Titel: Ueber den gyroskopischen Effekt von Schwungrädern an Bord von Schiffen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319/Miszelle 1 (S. 429–430)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/mi319mi27_1

Ueber den gyroskopischen Effekt von Schwungrädern an Bord von Schiffen.

In einem Vortrage vor der Institution of Naval Architects vom 24. März 1904 unterzieht Otto Schlick den gyroskopischen Effekt von Schwungmassen an Bord eines Schiffes einer näheren Untersuchung und gründet darauf ein Verfahren zur Vermeidung des sogenannten Rollens, indem er nachweist, dass sich durch Verwendung von rotierenden Schwungmassen einerseits die Periode der transversalen Oscillationen bedeutend vergrössern lässt, während man andererseits ihre Amplitude beträchtlich zu verkleinern imstande ist, und zwar mehr, als dies mit den bisher üblichen Mitteln, Vergrösserung des Trägheitsmomentes und Verminderung der metazentrischen Höhe möglich ist.

Textabbildung Bd. 319, S. 429

Nachdem Verfasser zunächst in elementarer Weise die gyroskopische Wirkung eines um seine Achse rotierenden Schwungrades erörtert und mit ihrer Hilfe einige Erscheinungen anRaddampfern, die dem gyroskopischen Effekt der Schaufelräder zuzuschreiben sind, erklärt hat, zeigt er an der Hand eines in Fig. 1 wiedergegebenen Modells, in welcher Weise bei bestimmter Anordnung die gyroskopische Wirkung eines Schwungrades dazu benutzt werden kann die Rollbewegungen eines Schiffes zu vermindern und zu dämpfen. Die Figur zeigt ein Pendel, welches um eine Achse n frei schwingen kann; oberhalb des Drehpunktes hängt in einer Gabel B der um eine wagerechte Achse pp drehbare Ring R.

Textabbildung Bd. 319, S. 429
Textabbildung Bd. 319, S. 429

Derselbe ist unten durch ein Gewicht beschwert, so dass sein Schwerpunkt unter seiner Drehachse zu liegen kommt. In dem Ringe R kann sich das Schwungrad FF um eine senkrechte Achse aa drehen. Die Periode dieses Pendels, wenn dasselbe mit ruhendem Schwungrad in Schwingungen |430| versetzt wird, ist nun bedeutend kleiner als diejenige, welche sich ergibt, wenn das Schwungrad in schnelle Umdrehungen versetzt wird. Ausserdem schwingt in letzterem Falle der Ring mit dem sich drehenden Schwungrad mit einem Phasenunterschied von 90° gegen die Pendelschwingungen; die Amplitude der letzteren wird indessen hierdurch nicht beeinflusst. Zieht man nun die Schrauben pp etwas fest an, so dass der Ring R mit Reibung in seinen Lagern schwingt, so werden die Schwingungen des Pendels gedämpft und zwar um so schneller, je grösser diese Reibung ist.

Fig. 2 und 3 zeigen nun, in welcher Weise diese Erscheinung auf ein Schiff angewendet werden kann, um das Rollen zu verhindern. W ist ein um eine senkrechte Achse drehbares Schwungrad, das in dem um PP drehbaren Rahmen FF gelagert ist; dasselbe wird durch einen Elektromotor in schnelle Umdrehungen versetzt. Die Dämpfung der Bewegungen des Rahmens wird hydraulisch durch den Bremszylinder C (Fig. 3) bewerkstelligt Der Schwerpunkt des Rahmens F liegt unterhalb der Drehachse PP. Zur Vermeidung zu grosser Elongationen des Rahmens ist eine besondere Bremsvorrichtung vorgesehen.

Es fragt sich nun, welche Abmessungen ein derartiger Apparat annimmt, wenn derselbe geeignet sein soll, die rollenden Bewegungen eines grossen Schiffes wirksam zu beeinflussen. Mit der theoretischen Untersuchung dieser Frage haben sich die Professoren Sommerfeld, Lorenz und Föppl beschäftigt. Die Berechnungen des letzteren werden angeführt und ergaben, dass selbst bei grossen Schiffen ein bedeutender Effekt erreicht werden kann. Die Ergebnisse dieser Berechnung sind in untenstehender Tabelle gegeben, sie beziehen sich auf ein Schiff von 6000 Meter-Tonnen und einer metazentrischen Höhe von 0,5 m, welches mit einem Schwungrad von 4 m Durchmesser und 10 t Gewicht ausgestattet ist, das mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 200 m in der Sekunde rotiert. Das Gesamtgewicht des schwingenden Systems (Schwungrad, Motor und Rahmen) ist dabei zu 20 t angenommen, r bedeutet den Abstand des Schwerpunktes des schwingenden Systems von seiner Drehachse.

Textabbildung Bd. 319, S. 430

Ist

J das Trägheitsmoment des Schwungrades inbezug auf seine Achse,

ω seine Winkelgeschwindigkeit,

θ das Trägheitsmoment des Schiffes inbezug auf seine Längsachse,

u0 die Winkelgeschwindigkeit mit welcher das Schiff ohne Schwungrad seine mittlere (aufrechte) Lage erreicht,

so muss zur Erzielung einer kräftigen Wirkung:

sein; in den meisten Fällen wird man indessen damit auskommen, dass

ist.

Es ist nun klar, dass J immer sehr klein im Verhältnis zu θ sein wird: dafür kann aber ω bedeutend grösser als u0 gemacht werden und so werden sich die oben angegebenen Grenzen in den meisten Fällen erreichen lassen.

Verfasser sieht allerdings manche unerwartete Schwierigkeiten bei der Uebersetzung dieser Methode in die Praxis voraus, hofft indessen, dass dieselben bei dem gegenwärtigen Stand der Maschinenbaukunde überwunden werden können. Immerhin dürfte der Aufenthalt in der Nähe einer mit bis 90° Amplitude pendelnden Masse von 20 t Gewicht, wovon die Hälfte mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 200 m in der Sekunde rotiert, nicht gerade zu den Annehmlichkeiten des Lebens zählen und wehe dem Schiffe, auf dem in kritischen Fällen einmal die Bremsvorrichtung versagen sollte; es dürfte weit sicherer auf den Grund befördert werden, als wenn es ohne diese Vorrichtung mit dem stärksten Seegang zu kämpfen hätte. Immerhin ist das Problem an sich interessant genug, um die Aufmerksamkeit der Fachleute auf sich zu lenken.

Dr. K.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: