Antriebstechnik Neue Kugellager erhöhen Energieeffizienz von Schiffsantrieben

Redakteur: Stéphane Itasse

Wenn die Celebrity Solstice Ende 2008 zu ihrer Jungfernfahrt in See sticht, ist auch Lagertechnik der Schaeffler-Gruppe Industrie an Bord. Zwei Axial- und ein Radial-Pendelrollenlager von FAG pro Antrieb sorgen dafür, das größte in Deutschland gebaute Schiff auf 45 km/h zu beschleunigen, zu steuern und auch abzubremsen, wie der Kugellager-Hersteller mitteilt.

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Die spezielle Beschichtung der Kugellager trägt wesentlich zur Effizienz des Antriebs bei, heißt es weiter. Der rund 500 Mio. Euro teure Luxusliner ist mit 315 m in etwa so lang wie drei Fußballplätze. Antrieb und Steuerung des Schiffes sind laut Angaben in einer vertikal endlos schwenkbaren Gondel außerhalb des Schiffsrumpfes kombiniert. Diese so genannten POD-Antriebe seien besonders schwingungsarm, leise und erhöhten damit den Reisekomfort.

POD-Antriebe mit erhöhtem Wirkungsgrad

Die Antriebe machten das Schiff manövrierfähiger und damit sicherer und zeichneten sich durch einen verbesserten Wirkungsgrad aus, der zu niedrigerem Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß führt. Die Leistung liege bei 20 MW pro Antriebseinheit.

Die Kugellager von FAG führen laut Hersteller in jeder der zwei Gondeln die Antriebswelle auf der Festlagerseite und nehmen dort Schubkräfte sowie Gewichtskräfte von Motor und Propeller auf. Das große Axial-Pendelrollenlager mit einem Außendurchmesser von 850 mm diene zur Aufnahme der Hauptschubkräfte und sei bei einer maximalen Drehzahl von 135 min-1 einer Schublast von bis zu 150 t ausgesetzt. Zur kurzfristigen Lastaufnahme im Extremfall sei das Kugellager sogar für eine kurze Belastung bis zu 430 t ausgelegt.

Das kleinere Gegenlager mit einem Außendurchmesser von 620 mm, das ebenfalls als Axial-Pendelrollenlager ausgeführt sei, diene der Aufnahme der Kräfte bei Schubumkehr und Manövriervorgängen. Es ist laut Angaben für Schublasten bis 20 t ausgelegt, im Extremfall kurzzeitig bis maximal 200 t.

Kugellager der Drucklagereinheit gleichen Winkelfehler der Antriebswelle aus

Das Radial-Pendelrollenlager schließlich übernehme die Aufnahme der Radialkräfte, die sich aus dem Gewicht und den dynamischen Kräften von Motor und Schiffsschraube ergeben. Die Kugellager der Drucklagereinheit von Schaeffler seien so angeordnet, dass sie sich über einen gemeinsamen Punkt ausrichten und damit Winkelfehler der Antriebswelle ausgleichen können.

Zur verbesserten Effizienz des Antriebs leisten die Kugellager einen wesentlichen Beitrag, wie der Hersteller berichtet. Um die kinematischen Verhältnisse im Lagersystem zu verbessern und die Reibung zu reduzieren, seien der Außenring des Radial-Pendelrollenlagers und die Gehäusescheiben der Axial-Pendelrollenlager mit einer Durotect Z-Beschichtung versehen. Diese von Schaeffler entwickelte Oberflächenbeschichtung senke Reibwerte und Adhäsionsneigung und erhöhe Korrosionsbeständigkeit und Widerstand gegen Passungsrost.

Stromisolierung dämpft auch Schwingungen

Zusätzlich befinde sich am äußeren Durchmesser der 7,5 t schweren Drucklagereinheit (Flanschanschluss) eine synthetische Compoundbeschichtung in einer Stärke von 14 mm, die neben der gewünschten Stromisolierung gute Dämpfungseigenschaften besitze. Die Stromisolierung verhindere, dass Kriech- oder Fallströme die Wälzlagerkontakte schädigen können. Diese Beschichtung kann bis zu 15000 V sicher isolieren, heißt es.

Die Kugellager und das Ölbad der Drucklagereinheit werden von Temperatursensoren überwacht, wie Schaeffler erläutert. Zusätzlich seien die einzelnen Kugellager mit einem Condition Monitoring-System bestückt, so dass Schäden frühzeitig erkannt und Instandhaltungsmaßnahmen längerfristig geplant werden können. Plötzliche Ausfälle und die damit verbundenen hohen Kosten sollen somit verhindert werden.

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