Antriebswelle / Antriebsschraube / Propeller

[Robert67]

Fragenvariante 1:
Die Drehzahl wird auf ein Antriebspropeller mit feststehenden Propellern ( 4, 6 oder ? Propellerflügel ?) übertragen. Gehen wir von 6 feststehenden Propellern aus, Durchmesser der Schraube um 8 Meter.

Maschinenstart und langsam die Maschine auf Drehzahl hochfahren.
Befindet sich zwischen der Dieselmaschine und der Welle ein „Getriebe“, eine „Kupplung“?

Nein, starre Verbindung

Wenn ja,
a) warum? Sinn und Zweck?
b) Wie hoch ist die Startdrehzahl (mir ist klar, sie beginnt bei NULL)?
c) Zu b) Unterstelle ich, sie liegt bei 15 Umdrehungen / Minute, dann muss doch ein sehr, sehr hohes Startdrehmoment aufgebracht werden. Reicht dazu nur Pressluft?

Ja, geht nur mit Pressluft bei den grossen Hubräumen

d) Zu b) 10 oder selbst 15 Umdrehungen / pro Minute ergeben Vorschubskraft. Wann wird die Hauptmaschine gestartet? Wenn das Schiff noch am Kai festgemacht ist? (Ich würde das für sehr Abenteuerlich halten) Erst bei den Schleppermanöver mit Fahrt voraus?
e) Unterstellen wir, bei einem bestimmten Manöver muss mit der Schraube die Fahrt voraus, auf Fahrt zurück realisiert werden (Beispielsweise um die noch vorliegende leichte Vorwärtsfahrt abzubremsen / zu stoppen. Wird es zwingend notwendig, die Hauptmaschine zu stoppen und unter dem Modus Rückwärts, wieder anzuwerfen?

ja

f) Zu e) wie lange dauert es, bis sich die Hauptmaschine auf die neue Umkehrrichtung manöverrelevant eingestellt hat?

Je nach Maschine auch Minuten

Fragenvariante 2:
Ausgangsbasis wie unter 1: beschrieben, nur jetzt hat das Schiff keine feststehenden Propeller, sondern „Controllable Pitch Propeller“ oder Verstellpropeller, d.h. die Propellerblätter (4 Stück) sind drehbar an der Nabe befestigt.

Mit der Technik kann stufenlos die Propellersteigung verstellt werden (Fahrt vorwärts auf Fahrt rückwärts). Sicherlich bei der Schiffsgröße und der Maschinenleistung hydraulisch!
Ich kenne diese Antriebstechnik bei „kleineren“ Schiffen, beispielsweise Feeder, Passagierschiffe … Fähren!

Meist bei Schiffen, welche viele Manöver fahren.

a) Kommt diese Antriebtechnik auch bei großen Schiffen zum Einsatz? (Erinnern wir uns, es gibt ja heute nicht gerade kleine Passagierschiffe)

Nein, soweit mir bekannt.
Evtl. bei Flugzeugträgern

b) Wenn nein, was spricht gegen diese Antriebsvariante? Hat sie doch manövertechnisch viele Vorteile!

Der Wirkungsgrad beim Festpropeller ist besser.
Die grossen machen mehr Strecke, als Hafenmanöver > Verbrauch

c) Wird diese Antriebstechnik (also Verstellpropeller) eventuell (oder gerade deshalb) durch leistungsstarke Bugstrahler, einschließlich Heckstrahler kompensiert?

Eher nein, da nur Querstrahl

d) Müssten Bug- und Heckstrahler, der höheren Effizienz wegen, nicht statisch (90 Grad zur Schiffslängsachse), sondern um 360 Grad drehbar ausgelegt sein? (Quasi wie bei den Bugsierern). Nachteil: Sie brauchen noch tieferes Wasser in Häfen, Schleusen und Flüssen.

Wäre besser aber viel zu aufwendig.
Auch bautechnisch.

Abschließende Frage: Unterstelle ich, auch ein großes Containerschiff besitzt nicht nur Bug-, sondern auch Heckstrahler, entfallen mit der Technik sämtliche Schlepperaktivitäten bei den Anlege-, den Ablegemanövern? Einschließlich Drehmanöver in der Hafenmitte (also Schiffsausrichtung Seewärts)?

Kommt auf den Hafen an.
In den meisten Häfen wird Schlepper vorgeschrieben.

Robert

[Globus]

Fragenvariante 1:
Die Drehzahl wird auf ein Antriebspropeller mit feststehenden Propellern ( 4, 6 oder ? Propellerflügel ?) übertragen. Gehen wir von 6 feststehenden Propellern aus, Durchmesser der Schraube um 8 Meter.


Von 6 fest stehenden "Flunken"! Wichtig ist nicht der Durchmesser, sondern die Steigung.


Maschinenstart und langsam die Maschine auf Drehzahl hochfahren.
Befindet sich zwischen der Dieselmaschine und der Welle ein „Getriebe“, eine „Kupplung“?


Manchmal, meistens nicht. Die meinst doch eine auszukuppelnde!



Wenn ja,
a) warum? Sinn und Zweck?



Nur bei Doppelmotoren sinnvoll.




b) Wie hoch ist die Startdrehzahl (mir ist klar, sie beginnt bei NULL)?



50/60 U/min. (meistens). Niemals weniger.



c) Zu b) Unterstelle ich, sie liegt bei 15 Umdrehungen / Minute, dann muss doch ein sehr, sehr hohes Startdrehmoment aufgebracht werden. Reicht dazu nur Pressluft?

30 bar Druckluft auf Zylinderbohrungen von bis über 1000 mm. Rechne mal aus!



d) Zu b) 10 oder selbst 15 Umdrehungen / pro Minute ergeben Vorschubskraft. Wann wird die Hauptmaschine gestartet? Wenn das Schiff noch am Kai festgemacht ist? (Ich würde das für sehr Abenteuerlich halten) Erst bei den Schleppermanöver mit Fahrt voraus?



Unter 50 geht nichts!!!



e) Unterstellen wir, bei einem bestimmten Manöver muss mit der Schraube die Fahrt voraus, auf Fahrt zurück realisiert werden (Beispielsweise um die noch vorliegende leichte Vorwärtsfahrt abzubremsen / zu stoppen. Wird es zwingend notwendig, die Hauptmaschine zu stoppen und unter dem Modus Rückwärts, wieder anzuwerfen?


Ja.



f) Zu e) wie lange dauert es, bis sich die Hauptmaschine auf die neue Umkehrrichtung manöverrelevant eingestellt hat?



Von Langsam Voraus auf Langsam Zurück :30 sec.





a) Kommt diese Antriebtechnik auch bei großen Schiffen zum Einsatz? (Erinnern wir uns, es gibt ja heute nicht gerade kleine Passagierschiffe)



Manchmal.

b) Wenn nein, was spricht gegen diese Antriebsvariante? Hat sie doch manövertechnisch viele Vorteile!


Wenig Häfen, wenig Manöver = Festpropeller.
Viele Häfen, viele Manöver = Verstellpropeller.



c) Wird diese Antriebstechnik (also Verstellpropeller) eventuell (oder gerade deshalb) durch leistungsstarke Bugstrahler, einschließlich Heckstrahler kompensiert?


Mit Bugstrahlern kann man nicht vor/zurückfahren.



d) Müssten Bug- und Heckstrahler, der höheren Effizienz wegen, nicht statisch (90 Grad zur Schiffslängsachse), sondern um 360 Grad drehbar ausgelegt sein? (Quasi wie bei den Bugsierern). Nachteil: Sie brauchen noch tieferes Wasser in Häfen, Schleusen und Flüssen.


Das Bugstrahl ist eine Steuerungshilfe, kein Antrieb.



Abschließende Frage: Unterstelle ich, auch ein großes Containerschiff besitzt nicht nur Bug-, sondern auch Heckstrahler, entfallen mit der Technik sämtliche Schlepperaktivitäten bei den Anlege-, den Ablegemanövern? Einschließlich Drehmanöver in der Hafenmitte (also Schiffsausrichtung Seewärts)?


Kommt ganz auf die Hafenordnung an.


Du hast den Kombiantrieb vergessen.


Gruß Globus

[Seaman]

Moin Kallle, ich will mich mal an deiner letzten Frage versuchen

Zitat:
"Lasst mich bitte nachfragen:
Von langsam voraus, auf langsam zurück (immerhin von 50 Umdrehungen / Minute vorwärts, auf 50 Umdrehungen / Minute zurück, realisiert sich das nur über den Schritt => Motor aus!
Ich lernte, der Schritt sei in ca. 30 Sekunden, bis mehrere Minuten, erledigt.

Kann so ein Maschinensteuerungsvorgang auch und nur über die Brücke gefahren werden?
(Ich meine nicht per Befehle an die Maschine, sondern mittels entsprechender Schalt- und Steuerungselektronik, installiert auf der Brücke)!"

Also, ich hatte das Glück in den letzten Jahren eine gute Ausbildung zu genießen und kann folgende Information zu deiner Frage beitragen:

Generel ist es auf allen Schiffen ab einem Baujahr um und bei 1980 so (nach meiner Erfahrung), dass man die Hauptmaschine zu 100% von der Brücke aus umsteuern kann. Alle Schiffe verfügen über einen entsprechenden Maschinentelegraph (übermittelt je nach Lage, elektrische Signale an die Hauptmaschine), der auf der Hauptkonsole installiert ist. Solange alles funktioniert kann man von der Brücke aus die Maschine fahren. Sonst kann man die Maschine auch vom Maschinenkontrollraum oder an der Maschine direkt umsteuern (letzteres mach man eigentlich nur im Notfall, wenn die Technik streikt). Der Maschinentelegraph (im Kontrollraum) bzw. das Regelgestänge (direkt am Motor) muss einfach nur betätigt werden. soviel zur Steuerung der Maschine von der Brücke aus.
Zu deiner Frage über die Dauer der Umsterung. Natürlich ist es nicht zu empfehlen sofort von langsam Voraus auf langsam Zurück zu legen. Da freut sich der Chief Ing. nicht so sehr. Man legt den "Hebel" einfach auf Stopp, wartet bis die Drehzahl auf 0 RPM geht und legt den Hebel auf langsam Zurück. Die Umsteuerung dauert in der Regel nicht länger als 2-3 min (abhangig von Größe und Geschwindigkeit der Maschine). Wenn die Maschine gestoppt ist und man sie rückwärts anlässt vergeht meist weniger als 1-2 min. Bei Maschinen mit Nockenwelle dauert es, mechanisch bedingt, ein wenig länger (z.B. MAN B&W 12K98 MC) als bei den neuen Common Rail Motoren (z.B. MAN B&W 12K98 ME).
Ich hoffe, deine Frage im Ansatz beantwortet zu haben. Falls weiter Fragen sind - jederzeit.

Gruß Marcel

[Globus]

In meiner aktiven Fahrenszeit (Ende 1960ziger – Anfang 1970ziger Jahre) gab es auf „meinen“ Dampfern nur Controllable Pitch Propeller (verstellbare Propeller). Der Capt’n konnte sein Schiff, die Geschwindigkeit / vor und zurück, folglich von der Brücke aus führen.



Das ist heute ganz normal. Auch ohne Verstellpropeller.



Eben zu der Zeit und durch eine Reederei angeregt, kam der Vorschlag, die Maschine nahezu nur und ausschließlich von der Brücke zu bedienen.



Das wurde nicht von EINER Reederei angeregt, sondern durch Werften Reeder, GL usw. Also, es war eine Gemeinschaftsideee, es war das "Schiff der Zukunft".
Und mit Erscheinen des ersten Schiffes der Zukunft hörte die Freude an der Seefahrt auf.



Mit anderen Worten, so wie jeder ein Auto als Fahrer fährt, so steuert der Fahrer und er bestimmt die Geschwindigkeit, schnell / langsam, vor / zurück.
Ziel: Reduzierung des Maschinenpersonals!
Nur -- die Wartungsarbeiten, Reparaturen, Reinigungsarbeiten wurden nicht von der Automatik übernommen, sondern blieben bei der Besatzung.




Auf einem meiner Dampfer leistete sich die Reederei den „Luxus“, den Leitenden mit C5-Patent entsprechend zu bezahlen.
C5 für: 3200 PS MaK-Maschine, 2600 BRT-Schiff, Bj. 1964!



Bezahlt wurde ich schon 1960 nach dem geltenden Heuertarif. Die Bezahlung unterschied sich nach den Fahrtgebieten: Kleine oder Große Fahrt.
Das Patent war nur wichtig, wenn es um die PS-Zahl ging. C6 unbegrenzt in der Leistung. C5 für kleine und C4, C3 noch kleinere Leistung und entsprechend natürlich das Fahrtgebiet und Bezahlung.



Lasst mich bitte nachfragen:
Von langsam voraus, auf langsam zurück (immerhin von 50 Umdrehungen / Minute vorwärts, auf 50 Umdrehungen / Minute zurück, realisiert sich das nur über den Schritt => Motor aus!
Ich lernte, der Schritt sei in ca. 30 Sekunden, bis mehrere Minuten, erledigt.



Was meinst Du damit? Die Zeit von Nulldrehzahl bis Anlassvorgang ist von der Automatik vorgegeben. Nulldrehzahl von 50 Umdrehungen ist in sehr kurzer Zeit erreicht.




Kann so ein Maschinensteuerungsvorgang auch und nur über die Brücke gefahren werden?



Natürlich auch und heute ist das hauptsächlich. Andere Möglichkeiten : MKR (Maschinenkontrollraum) und vom Motor selbst. Über Telegrafen.
Sobald das Schiff im Hafen liegt oder ankert, wird auf MKR umgeschaltet. Damit von der Brücke keine Befehle aus Versehen gegeben werden können.



Gruß Globus.

[Peter Hartung]

Guten Abend!

@ all:

Für die Beiträge in diesem Thread von mir:





mfg Peter Hartung

[AnkerM]

Moin Kalle,

eine kleine Anmerkung noch zu der von Dir aufgeworfenen Frage bezüglich 360°-Strahlern. Die gibt es bei sehr speziellen Schiffen tatsächlich, ich habe in der Praxis die Modelle des NL-Herstellers "Veth-Jet" und des bekannten Herstellers "Schottel"(-Pump-Jet) erlebt. Diese finden hauptsächlich Verwendung bei Spezialschiffen (AHT, Kabelleger, usw.) oder bei kleinen KüMos, die viel in sehr engen Revieren unterwegs sind (z.B. die sog. "Seeschlangen" auf dem Rhein, oder auch etliche Schiffe in den extrem engen Schleusen des Saimaa- oder Vänernsees, usw.).

Das Arbeiten damit ist ganz hervorragend, bei entsprechend vorausschauend angelegten Manövern hat man den Dampfer damit wirklich sehr gut im Griff!

[heavyfuel]

Moin,

vielleicht noch als Ergänzung etwas Literatur, in der einige deiner Fragen angesprochen werden. Project Guide K98MC Hier sind alle für die Auslegung einer Maschinenanlage wichtigen Themen angesprochen und erläutert.

Insbesondere die Sektion 2 über Propellerauslegung dürfte interessant sein. Dort ist im Fließtext die Mindestgeschwindigkeit von 25% erwähnt, also auch ungefähr 25 1/min. Dies ist nicht die Zünddrehzahl, sodern die Mindestdrehzahl mit der der Motor betrieben werden kann.

Das Anlaßluftsystem ist in Kapitel 13 kurz beschrieben.

Interessant wird es dann in Kapitel 16, wo ein Pneumatic-Diagram für die Steuerung sowie das Sequence Diagram für die Umsteuerung beschrieben sind.

Viel Spaß

Gruß

heavyfuel

[ArneKiel]

Guten Abend!

@ all:

Für die Beiträge in diesem Thread von mir:





mfg Peter Hartung

Moin,

da schliesse ich mich gerne an.

Besonders schön, dass von der sonst häufig auftretenden Besserwisserei, dem Niedermachen von anderen Meinungen und sonstigen verbalen Ausfällen nichts zu spüren bzw. zu lesen ist.

Weiter so!

[katla3]

Hier mal ein paar "Erinnerungen" an meine zeit als E-Assi und Alleinelektriker 1978 - 1983.
Hauptmaschine 6-Zylinder MAK 4-Takter, Langsamläufer. (PS und Schraubengröße weiß ich nicht, kein Verstellpropeller)
Maschine wurde direkt von der Brücke gesteuert. Anlassen mit Druckluft, niedrigste Drehzahl 5 U/min, max. Drehzahl 120 U/min. Umsteuermanöver auf Rückwärts über Stopp. Rückwärts anlassen mit Druckluft. Gesamtzeit zum Umsteuern (Motor muß stehen, Umsteuern, Anlassen) deutlich unter 1 Minute. Maschine wird ja selten von höherer Drehzahl gestoppt. Meißt von ganz langsam voraus auf ganz langsam zurück.
Bugstrahler gab es nicht. Schlepperpflicht. 16 h Wachfreier Betrieb in der Maschine, Alarme wurden liefen auf der Brücke auf, und zusätzlich Ltd. Ing. bzw. 2. Ing.
Nicht viel anders verhielt es sich bei meiner nächsten Reederei: Containerschiff, 6 Zylinder MAN 2-Takter, kein Verstellpropeller, 5 Flügel, ca. 6m Durchmesser, Motor direkt gekoppelt. Max. Drehzahl 160 U/min. Anlassen und Umsteuern über Druckluft. Kritische Drehzahl zwischen 65 und 80 U/min. Hier stoppte die Elektronik und zog die Drehzahl sehr schnell über den kritischen Punkt.
Auch hier die Umsteuerzeiten unter einer Minute.
Auch hier kein Bugstrahler.
Auch hier 16 h wachfreier Betrieb, wobei sich zwei Assis die Nachtwache teilten. Zusätzlich hatte ein Ingenieur Bereitschaft.
Bei Manöver bzw. Revierfahrt volle Besetzung im Maschinenraum incl. Elektriker.

Das alles sind Erinnerungen und erheben keine Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit. Es sind nur Erinnerungen eines "Blitzes" bzw. "Mini-Blitz".
Bei beiden Motortypen erfolgte die Veränderung der Drehzahl durch langsames Bewegen des Maschinentelegraphes von der Brücke aus. Auch das Umsteuern der Maschine erfolgte von der Brücke. Wobei die Elektronik Wartezeiten und Sollwerte vorgab wie z.B. Maschine muß stehen bevor Anlassen in andere Richtung, usw.
Etwas anderes habe ich in meinem jetzigen Beruf (kein Elektriker mehr) kennen gelernt auf einem russischem Eisbrecher.
3 (?) Propeller elektrisch angetrieben. 6 Dieselmotoren stehen zur Verfügung zur Stromerzeugung. Je nach Leistungsbedarf werden die Motoren von der Brücke aus zugeschaltet. Bei normaler Fahrt, 10-12 Kn reicht ein Motor, bei schnellerer Fahrt zwei Motore. Im Eis (bis <2m) bis zu sechs Motoren. Alles Umsteuern erfolgt auch hier von der Brücke. Maschine ist bestzt mit 5 Personen.
Ein Ing. erklärte mir, elektrische Motore lassen sich schneller regeln. Weiterhin können die Dieselmotoren so geschaltet werde, daß sie im günstigen 80% Bereich laufen. Aber darüber können andere hier sicherlich mehr schreiben.
Schöne Weihnachten an alle
Thomas

[heavyfuel]

Wenn man denkt, diese Antriebsart finden wir nur bei kleineren und / oder Spezialschiffen, dann war ich überrascht darüber, nämlich die Queen Mary 2 fährt ausschließlich mit der Antriebsart!

Moin,

vielleicht ein wenig off topic, weil es nichts mit direkt gekuppelten Zweitaktern zu tun hat sondern mit Spezialschiffen und Pods. Aber zum Thema Eisbrechen ist vielleicht interessant, dass es für Tanker ein Konzept gibt, bei denen rückwärts durch Eis gefahren wird. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz von Pods und spart den Eisbrecher.

http://www.akerarctic.fi/publications/p ... NewDAT.pdf
http://www.akerarctic.fi/publications/pdf/mombxdat.pdf

Hier ein Video von MT Tempera/Mastera: http://www.youtube.com/watch?v=E3jwk849SHU

Gruß

heavyfuel