Case Study Voith Schneider Propeller Bugsier 16 im Eiseinsatz

Case Study
Voith Schneider Propeller
Bugsier 16 im Eiseinsatz
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Höchste Manövrierfähigkeit
und robuste Technik
Harte Winter sind immer mit Vereisungen der Häfen verbunden. Unter solchen extremen Bedingungen haben sich
Voith Schneider Propeller angetriebenen Schleppschiffe
als wirkungsvolle Eisbrecher bewiesen.
Bei Fahrten im Eis ist gutes Manövrierverhalten von großer
Bedeutung. Das Verhalten des Voith Schneider Propellers
(VSP) im Eis hat das renommierte Eislabor von Aker Arctic
Helsinki und Voith im eigenen Umlauftank gestestet. Studienergebnisse belegen die Vorteile des Antriebskonzepts: Exzellente Manövrierfähigkeit, robuste unempfindliche Technik und
stufenlos regulierbarer Propellerschub bzw. Propellerstrahl.
Im Labor von Aker Arctic sind im Tankboden Glasscheiben angebracht. So sind die Propeller während ihres Einsatzes im Eis
von unten zu betrachten. Der Einfluss folgender Parameter
wurde untersucht: Position der VSP, Propellerdrehrichtung, Eisdicke, gebrochene und geschlossenen Eisdecke sowie Form
des Schiffsrumpfs.
Die Testergebnisse brachten ein wesentlich besseres Verständnis der Physik von Voith Schneider Antrieben im Eis. Aufgrund der besonderen physikalischen Effekte und der Interaktion zwischen den Flügeln des VSP und den Eisschollen
werden die VSP Flügel von Eisschollen anders getroffen, als
die Flügel von Schraubenpropellern. Dadurch reduziert sich
das Schadensrisiko erheblich.
Formgeschmiedete Flügel aus Edelstahl mit martensitischer
Struktur stehen für hohe Dehnbarkeit und lange Lebensdauer.
Alle Teile der Kinematik zur Steuerung der Flügel sind aus geschmiedetem Stahl und nach der Finite-Elemente-Methode
(FEM) optimiert. Die geringe Drehzahl der VSPs und dessen
strukturbedingtes hohes Trägheitsmoment wirken sich beim
Aufprall von Eisschollen positiv aus. Die hydraulische Voith
Turbokupplung ermöglicht eine mechanische Trennung von
Antriebswelle und Kurbelwelle und bietet damit zusätzlichen
Schutz für Motor und Getriebe.
Tests mit maßstabsgetreuen Eisblöcken
Bei den Modelltests von Voith im Umlauftank trafen maßstabsgetreue Eisblöcke auf die Propellerflügel bei drehendem Propeller.
Während der Tests variierten die Drehzahl des VSP sowie die
Größe und Anzahl der Eisblöcke. Alle Tests belegen die Vorteile
des VSP im Eis. Dieser Antrieb verleiht Schiffen aufgrund der
stufenlosen und sehr präzisen Schubverstellung höchste Manövrierfähigkeit. Der Abstrom des Propellers wird exakt variiert, so
dass Eisschollen genau in die gewünschte Richtung verschoben
und eine Fahrrinne geräumt werden kann.
Die Testergebnisse decken sich mit den praktischen Erfahrungen
von Svitzer in Göteborg, URAG in Bremerhaven und Bugsier in
Rostock.
1Die stufenlose Schubverschiebung lässt
die Eisschollen sehr präzise in die
gewünschte Richtung verschieben und
die Fahrrinne räumen.
2Im Labor sind beste Ansichten des
Propellers von unten möglich.
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3Kapitän Siegfried Kempe beim Eisbrecher­
einsatz mit der Bugsier 16 im Rostocker
Fischereihafen.
Die physikalischen Ergebnisse:
Interview mit Siegfried Kempe, Kapitän der Bugsier 16
1. Der Aufprallpunkt der Eisschollen am
Propellerflügel liegt in der Regel im
oberen Teil des Flügels in der Nähe
der Lagerung. Dies resultiert in einem
geringen Biegemoment. Die Größe des
Biegemoments bestimmt die Lebens­
dauer der Propellerflügel maßgeblich.
Kapitän Kempe, seit wie viel Jahren
fahren Sie einen Schlepper mit Voith
Schneider Propellern?
Kapitän Kempe: Ich bin seit 1994 Kapitän
der Bugsier 16 und habe mit diesem Schiff
nur positive Erfahrungen gesammelt.
2. Der Aufprall auf die Eisschollen
erfolgt an der Vorderkante der Flügel.
Bei dieser Belastung ist das Wider­
standsmoment des Flügelprofils am
größten, wodurch das Risiko von
Schäden minimiert wird.
3. Die Eisschollen werden zur Seite
gedrückt und verfangen sich nicht im
VSP. Dies bedeutet, dass die Eis­
schollen nach dem ersten Auftreffen
auf den Antrieb sofort weggeschleudert werden.
4. Aufgrund Punkt 3 ist es bei Ver­wen­
dung von zwei nahe beieinander
befindlichen VSP sinnvoll, VSPs mit
Drehrichtung nach außen zu wählen.
Das ist bei Voith Wassertreckern
immer der Fall. Der generelle Vorteil
des Treckerkonzeptes liegt in den tief
platzierten Propellern. Dadurch ge­langt
weniger Eis zu den Propellern.
Wie sind sie mit den Antrieben zufrieden?
Immer wenn es um komplizierte Bugsieraufgaben geht, sind wir mit unserem
Schlepper gefragt. Insbesondere schwie­
rige Manövrieraufgaben, wo höchste
Präzision gefragt ist, erledigen wir mit
der Bugsier 16 hier in der Ostsee. Auf
die VSPs konnte ich mich bisher immer
100%ig verlassen.
Welche Erfahrungen haben Sie mit
den VSPs im Eis gesammelt?
Ich habe zahlreiche Schleppaufgaben
im Eis erledigt. Oft brechen wir hier im
Rostocker Hafen die Fahrrinne frei. Aber
wir haben auch schon mit dem Schiff in
schwedischen Eisgewässern erfolgreich
gearbeitet. Ein manövrierunfähiges Schiff
lag in Göteborg fest und war vom Eis
eingeschlossen. Wir wurden dort zum
Einsatz gerufen und haben das Schiff
sehr schnell frei gebrochen und geborgen. Für die schwedischen Kollegen war
es erstaunlich, dass ein kleiner Schlepper so leistungsfähig im Eis sein kann.
Wie unterscheidet sich ein Voith Wassertrecker von anderen Schleppschiffen?
Die Voith Schneider Propeller haben
keine Probleme mit Eisbrocken, wie z. B.
Düsenpropeller. Bei denen setzen sich
die Düsen schnell zu. Beim VSP wird
dagegen dass Eis problemlos weggeschleudert.
Solche Erfahrungen müssten Sie doch
auch mit Treibholz gemacht haben?
Auch Treibholz wird einem VSP nicht gefährlich, sondern von diesem einfach zerkleinert. Es gibt noch einen weiteren Vorteil: das akkurate Steuern mit den VSPs.
Ich kann das Schiff sehr genau positionieren. Der Propellerstrahl kann so gelenkt
werden, dass schnell und akkurat das Eis
weggespült wird. Außerdem hat der
Schiffsnachlauf beim Voith Schlepper eine
interessante Eigenschaft, die Fahrrinne
wird viel breiter freigespült. Das kommt
den nachfolgenden Schiffen zu gute.
Voith setzt Maßstäbe in den Märkten
Energie, Öl & Gas, Papier, Rohstoffe
und Transport & Automotive. Gegründet am 1. Januar 1867 ist Voith heute
mit 40 000 Mitarbeitern, 5,2 Mrd. Euro
Umsatz und Stand­orten in rund
50 Ländern der Welt eines der großen
Familien­unternehmen Europas.
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Voith Turbo GmbH & Co. KG
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PR0008 | de | Auflage 1000 | ecomBETZ PR | 2011-09 | Maße und Darstellungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten.
Voith Turbo, der Spezialist für hydro­
dynamische Antriebs-, Kupplungsund Bremssysteme für den Einsatz
auf der Straße, der Schiene, in der
Industrie und für Schiffsantriebe, ist
ein Konzernbereich der Voith GmbH.