Einfluss instationärer Betriebszustände auf die Lagerung von Propellerwellen

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Horst Rulfs
Mitarbeiter: Dipl.-Ing.  C. Gurr
Laufzeit: 01.12.2002 - 30.10.2006

Die Antriebswelle eines Schiffspropellers läuft in meistens ölgeschmierten Gleitlagern, die sich im Stevenrohr an der Hinterkante des Schiffsrumpfes befinden. Mit der ständig zunehmenden Leistungsdichte im Antriebsbereich steigt auch die Belastung dieser Lager, die für die Schiffssicherheit von herausragender Bedeutung sind. Ihre Auslegung erfolgt im Wesentlichen nach empirischen Grundregeln, wobei üblicherweise dynamische Beanspruchungen unberücksichtigt bleiben.

In den letzten Jahren sind, meist nach erheblichen Kursänderungen bei hohen Schiffsgeschwindigkeiten, auf mehreren Passagierschiffen folgenschwere Schäden an den Propellerwellenlagern aufgetreten.

Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich die Welle im instationären Betrieb während des Manövers in seitliche Bereiche des Stevenrohrlagers verschiebt, welche aufgrund der Schmieröltaschen dort eine deutlich reduzierte hydrodynamische Tragfähigkeit aufweist. Über die Vorgänge im Lagerungssystem von Propellerwellen im instationären Betrieb liegen nur lückenhafte Grundlagenkenntnisse vor. Angesichts der eminenten Bedeutung für die Antriebs- und Manövrierfähigkeit eines Schiffes sowie der hohen Folgekosten im Schadensfall sind Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet erforderlich.

Ziel dieses Forschungsprojektes war die Verbesserung der Betriebssicherheit der Propellerwellenlagerung durch Untersuchung ihres Verhaltens im instationären Betrieb. Hierzu wurden die Belastung und die Beanspruchung des Propellers, der Propellerwelle und ihrer Lagerung in verschiedenen Manövern experimentell und rechnerisch bestimmt. Die Ergebnisse sind in die Auslegungsverfahren für Stevenrohrlager und -abdichtungen eingeflossen.