DE2524886C3 - Fender mit hohlem Querschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fender mit hohlem Querschnitt, mit einem aus Kautschuk oder kautschukähnlichem elastischem Material bestehenden Profil-Hauptteil aus einem Paar Seitenwände, die in Hauptwirkungsrichtung der Anlegelast divergieren, Befestigungsflanschen, die an den im größten Abstand voneinander befindlichen Enden der Seitenwände angeordnet und mit diesen einstückig ausgebildet sind, und aus einer die anderen Enden der Seitenwände miteinander verbindenden und mit diesen einstückig ausgebildeten Anlegewand mit. ebener Anlegefläche, wobei die Anlegewand eine ihre Steifigkeit in der Breitenrichtung unterbrechende Längsnut aufweist.

In den letzten Jahren ist ein rasches Ansteigen der Schiffsgröße festzustellen. Da besonders große Schiffe beim Anlegen eine gewaltige kinetische Energie freisetzen, bedarf es zur Schonung des Schiffsrumpfes und der Anlegekonstruktion eines wirksameren Fenders.

Bei einem bekannten Fender der eingangs beschriebenen Art (US-PS 38 20 495) kann es zu plötzlichen Änderungen der Reaktionskraft kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fender der bekannten Art so auszubilden, daß eine plötzliche Änderung der Reaktionskraft bei zunehmendem Kompressionshub vermieden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß beide Seitenwände je durch eine nach außen vorspringende Schulter verstärkt sind und daß die Basis der Längsnut eine zur Befestigungsfläche des Fenders weisende Einwölbung aufweist.

Durch die Verstärkung mit nach außen vorspringenden Schultern wird eine höhere Biegefestigkeit erreicht, die dazu führt, daß sich die Seitenwände im letzten Wirkungsstadium der Anlegelast, die beispielsweise

durch den Rumpf eines Schiffes erzeugt wird, einfaltend verformen. Die Einwölbung in der Basis der Längsnut verhindert ein Verkleinern des auf die Befestigungsfläche des Fenders hin gerichteten Verformungshubs des Fenders. Sie trägt also zur Vergrößerung des Kompressionshubes bei. Ferner ermöglicht die Einwölbung, daß die Basis der Längsnut mit kleinstmöglicher Wandstärke ausgeführt sein kann, so daß die Gefahr vo;. Ermüdungsbrüchen verkleinert bzw. ausgeschaltet ist.

Die Seitenkanten der Anlegewand können entweder über eine bestimmte Länge, die auf die Gesamthöhe H des Fenders zwischen Anlegefläche und Befestigungsfläche des Fenders bezogen ist und 0,25 bis 0,35 H betragen kann, rechtwinklig zur Anlegewand verlaufen oder die Verstärkung der beiden Seitenränder der Anlegewand kann vor« einer nach außen vorgezogenen Rundschulter gebildet sein.

Der Fender nach der Erfindung ist so geschaffen, daß die Biegeverformung der Anlegewand und die Durchbiegungs- und Faltungsverformungen der Seitenwände nacheinander erfolgen und daß solche an entsprechenden Teilen des Fenders sich einstellende verschiedene Verformungen ausgenutzt werden, wodurch sich eine bedeutende Verbesserung der Energieaufnahmeeigenschaften des Fenders ergibt. Durch dieses zeitliche Nacheinander der Verformungen, das sich aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Fenders einstellt, wird eine plötzliche Änderung der Reaktionskraft vermieden.

Bevorzugte Abmessungen für einen Fender gemäß der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fenders sind in den weiteren Unteransprüchen angeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausbildungsform eines Fenders nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Fender nach der Erfindung,

F i g. 3 ein Diagramm mit Kennlinien zur vergleichenden Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Reaktionskraft und der Verformung von Fendern,

F i g. 4 bis 8 Querschnitte durch verschiedene, abgewandelte Ausbildungsformen von Fendern nach der Erfindung.

In den Figuren sind mit 1 und Γ Seitenwände von jeweils großer Dicke, mit 2 und 2' Befestigungsflansche und mit 3 eine Anlegewand bezeichnet. Jeder der so Befestigungsflansche 2, 2' weist eine darin eingebettete oder daran befestigte (nicht gezeichnete) Verstärkungsplatte aus Eisen auf.

Die Anlegewand 3 besitzt eine verhältnismäßig große Dicke, die etwas kleiner als die mittlere Dicke jeder der Seitenwände I₁ Γ. Wird die Anbauhöhe des Fenders mit //angenommen, dann kann die Dicke der Anlegewand 3 vorzugsweise 0,20 bis 0,30 H betragen, während die mittlere Dicke der Seitenwände 1, Γ vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,35 //ausmachen kann.

Bei dem in F i g. 1 und 2 gezeigten Beispiel weist die Anlegewand 3 zur Unterbrechung ihrer Steifigkeit eine Längsnut 5 auf, die eine Anlegefläche 4 in zwei gleiche Flächeriteile unterteilt und entlang einer Längsmittelachse der Anlegewand 3 verläuft. Die Breite der Längsnut 5 kann vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,25 H, ihre Tiefe vorzugsweise zwischen 0,20 und 0,30 «betragen.

Eine Basis 7 der Längsnui 5 kann im Querschnitt vorzugsweise halbrund ausgeführt sein. Die Dicke der Basis 7 kann mit der Maßgabe, daß infolge wiederholter Durchbiegungen kein Ermüdungsbruch auftritt, so gering wie möglich gewählt sein, beispielsweise in der Größenordnung von 0,11 bis 0,14 H.

In dem unmittelbar unter der Längsnut 5 liegenden Bereich von deren Basis 7 kann eine der Längsnut 5 abgewandte Fläche mit einer Tiefe von ungefähr 0,10 H konkav ausgebildet sein. Diese konkave Fläche wölbt sich erst dann vor, wenn die Oberflächenverlagerung oder -verschiebung der Anlegewand 3 beendet ist, und verhindert daher eine Verkürzung bzw. Verkleinerung des auf eine Befestigungsfläche 6 gerichteten Verformungsspiels des Fenders.

Die Basis 7 der Längsnut 5 ist durch zur Befestigungsfläche 6 hin konkave Flächen an die Innenfläche der Seiten wände 1 und Γ angeschlossen.

Die Seilenwände 1, V können in Richtung auf die Befestigungsfläche 6 der Kaimauerkonstruktion so stark divergierend ausgeführt sein, daß jede von ihnen mit der Befestigungsfläche 6 einen Winkel in der Größenordnung von 75° bildet. Dieser Neigungswinkel kann vom genannten Wert um ± 5° abweichen.

Jener Teil der Innenfläche jeder Seitenwand I, Γ, der sich, von der Befestigungsfläche 6 ausgehend, bis zu einer Höhe von 0,2 bis 0,3 H erstreckt, kann mit der Befestigungsfläche 6 einer, um etwa 5° größeren Winkel bilden als der übrige Teil der Innenfläche.

Der Abstand der am weitesten voneinander entfernten Enden der divergierenden Seitenwände 1,1' kann an der Innenseite zwischen 0,9 und 1,3 H, an der Außenseite zwischen 1,5 und 2,1 H betragen. Der Abstand zwischen den Außenkanten der Befestigungsflansche 2, 2' kann in der Größenordnung von 2,0 bis 3,0 H liegen.

Beide Seitenkanten der Anlegewand 3 können so ausgebildet sein, daß sie über einer Länge von 0,25 bis 0,35 H zur Anlegefläche 4 rechtwinklig verlaufen und eine in den Figuren mit durchgezogenen Linien gezeichnete Rechteckschulter 8 bilden.

Beide Seitenkanten der Anlegewand 3 können auch vorgezogen sein und, wie in der rechten Zeichnungshälfte der F i g. 2 mit strichpunktierten Linien angegeben, eine vorgezogene Rundschulter 9 bilden. Sowohl die Rechteckschultern 8 als auch die Rundschultern 9 vermögen zur Verbindung der Anlegewand 3 mit den Seitenwänden 1, Γ die Steifigkeit jener Schulterteile zu erhöhen.

Wird die Anlegefläche 4 des Fenders, dessen Befestigungsflansche 2, 2' an der Befestigungsfläche 6 der Kaimauerkonstruktion befestigt sind, mit einer normal zu ihr gerichteten Last beaufschlagt, steigt die Reaktionskraft bis zu einem bestimmten Wert steil an, erfährt danach praktisch keine Erhöhung, während nur die Verschiebung oder Dehnung zunimmt, und steigt schließlich rasch an.

In Fig.3 ist anhand von Kennlinien das Verhältnis zwischen der Reaktionskraft und der Verschiebung oder der Durchbiegung bei Fendern erläutert, wobei eine mit durchgezogener Linie gezeichnete Kurve A für eine herkömmliche Energieaufnahme-Charakteristik gut und eine mit gestrichelten Linien gezeichnete Kurve B das genannte Verhältnis für einen Fender nach der Erfindung zeigt.

Wird der Fender nach der Erfindung mit der Anlegelast beaufschlagt, dann kommt es, gemäß der Kurve B, im Anschluß an die Oberflächenverformung

der Anlegewand 3 in Richtung auf ihre Mittelachse zuerst zu einer Biegeverformung der Seitenwände 1,1', die, nachdem sich die Längsnut 5 durch Zusammenschließen ihrer sich gegenüberliegenden Wände geschlossen hat, wie beim herkömmlichen Fender in eine Durchbiegungsverformung der Seiten wände 1, I' übergeht, welche sich dann durch Einfaltung verformen, so daß sich, wie durch die schraffierte Fläche unter der Kurve B angegeben, eine Vergrößerung des Kompressionshubes des Fenders ergibt.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Fender weist somit eine wirksame Verbesserung der Stoßaufnahmeenergie-Charakteristik bei nicht abfallender Reaktionskraft auf. Experimenteiie Vergieichsversuche haben zu dem überraschenden Ergebnis geführt, daß die Stoßaufnahmeenergie-Charakteristik etwa 20% höher als bei herkömmlichen Fendern liegt, selbst nach langer Betriebszeit.

Außerdem macht es die Erfindung möglich, die Oberflächenverschiebung der Anlegefläche 4 der Anlegewand 3, mit der die Verformung des Fenders einhergeht, in kontinuierlicher Weise herbeizuführen. Als Ergebnis davon wird eine stabile Kompressionsfähigkeit ohne Ungleichmäßigkeiten stabilisiert, und derartige Ungleichmäßigkeiten werden 50% kleiner als beim herkömmlich ausgebildeten Fender. Zudem ergibt sich über der Anlegewand 3 eine gegenüber dem herkömmlichen Fender bessere und umgekehrte Spannungsverteilung, die eine bisher beim herkömmlich ausgebildeten Fender angetroffene Schwäche des Befestigungsflansches ausschalten kann.

F i g. 4 zeigt eine abgewandelte Ausbildungsform des Fenders nach der Erfindung, bei der die Befestigungsflansche 2, 2' nach innen verlängert sind und dort Verstärkungswulste 10,10' bilden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fenders nach der Erfindung ist in F i g. 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel sind die Befestigungsflansche 2, 2' durch ein Verbindungsteil 12 zu einem einstückigen Körper miteinander verbunden. Die Dicke des Verbindungsteils 12 ist etwas geringer als die der Befestigungsflansche 2, 2'.

Sowohl in der in F i g. 4 als auch in der in F i g. 5 gezeigten Ausbildungsform vermag der Fender eine verbesserte Energieaufnahme-Charakteristik zu entwikkeln, wenn das Schiff nicht senkrecht zur Anlegewand 3 des Fenders anlegt und die Anlegelast in von der Normalen abweichenden Richtungen an der Anlegefläche angreift.

Die Verstärkungswulste 10, 10' können von der Innenfläche der Seitenwand 1 bzw. Γ um 0,2 bis 0,4 H ausragen, und ihre Höhe, bezogen auf die Befestigungsfläche 6, kann zwischen 0,2 und 0,3 H betragen.

Die Dicke des Verbindungsteiles 12 kann zwischen ίο 0,01 und 0,04 Hbetragen.

F i g. 6, 7 und 8 zeigen gegenüber F i g. 2, 4 bzw. 5 abgewandelte Ausbildungsformen des Fenders.

Bei jedem dieser Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 6,

7 und 8 ist die Gestalt des Fender-Hauptteils in seiner Gesamtheit die gleiche wie bei den Beispielen gemäß F i g. 2,4 und 5, jedoch weist bei jedem die Anlegewand 3 Verstärkungsteile 13,13 von jeweils großer Steifigkeit auf, die beispielsweise aus einer harten Kunstharzfolie, Eisenplatte od. dgl. hergestellt sind und sich parallel zur Längsnut 5 erstrecken.

Bei Verwendung der Verstärkungsteile 13 läßt sich

die Dicke der Anlegewand 3 verringern. Die aus Eisenplatten hergestellten Verstärkungsteile 13 können in den elastischen Werkstoff der Anlegewand 3 eingebettet und von diesem überdeckt sein. In diesem Falle ist die Dicke der Anlegewand 3 gerade so ausreichend gewählt, daß eine Beschädigung des Schiffsrumpfes durch die freiliegende Eisenplatte vermieden oder Korrosion der Eisenplatte verhindert wird.

Ist das Verstärkungsteil 13 aus hartem Kunstharz hergestellt, kann es auch an der Außenseite der Anlegewand 3 befestigt sein.

Bei einer Verringerung der Dicke der Anlegewand 3 von f(F ig. 2) auf f'(F ig. 6) kann sich die Anlegewand 3 um einen Betrag H- /'verstellen, der wesentlich größer ist als H- t im Beispiel gemäß F i g. 2, so daß sich eine beträchtlich erhöhte Aufnahmeenergie ergibt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Fender nach der Erfindung ein vorteilhaft verbessertes Aufnahmevermögen-für die beim Anlegen auftretende Stoßenergie aufweist, ohne daß damit eine rasche Erhöhung oder Änderung der Reaktionskraft einhergeht, und daß er mit Vorteil bei Kaianlagen u. dgl. für die modernen Schiffsriesen verwendbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Fender mit hohlem Querschnitt, mit einem aus Kautschuk oder kautschukähnlichem elastischem Material bestehenden Profil-Hauptteil aus einem Paar Seitenwände, die in Hauptwirkungsrichtung der Anlegelast divergieren, Befestigungstlanschen, die an den im größten Abstand voneinander befindlichen Enden der Seitenwände angeordnet und mit diesen einstückig ausgebildet sind, -jnd aus einer die anderen Enden der Seitenwände miteinander verbindenden und mit diesen einstückig ausgebildeten Anlegewand mit ebener Anlegefläche, wobei die Anlegewand eine ihre Steifigkeit in der BreilenrichtuDg unterbrechende Längsnut aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (1, V) je durch eine nach außen vorspringende Schulter (8, 9) verstärkt sind und daß die Basis (7) der Längsnut (5) eine zur Befestigungsfläche (6) des Fenders weisende Einwölbung aufweist.

2. Fender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringende Schulter als Rechteckschulter (8) ausgebildet ist, so daß beide Seitenkanten der Anlegewand (3) über einer Länge, die im wesentlichen gleich der mittleren Dicke der Seitenwände (1, V) ist, rechtwinklig zur Anlegefläche (4) der Anlegewand (3) verlaufen.

3. Fender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten der Anlegewand (3) über einer Länge von 0,25 bis 0,35 H rechtwinklig zur Oberseite der Anlegewand (3) verlaufen.

4. Fender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der beiden Seitenränder der Anlegewand (3) von einer nach außen vorgezogenen Rundschulter (9) gebildet ist

5. Fender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlegewand (3) eine Dicke von 0,20 bis 0,30 H hat, daß die Seitenwände (1, V) eine mittlere Dicke von 0,125 bis 0,35 H aufweiren und mit der Befestigungsfläche (6) einen Winkel von ungefähr 75° ± 5° bilden, wobei die Innenfläche jeder Seitenwand (1, V), die von der Befestigungsfläche (6) ausgehend sich über eine Höhe von 0,2 bis 0,3 H erstreckt, mit der Befestigungsfläche (6) einen um etwa 5° größeren Winkel als der übrige Teil der Innenfläche bildet, daß der Abstand der am weitesten voneinander entfernten Enden der Seitenwände (1,1') an der Innenseite ungefähr 0,9 bis 1,3 H und an der Außenseite ungefähr 1,5 bis 2,1 H beträgt und daß der Abstand zwischen den Außenkanten der Befestigungsflansche (2, 2') ungefähr 2,0 bis 3,0 H beträgt, worin H eine Anbauhöhe bezeichnet, die dem Abstand zwischen der Befestigungsfläche (6) und der Anlegefläche (4) der Anlegewand (3) entspricht.

6. Fender nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnut (5) zwischen 0,15 und 0,25 Wbreit und zwischen 0,20 und 0,30 H tief ist, daß ihre Basis (7) eine Dicke von 0,11 bis 0,14 H aufweist und daß die zur Befestigungsfläche (6) weisende Einwölbung eine Tiefe von ungefähr 0,10 H aufweist und durch zur Befestigungsfläche (6) weisende konkave Flächen mit der Innenfläche der Seitenwände (1, V) verbunden ist.

7. Fender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflansehe (2, 2') durch Verstärkungswülste (10, 10') nach innen verlängert sind.

8. Fender nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Verstärkungswülste (10, 10') von der Innenfläche der Seitenwände (1, V) um 0,2 bis 0,4 H vorspringen und eine Höhe von 0,2 bis 0,3 H aufweisen.

9. Fender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflansche (2, 2') durch ein Verbindungsteil (12) zu einem einteiligen Körper verbunden sind, wobei die Dicke des Verbindungsteils (12) etwas kleiner ist als die der Befestigungsflansche (2,2').

10. Fender nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Verbindungsteils (12) 0,01 bis 0,04 Hbeträgt.

11. Fender nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlegewand (3) zusätzlich durch parallel zur Längsmitielachse der Anlegewand (3) verlaufende Verstärkungsteile (13) verstärkt ist.

12. Fender nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsteile (13) von Eisenplatten gebildet sind, welche in die Anlegewand (3) eingebettet sind.

13. Fender nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsteile (13) aus einem harten Kunstharz bestehen und an der Oberseite der Anlegewand (3) angebracht sind.