Maritim-Zulassung für Drehgeber in Offshore-Anwendungen

Drehgeber von Hengstler für härteste Umgebungen

Kosteneffizienz und hohe Produktivität nehmen bei den heutigen Offshore- und Schiffsanwendungen erheblich zu. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Anwendungen im O&G-Markt, in der Windenergie, bei Booten und Schiffen oder bei der Ausrüstung von Docks und Piers handelt. Der Automatisierungsgrad nimmt rapide zu. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Sicherheit und Zuverlässigkeit, insbesondere in rauen Umgebungen, wo die Systeme rauen Wetterbedingungen und Meerwasser ausgesetzt sind.

In der Regel müssen Schiffsprodukte und -ausrüstungen, die im Offshore-Bereich eingesetzt werden, entweder wasserfest oder wasserdicht und korrosionsbeständig sein. Es gibt eine Reihe von Normen und Vorschriften, die von den Behörden kontrolliert werden und den Herstellern von Ausrüstungen helfen, das richtige Produkt auszuwählen und Zertifikate für bestimmte Klassifizierungen bereitzustellen.

Hengstler bietet mit der robusten AR-Serie Drehgeber an, die solchen anspruchsvollen Umgebungen gerecht werden. Ihr Design ist resistent gegen raue klimatische Umgebungen mit hohen Temperaturschwankungen, hohen mechanischen Belastungen wie Vibrationen und Schock und resistent gegen Einflüsse durch aggressives Meerwasser.

Mit der DNV-Zertifizierung für den maritimen Bereich wurde die kompakte AR-Serie ergänzt und bietet nun erstklassige Lösungen für Offshore- und maritime Anwendungen.

Encoder-Anwendungen

Es gibt viele verschiedene Arten von Schifffahrtsprodukten und Schiffsausrüstungen, wie z. B. Schiffsausrüstung, Frachtausrüstung und Sicherheitsausrüstung. Dazu gehören Winden, Anker, Hebe- und Senkvorrichtungen oder Schiffsantriebs- und Steuersysteme. Der Bedarf an Automatisierung in all diesen Anwendungen kann durch den Einsatz von Drehgebern gedeckt werden, die Position und Geschwindigkeit effizient und sehr präzise messen. In den meisten dieser Anwendungen ist die Zuverlässigkeit außerordentlich wichtig, um Ausfallzeiten des Systems aufgrund von Komponentenfehlern zu vermeiden. Diese können schnell ein Mehrfaches der Kosten des Systems ausmachen. Daher sind Anlagenbauer oft gezwungen, teure redundante oder überdimensionierte Systeme einzusetzen.

Encoder-Anwendungen (www.shutterstock.com)

Ein typisches Beispiel für den Einsatz von Drehgebern in Schiffen und Booten sind Antrieb und Steuerung. Drehgeber werden in Strahlrudern und Propellern eingesetzt, um die genaue Position für präzises Manövrieren und Stabilisieren zu erfassen. Schiffe sind sehr kapitalintensive Anlagen und erfordern eine maximale Betriebszeit und damit höchste Zuverlässigkeit. Üblicherweise werden Komponenten wie z.B. Encoder nur im Rahmen der regelmäßigen Wartungsintervalle ausgetauscht. Daher sind die Systeme mit redundanten Komponenten ausgestattet, die das System im Falle einer Störung am Leben erhalten.

Andere Anwendungen für Drehgeber finden sich in Frachtausrüstungen wie hochautomatisierten Kränen und Auslegern, die ferngesteuert werden, um auch bei rauen Wetterbedingungen betrieben werden zu können, ohne dass Menschen während des Betriebs zu Schaden kommen. Auch hier ist eine hochgenaue Positionierung und Geschwindigkeitskontrolle bei höchster Zuverlässigkeit erforderlich. Dies wird durch geeignete Encoder erreicht, die an verschiedenen Achsen des Auslegers zur Messung der Position oder an Winden zur Geschwindigkeits- und Lagenkontrolle angebracht sind.

Bei Windkraftanlagen werden Encoder auf den oben beschriebenen Serviceschiffen und in den Windmühlen selbst eingesetzt. Der Drehgeber steuert die Position der Rotorblätter, indem er sicherstellt, dass sich die Blätter immer in der optimalen Position befinden, um eine maximale Effizienz bei geringstem Risiko für die Anlage zu erreichen. Im Offshore-Bereich herrscht eine sehr korrosive Atmosphäre, die spezielle Materialien für die Komponenten erfordert, damit sie gegen Seewasser und hohe Temperaturschwankungen beständig sind.

Produktanforderungen

Auf dem Markt gibt es viele Gebertypen mit unterschiedlichen Technologien. Sie alle können sehr präzise sein und eine Zeit lang einwandfrei funktionieren. In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen wie Temperaturzyklen, Stößen und Vibrationen, Salzwasser und Feuchtigkeit fallen industrielle Drehgeber jedoch höchstwahrscheinlich nach kurzer Zeit in solchen Umgebungen aus. Industrielle Drehgeber bestehen hauptsächlich aus einer hochpräzisen Glasscheibe, die auf einer Welle montiert ist, einem optischen System zur Erfassung der Position oder Geschwindigkeit und einem Getriebesystem für die Multiturn-Erfassung. Dies erfordert viele bewegliche mechanische Teile, die empfindlich auf Überbeanspruchung reagieren und während des Betriebs ausfallen können.

Geber AR 62

Hochleistungsdrehgeber bieten idealerweise robustere Technologien, die ohne bewegliche Teile wie Zahnräder, Glasscheiben oder empfindliche Komponenten wie Batterien auskommen. Eine vollständig magnetische und elektronische Technologie bietet die notwendige mechanische Robustheit und Zuverlässigkeit. In Kombination mit überdimensionierten Lagern können mechanische Belastungen von mehr als 300N radial und axial erreicht werden. Die Schutzart ist wichtig, um zu verhindern, dass Wasser oder Feuchtigkeit in die Geräte eindringt und zu Fehlfunktionen der Elektronik führt. IP67 mag für viele Anwendungen ausreichen, aber IP69k bietet Schutz auch für Anwendungen, bei denen der Drehgeber im Wasser auftaucht. Für maritime Umgebungen ist die Wahl des richtigen Materials ebenfalls entscheidend. Korrosives Seewasser ist sehr aggressiv; daher sollten für das Gehäuse spezielle Materialien wie seewasserbeständiges Aluminium oder Edelstahl verwendet werden.

Hengstler-Drehgeber wie die AR-Serie wurden speziell für solche anspruchsvollen Anwendungen entwickelt und von DNV mit dem Maritim-Zertifikat zertifiziert. Diese Zulassung klassifiziert Materialien, Komponenten und Systeme, die für den sicheren Betrieb und die Qualität relevant sind. Es werden sehr strenge Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Systeme und Komponenten für ihren Zweck geeignet sind. Im Rahmen der Zertifizierung müssen die Komponenten mechanische, elektrische und klimatische Tests bestehen. Dazu gehören kontinuierliche Schock- und Vibrationstests, Schutzklassentests durch Eintauchen der Messgeräte in 1 m tiefes Wasser oder Aussetzen gegenüber Salznebel. Für die elektromagnetische Verträglichkeit werden die Komponenten auf EMV-Störfestigkeit und -Emissionen sowie elektrostatische Entladung geprüft.

Die richtige Auswahl der Komponenten trägt dazu bei, ein Höchstmaß an Sicherheit für das Personal sowie eine hohe Effizienz und lange Betriebszeiten für Anlagen zu gewährleisten, die unter rauen Offshore- und maritimen Bedingungen eingesetzt werden. Sie macht sich schnell bezahlt, indem sie für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der Systeme sorgt.