30. August 2018
Autor: Torsten Bartel
Tags: Effizienz

Digital in See stechen

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Bei Schiffen, die eine hohe Manövrierfähigkeit und Positioniergenauigkeit benötigen, kommen Ruderpropeller zum Einsatz. Der Ruderpropeller kombiniert Antrieb und Steuerung des Wasserfahrzeugs in einer Baueinheit: Eine, um 360° beliebig schwenkbare, Gondel unter dem Schiff trägt den Propeller, dessen Schub somit in jede beliebige Richtung erfolgen kann.

Die Auslegung von Ruderpropellern und die enthaltenen Kegelradsätze basieren auf theoretischen Betrachtungen zu den Belastungen, die im Betrieb angenommen werden. Im Betrieb kann es jedoch zu unvorhergesehene Belastungen kommen. Um sich vor Ausfällen der Getriebekomponenten zu schützen, wird die Sicherheiten bei der Auslegung erhöht. Dies führt zu einer massiveren Ausführung der Komponenten und somit zu einem größeren Volumen der, im Wasser mitgeführten, Gondel unter dem Schiff. Da die Gondel eine Störkontur darstellt, erhöht sie den Widerstand im Wasser und führt zu einem reduzierten Wirkungsgrad des Propellers. Aus Gründen der Energieeffizienz müssen Antriebe daher möglichst schlank ausgelegt werden, um nur eine geringe Störkontur im Wasser auszubilden.

Im Rahmen des Umsetzungsprojektes soll ein erster intelligenter Kegelradsatz als Demonstrator entwickelt und gebaut werden. Mit einzubringender Sensortechnik sollen die Betriebsbedingungen der Zahnräder im Ruderpropeller aufgezeichnet und somit für eine Analyse und Auswertung zugänglich gemacht werden. Im Rahmen des Projektes soll die Sensorauswahl, die Sensorplatzierung, die Energieversorgung sowie die Ablage bzw. Versendung von Messdaten ausgearbeitet und in einem realen Kegelradsatz verbaut werden. Die Überprüfung des Demonstrators ist statisch in einem Verspannungs-Prüfstand geplant. Zukünftig sollen die Informationen aus dem Betrieb dann als Input für die anwendungsspezifische Auslegung von Kegelradsätzen in Ruderpropellern zur Verfügung stehen.

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