Wellenfehlstellungen auf Schiffen führen nicht nur zum Verschleiß der Lager, sondern auch zu einer Belastung des Budgets

Im August 2022 erlitt die HMS Prince of Wales, einer der modernsten Flugzeugträger der Royal Navy, kurz nach ihrer Abfahrt von Portsmouth (Großbritannien) zu einer Mission in die USA einen katastrophalen Antriebsausfall. Ursache war eine falsch ausgerichtete Propellerwelle.
 
Die Fehlausrichtung der Welle führte zum Bruch einer Kupplung, was zu starken Vibrationen führte, die sich durch den Antriebsstrang ausbreiteten und die umliegenden Komponenten beschädigten. Mit Reparaturen geschätzt auf 25 Millionen PfundDas Kriegsschiff wurde monatelang außer Gefecht gesetzt, was wichtige Marineoperationen störte und eindringlich daran erinnerte, wie selbst die modernsten Schiffe durch die Nichtbeachtung der Wellenausrichtung lahmgelegt werden können.
 
Obwohl nicht jeder Fall einer Fehlausrichtung Schlagzeilen macht, ist die Wellenfehlausrichtung eine der am häufigsten übersehenen Ursachen für Ineffizienzen im Antriebsstrang von Schiffen. Ob Propellerwelle, Kardanwelle oder Hilfsantrieb – eine Fehlausrichtung kann zu übermäßigen Vibrationen, beschleunigtem Verschleiß, erhöhtem Kraftstoffverbrauch und im schlimmsten Fall zu einem katastrophalen Ausfall führen.
 
Früher war die Ausrichtung dieser Wellen ein arbeitsintensiver Prozess, der Demontage, manuelle Messungen und versuchsweise Anpassungen erforderte. Heute gibt es fortschrittliche Laserausrichtungslösungen wie RotAlign Touch haben die Spielregeln geändert. Bediener können Fehlausrichtungen erkennen und korrigieren, ohne die Welle ausbauen zu müssen. Das spart Zeit und Geld und stellt sicher, dass die Schiffe betriebsbereit bleiben. 

Verständnis verschiedener Wellenausrichtungsprobleme bei Schiffen

Wellenfehlstellungen sind kein einheitliches Problem; sie äußern sich je nach Wellentyp und Antriebsstrangkonfiguration auf jedem Schiff unterschiedlich. Jede Fehlstellung bringt einzigartige Herausforderungen mit sich und erfordert präzise Messungen und Korrekturen, um kostspielige Ausfälle zu vermeiden. Zu den häufigsten Ausrichtungsproblemen bei Schiffen gehören: 

• Fehlausrichtung der Propellerwelle
  Die Hauptpropellerwelle ist das Herzstück des Schiffsantriebs und überträgt die Kraft vom Motor auf den Propeller. Schon eine geringfügige Fehlausrichtung der Propellerwelle zum Getriebe oder den Axiallagern führt zu Torsionsspannungen, die das gesamte Antriebssystem belasten. Mit der Zeit führt dies zu Vibrationen, übermäßigem Lagerverschleiß und verringerter Kraftstoffeffizienz. In Extremfällen, wie bei der HMS Prince of Wales, kann eine falsch ausgerichtete Propellerwelle kritische Kupplungen beschädigen, was zu unerwarteten Ausfällen und kostspieligen Reparaturen führt.
  
  
• Fehlausrichtung der Kardanwelle
  Kardanwellen, auch Kreuzgelenkwellen genannt, dienen der Kraftübertragung zwischen nicht geradlinig angeordneten Komponenten – beispielsweise zwischen Motor und Getriebe oder zwischen verschiedenen Abschnitten des Antriebsstrangs eines Schiffes. Kardanwellen sind zwar für eine gewisse Winkelbewegung ausgelegt, ein übermäßiger Winkelversatz führt jedoch zu einem Kardanfehler, bei dem sich die angetriebene Welle nicht mehr mit konstanter Geschwindigkeit dreht. Stattdessen beschleunigt und verlangsamt sie sich zweimal pro Umdrehung. Dadurch entstehen Torsionsschwingungen, die Lager und Kupplungen übermäßig belasten. Unbehandelt kann dies zu Lagerausfällen, Keilwellenverschleiß und sogar zu kompletten Wellenbrüchen führen.
  
  
• Fehlausrichtung der Wellen von Getrieben und Hilfsmaschinen
  Neben Antriebswellen erfordern auch Hilfssysteme wie Generatoren, Kompressoren und Hydraulikpumpen eine präzise Ausrichtung. Eine Fehlausrichtung dieser Systeme führt zu Lärm, übermäßigen Vibrationen und verminderter Effizienz. Bei Getrieben kann eine falsche Ausrichtung den Zahneingriff beeinträchtigen, was zu ungleichmäßigem Verschleiß, Überhitzung und mechanischen Ausfällen führt.

Unabhängig vom Wellentyp belastet eine Fehlausrichtung die Antriebskomponenten unnötig. Mechanischer Verschleiß ist die offensichtliche Folge, aber Fehlausrichtungen können auch andere Probleme verursachen. Unbehandelte Fehlausrichtungen treiben Betriebskosten, Kraftstoffverbrauch und ungeplante Wartungsarbeiten in die Höhe, was die Zuverlässigkeit zu einem ständigen Problem für Schiffsbetreiber macht.

Die hohen Kosten einer Wellenfehlstellung auf Schiffen

Selbst minimale Fehlausrichtungen können auf Schiffen eine ganze Reihe von Problemen verursachen. Hier sind einige der häufigsten:

• Erhöhte Vibrationen und strukturelle Belastungen
  Fehlausgerichtete Wellen erzeugen ungleichmäßige Rotationskräfte und damit übermäßige Vibrationen, die sich durch den Antriebsstrang übertragen. Diese Dauerbelastung beschleunigt die Metallermüdung und führt zu Mikrorissen in Wellen, gelockerten Befestigungselementen und Verformungen in Motorlagern und Stützstrukturen.
  
  
• Beschleunigter Verschleiß wichtiger Komponenten
  Bei einer Fehlausrichtung einer Welle werden Lager, Dichtungen und Kupplungen ungleichmäßig belastet, was zu erhöhter Reibung und Verschleiß führt. Lager, die für präzise Belastungen ausgelegt sind, überhitzen und versagen vorzeitig. Dichtungen verschleißen schneller, was zu Schmierstofflecks führt, die wiederum Reibung und Bauteilbelastung weiter erhöhen.
  
  
• Höherer Kraftstoffverbrauch und verringerte Effizienz
  Eine falsch ausgerichtete Welle zwingt das Antriebssystem zu höherer Leistung und verbraucht mehr Treibstoff, um den gleichen Schub zu erzeugen. Schon ein geringer Effizienzverlust kann im Laufe der Zeit zu erheblichen finanziellen Verlusten führen.
  
  
• Erhöhtes Risiko eines katastrophalen Ausfalls
  Unkontrollierte Fehlausrichtungen können zu Wellenverbiegungen oder einem Totalausfall führen, was einen sofortigen Antriebsverlust zur Folge hat. Eine gebrochene Welle kann auch angrenzende Komponenten wie Getriebe, Axiallager und sogar den Schiffsrumpf beschädigen. Notreparaturen auf See sind kostspielig und logistisch anspruchsvoll und erfordern oft die Außerbetriebnahme eines Schiffes. Das frühzeitige Erkennen von Fehlausrichtungen erleichtert die Vermeidung kostspieliger Schäden und Ausfälle. Werkzeuge wie die RotAlign Touch Das Erkennen und Beheben von Ausrichtungsproblemen ist im Vergleich zu herkömmlichen Tools einfach und schnell.

Lösen der Ausrichtungsherausforderung mit RotAlign

Das Ausrichten von Schiffsantriebswellen war jahrelang eine zeitaufwändige und komplexe Aufgabe. Herkömmliche Methoden wie Messuhren und Fühlerlehren erforderten eine umfangreiche Demontage der Wellen, was den Prozess sowohl teuer als auch störend machte. 

RotAlign Touch verändert die Spielregeln, indem es eine hochpräzise Wellenausrichtung vor Ort ermöglicht, ohne die Welle ausbauen zu müssen. Dank fortschrittlicher Einzellaser-Messtechnologie können Schiffsbetreiber Fehlausrichtungen mit beispielloser Genauigkeit erkennen und korrigieren. Die Teams müssen sich nicht mehr um die Ineffizienzen und Risiken herkömmlicher Ausrichtungsmethoden kümmern. 

RotAlign Touch Features:

• IntelliPoint-Messmodus, Dies kompensiert instabile Bedingungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen statischen Messwerten RotAlign Touch Erfasst mehrere Datenpunkte im gleichen relativen Winkel und filtert Schwankungen durch Wellengang, Rumpfbiegung oder Schiffsbewegung heraus. Sie erhalten garantiert wiederholbare, hochpräzise Ausrichtungsergebnisse unter realen Bedingungen.
  
  
• IntelliRange-Detektorerweiterung, Dadurch wird der Messbereich des Werkzeugs bei großen Fehlausrichtungen erweitert. RotAlign Touch erkennt und korrigiert selbst große Fehlausrichtungen, die über die Standardmessbereiche hinausgehen. Dies ermöglicht eine schnellere und effizientere Ausrichtung ohne zusätzliche Einrichtungs- und Messbewegungsanpassungen.
  
  
• Single-Laser-Technologie, Dadurch werden Messabweichungen und Inkonsistenzen bei der Einrichtung vermieden. Herkömmliche Ausrichtungswerkzeuge mit zwei Lasern verursachen eine Abweichung bei der Ausrichtung, die die Genauigkeit beeinträchtigt. RotAlign Touch verwendet einen Einzellaseraufbau und gewährleistet so stabile, präzise Messungen für anspruchsvolle Antriebssysteme.
  
  
• Aktive Situationsintelligenz (ASI), Dies ermöglicht die Anpassung an Umgebungsfaktoren. ASI passt den Ausrichtungsprozess automatisch an die Echtzeitbedingungen an und ist daher ideal für enge Räume, wechselnde Lasten und schwankende Temperaturen.

Fehlausrichtungen verursachen nicht erst unter optimalen Bedingungen Probleme, und auch die Behebung sollte nicht warten. Ob Rumpfverformung, Motorvibrationen oder Umwelteinflüsse – die Fähigkeit, Wellen unter realen Bedingungen präzise auszurichten, bedeutet weniger unerwartete Ausfälle, eine längere Lebensdauer der Komponenten und ein effizienteres Antriebssystem.

Fazit: Präzision, die Schiffe in Bewegung hält

Eine Wellenfehlstellung ist nicht immer offensichtlich, ihre Auswirkungen jedoch schon. Wird sie nicht behoben, führt sie zu kostspieligen Reparaturen und Betriebsproblemen.

Mit den richtigen Werkzeugen muss die Ausrichtung kein ständiger Kampf sein. RotAlign Touch macht es schneller, genauer und praktischer unter realen Bedingungen – keine Demontage und kein Rätselraten. In einer Branche, in der Zuverlässigkeit alles ist, sollte die Ausrichtung niemals dem Zufall überlassen werden.

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