgruppen und ihr anderer Zweig durch die andere Widerstandsgruppe in Reihe mit dem erstgenannten Zusatzwiderstand gebildet wird, während der eine Zweig der zweiten Brücke durch die beiden Widerstandsgruppen in Reihenschaltung und ihr anderer Zweig durch den zweiten Zusatzwiderstand gebildet wird und wobei die Zweige n₀ der Brücken durch den Widerstandsteil je eines Potentiometers miteinander verbunden sind, dessen, beweglicher Teil im Gleichgewichtszustand der betreffenden Brücke den Trimm bzw. das Längsschiff-Biegungsmoment in der genannten Ebene auf einer Skala anzeigt.The invention is based on this and is characterized in that the apparatus consists of a group of series-connected electrical resistances which are adjustable to values which are proportional to the products of the weights of the loads lying on one side of an imaginary plane and their distances therefrom Are level that separates the ship into a foredeck and a stern, a second group of series-connected resistors, which can be adjusted accordingly with regard to the loads on the other side of the mentioned level, an additional resistance that is proportional to the moment of the hull weight and Buoyancy is in relation to the said plane, as well as consists of a second additional resistance, which is proportional to the hydrostatic effect of the fore and aft and the moment of the hull weight, whereby a switching device is provided, with the help of which the resistances so selectively in the one two electrical bridges can be switched on sin d that one branch of the one bridge is formed by one of said resistance groups and its other branch by the other resistance group in series with the first-mentioned additional resistance, while one branch of the second bridge is formed by the two resistance groups in series and its other branch through the second additional resistance is formed and the branches n _{0 of} the bridges are connected to each other by the resistance part of a potentiometer, the movable part of which in the equilibrium state of the bridge in question shows the trim or the fore-and-aft bending moment in said plane on a scale.

Für die Beurteilung der Einwirkung der Lastverteilung auf den Trimm und die Längsschiff Biegungsmomente gelten folgende Gesichtspunkte.For assessing the effect of the load distribution on the trim and the fore and aft bending moments The following considerations apply.

Betrachtet mati ein auf dem Wasser befindliches Schiff, so erhält man ein System von nach unten gerichteten, von der Last und dem Rumpfgewicht herrührenden Kräften, die mit einem System von nach oben gerichteten Auftriebskräften im Gleichewicht sind. Die Wirkung der zuletztgenannten Kräfte kann durch eine einzige nach oben gerichteteIf you look at a ship on the water, you get a system from below directed forces resulting from the load and the weight of the torso, which with a system of upward buoyancy forces are in equilibrium. The effect of the latter Forces can be directed upwards by a single

Kraft ersetzt werden, die gleich der Größe der Verdrängung ist und in deren Schwerpunktsebene A-A angreift (s. Fig. i). Das Trimmotnent ist dann gleich der algebraischen Summe der Mo mente der Teillasten und des Rumpfgewichtes mit Bezug auf die Ebene A-A, wobei verschiedene Zeichen für die Kraftarme vor und hinter dieser Ebene gelten. Wird statt der Ebene A-A eine beliebige andere Ebene X-X gewählt, läßt sich das Force are replaced, which is equal to the size of the displacement and acts in the center of gravity plane AA (see Fig. I). The trimmotnent is then equal to the algebraic sum of the moments of the partial loads and the torso weight with reference to the level AA, with different characters for the force arms in front of and behind this level. If any other level XX is selected instead of level AA , this can be done

ίο gleiche Trimmoment dadurch berechnen, daß zu der algebraischen Summe der Momente der Teillasten und des Rumpfgewichtes in bezug auf die neue Ebene X-X das Moment des Auftriebes in bezug auf diese Ebene hinzugelegt wird, wobei die gleiche Zeichenregel für dessen Kraftarm gilt, während die Kraft negativ gerechnet wird. Die Formel für das Trimmoment T ergibt sich allgemein zu T — Σ' ν Lx + f Qi), wobei- ν das Gewicht jeder Einzellast, Lx den Kraftarm jeder Einzellast zur Ebene X-X, und h die hydrostatischen Verhältnisse be^- zeichnet und /' Qi) sowohl das Moment des Rumpfgewichtes als auch das Moment des Auftriebes in bezug auf die Ebene X-X enthält und für ein bestimmtes Auftriebsverhältnis einen konstanten Wert darstellt. Für die Kraftarme gilt die gleiche Zeichenregel wie oben. Der gesuchte Trimm des Schiffes ist nicht direkt verhältnisgleich zum Trimmoment, sondern hängt außerdem von den hydrostatischen Verhältnissen und besonders vom Tiefgang ab. DerTrimm t läßt sich daher durch die Formelίο Calculate the same trim moment by adding the moment of lift in relation to this level to the algebraic sum of the moments of the partial loads and the hull weight in relation to the new level XX , whereby the same rule of symbols applies to its force arm, while the force is negative is expected. The formula for the trim moment T results in general from T - Σ 'ν Lx + f Qi) , where- ν denotes the weight of each individual load, Lx the force arm of each individual load to the plane XX, and h denotes the hydrostatic conditions ^ - and /' Qi) contains both the moment of the hull weight and the moment of lift in relation to the plane XX and represents a constant value for a certain lift ratio. The same sign rule applies to the power arms as above. The desired trim of the ship is not directly proportional to the trim moment, but also depends on the hydrostatic conditions and especially on the draft. The trim t can therefore be given by the formula

t = f" Qi) [I'vLx + f (K)]t = f "Qi) [I'vLx + f (K)]

(i)(i)

ausdrücken, wobei /" Qi) dem Einheitstrimmoment entspricht.express, where / " Qi) corresponds to the unit trim moment.

Bei der Berechnung des Trimmomentes nach den obigen Angaben könnte man zunächst von der Annahme ausgehen, daß das Schiff mit seiner Last auf einem Stützpunkt im Schwerpunkt des Auftriebes im Gleichgewicht ruht. Für die Berechnung des Längsschiff-Biegungsmomentes in einem Schnitt Y-Y (Fig. 2), der das Schiff in einen vorderen und einen hinteren Teil teilt, läßt sich eine entsprechende Vereinfachung bezüglich der hydrostatischen Kräfte vornehmen. Dabei muß jedoch jeder* Teil des Schiffes für sich betrachtet und die zwei Teile des Auftriebes auf ihren jeweiligen Schwerpunkt konzentriert werden. Es kann also angenommen werden, daß das Schiff auf zwei Unterlagen in den Ebenen B-B und C-C ruht. Daß' dies tatsächlich mit den wirklichen Verhältnissen übereinstimmt, ergibt sich auch aus folgender Überlegung. Legt man ein Gewicht auf die Mitte des Schiffes, so wird das Schiff erhöhten S attellagen-Beanspruchun,-gen (negatives Moment) ausgesetzt. Wird das Gewicht dagegen auf eines der Schiffsenden, gelegt, erhöhen sich die Höckerlagen-Beanspruchungen (positives Moment). Daraus folgt, daß in einer Zwischenlage zwischen der Mitte und den Enden · des Schiffes Ebenen gedacht werden können, in denen eine Erhöhung des Gewichtes weder eine positive noch eine negative Vergrößerung des Mo mentes bewirkt. In jedem Teil des Schiffes ist das resultierende Moment gleich der algebraischen Summe der Momente der Lasten und des Rumpfgewichtes mit Bezug auf die Ebene B-B bzw. C-C, und das gesamte Längsschiff-Biegungsmoment im Schnitt Y-Y ist gleich der Summe der beiden resultierenden Momente im Vor- und Hinterschiff.When calculating the trim moment according to the above information, one could initially start from the assumption that the ship rests in equilibrium with its load on a support point in the center of gravity of the buoyancy. For the calculation of the longitudinal ship bending moment in a section YY (FIG. 2), which divides the ship into a front and a rear part, a corresponding simplification can be made with regard to the hydrostatic forces. However, each * part of the ship must be considered for itself and the two parts of the buoyancy must be concentrated on their respective center of gravity. It can therefore be assumed that the ship is resting on two supports in levels BB and CC. That this actually coincides with the real circumstances can also be seen from the following consideration. If you put a weight on the middle of the ship, the ship is exposed to increased saddle layer stress (negative moment). If, on the other hand, the weight is placed on one of the ends of the ship, the stress on the cusp location increases (positive moment). It follows that in an intermediate position between the middle and the ends of the ship, planes can be imagined in which an increase in weight causes neither a positive nor a negative increase in the moment. In every part of the ship, the resulting moment is equal to the algebraic sum of the moments of the loads and the hull weight with reference to the plane BB or CC, and the total fore-and-aft bending moment in section YY is equal to the sum of the two resulting moments in advance and stern.

Wie an Hand der Berechnung des Trimmomentes angegeben, kann jedoch das resultierende Moment in jedem Teil des Schiffes auf eine beliebige Ebene bezogen werden bei Berücksichtigung des Einflusses der Momente der hydrostatischen Kräfte in bezug auf diese Ebene. Es ist daher zweckmäßig, die Momente beider Schiffsteile auf die gemeinsame Ebene Y-Y zu beziehen. Das gesamte Längsschiff-Biegungsmoment M in der Ebene Y-Y wird dannAs indicated on the basis of the calculation of the trim moment, however, the resulting moment in any part of the ship can be related to any plane, taking into account the influence of the moments of the hydrostatic forces in relation to this plane. It is therefore advisable to relate the moments of both ship parts to the common plane YY. The total fore-and-aft bending moment M in plane YY then becomes

M = Σ" νLy + f" Qi)M = Σ "νLy + f" Qi)

(2)(2)

Dabei bezeichnet ν das Gewicht der Einzellast, Ly den Kraftarm der Einzellast zur Ebene Y-Y, und h hydrostatische Verhältnisse. Der Ausdruck /"' Qi) enthält den hydrostatischen Einfluß des Vorschiffes und Hinterschiffes als Mittelwert zwischen der Sattel- und der Höckerlage und auch die von den Rumpfteilen herrührenden Momente, da diese konstant sind. Σ" bedeutet in diesem Falle die numerische Summe.Here, ν denotes the weight of the concentrated load, Ly the force arm of the concentrated load in relation to the YY plane, and h denotes hydrostatic conditions. The expression / "' Qi) contains the hydrostatic influence of the fore and aft as a mean value between the saddle and the hump position and also the moments resulting from the hull parts, since these are constant. Σ" in this case means the numerical sum.

Bei der Beurteilung des Trimms und des Längsschiff-Biegungsmomentes mit Hilfe eines einzigen Apparates ist es zweckmäßig, die Ebene X-X mit der Ebene Y-Y zusammenfallen zu lassen, und die letztgenannte Ebene wird dort gewählt, wo· das Längsschiff-Biegungsmoment am größten ist oder wo man aus irgendeinem anderen Grund seine Größe· wissen will.When evaluating the trim and the fore and aft bending moment with the help of a single apparatus, it is advisable to let the plane XX coincide with the plane YY , and the latter plane is chosen where the fore and aft bending moment is greatest or where one for some other reason its size · wants to know.

Die Formeln (1) und (2) erhalten dann die folgende Form:The formulas (1) and (2) are then given as follows Shape:

* = f" (A) [Σ' VLy + f" Qi) ] * = f " (A) [Σ 'VLy + f" Qi)]

M = Σ" vLy + f" Qi) M = Σ "vLy + f" Qi)

wobei Σ' die algebraische Summe und Σ" die numerische Summe der Momente der verschiedenen Lasten bedeutet.where Σ 'means the algebraic sum and Σ " the numeric sum of the moments of the various loads.

Die Erfindung ist im folgenden näher unter Hinweis auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Fig. 3 zeigt das Schaltschema des Apparates und Fig. 4 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Apparat.The invention is described in more detail below with reference to FIGS. Fig. 3 shows the circuit diagram of the apparatus and FIG. 4 shows an apparatus designed according to the invention.

Die elektrische Brücke gemäß Fig. 3 enthält eine Stromquelle 9, einen Schalter 10, zwei bekannte konstante Widerstände R₁ und eine Gruppe von in Reihe geschalteten Widerständen 11, 12, 13 und 14, die auf Werte einstellbar sind, welche proportional zu den Produkten aus den Gewichten F₁-F₄ der zu einer Seite der Ebene X-X (Fig. 1) befindlichen Lasten und deren Abständen L_i-L_i von der Ebene X-X sind. Die dazugehörigen Lasträume sind in Fig. ι mit ι bis 4 bezeichnet. Die elektrische Brücke enthält ferner eine zweite Gruppe von in iao Reihe geschalteten Widerständen 15, 16, 17 und 18, die in entsprechender Weise mit Bezug auf die im Hinterschiff befindlichen Lasten einstellbar sind, deren Lasträume mit 5 bis 8 bezeichnet sind. Mit 19 ist ein Widerstand bezeichnet, dessen Wert proportional zu /'" Qi) eingestellt werden kann, wäh-The electrical bridge according to FIG. 3 contains a current source 9, a switch 10, two known constant resistors R ₁ and a group of series-connected resistors 11, 12, 13 and 14 which are adjustable to values which are proportional to the products are the weights F ₁ -F _{4 of} the loads on one side of the level XX (FIG. 1) and their distances L _i -L _i from the level XX . The associated load spaces are denoted by ι to 4 in FIG. The electrical bridge also contains a second group of resistors 15, 16, 17 and 18 connected in series, which can be adjusted in a corresponding manner with reference to the loads located in the aft section, the load spaces of which are denoted by 5 to 8. 19 denotes a resistor, the value of which can be set proportionally to / '"Qi), while-

rend ein weiteres- Widerstand 20 auf den.Wert/' (h) einstellbar ist. Mit 21 ist der Widerstandsteil eines Potentiometers bezeichnet, der einen beweglichen Teil 22 hat. Ein zweites Potentiometer hat einen Widerstandsteil 23 und einen beweglichen Teil 24. Die Potentiometer können über ein Galvanometer 25 wahlweise mit einer Stelle zwischen den beiden Widerständen R_x verbunden werden. Das Potentiometer 21, 22 ist mit mehreren Skalen 26, 27 für verschiedenen Tiefgang versehen entsprechend dem Faktor f" Qi). Mit O₁, O₂ und O₃ sind schließlich Schalter bezeichnet, durch deren Umstellung zwei verschiedene elektrische Brücken gebildet werden können.Another resistor 20 can be adjusted to the value / ' (h) . The resistance part of a potentiometer, which has a movable part 22, is designated by 21. A second potentiometer has a resistance part 23 and a movable part 24. The potentiometers can optionally be connected to a point between the two resistors R _x via a galvanometer 25. The potentiometer 21, 22 is provided with several scales 26, 27 for different depths corresponding to the factor f "Qi). Finally, O ₁ , O ₂ and O ₃ designate switches which can be changed over to form two different electrical bridges.

Wenn sich die Schalter in den mit vollen Linien gezeigten Lagen befinden, sind die beiden Widerstandsgruppen 11 bis 14 und 15 bis 18 in Reihe geschaltet und an die eine Seite des Potentiometers 23, 24 angeschlossen, dessen andere Seite mit dem Widerstand 19 verbunden ist. Das Potentiometer 21, 22 und der Widerstand 20 sind dabei ausgeschaltet. Die wirksamen'Teile bilden dann die eine elektrische Brücke, deren einer Zweig durch Σ" vLy und deren anderer Zweig durch f" QC) gebildet 2,5 wird. Bei dieser Einstellung des Apparates kann das Längsschiff-Biegungsmoment M bestimmt werden. Die Brücke gemäß dem Ausführungsbeispiel ist als Wheatstonesche Brücke ausgebildet, die in bekannter Weise so betätigt wird, daß mit Hilfe des Potentiometers 23, 24 die beiden Zweige ausgeglichen werden, so daß das Galvanometen 25 stromlos wird. Die Potentiometerskala ist vorzugsweise so gewählt, daß sie das Längsschiff-Biegungsmoment M oder gegebenenfalls die entsprechende Biegungsbeanspruchung anzeigt. Die Skala kann mit Zeichen versehen sein, um anzuzeigen, ob das Moment bzw. die Beanspruchung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.When the switches are in the positions shown with full lines, the two groups of resistors 11 to 14 and 15 to 18 are connected in series and connected to one side of the potentiometer 23, 24, the other side of which is connected to the resistor 19. The potentiometer 21, 22 and the resistor 20 are switched off. The active parts then form an electrical bridge, one branch of which is formed by Σ "vLy and the other branch by f" QC) . With this setting of the apparatus, the fore and aft bending moment M can be determined. The bridge according to the embodiment is designed as a Wheatstone bridge, which is actuated in a known manner in such a way that the two branches are balanced with the aid of the potentiometer 23, 24, so that the galvanometer 25 is de-energized. The potentiometer scale is preferably selected so that it indicates the fore-and-aft bending moment M or, if applicable, the corresponding bending stress. The scale can be provided with symbols to indicate whether the moment or the stress is within the permissible limits.

Werden die Schalter O₁, O₂ und O₃ in die mit strichpunktierten Linien gezeigten Lagen eingestellt, so ergibt sich eine Brücke, deren einer Zweig durch die Widerstandsgruppe 11 bis 14 und deren anderer Zweig durch die Widerstandsgruppe 15 bis 18 in Reihe mit dem Widerstand 20 gebildet wird. In diesem Fall werden somit die Werte Σ' vLy und f Qi) über das Potentiometer 21, 22 gegeneinander ausgeglichen, und es ergibt sich in sinngemäßer Weise der Trimm t auf der für den vorliegenden Tiefgang gültigen Skala 26 oder 27. Zeigt es sich, daß das Längsschifr-Biegungsmoment oder der Trimm oder beide außerhalb der zulässigen Grenzen liegen, muß eine andere Lastverteilung untersucht werden, und zwar durch Änderung der Leitungswiderstände in einer Wider-Standsgruppe oder in beiden Gruppen 11 bis 14 und 15 bis 18, bis man eine Lastverteilung erhält, die sowohl hinsichtlich'c'es Trimms als auch des Biegungsmomentes annehmbar ist.If the switches O ₁ , O ₂ and O _{3 are set} in the positions shown with dash-dotted lines, a bridge results, one branch of which through the resistor group 11 to 14 and the other branch through the resistor group 15 to 18 in series with the resistor 20 is formed. In this case, the values Σ 'vLy and f Qi) are balanced against each other via the potentiometer 21, 22, and the trim t results in a corresponding manner on the scale 26 or 27 valid for the present draft If the longitudinal bending moment or the trim or both are outside the permissible limits, a different load distribution must be investigated by changing the line resistances in one resistor group or in both groups 11 to 14 and 15 to 18 until a load distribution is obtained which is acceptable in terms of both trim and bending moment.

Der Apparat gemäß der Erfindung kann beispielsweise in der in Fig. 4 gezeigten Weise ausgeführt und in einem aus zwei Kasten, 30 und 31 bestehenden aufklappbaren Koffer eingebaut sein. Die elektrischen Teile in den beiden Kasten sind durch Leitungen 32 und 33 miteinander verbunden. Eine Instrumenttafel im Kasten 30 ist in verschiedene Felder unterteilt. Das Feld 34 enthält eine Angabe über den Namen des Schiffes und eine Übersicht über die Lagen der verschiedenen Lasträume. Das Schiff möge 25 Last- und Vorratsräume haben, die je einem Drehwiderstand r entsprechen in Übereinstimmung mit den Widerständen der in Fig. 3 gezeigten Widerstandsgruppen. Diese Widerstände sind in übersichtlicher Weise in verschiedenen Feldern 35, 36, 37, 38 und 39 zusammengefaßt. Am Kasten 31 erkennt man den Widerstand 20, den mit mehreren Skalen versehenen beweglichen Teil 22 des einen Potentiometers, den Teil 24 des anderen Potentiometers und den Widerstand 19. Mit 25 ist das Galvanometer und mit 40 ein Drehknopf zum gleichzeitigen Um- So stellen der drei in Fig. 3 gezeigten Schalter bezeichnet. Der Drehknopf 40 hat drei verschiedene Lagen, und zwar zwei Seitenlagen für die Einschaltung der beiden elektrischen Brücken und eine Mittellage, in der der Apparat stromlos ist. Kontrollampen 41 und 42 zeigen an, welche der beiden Brücken eingeschaltet ist. In einer Abteilung 43 sind Anweisungen für die Bedienung des Apparates angegeben sowie Tabellen über die hydrostatischen Verhältnisse bei verschiedenen Belastungsgraden, go die Rauminhalte der Last- und Vorrats räume sowie Angaben über zweckmäßige Korrekturen zur Verbesserung der Lastverteilung, falls die zuerst gewählte Verteilung sich als ungünstig erwiesen, hat. Die erste Einstellung des Apparates erfolgt unter Zuhilfenahme der Werte, die sich durch eine standardisierte Festigkeitsberechnung ergeben. Bei Anwendung des Apparates nimmt man zunächst eine gewisse Verteilung an, gestützt auf frühere Erfahrungen. Dabei kann man oft in der Wahl beschränkt sein, beispielsweise wenn die Last aus verschiedenen Sorten Öl besteht, die infolge ihrer Menge auf gewisse Lasträume hingewiesen oder die so beschaffen sind, daß sie nicht in beliebige Räume gefüllt werden können.The apparatus according to the invention can, for example, be embodied in the manner shown in FIG. 4 and installed in a folding case consisting of two boxes 30 and 31. The electrical parts in the two boxes are connected to one another by lines 32 and 33. An instrument panel in box 30 is divided into various fields. Field 34 contains information about the name of the ship and an overview of the positions of the various cargo spaces. The ship may have 25 load and storage spaces, each corresponding to a rotational resistance r in accordance with the resistance of the resistance groups shown in FIG. 3. These resistances are clearly summarized in different fields 35, 36, 37, 38 and 39. On the box 31 you can see the resistor 20, the multi-scale movable part 22 of one potentiometer, the part 24 of the other potentiometer and the resistor 19. With 25 is the galvanometer and with 40 is a rotary knob for simultaneous adjustment of the three designated switch shown in Fig. 3. The rotary knob 40 has three different positions, namely two side positions for switching on the two electrical bridges and a central position in which the device is de-energized. Control lamps 41 and 42 show which of the two bridges is switched on. In section 43, instructions for the operation of the apparatus are given, as well as tables on the hydrostatic conditions at various levels of load, the volume of the load and storage rooms and information on appropriate corrections to improve the load distribution if the distribution selected first turns out to be unfavorable , Has. The first setting of the device takes place with the help of the values that result from a standardized strength calculation. When using the apparatus, a certain distribution is initially assumed, based on previous experience. The choice can often be restricted, for example if the load consists of different types of oil which, due to their quantity, indicate certain load spaces or which are designed in such a way that they cannot be filled into any space.

Nach einer solchen ersten Verteilung werden, die Widerstände 11 bis 18 entsprechend eingestellt und dann die Widerstände 19 und 20 den hydrostatischen Verhältnissen angepaßt, die der betreffenden Gesamtlast entsprechen.After such a first distribution, the resistors 11 to 18 are set accordingly and then the resistors 19 and 20 adapted to the hydrostatic conditions that of the relevant Total load.

Zur Beurteilung des Trimms wird dann der Drehknopf 40 in die entsprechende Lage gestellt, worauf der Teil 22 gedreht wird, bis das Galvanometer 25 in die Nullage kommt. Die Größe des Trimms kann dann auf der auf dem Teil 22 befindliehen Skala abgelesen werden. Darauf wird der Knopf 40 in seine andere Endlage umgestellt und der Teil 24 gedreht, bis das Galvanometer 25 wieder in die Nullage kommt, worauf das gesuchte Moment oder die entsprechende Biegungsbeänspruchung auf der mit dem Teil 24 verbundenen Skala abgelesen werden kann. Falls die gewählte Verteilung sich als ungünstig erweist, wird die Kontrolle nach, der erforderlichen Neuverteilung der Last wiederholt. Diese Neuverteilung ksnn mit Hilfe einer dazu vorgesehenen Tabelle erfolgen.To assess the trim, the rotary knob 40 is then placed in the appropriate position, whereupon the part 22 is rotated until the galvanometer 25 comes to the zero position. The size of the Trimms can then be found on the part 22 Can be read on the scale. Then the button 40 is switched to its other end position and the part 24 rotated until the galvanometer 25 comes back to the zero position, whereupon the sought Moment or the corresponding bending stress on the part connected to the part 24 Scale can be read. If the chosen distribution turns out to be unfavorable, the Check after repeating the necessary redistribution of the load. This redistribution ksnn with Using a table provided for this purpose.

Schließlich erhält man aal diese Weise günstige Werte sowohl für den Trimm als auch für die Beanspruchungen. Finally, in this way, one obtains favorable values for both the trim and the stresses.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Apparatus for assessing the load distribution in ships, characterized in that it consists of a group of series-connected electrical resistances (ii to 14) which can be set to values which are proportional to the products of the weights (V ₁ -V ^ the to a Side of an imaginary level (XX) and their distances (L ₁ -L ^ from this level, which separates the ship into a foredeck and a stern, a second. Group of series-connected resistors (15 to 18), the can be adjusted accordingly with regard to the loads lying on the other side of said plane, an additional resistance (20) which is proportional to the moment of the hull weight and buoyancy in relation to said plane, and a second additional resistance (19) which is proportional to hydrostatic effect of the fore and aft section and the moment of the hull weight, whereby a switching device (O ₁ , O ₂ , O ₃ ) is provided, with the help of which the W resistors can be switched into one of two electrical bridges in such a way that one branch of one bridge goes through one (11 to 14) of the mentioned resistance groups and its other branch through the other resistance group (15, 18) in series with the first mentioned additional resistor ( 20) is formed, while one branch of the second bridge is formed by the two resistor groups in series and its other branch is formed by the second additional resistor (19) and the branches of the bridges are connected to each other by the resistance part of a potentiometer (21, 23) are, the moving part of which in the equilibrium state of the bridge in question indicates the trim or the fore-and-aft bending moment in the above-mentioned plane on a scale.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the potentiometer of the former Bridge is provided with several scales (26, 27) for different drafts.

Considered publications:
German patent specification No. 921 177.

1 sheet of drawings