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Elektrischer Verstellantrieb

Elektroantrieb optimiert Verstellung der Schiffsschrauben

| Autor/ Redakteur: Gunthard Mau / Stefanie Michel

Auf einer modernen Yacht werden die Flügel der Schiffsschraube mit elektrischer Servoantriebstechnik verstellt. Dadurch kann der Dieselantrieb im optimalen Drehzahlbereich und mit höchstem Wirkungsgrad fahren.

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Auf der Antriebswelle des Dieselmotors wird über ein Spezialgetriebe der Servomotor (Mitte, oben) eingekoppelt, der den Anstellwinkel der Schraubenflügel einer Segelyacht verstellt.
Auf der Antriebswelle des Dieselmotors wird über ein Spezialgetriebe der Servomotor (Mitte, oben) eingekoppelt, der den Anstellwinkel der Schraubenflügel einer Segelyacht verstellt.
(Bild: SEW-Eurodrive / ParkyPat)

Ein Segeltörn gilt gemeinhin als Inbegriff der Romantik. Wer selbst schon einmal segelte, weiß dass er vor allem harte Arbeit bedeutet. Doch mittlerweile haben auch in der christlichen Seefahrt zahlreiche Automatisierungslösungen Einzug gehalten, die das Leben der Skipper erleichtern: Kommunikationsmittel, Navigationshilfen, moderne Antriebe. So auch bei der Lunar C115, einem 35 m langen Motorsegler von der Conrad-Schiffswerft in Gdańsk, Polen.

Diese außergewöhnlich schöne Yacht war 2013 der Star der Boat Show in Cannes und 2014 Finalist bei den Showboats Design-Awards und den World Superyacht Awards. Neben dem herausragenden Design ist sie durch ein großzügiges Platzangebot und hervorragende Verarbeitungsqualität gekennzeichnet – ihre guten Fahreigenschaften nicht zu vergessen.

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Vorteile durch Verstellen der Flügel der Schiffsschraube

Die 200 t schwere Yacht wird durch zwei Caterpillar-Dieselmotoren C18 mit je 533 kW Leistung angetrieben. Der nächste Hafen kann ruhig etwas weiter entfernt sein, denn die Treibstofftanks mit einem Fassungsvermögen von 36.000 l sorgen für große Reichweite. Mit ihren zwei Schiffsschrauben erreicht die Yacht eine Höchstgeschwindigkeit von 14 Knoten, also etwa 26 km/h. Durch das Verstellen der Schraubenflügel kann das Schiff vorwärts und rückwärts fahren, ohne dass sich die Drehrichtung der Schraube ändert. Außerdem lässt sich hiermit die Schiffsgeschwindigkeit steuern. Durch diese Konstruktion kann der Dieselmotor im optimalen Drehzahlbereich laufen, in dem er seinen höchsten Wirkungsgrad erreicht. Außerdem lässt sich die Schraube auf diese Weise auch in die Segelstellung bringen, in der sie dem Schiff beim Segeln keinen Widerstand leistet. Ein derartiges System gab zwar es bereits, jedoch mit einem hydraulischen Antrieb. Der ist nicht immer praktikabel. Daher suchten die Konstrukteure nach einem elektrischen Antrieb.

Elektrische Schraubenverstellung dank Servoantrieb

Mit SEW-Eurodrive B. V. in den Niederlanden fanden sie den geeigneten Partner, sodass beim Antrieb der Lunar C115 nun SEW-Komponenten zum Einsatz kommen. Jeweils ein Servomotor CMP63 verstellt die Rotorblätter einer der beiden Schiffsschrauben. Er wird durch den Einachs-Servoregler Movidrive MDX61B gespeist.

Eine SPS steuert auf Basis gemessener Sensordaten den Servomotor sowie die Drehzahl des Hauptmotors. Sobald die Schraubenflügel in der gewünschten Position stehen, wird die Bremse zugeschaltet, um eine Drift zu vermeiden. Mit einem Hiperface-Absolutwertgeber am Servomotor wird diese Position gemessen und über das Kommunikationsprotokoll Modbus/TCP an die SPS zurückgemeldet.

Servomotoren mit höchster Dynamik Die synchronen Servomotoren CMP.. runden das Servomotorenspektrum von SEW-Eurodrive im unteren Drehmomentenbereich ab. Dank ihres längenoptimierten Motors können Sie auch auf engstem Raum eingesetzt werden. Durch moderne Wickel- und Magnettechnik sind die Servomotoren CMP.. trotz der Leistungsoptimierung sehr massenträgheitsarm ausgeführt. Das Resultat ist ein Motorsystem mit guten Rundlaufeigenschaften, höchster Dynamik und hoher Überlastfähigkeit. Zudem sind die Motoren sehr leise bei allen Drehzahlen und ermöglichen den Direktanbau von Servo-Planeten- oder Servo-Kegelradgetrieben.

Der gesamte elektrische Antrieb hat mit nur 55 cm eine geringe Einbaulänge. Eine weitere Besonderheit an diesem Antriebssystem ist, dass es die Schubkräfte des Schiffs aufnehmen kann. Somit konnte das Staudrucklager entfallen, das gewöhnlich zur Aufnahme des Propeller-Staudrucks erforderlich ist.

SEW-Eurodrive auf der SPS IPC Drives 2017: Halle 3, Stand 420

* Gunthard Mau ist Fachredakteur und Referent Fachpresse bei der SEW-Eurodrive GmbH & Co KG in 76646 Bruchsal

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