NL8104846A - Scheepsstootkussen. - Google Patents

Description

* . N.0. 30516 1

Scheepsstootkussen. r

De uitvinding heeft betrekking op een scheepsstootkussen, in het bijzonder een verbetering van een stootkussen van het celtype, omvattende een hol cylindrisch lichaam bestaande uit rubber of rubberachtig elastisch materiaal, waarvan een einde voorzien is van een bevesti-5 gingsflens voor een kade en waarvan het andere einde voorzien is van een bevestigingsflens voor een schokopnemend orgaan, waarbij een ringvormige stijve versterkingsplaat is ingebed in elk van de flenzen en waarbij een ribbeversterking aan het voetdeel van elke flens van het holle cylindrische lichaam is aangebracht.

10 De scheepsstootkussens van het celtype vertonen een overbrengings- kromme als functie van een afmeerschok bij de dwarse uitpuilingsdefor-matie van het holle cylindrische lichaam onder een afmeerbelasting, die zich uitstrekt van een stadium van het verkleinen van een toenemende waarde van de reactiekracht via een stadium van het handhaven van een 15 reactiekracht op een hoofdzakelijk vaste waarde, of een zogenaamd knik-deformatiestadium, naar een samendrukkingsdeformatiestadium dat optreedt bij het onderling met elkaar in aanraking komen van de binnenvlakken van het holle cylindrische lichaam zoals in figuur 1 getoond is door een getrokken lijn B, welke stootkussens aldus een zeer hoge ab-20 sorptiecapaciteit hebben, zodat zij uitgebreid en bij voorkeur in Japan en andere landen worden gebruikt.

Teneinde een nauwkeurig optreden van de hierboven genoemde knikde-.formatie te regelen, is er echter tot nu toe een zodanige maatregel getroffen, dat een paar ringvormige sleuven nabij grenzen van een aanvan-25 kelijk naar buiten uitpuilend gebied is aangebracht in het holle rechte cylindrische lichaam, welk gebied ontstaat onder een vertikale belasting die op het lichaam wordt uitgeoefend. Ia figuur 2 die het bekende echeepskussen toont, is met het verwijzingscijfer 1 een hol cylindrisch lichaam 1 aangegeven, met het verwijzingscijfer 2 een flens die wordt 30 gebruikt voor het bevestigen van het stootkussen of voor het bevestigen van een schokopnemend orgaan, met het verwijzingscijfer 3 een ringvormige sleuf, met het verwijzingscijfer 4 een ringvormige stijve versterkingsplaat die in de flens 2 is ingebed, met het verwijzingscijfer 5 een ribbeversterking voorzien in het voetdeel van de flens 2 en met het 35 verwijzingscijfer 6 een boutgat voor de flens 2.

Het bekende scheepsstootkussen van het celtype neemt een uiteindelijke toestand aan, zoals in figuur 3 is getoond waaruit blijkt dat rechte cylindrische delen l’a overblijven nabij beide einden van het 8104846 ïr <· 2 lichaam 1, omdat de knikdeformatie wordt beperkt door de ringvormige sleuf 3. Na de knikdeformatie wordt de aanrakingsplaats 7 van het binnenvlak van het lichaam 1 tot stand gebracht om de deformatie om te zetten in zulk een eenvoudige samendrukkingsdeformatie, dat de karakte-5 ristiek B van figuur 1 steil stijgt. Dat wil zeggen dat het bekende scheepsstootkussen is samengedrukt tot een waarde die ontstaat door het aftrekken van een deformatiewaarde van de hoogte van het stootkussen van het celtype, of een afstand H tussen de buitenvlakken van de flenzen. Derhalve wordt de deformatievoortgang van het holle cylindri-10 sche lichaam 1 op nadelige wijze beperkt door de ringvormige sleuf 3.

De uitvinding heeft ten doel. het hierboven genoemde nadeel te vermijden en om de deformatie van het holle cylindrische lichaam over hoofdzakelijk de totale hoogte daarvan te regelen.

Volgens de uitvinding is voorzien in een scheepsstootkussen omvat-15 tende een hol cylindrisch lichaam bestaande uit rubber of rubberachtig elastisch materiaal, waarvan een einde is voorzien van een bevesti-gingsflens voor een kade en waarvan het andere einde is voorzien van een bevestigingsflens voor een schokopnemend orgaan, waarbij een ringvormige stijve versterkingsplaat in elk van de beide flenzen is ingebed 20 en waarbij een ribbeversterking is aangebracht aan een voetdeel van elke flens van het holle cylindrische lichaam, waarbij een ringvormige sleuf is gevormd in een gebied aangrenzend aan de ribbeversterking aan elk einde van het lichaam.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van 25 de tekeningen. In de tekeningen toont: figuur 1 een grafiek die de belasting-deformatiekarakteristiek van het scheepsstootkussen van het celtype illustreert; figuur 2 een doorsnede van het bekende scheepsstootkussen van het celtype; 30 figuur 3 een schematische doorsnede die het deformatiegedrag van het scheepsstootkussen volgens figuur 2 illustreert; figuur 4 een doorsnede van een uitvoeringsvorm van het scheepsstootkussen volgens de uitvinding; figuur 5 een schematische doorsnede die het deformatiegedrag van 35 het scheepsstootkussen volgens figuur 4 illustreert; figuur 6 de vormverandering-reactiekrachtkrommen (getrokken lijn) en de vormverandering-absorptie-energiekrommen (gebroken lijnen) van elk van de onderzochte scheepsstootkussens; figuur 7a tot en met 7d doorsneden van een deel van concrete uit-40 voeringsvormen van de ringvormige sleuf volgens de uitvinding; en 8104848

Jr 3 figuur 8 een doorsnede die de uiteindelijke samengedrukte toestanden van het stootkussen volgens de uitvinding en van het bekende scheepsstootkussen voorzien van een aantal ringvormige sleuven illustreert.

5 Volgens de uitvinding is een ringvormige sleuf 3' in een gebied aangrenzend aan de ribbeversterking 5 die aan het voetdeel van elke flens 2 is aangebracht, gevormd over de omtrek van lichaam 1, zoals in figuur 4 is getoond. Als gevolg daarvan wordt de knikdeformatie gedwongen verhoogd door de ringvormige sleuf 3’, waardoor de mate van defor-10 matie wordt vergroot tot een waarde van Sz de uiteindelijke toestand bij de samendrukkingsdeformatie van het scheepsstootkussen van het celtype volgens de uitvinding, zoals in figuur 5 is getoond in vergelijking met figuur 3. Derhalve is de energiekarakteristiek aanzienlijk verbeterd zoals getoond is door een stippellijn A in figuur 1.

15 Bij de bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvin ding is elk uit het paar ringvormige sleuven 3' aangebracht in een gebied aangrenzend aan de ribbeversterking overeenkomstig een gebied van 0,07 tot 0,2 maal de afstand H tussen de flenzen gemeten vanaf de flens aan elk einde van het lichaam. Wanneer deze definitie bijvoorbeeld 20 wordt toegepast op het scheepsstootkussen van het celtype met een zodanige gestandaardiseerde afmeting, dat de afstand H tussen de flenzen 1450 mm is, de buitendiameter van het holle cylindrische lichaam 1360 mm is, de wanddikte T van het lichaam 225 mn is en de diameter van de flens 1850 mm is, wordt de totale samendrukkingsvormverandering ver-25 hoogd tot ongeveer 5% en als gevolg daarvan kan de absorptie-energie worden verhoogd met 10 tot 15%.

Bovenmdien is er een cylindrisch scheepsstootkussen met dezelfde afmeting en voorzien van een aantal ringvormige sleuven beschreven in de gepubliceerde Japanse octrooiaanvrage 129.696/79. Bij vergelijking 30 met dit stootkussen is vastgesteld dat de uitvinding veel beter is dan het stootkussen volgens de genoemde publikatie.

Dit feit zal in bijzonderheden worden beschreven aan de hand van het volgende experiment. Er werden zeven scheepsstootkussens met dezelfde afmeting onderzocht. Daarvan werden eerst stootkussenfuncties onder-35 zocht met betrekking tot vijf geteste produkten met een paar ringvormige sleuven 3’, waarbij de positie van elk van de sleuven 3' afwijkend was binnen een gebied van 0,03 tot 0,25 maal de afstand H tussen de flenzen gemeten vanaf het buitenvlak van de flens 2.

Geteste produkt 1 40 positie van de buitenrand : 45 mm (0,03 H) 8104846 4 van de ringvormige sleuf afmeting van de ringvor- halve cirkel met een mige sleuf : straal van 25 mm 5 Geteste produkt 2 positie van de buitenrand van de ringvormige sleuf : 100 mm (0,07 H) afmeting van de ringvor- : halve cirkel met een mige sleuf straal van 20 mm 10

Geteste produkt 3 positie van het midden van de ringvormige sleuf : 200 mm (0,14 H) afmeting van de ringvor- : halve cirkel met een 15 mige sleuf straal van 15 mm

Geteste produkt 4 positie van de binnenrand van de ringvormige sleuf : 290 urn (0,2 H) 20 afmeting van de ringvor- : halve cirkel met een mige sleuf straal van 10 mm

Geteste produkt 5 positie van het midden 25 van de ringvormige sleuf : 360 mm (0,25 H) afmeting van de ringvor- : halve cirkel met een mige sleuf straal van 5 mm

De samendrukkingstest werd uitgevoerd voor elk te testen produkt 30 om een resultaat van de vervorming-reactiekrachtkrommen te verkrijgen, zoals door getrokken lijnen in fighuur 6 is getoond. Daarna werd de ab-sorptie-energie berekend uit het hierboven genoemde resultaat en aangegeven door een stippellijn A in dezelfde figuur. Uit het feit dat de maximumwaarde van de reactiekracht 76 ton in de vervorming-reactie-35 krachtkromme is, werd eerst het gebruiksgebied van elk te testen produkt bepaald, totdat de absorptie-energie per eenheid van de reactiekracht maximaal wordt bij een waarde van 76 ton. Daarna werd de absorptie-energie uit elk te testen produkt gelezen uit figuur 6 en wel als volgt: 40 Getest produkt 1 29,0 ton.m 8104846 5

Getest produkt 2 33,0 ton.m

Getest produkt 3 32,0 ton.m

Getest produkt 4 30,8 ton.m

Getest produkt 5 28,3 ton.m 5 Zoals uit het voorenstaande blijkt hebben de geteste produkten 2, 3 en 4 een aanzienlijke hogere absorptie-energie dan het geteste produkt 5 volgens de in figuur 2 aangegeven stand van de techniek, en ook dan het geteste produkt 1, waarbij de ringvormige sleuf in de ribbeversterking 5 is aangebracht als een vergelijkend voorbeeld. Aldus is de absorptie-10 energie bij de geteste produkten 2-4 volgens de uitvinding met 9 tot 17% vergroot ten opzichte van het geteste produkt 5 volgens de stand van de techniek.

Voorts is, zoals in figuur 6 is getoond de vormverandering van het geteste bekende produkt 5 ongeveer 46%, terwijl de vormveranderingen 15 van de geteste produkten 2-4 52%-49% zijn, hetgeen de toename van ongeveer 5 tot 6% ten opzichte van de stand van de techniek aantoont.

Wanneer de ringvormige sleuf 3’ half-cirkelvormig is en is aangebracht in een gebied van 0,07 H tot 0,2 H ten opzichte van de afstand H tussen de flezen, is de minimale straal van de steuf 3', waarbij de 20 knikdeformatie gedwongen kan worden voortgebracht, bij voorkeur binnen een gebied van 0,006 H tot 0,015 H in het geval van het geteste produkt 2, hetgeen een resultaat is van de experimenten.

Bovendien kan de doorsnedevorm van de ringvormige sleuf 3’ worden gewijzigd, zoals in de figuren 7a tot en met 7d is getoond, waarbij fi-25 guur 7a een trapeziumvormige sleuf toont met een diepte a en een bodem-breedte b, figuur 7b een boogvormige sleuf toont met een diepte a en een straal r, figuur 7c een combinatie van de boogvormige sleuf volgens figuur 7b en een platte sleuf toont met een diepte c aangrenzend aan de binnenrand van de boogvormige sleuf, en figuur 7d een driehoekvormige 30 sleuf met een afgeronde bodem toont, die een schuine wand met een breedte d tangentiaal aan de boogvormige sleuf heeft. In dit geval kunnen de stootkusseneigenschappen op voordelige wijze worden verbeterd zonder problemen met betrekking tot de sterkte van het holle cylindri-sche lichaam, doordat de afmetingen a, b, c, d en r worden gekozen in 35 de volgende gebieden a: 0,005-0,01 H, b: 0,01-0,1 H, c: 0,001-0,01 H, d: 0,01-0,2 H en r: 0,005-0,02 H.

Daarna werd hetzelfde experiment uitgevoerd met betrekking tot cy-lindrische scheepsstootkussens met de hierboven beschreven afmeting en voorzien van een aantal ringvormige sleuven.

40 Geteste produkt 6 8104346 '6

Twee ringvormige sleuven zijn aangebracht in de posities van de geteste produkten 2 en 3.

Geteste produkt 7

Drie ringvormige sleuven zijn aangebracht in de posities van de 5 geteste produkten 2, 3 en 4.

Als resultaat uit de samendrukkingstest hadden de geteste produkten 6 en 7 vormverandering-reactiekrachtkrommen die als streep-punt-lijnen in figuur 6 zijn getoond, waaruit de absorptie-energieën worden verkregen, die met de stippellijnen B en C in figuur 6 zijn aangegeven. 10 In het gebruiksbereik totdat de reactiekracht 76 ton is, is de absorp-tie-energie van elk van de geteste produkten 6 en 7 als volgt:

Geteste produkt 6 29,0 ton.m

Geteste produkt 7 28,5 ton.m

Hieruit blijkt dat de absorptie-energie van de geteste produkten 15 2-4 volgens de uitvinding 14 tot 16% hoger is dan die van de geteste produkten 6 en 7 die van een aantal ringvormige sleuven zijn voorzien. Dit is het gevolg van het feit dat wanneer het cylindrische scheeps-stootkussen dat van een groter aantal ringvormige sleuven is voorzien, wordt onderworpen aan een samendrukkingsdeformatie, de naar buiten uit-20 stulpende deformatie van het holle cylindrische lichaam gemakkelijk wordt tot stand gebracht als gevolg van de aanwezigheid van het grotere aantal ringvormige sleuven, met als gevolg dat de reactiekracht lager wordt over de gehele voortgang van de vormverandering (zie figuur 6) en dat de absorptie-energie wordt verminderd.

25 Zoals voorts door een streep-punt-lijn in figuur 8 is getoond, puilt het holle cylindrische lichaam naar buiten uit bij het grotere aantal ringvormige sleuven 3*’ in de uiteindelijke toestand van samendrukkingsdeformatie, zodat de aanrakingsplaatsen van het binnenvlak van het cylindrische lichaam worden veroorzaakt bij een betrekkelijk naar 30 binnen gerichte positie van het uitpuilende deel, zoals met een pijl 8 - is aangegeven. Als gevolg daarvan is de lengte van de momentarm tussen het contactpunt 8 en een punt van uitoefenen bij de flens 2 (pijl 9) kort in verband met de doorsnedevorm en aldus wordt een zogenaamde veerconstante hoog en ook is de stijging bij het uiteindelijke compres-35 siestadium steil. Indien het cylindrische scheepsstootkussen dat is voorzien van een groter aantal ringvormige sleuven 3M de grens van het gebruiksgebied overschrijdt, kan er daarom een gevaar van het beschadigen van schepen of kade-inrichtingen ontstaan. In het bijzonder is het gedrag van het stootkussen in een punt waarbij het gebruiksgebied 40 enigszins wordt overschreden, van belang, omdat het vaartuig dikwijls . 8104846 1 4 7 met een snelheid afmeert, die een vooraf bepaalde afmeersnelheid overschrijdt. In dit verband wordt de ringvormige sleuf 3 niet nabij de flens 2 aangebracht in het geteste produkt 5 als stand van de techniek, zodat het buigen van het cylindrische lichaam niet scherp is en de aan-5 rakingsplaats van het binnenvlak zich betrekkelijk naar binnen verschoven van het uitgepuilde deel bevindt en aldus wordt de stijging van het uiteindelijke samendrukkingsstadium steil.

Volgens de uitvinding wordt het holle cylindrische lichaam gebogen op een plaats nabij de flens 2, zoals in figuur 8 met een getrokken 10 lijn is getoond, zodat de buiging scherp Is en aldus de aanraking van het binnenvlak zich bevindt op een betrekkelijk naar buiten verschoven plaats van het uitgepuilde deel (pijl 10), zoals vergeleken met het geval van de stand van de techniek. Als gevolg daarvan is de stijging in het uiteindelijke samendrukkingsstadium mild, zoals in figuur 6 is ge-15 toond, zodat zelfs indien het stootkussen de grens van het gebruiksbereik overschijdt, gevaarlijke situaties niet snel kunnen ontstaan.

Zoals hierboven is genoemd is de ringvormige sleuf in het scheeps-etootkussen van het celtype volgens de uitvinding aangebracht in het gebied aangrenzend aan de ribbeversterking die zich bevindt aan het 20 voetdeel van de flens aan elk einde van het holle cylindrische lichaam, zodat de uitpuilende deformatie ontstaan uit een op het stootkussen uitgeoefende vertikale belasting, wordt geregeld in de buurt van het voetdeel van de flens, waardoor de voortgang van de samendrukkingsde-formatie van het holle cylindrische lichaam inclusief de knikdeformatie 25 na de hierboven genoemde uitpuilende deformatie wordt vergroot, teneinde zich uit te strekken over wezenlijk de gehele lengte daarvan zonder de bevestigingssterkte van de flens te beïnvloeden. Als gevolg daarvan is het gedrag van het stootkussen aanzienlijk verbeterd en is de stijging in het uiteindelijke samendrukkingsstadium milder, zodat het 30 stootkussen volgens de uitvinding volledig kan bewegen bij het abnormaal afmeren van het vaartuig.

8104346

Claims (2)

1. Scheepsstootkussen omvattende een hol cylindrisch lichaam bestaande uit rubber of een rubberachtig elastisch materiaal, waarvan een einde is voorzien van een bevestigingsflens voor een kade en waarvan 5 het andere einde is voorzien van een bevestigingsflens voor een schok-opnemend orgaan, waarbij een ringvormige stijve versterkingsplaat in elk van de beide flenzen is ingebed en waarbij een ribbeversterking op een voetdeel van elk van de flenzen van het lichaam is aangebracht, met het kenmerk, dat een ringvormige sleuf in een gebied aangrenzend aan de 10 ribbeversterking is gevormd aan elk einde van het lichaam.

2. Scheepsstootkussen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gebied gemeten vanaf de flens, zich bevindt binnen een bereik van 0,07 tot 0,2 maal de afstand tussen de genoemde flenzen. *************** 8104346