NL8303303A - Aktieve stabiliseerinrichting voor slingerbewegingen van vaartuigen. - Google Patents

Description

1 * * · *Γ S.0. 31913

Aktieve stabiliseerinrichting voor slingerbewegingen van vaartuigen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het aktief stabiliseren van slingerbewegingen van een vaartuig, bestaande uit ten 5 minste een paar lichamen van welk paar het ene aan stuurboord en het andere aan bakboord buiten de scheepshuid in het water uitsteekt en daarbij beweegbaar is om een hartlijn, welke in hoofdzaak loodrecht op de ^ scheepshuid ter plaats verloopt.

Het is bekend om voor het stabiliseren van slingerbewegingen licha-10 men te gebruiken ia de vorm van vinnen welke onder de waterlijn buiten de scheepsromp uitsteken. Bij vaart op rustig water zijn de vinnen in vaanstand gesteld, d.w.z. evenwijdig aan de stromingsrichting van het water ter plaatse. Slingert het schip echter tengevolge van deining van het wateroppervlak, dan kunnen de vinnen aan stuurboord en bakboord tel-15 kens tegensteld bestuurd, onder een zodanige invalshoek ten opzichte van het langsstromende water ingesteld worden dat zij een tegen de slingerbeweging in gerichte kracht uitoefenen, waardoor zij de slingerbewegingen beperken en de positie van het vaartuig stabiliseren. Omdat het een aktief systeem betreft dienen zij van de nodige besturingsapparatuur en 20 bedieningsinrichtingen voorzien te worden omdat hun invalshoek beurtelings bij slingeren over bakboord resp. stuurboord telkens van invalshoek moeten veranderen. In het algemeen vormt de rotatieas van de vinnen tevens de aandrijfas zodat deze draaibaar afdichtend door de scheepshuid heen gevoerd is en tevens in staat moet zijn om de uitgeoefende krachten 25 op te nemen. De vinnen zijn veelal op overeenkomstige wijze uitgevoerd als balansroeren opdat de benodigde verstelkrachten relatief gering blijven. Hoewel de werking van dergelijke vinnen bij zowel grote zeegaande schepen als bij jachten effektief is en de door hun veroorzaakte verhoging van de vaarweerstand aanvaardbaar, zijn er niettemin belang-30 rijke bezwaren aan de toepassing van dergelijke vinnen verbonden. De belangrijkste is het feit, dat het technisch zeer moeilijk en gecompliceerd is om de vinnen hetzij in te trekken of langs de scheepshuid weg te klappen wanneer hun werking niet nodig is indien de deining gering is. De daardoor bereikbare vermindering van de vaarweerstand zou zeer 35 welkom zijn. Vanwege de technische complicaties worden de vinnen echter zelden intrekbaar of omklapbaar uitgevoerd. Naast de blijvende vaarweerstand blijft dan ook het grote bezwaar bestaan, dat de vinnen steeds uitsteken en het afmeren of langszij van andere schepen komen ernstig bemoeilijken en dat er grote risico's bestaan van beschadiging van de 40 vinnen. Aangezien zij onder de waterlijn zijn aangebracht is eventuele 8?::30c ·; ' 2 reparatie of vervanging bewerkelijk en kostbaar.

Meestal worden op een schip een paar vinnen toegepast en wel een aan stuurboord en een aan bakboord terwijl soms, ter beperking van de afmetingen, meerdere paren worden toegepast. Het is echter even zeer mo-5 gelijk om slechts een of meerdere vinnen aan een van de zijden van het schip toe te passen, hetgeen het probleem van het afmeren kan vereenvoudigen doch het bezwaar heeft van een asymmetrische stromingsweerstand van de romp in het water en het veroorzaken van storende sterke stuuref-fekten.

10 De uitvinding heeft eveneens op deze weinig toegepaste uitvoerings vorm betrekking.

Omdat de boven beschreven vinnen slechts werkzaam zijn als funktie van de vaarsnelheid en zij niet additioneel aangestroomd worden met verhoogde watersnelheid zoals bijvoorbeeld bij een roer achter een voort-15 stuwende schroef het geval is, zijn in het algemeen de vinnen relatief groot van afmetingen en is hun liftcoëfficiënt gering.

De uitvinding beoogt nu een deel van de boven beschrevén bezwaren van de bekende aktieve stabiliseersystemen, met name van de vinnen, weg te nemen of althans te verminderen. Volgens de uitvinding wordt nu de in 20 de aanhef omschreven inrichting daardoor gekenmerkt dat elk lichaam uit een om zijn hartlijn roterend aangedreven omwentelingslichaam bestaat, en dat elk lichaam als funktie van de slingerbeweging van het vaartuig afwisselend linksom en rechtsom roterend aangedreven wordt, het ene van elk paar steeds tegengesteld aan het andere. Hierbij wordt de funktione-25 le draairichting bedoeld ten opzichte van de wateraanstroming.

De uitvinding maakt gebruik van het zogenaamde Magnus-effekt, hetgeen inhoudt dat een roterend omwentelingslichaam in een vloeiend medium zoals lucht of water wanneer het aangestroomd wordt met een loodrechte component op zijn rotatieas (is hartlijn) een liftkracht ondervindt 30 loodrecht op de aanstroomrichting, waarvan de richting afhangt van de rotatierichting. Het is bekend en ook uit verdere proeven gebleken, dat in het onderhavige geval van water als medium, het buitenoppervlak van het omwentelingslichaam geheel glad kan zijn om het effekt te kunnen leveren. Uit de proeven is verder gebleken, dat binnen een ruim gebied van 35 omtrekssnelheden van het roterende omwentelingslichaam en van de aan-stroomsnelheid van het water, een verrassend grote liftkracht bereikbaar is waarbij de liftcoëfficiënt in vergelijking tot de bekende vinnen enige malen hoger kan zijn. Het benodigde aandrijfvermogen voor de rotatie van het omwentelingslichaam is relatief gering doch op overeenkomstige 40 wijze als de steeds met de slingerbewegingen van het vaartuig zich wij-ö 7 n t r Ί 7,

VV ij v V ’J

3 / zigende invalshoek, moet de rotatierichting van het omwentelingslichaam steeds opnieuw omkeren. Aangezien het lichaam echter hol kan zijn zijn de daarvoor benodigde versnellings- en vertragingskrachten eveneens gemakkelijk technisch beheersbaar met bestaande middelen, waaronder een 5 elektrische of hydrostatische aandrijving bijzonder geschikt is.

Omdat de liftcoëfficiënt in vergelijking met bekende vinnen beduidend hoger kan zijn, kunnen de afmetingen van het omwentelingslichaam voor het bereiken van dezelfde liftkracht kleiner zijn, zodat de kwetsbaarheid aldus gereduceerd zou kunnen wordend 10 Daarnaast is het eenvoudiger om een dergelijk omwentelingslichaam intrekbaar binnen de scheepshuid te maken hetzij via een bekende roterende afdichting, hetzij bij voorkeur door het intrekken van het roterende lichaam binnen een speciaal er voor aangebrachte beun of koker. Deze blijft in open verbinding met het water en slechts de bedienings-15 stang voor het in- of uitschuiven en/of voor het roterend aandrijven behoeft afdichtend doorgevoerd te worden. Gezien de daarvoor benodigde geringe afmetingen is dit gemakkelijk en op betrouwbare wijze oplosbaar. Immers de middelen voor het opnemen van de liftkracht en van de stro-mingsweerstand in het water bij uitgestoken lichaam in de bedrijfsstand 20 kan opgenomen worden door eenvoudige geleidingen welke slechts behoeven te schuiven en niet te draaien aan het scheepszijdige einde van het omwentelingslichaam binnen de beun of koker. In de scheepsbouw bekende la-geringen van rubber, brons, kunststof en dergelijke zijn hiervoor geschikt.

25 Een tweede voordeel bestaat daaruit dat het roterende omwentelings lichaam via een scharnierende verbinding aan de buitenzijde van de scheepshuid kan zijn bevestigd. In de ruststand kan aldus het lichaam zodanig naar achteren langs de scheepshuid omgeklapt worden dat het lichaam zich evenwijdig aan de stroomlijnen ter plaatse bevindt. Dit bete-30 kent in de praktijk dat de hartlijn van de scharnierende verbinding ongeveer in een vertikaal vlak gelegen moet zijn. De roterende aandrijving is bij deze constructie uiteraard gecompliceerder dan bij de in- en uit-schuifbare of vaste uitvoeringen van het roteerbare lichaam.

Een bijzonder aantrekkelijke uitvoeringsvorm is zodanig dat het ro-35 teerbare lichaam roteerbaar gemonteerd is op een einde van een geknikte voet, van welke het andere einde afdichtend draaibaar door de scheepshuid doorgevoerd is, waarbij in de voet de hartlijnen van het roterende lichaam en van de draaibare doorvoer door de scheepshuid elkaar onder een zodanige (knik-)hoek snijden of kruisen, dat in bedrijf het roteer-40 bare lichaam een stand inneemt, welke zo veel mogelijk horizontaal en o t r- ^ 1 "i O v -.· - v w -j « v 4 loodrecht op de vaarrichting gericht is en in rust een achterwaarts evenwijdig aan de stromingsrichting van het water langs de scheepshuid gelegen stand inneemt. Het voordeel van deze constructie bestaat daaruit dat er geen beun of koker in de scheepshuid voor elk roteerbaar lichaam 5 aangebracht behoeft te worden, doch dat slechts het over maximaal 90° draaibare andere einde van de voet afdichtend door de scheepshuid doorgevoerd behoeft te worden. In de ruststand is de vaarweerstand gering en in de bedrijfsstand kan de optimale stand gekozen worden. Aangezien in de geknikte voet geen scharnier aanwezig is is de doorvoer van de aan-10 drijving van het roterende lichaam zeer eenvoudig uit te voeren, waarop onderstaand nader zal worden ingegaan. Een verder voordeel van de uitvoeringsvorm met geknikte voet bestaat daaruit dat het aanbrengen van de doorvoer in de scheepshuid relatief eenvoudig is en weinig plaats inneemt en derhalve, ook achteraf, gemakkelijk in te bouwen is bij nage-15 noeg elke spantvorm van de scheepshuid ter plaatse.

In het algemeen geldt zowel voor de verstelbare vinnen als voor de 'roteerbare lichamen volgens de uitvinding dat een horizontale bedrijfsstand 'een praktisch zuiver vertikaal gerichte liftkracht uitoefent. Dit betekent dat er geen additionele en ongewenste stuureffekten door worden 20 opgewekt. De vaarweerstand veroorzaakt altijd een stuureffekt doch bij de gebruikelijke uitvoering met symmetrisch geplaatste paren, waarbij telkens hetzelfde aantal aan stuurboord als aan bakboord, wordt dit stuureffekt geneutraliseerd. Kan de plaatsing in de bedrijfsstand niet geheel horizontaal zijn, bijvoorbeeld opdat bij flinke deining de licha-25 men niet te vaak of liefst in het geheel niet boven de waterspiegel komen, zal een zeker stuureffekt onvermijdelijk zijn. Dit neemt toe naarmate de richting van de hartlijn meer afwijkt van de horizontaal.

Wat betreft de roteerbare aandrijving in beide draairichtingen kan met algemeen bekende middelen de aandrijvende motor binnenboord aange-30 bracht worden, hetzij vast hetzij verplaatsbaar met het in- en uitschuiven van het roterende lichaam mee. Elke vakman kan hiervoor met zijn algemene kennis een oplossing vinden. Aangezien echter, zoals boven reeds gesteld, de goede werking van het roteerbare lichaam een ruim gebied van omtrekssnelheden toestaat, kan in nagenoeg alle gevallen, zelfs bij 35 kleinere jachten, de diameter van het omwentelingslichaam zodanig gekozen worden, dat een aandrijvende motor, in het bijzonder een hydrostatische- of elektromotor, binnen in het lichaam ondergebracht kan worden. Niet alleen neemt de aandrijvende motor dan geen ruimte in beslag binnenin het schip, zijn lagering, welke veelal reeds zwaar is uitgevoerd, 40 kan als een van de lageringen of enige lagering van het roteerbare 11- 830"" ',3 4 · 5 chaam dienst doen. Het hoofdvoordeel bestaat echter daaruit, dat de aan** voer en eventuele afvoer van de aandrijvende energie via pijpen en slangen of kabels plaatsvindt. Bij de schamierbare, draaibare en/of in- en uitschuifbare uitvoering vergemakkelijkt deze wijze van aanvoer van het 5 aandrijfvermogen de constructie belangrijk. Glijdende of scharnierende doorvoeringen kunnen vermeden worden omdat zowel hydraulische als elektrische energie via flexibele leidingen plaatsvindt welke bijvoorbeeld met een schroeflijnvormig tracé een in- en uitschuifbeweglng gemakkelijk kunnen volgen en daarbij weinig plaatsruimte innemen. Evenzo zijn een 10 scharnierbeweging of een draaibeweging gemakkelijk op te nemen ondanks een vaste doorvoer naar het inwendige van de scheepsromp.

Indien gewenst kan een stel roterende lichamen ook ter weerszijden van de voorsteven van een vaartuig gemonteerd worden wanneer in het bijzonder stampbewegingen tegengegaan moeten worden.

15 Bij deze toepassing zijn roterende lichamen veel minder kwetsbaar dan de bekende vinnen, omdat bij ruw weer het telkens opnieuw op de golven slaan van de voorsteven, zware extra belastingen op de stabilisatoren uitoefent. De vin met zijn grote oppervlak ondervindt bij dergelijke vertikale bewegingen veel grotere krachten dan de roterende lichamen, 20 waardoor schade en zelfs breuk niet ondenkbaar is. Theoretisch is plaatsing nabij de achtersteven ook mogelijk, doch in verband met de toestroming van het water naar de scheepsschroef in vele gevallen minder aan te bevelen. Uiteraard zijn combinaties van roterende lichamen nabij de voorsteven en midscheeps mogelijk om in het bijzonder rolbewegingen te 25 stabiliseren. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat bij de voor- of achtersteven aangebrachte stabilisatoren onafhankelijk bestuurd moet worden ten opzichte van de midscheeps geplaatste stabilisatoren.

Zoals uit de conclusies blijkt kunnen de roterende lichamen cirkel-cilindrlsch zijn doch ook op velerlei wijze kegelvormig. Het aanbrengen 30 op het roterende lichaam van een of meer concentrische schijven en/of rillen kan de liftcoëfficiënt aanzienlijk verhogen, doch heeft als nadeel dat het lichaam eerder beschadigd wordt en dat stukken touw of wier minder gemakkelijk bij het telkens omkeren van de draairichting vanzelf weer afgewikkeld worden. In dit verband zijn de cirkelcilindrische of de 35 kegelvormige roterende lichamen het meest zelfreinigend. Onder omstandigheden kan ook een opgeruwd oppervlak de liftcoëfficiënt verhogen.

Zoals dit eveneens het geval is bij de bekende stabilisatievinnen, kunnen de roterende lichamen volgens de uitvinding eveneens een ongewenst stuureffekt op het vaartuig uitoefenen. Deze invloed kan gering 40 blijven indien het mogelijk is de roterende lichamen steeds ondergedom- 8303303 • Ir 6 peld te houden en ze bij voorkeur zo veel mogelijk in het horizontale vlak aan te brengen. Is het bekend dat het vaartuig veelvuldig in sterk verontreinigd water zal varen dan kan het van voordeel zijn om reeds bij voorbaat de zelfreinigende werking te verhogen ten koste van de liftco-5 efficiënt door de bedrijfsstand onder een zekere hoek achterwaarts gericht te kiezen.

Uit de navolgende figuurbeschrijving van voorkeursuitvoeringvormen van roterende stabilisatoren volgens de uitvinding, zal deze nader worden toegelicht.

10 Fig. la en lb tonen een vaartuig in een zekere dwarsscheepse dei ning, resp. zonder en met stabilisatoren volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont drie verschillende uitvoeringen van roteerbare stabilisatoren volgens de uitvinding.

Fig. 3 toont op vergrote schaal en gedeeltelijk in doorsnede een 15 alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm van een roterende stabilisator volgens de uitvinding.

De fig. 4 , 5 en 6 tonen resp. een dwarsdoorsnede door een schip ter plaatse van een alternatief uitgevoerde roterende stabilisatieïn--richting volgens de uitvinding gezien van voorschip naar achterschip, 20 terwijl fig. 5 een aanzicht volgens de pijl V uit fig. 4 toont en fig. 6 een aanzicht volgens de pijl VI van fig. 4.

In de figuren la en lb is dezelfde deining weergegeven welke het schip 1 in dwarsrichting ondervindt. Het wateroppervlak is met 19 aangegeven en het gegeven schip maakt slingeringen naar stuurboord en bak-25 boord van 25° bij de gegeven deining, waarbij het weinig verschil uitmaakt of het schip snel vaart, langzaam vaart of stilligt. In fig. lb is hetzelfde schip in dezelfde deining weergegeven doch voorzien van roteerbare stabilisatoren volgens de uitvinding, welke zodanig zijn aangebracht dat zij steeds onder het wateroppervlak blijven. Deze roterende 30 stabilisatoren 10, waarvan een aan stuurboord en een aan bakboord ongeveer ter plaatse van de grootste scheepsbreedte zijn gemonteerd zijn in staat om onder dezelfde omstandigheden de gemiddelde slingeringen te beperken tot circa 5°. Zij worden daartoe beurtelings rechtsom en linksom aangedreven afhankelijk van de vereiste liftkracht welke nodig is om 35 de natuurlijke slingeringen tegen te werken. Steeds is de draairichting van de stuurboordstabilisator tegengesteld aan die van de bakboordstabi-lisator en beide keren telkens hun draairichting gelijktijdig om. Om misverstanden te voorkomen zij erop gewezen, dat de "tegengestelde" draairichting van stuurboord ten opzichte van bakboord als funktionele 40 draairichting ten opzichte van de wateraanstroming is bedoeld. Construc- 8— -r — Λ -»

V 'ü 'J -J O

7 tlef roteren echter de stabilisatoren steeds tezamen gelijktijdig in eenzelfde draairichting, bijvoorbeeld gezien vanuit het inwendige van het schip naar stuurboord respektievelijk bakboord, omdat de ene stabilisator 180° verdraaid ten opzichte van de identieke andere is aange-5 bracht. Evenals dit het geval is bij de bekende verstelbare stabilisa-tievinnen, oefenen de stabiliatoren volgens de uitvinding slechts dan een liftkracht uit wanneer zij, en dus het schip, een relatieve snelheid hebben ten opzichte van het water. Daarbij is uiteraard voorwaarts varen de normale situatie, doch achteruit varend kunnen de stabilisatoren 10 eveneens effektief werken, mits hun draairichting als funktie van de slingering juist tegengesteld is als die bij normale vaart vooruit. Uit berekeningen en proeven is gebleken dat zelfs met relatief geringe voorwaartse snelheid ten opzichte van het water er reeds een aanzienlijke liftkracht uitgeoefend kan worden welke nog verder kan toenemen bij toe-15 nemende vaarsnelheid. Het toerental van de telkens van draairichting omkerende roterende stabilisatoren, of beter nog hun omtrekssnelheid, is van grote invloed op de uitgeoefende 'liftkracht. Lage omtrekssnelheden oefenen slechts een geringe liftkracht uit, terwijl met toenemende oo-trekssnelheden de opgewekte liftkrachten belangrijk toenemen. Er blijkt 20 uit proeven een ruim gebied van omtrekssnelheden mogelijk te zijn waarbinnen de roteerbare stabilisatoren effektief werken. De daarbij optredende toerentallen, als funktie van de diameter van de toegepaste stabilisatoren teneinde een bepaalde omtrekssnelheid te verkrijgen, valt binnen het bereik van de gebruikelijke elektromotoren of hydrostatische mo-25 toren. Hoewel andere aandrijvingen uiteraard mogelijk zijn verdienen de beide genoemde typen aandrijf motoren de voorkeur, mede omdat zij relatief klein van afmetingen zijn voor een gegeven vermogen en vooral omdat zij snel van draairichting kunnen omkeren, in beide draairichtingen even snel kunnen draaien en snel kunnen versnellen en vertragen.

30 Hun plaatsing aan de romp van het schip is bij voorkeur zodanig dat ook bij flinke deining de stabilisatoren steeds onder de waterspiegel blijven. Het is overigens geen bezwaar als de stabilisatoren kortstondig boven de waterspiegel komen bij zware deining, doch hun werking is dan kortstondig afwezig. In een aantal gevallen zal een dergelijke plaatsing 35 niettemin de voorkeur verdienen omdat het effekt van de roteerbare stabilisatoren toeneemt hoe horizontaler hun positie is, d.w.z. hun rota-tiehartlijn. Bij zuivere horizontale plaatsing oefenen zij immers geen additioneel stuureffekt op het schip uit. Deze invloed is overigens in wezen niet anders dan bij de bekende stabilisatievinnen. De pijlen in 40 fig. lb tonen het koppel aan dat uitgeoefend wordt door de roterende ύ υ -j o J o - ' 8 stabilisatoren op het schip teneinde de natuurlijke slingeringen geïndiceerd door de deining tegen te werken. Het zal duidelijk zijn uit het bovenstaande dat in de linkerafbeelding van fig. lb de tegengesteld roterende stabilisatoren elk een tegengestelde draairichting hebben als in 5 de rechterafbeelding van fig. lb. De getalwaarden in fig. 1 zijn uiteraard slechts indikatief doch zij geven reële waarden aan welke in veel gevallen met de roterende stabilisatoren volgens de uitvinding bereikbaar zijn.

In fig. 2a, b en c zijn schematisch drie eenvoudige uitvoeringsvor-10 men van roteerbare stabilisatoren weergegeven. Een alternatieve in veel gevallen zeer aantrekkelijk uitvoeringsvorm is in de fig. 4, 5 en 6 meer in detail uitgewerkt. Voor alle stabilisatoren is het wezenlijk dat er buiten de scheepshuid 2 van het schip 1 aan stuurboord en aan bakboord telkens een roteerbaar lichaam 11 in het water uitsteekt. De fig. 2a, b 15 en c stellen bovenaanzichten voor terwijl zoals reeds eerder geschreven is, de roteerbare lichamen 11 zo veel mogelijk horizontaal aangebracht dienen te worden. Het lichaam 11, in fig. 2 als cirkelcilinder af geheeld, kan linksom en rechtsom roteren volgens de pijlen 1 en r. Daarbij zijn aanzienlijke omtrekssnelheden en toerentallen noodzakelijk terwijl 20 de omkering van de rotatierichting snel moet kunnen plaatsvinden. In fig. 2 is met de pijlen Vs en Vw resp. de vaarrichting en vaarsnelheid van het schip aangegeven ten opzichte van de stromingsrichting en snelheid van het water. De uitvoering volgens fig. 2a is uiteraard effektie-ver wat de opgewekte liftkracht betreft dan die volgens fig. 2b bij ver-25 onderstelde zelfde afmetingen en verdere condities, doch de uitvoering volgens fig. 2b heeft het voordeel dat er minder kans is dat in het water zwevende verontreinigingen zoals wier of einden touw vast blijven zitten aan de roterende lichamen 11. De uitvoering volgens fig. 2b - en zoals verderop zal blijken volgens fig. 2c - is beter zelfreinigend dan 30 die volgens 2a. De afbeeldingen 2a en 2b zijn schematisch en kunnen dienen voor verschillende technische uitvoeringen. Deze zijn schematisch in de figuren weergegeven. Allereerst kunnen de roterende stabilisatoren vast gemonteerd zijn aan het schip 1 en ten opzichte van de scheepshuid 2. Daarbij roteren de cilindrische lichamen 11. De assen 12 waarmee de 35 lichamen 11 aan het schip verbonden zijn kunnen daarbij zowel stilstaand als roterend uitgevoerd zijn. In het roterende geval vormen zij een geheel met de roterende lichamen 11 en zijn roterend en afdichtend met bekende afdichtingen door de scheepshuid 2 heengevoerd en is de noodzakelijke niet verder afgeheelde lagering aangebracht in het huis 13, dat 40 met behulp van de nodige schoren 14 stevig bevestigd is aan de scheeps- 8 3?*'·”" Λ 9 huid 2 en zo nodig aan een of meer spanten van het schip. In het huis 13 kan ook de niet afgebeelde aandrijfmotor ondergebracht zijn. Aan het vrije einde is het roterend lichaam 11 afgesloten door een zo nodig losneembaar deksel 15.

5 Met de gestippelde pijlen p en q is een mogelijkheid aangeduid dat de roterende lichamen 11 met behulp van bekende middelen zoals schroef-spillen of hydraulische vijzels in en uitschuifbaar zijn, waarbij de stand p de bedrijfsstand is en de ingetrokken stand q de ruststand. Tegenover de daarvoor noodzakelijke complicatie in de constructie, staat 10 het voordeel dat bij afmeren of langszij komen van het schip de kwetsbare uitstekende stabilisatoren ter bescherming ingetrokken kunnen zijn. Verder kan bij rustige zee de roterende stabilisator eveneens ingetrokken zijn, als zijn werking niet noodzakelijk is. Daarmee wordt de voort-stuwingsweerstand van het schip uiteraard verminderd. In het bijzonder 15 bij de in- en uitschuifbare uitvoering, doch ook bij de vast aangebrachte uitvoering kan het van voordeel zijn om de asstomp 12 niet te laten roteren; zodat de roteerbare cilinder 11 dan draaibaar gelagerd moet zijn om de asstomp 12 welke dan als verlengde uithouder kan zijn uitgevoerd zoals verderop bij de bespreking van fig. 3 nader toegelicht zal 20 worden. Daarbij kan de aandrijvende motor zowel in het huis 13 doch ook binnenin de roteerbare cilinder 11 aangebracht zijn. Ook dit komt verderop bij de bespreking van fig. 3 ter sprake.

De laatstgenoemde uitvoeringsvorm is mede daarom aantrekkelijk omdat een oplossing als die van fig. 2c mogelijk is. Daarbij is de asstomp 25 12 stilstaand en als scharnier 17 uitgevoerd met een in hoofdzaak verti- kale scharnieras 18. De mogelijkheid van het in- en uitschuiven volgens de pijlen p en q volgens fig. 2a en 2b kan aldus volgens fig. 2c vervangen worden door een vanuit de bedrijfsstand p achterwaarts wegscharnieren tot de gestippeld weergegeven positie 11', welke de ruststand q 30 voorstelt. Weliswaar blijft de roterende stabilisator 11 daarbij buiten boord, doch hij steekt veel minder ver uit en is derhalve veel minder kwetsbaar.

De bedieningsorganen voor het scharnieren volgens fig. 2c om de scharnieras 18 zijn niet nader weergegeven doch kunnen in het huis 13 35 aangebracht zijn. Bij deze uitvoeringsvorm is het uiteraard aantrekkelijk om het scharnier 17 niet te laten roteren en de aandrijvende motor voor de rotatie van de cilinder 11 in de cilinder 11 onder te brengen, zoals reeds eerder vermeld. De benodigde middelen voor de toevoer van het aandrijf vermogen van de toegepaste motor, bij voorkeur in de vorm 40 van flexibele slangen voor een hydraulisch medium of een buigbare beka- • '10 beling voor een elektromotor, kunnen gemakkelijk door het scharnier 17 heengeleid worden. Door het achterwaarts scharnieren volgens fig. 2c van de stabilisatoren 11 neemt de vaarweerstand van het schip af terwijl door het achterwaarts en niet voorwaarts scharnieren van het roteerbare 5 lichaam 11 langs de scheepshuid 2, een effektieve zelfreinigende werking kan optreden. Het blijft mogelijk om gedurende het langszij scharnieren van de cilinder 11 deze een afwisselende linker- en rechterrotatie te laten voortzetten teneinde de zelfreinigende werking te verhogen. Het achterwaarts scharnieren kan ook als beveiliging bij stoten of stranden 10 dienen, waartoe het scharnier zodanig kan zijn uitgevoerd dat het, na het overschrijden van een moment dat groter is dan de normale bedrijfsbelasting, meegeeft, zodat het lichaam achterwaarts scharniert en schade veelal voorkomen kan worden. Gecommandeerde terugstelling naar de bedrijf sstand verdient de voorkeur boven automatische terugstelling.

15 Hoewel in nagenoeg alle toepassingsgevallen de roterende stabili satoren volgens de uitvinding in paren zullen worden toegepast, waarbij de ene aan bakboord en de andere aan stuurboord is gemonteerd, kan het onder omstandigheden aantrekkelijk zijn om met slechts één of enige stabilisatoren te werken aan een van de boorden van het schip, bijvoorbeeld 20 in geval van uitzonderlijke eisen wat betreft afmeren of langszij komen. Een zekere stuurinvloed is dan onvermijdelijk. Verder kunnen de stabilisatoren, bij voorkeur paarsgewijs, ook aan de voorsteven en in uitzonderlijke gevallen aan de achtersteven worden aangebracht teneinde inplaats van slingerbewegingen, het stampen te stabiliseren. Ook daarbij 25 is een plaatsing zo veel mogelijk in het horizontale vlak en zoveel mogelijk loodrecht op de stromingsrichting van het water ter plaatse te prefereren met het oog op de hoogste bereikbare liftcoëfficiënt.

In fig. 3 is op vergrote schaal een voorkeursuitvoeringsvorm meer gedetailleerd weergegeven. Het betreft opnieuw een cilindrisch roterend 30 stabilisatielichaam 11 dat buiten de scheepshuid 2 van het schip 1 uitsteekt in het water. Bij deze uitvoeringsvorm is het roteerbare lichaam 11 draaibaar gelagerd en ondersteund op de stilstaande asstomp 12 welke uitgevoerd is als uithouder. Aan het einde van de uithouder is een elek-tro- of hydrostatische motor 23 aangebracht en bijvoorbeeld met flenzen 35 en bouten 25 vastgezet. De motor is van een snel omkeerbaar type. Op de uitgaande as 22 van de motor is een flens 21 bevestigd waarop met bevestigingsmiddelen zoals bouten een schijf 20 is bevestigd welke in het inwendige van de cilinder 11 bijvoorbeeld door lassen is opgenomen. De beschreven middelen 20, 21, 22 dienen zowel voor de voortdurend van draai-40 richting wisselende roterende aandrijving van de cilinder 11 als voor 8*7 Λ "7

Cv,. . o π -r · diens lagering aan zijn vrije einde. Het lager in de motor 23 dient daartoe voldoende sterk te zijn uitgevoerd. Hoewel de motor 23 bij voorkeur waterdicht is uitgevoerd, is het gewenst om het inwendige van de cilinder 11 zoveel mogelijk droog te houden en het vrije einde is daar-5 toe door een schroefdeksel 14 afgedicht. Aan het andere einde nabij de scheepshuid 2 is de cilinder 11 met behulp van lagers 26 draaibaar gelagerd op de uithouder 12 en is afgesloten door een deksel 16 waarin zich een bekende roterende afdichting 27 bevindt. Door de hol uitgevoerde uithouder 12 kunnen de elektrische of hydraulishe leidingen 24 voor de 10 vermogenstoevoer naar de motor gemakkelijk geleid worden.

De boven beschreven uitvoeringsvorm kan star volgens fig. 2a aan de scheepshuid bevestigd zijn via de uithouder/asstomp 12, of scharnierend volgens fig. 2c. In fig. 3 is echter schematisch een eenvoudige in- en uitschuifbare oplossing weergegeven. Daartoe is een voldoende lange beun 15 of koker 30 aan de scheepshuid 2 bevestigd, welke naar het inwendige van het schip gericht is en zodanige inwendige afmetingen heeft dat de cilinder 11 er ruim in past. De uithouder 12 is voorzien van een kraag 28 welke glijdend geleid is in de koker 30 en in deze heen en weer verschuifbaar is tussen de afgebeelde bedrijfsstand p en de ingetrokken 20 ruststand q. Het is van voordeel wanneer de kraag 28 rotatievast geleid is in de koker 30 waarvoor bekende middelen gebruikt kunnen worden zoals een niet afgebeelde spiebaan of waarbij de kraag 28 en de koker 30 bijvoorbeeld een vierkante doorsnede hebben. In het verlengde van de uithouder 12 is schematisch een stang 29 weergegeven, welke de zuigerstang 25 is van een hydraulische cilinder die zich bevindt nabij het afgesloten inwendige einde van de koker 30. Het behulp van genoemde hydraulische vijzel kan de gehele stabilisatieïnrichting in- en uitgeschoven worden. Dankzij het feit dat de vermogenstoevoer 24 voor de motor 23 slechts relatief dunne slangen of elektrische kabels vereist, kunnen bekende be-30 trouwbare oplossingen toegepast worden voor die vermogenstoevoer welke de in- en uitschuifbeweging op betrouwbare wijze kunnen volgen. Indien de slaglengte van de in- en uitschuifbeweging p en q en derhalve de hydraulische vijzel 29 en de koker 30 voldoende lang zijn, dan kan de roteerbare stabiliseerinrichting 10 volledig ingetrokken worden.

35 In de fig. 4, 5 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij gebruik gemaakt wordt van de roteerbare stabiliseercilinder volgens fig. 3. Zoals uit het onderstaande zal blijken zijn echter andere uitvoeringsvormen uiteraard ook mogelijk. Het aantrekkelijke van de uitvoering volgens de fig. 4, 5, en 6 is de eenvoudige en betrouwbare doorvoer door de 40 scheepshuid, waarbij in het inwendige van het schip weinig plaatsruimte 8” Λ ” ” ^ T 0 v 0 * w 12 benodigd is, in tegenstelling tot de uitvoering volgens fig. 3 in het geval van de in- en uitschuifbare uitvoering. De bedrijfsstand p van de stabiliseercilinder 11 is in de fig. met getrokken lijnen aangegeven, terwijl de langszij de scheepshuid 2 gezwenkte ruststand q gestippeld is 5 weergegeven. Volgens deze uitvoeringsvorm is de niet meeroterende uithouder 12 gemonteerd op het ene einde 40 van een geknikte voet 40, 41 waarvan het andere einde 41 afdichtend en draaibaar gelagerd door de scheepshuid 2 naar het inwendige van het schip is doorgevoerd. De knik-hoek is vast en aangepast aan het gegeven schip en de gekozen plaats 10 voor de stabiliseerinrichting. Het doorgevoerde deel 41 van de geknikte voet loopt met de nodige niet weergegeven afdichtingen en lageringen door een cilindrische pijpstomp 42 welke via een verstevigingsplaat 43 aan de buitenzijde van de scheepshuid door deze is heengevoerd. Aan de binnenzijde van de scheepshuid 2' zijn een aantal versterkingsschoren 15 44, 45, 46, 47, 49 aangebracht teneinde de krachten werkende op de stabiliseerinrichting 10 goed te kunnen opvangen. Aan de binnenzijde is aan het doorvoereinde 41 van de geknikte voet een schematisch met 50 weergegeven draaivaste verbinding aangebracht waarmee een kruk 51 aan de geknikte voet 41 is bevestigd. Verdraaiing van de kruk 51 doet de voet 40, 20 41 zwenken waardoor de stabiliseerinrichting 10 vanuit de bedrijfsstand p in de ruststand q gedraaid kan worden. De kruk 51 doorloopt daarbij de schematisch gestippeld weergegeven baan van p naar q. De afstandsbediening vindt plaats met behulp van een verstelinrichting 53 welke schematisch met een stipstreeplijn is weergegeven en bijvoorbeeld uit een hy-25 draulische vijzel kan bestaan welke scharnierend in het punt 52 met de kruk 51 verbonden is. Het andere einde van de vijzel is scharnierend in het punt 54 verbonden met een dwarsstrip 48 tussen de schoren 44 en 46. Verlenging en verkorting van de vijzel 53 brengt de stabiliseerinrichting 10 door verzwenken vanuit de bedrijfsstand p naar de ruststand q en 30 omgekeerd. In fig. 4 is met la een dek van het schip, met lb de midden-hartlijn en met lc de kielbalk weergegeven. In fig. 4 zijn schematisch de aansluitingen 24 voor de vermogenstoevoer naar de motor 23 weergegeven en het zal duidelijk zijn dat op zeer eenvoudige wijze hydraulische slangen of elektrische flexibele verbindingen aan de aansluitingen 24 te 35 verbinden zijn.

Voor eventuele reparatie en onderhoud is het mogelijk om, na demontage van de kruk 51 de stabiliseerinrichting 10 tezamen met de geknikte voet 40, 41 naar buiten toe te verwijderen, nadat met een niet-afgebeel-de flens het inwendige einde van de doorvoerpijpstomp 42 waterdicht is 40 afgesloten. Voor hetzelfde doel is het eveneens mogelijk om op niet o r ·: ~ λ --7 U O u o v, g 13 «c weergegeven wijze in de geknikte voet een flensverbinding op te nemen welke losgenomen kan worden, waardoor de doorvoer door de scheepshuid onaangeroerd blijft en de stabiliseerinrichting 10 verwijderbaar is. Er zij ter verduidelijking nog op gewezen dat fig. 4 een aanzicht-doorsnede 5 is gezien van voorschip naar achterschip.

Teneinde de liftcoëfficiënt uitgeoefend door de roteerbare stabiliseerinrichting te vergroten kan het onder omstandigheden van voordeel zijn geen cirkelcilinder zoals afgeheeld te gebruiken doch een lichaam dat in hoofdzaak enkel- of meervoudig, gelijkgericht en/of tegengesteld 10 gericht afgeknot kegelvormig is. Ook is het mogelijk een of meer concentrische schijven en/of rillen op het roterende lichaam aan te brengen terwijl het ten minste gedeeltelijk opruwen van het oppervlak eveneens tot een verhoging van de liftcoëfficiënt kan leiden.

8 3 ö Z 3 Ö 3

Claims (11)

1. Inrichting voor het aktief stabiliseren van slinger-, stamp-5 en/of rolbewegingen van een vaartuig, bestaande uit ten minste een paar lichamen, van welk paar het ene aan stuurboord en het andere aan bakboord buiten de scheepshuid in het water steekt en daarbij beweegbaar is om een hartlijn welke in hoofdzaak loodrecht op de scheepshuid ter plaatse verloopt, met het kenmerk, dat elk lichaam uit een om zijn hart-10 lijn roterend aangedreven omwentelingslichaam (11) bestaat en dat elk lichaam (11) als funktie van de beweging van het vaartuig, afwisselend linksom en rechtsom roterend aangedreven wordt, waarbij het ene van elk paar steeds tegengesteld aan het andere roteert in geval van slingersta-bilisering, steeds gelijkgericht in geval van stampstabilisering en een 15 combinatie in geval van rolstabilisering.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk roteerbaar lichaam (11) intrekbaar gemonteerd is ten opzichte van de scheepshuid (2) (fig. 2a, 2b, 3).

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk roteer-20 baar lichaam (11) vanuit de bedrijfsstand (p) scharnierend omklapbaar naar een ruststand (q) ten opzichte van de scheepshuid (2) gemonteerd is, in het bijzonder achterwaarts evenwijdig aan de waterstroom., (fig. 2c)

4. Inrichting volgens conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat 25 elk roteerbaar lichaam (11) in de bedrijfsstand (p) zoveel mogelijk horizontaal en loodrecht ten opzichte van de waterstroming gemonteerd is.

5. Inrichting volgens conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat elk roteerbaar lichaam (11) in de bedrijfsstand (p) onder een hoek α tussen circa 90° en circa 50° achterwaarts gericht is (fig. 2b).

6. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het roteer bare lichaam (11) roteerbaar gemonteerd is op het ene einde (40) van een geknikte voet, van welke het andere einde (41) afdichtend draaibaar gelagerd door de scheepshuid (2) doorgevoerd is (42), waarbij in de voet de hartlijnen van het roterende lichaam (11) en van de draaibare door-35 voer (41,42) door de scheepshuid elkaar onder een zodanige (knik-) hoek snijden of kruisen dat in bedrijf het roteerbare lichaam een stand (p) inneemt welke zoveel mogelijk horizontaal en in hoofdzaak loodrecht op de vaarrichting gericht is en in rust een door verdraaien achterwaarts gezwenkte stand (q) evenwijdig aan de richting van de waterstroming 40 langs de scheepshuid inneemt (fig. 4, 5, 6). 8ψ. n r ? λ *τ O ·_ -- j -J 15 ~

7. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de motor (23) voor de roterende aandrijving van het lichaam (11) in dat lichaam (11) is ondergebracht en bevestigd is op een niet-roterende uithouder (12), 5 en dat het roteerbare lichaam (11) roteerbaar gelagerd is ten opzichte van de uithouder (12), en dat de uithouder (12) hetzij vast, in- en uitschuifbaar of scharnierend (fig· 2a, b en c) ten opzichte van de scheepshuid is gemonteerd, hetzij aan de draaibaar gemonteerde geknikte voet (40,41) is bevestigd. 10

8. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het roteerbare lichaam (11) een cirkelcilinder is.

9. Inrichting volgens een of meer de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het lichaam (11) in hoofdzaak enkel- of meervoudig, gelijkgericht en/of tegengesteld gericht afgeknot kegelvormig is.

10. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het lichaam (11) van een of meer concentrische schijven en/of rillen is voorzien.

11. Inrichting volgens een der conclusies 8, 9 of 10, met het kenmerk, dat het lichaam (11) ten minste gedeeltelijk een opgeruwd opper-20 vlak heeft. * ****** A ·* —w Λ o* v V v V V O