Was man an einem Ruderanlage mit Kolbenzylindern prüft.
Eine Ruderanlage mit Flügelzellen ist gedrängt und braucht keine Ruderpinne, doch die Flügeldichtungen setzen dem Drehmoment und dem Druck eine praktische Obergrenze. Eine Anlage in Kolbenbauart bewegt den Ruderschaft über einen Pinnenarm, der mit einem, zwei oder vier Hydraulikzylindern verbunden ist, sodass sich das Drehmoment einfach durch längere Zylinder, einen längeren Pinnenarm oder höheren Anlagendruck steigern lässt, ohne dass eine drehende Dichtung diesen Druck halten muss. Deshalb nutzt fast jedes große Tankschiff, Massengutschiff und Containerschiff über rund 15,000 bis 20,000 dwt eine Anlage mit zwei oder vier Zylindern statt eines…
Was die Kolbenbauart von der Flügelzelle trennt
Eine Ruderanlage mit Flügelzellen ist gedrängt und braucht keine Ruderpinne, doch die Flügeldichtungen setzen dem Drehmoment und dem Druck eine praktische Obergrenze. Eine Anlage in Kolbenbauart bewegt den Ruderschaft über einen Pinnenarm, der mit einem, zwei oder vier Hydraulikzylindern verbunden ist, sodass sich das Drehmoment einfach durch längere Zylinder, einen längeren Pinnenarm oder höheren Anlagendruck steigern lässt, ohne dass eine drehende Dichtung diesen Druck halten muss. Deshalb nutzt fast jedes große Tankschiff, Massengutschiff und Containerschiff über rund 15,000 bis 20,000 dwt eine Anlage mit zwei oder vier Zylindern statt eines Flügelzellengeräts.
Hauptkomponenten
Zylinder und Ruderpinne
Jeder Zylinder ist ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder, an einem Ende an der Schiffsstruktur und am anderen an der Ruderpinne angelenkt, die auf den Ruderschaft aufgekeilt oder aufgeschrumpft ist. Anordnungen mit vier Zylindern geben das volle Drehmoment auch bei Verlust eines Hydraulikkreises und erfüllen damit die Doppelungsanforderung an die Hauptruderanlage.
Hydraulikaggregate
Zwei unabhängige Aggregate, jedes mit eigener Pumpe, sind die Regel. Axialkolbenpumpen mit veränderlichem Fördervolumen sind üblich, weil sie den Ruderwinkel über die Verstellung der Schrägscheibe steuern lassen statt über das Drosseln des Stroms, was die Verluste über den ganzen Winkelbereich klein hält.
Ruderwinkelrückmeldung und Puffersystem
Ein mechanisches oder elektronisches Rückmeldegestänge von der Ruderpinne meldet den wirklichen Ruderwinkel an die Steuerung zurück, und hydraulische Überdruck- oder Pufferanschläge nehmen die Stoßlast auf, wenn das Ruder Eis, eine Festmacherleine oder ein Hindernis bei Grundberührung trifft, bevor die mechanischen Anschläge erreicht sind.
Auswahl und Auslegung
Die Anlage wird auf das aus Ruderfläche, Schiffsgeschwindigkeit und geforderter Legezeit errechnete Rudermoment ausgelegt und nicht aus einer allgemeinen Leistungstabelle gewählt:
- Das größte Auslegungsdrehmoment, das den ungünstigsten Fall vollen Ruderwinkels bei größter Dienstgeschwindigkeit rückwärts wie vorwärts abdecken muss.
- Die Legezeit von 35 Grad auf der einen Seite bis 30 Grad auf der anderen, die die Klassevorschriften mit der Hauptruderanlage in Betrieb innerhalb von 28 Sekunden fordern.
- Der Betriebsdruck des Hydraulikkreises, üblich im Bereich von 150 bis 300 bar je nach Hersteller und Zylinderbohrung.
- Die Zahl von Zylindern und Aggregaten, getrieben von der Doppelungsanforderung und nicht vom Drehmoment allein.
Vorschriften und Klasse
SOLAS Kapitel II-1 fordert eine Hauptruderanlage, die die Legezeit von 35/30 Grad in 28 Sekunden schafft, und eine Hilfsruderanlage, die das Ruder innerhalb von 60 Sekunden von 15 Grad auf der einen Seite auf 15 Grad auf der anderen legen kann, entweder als eigene Anlage oder als eines der beiden allein genutzten Aggregate der Hauptanlage. Die einheitlichen Anforderungen der IACS setzen die Lastfälle für die bauliche Auslegung von Zylindern, Ruderpinne und Kupplung zum Ruderschaft fest. Die Klassebesichtigungen umfassen eine jährliche Funktionsprüfung beider Aggregate und eine vollständige Hublegeprobe des Ruders von Anschlag zu Anschlag, beaufsichtigt und aufgezeichnet.
Typische Fehler
| Fehler | Folge |
|---|---|
| Verschlissene Stopfbuchsendichtungen der Zylinder | Äußerer Hydraulikölaustritt, fallender Behälterstand und schließlich der Verlust eines Aggregats |
| Luft im Hydraulikkreis eingeschlossen | Schwammige, verzögerte Ruderantwort und möglicher Kavitationsschaden an der Pumpe |
| Verschlissene Passfeder oder Kegelsitz zwischen Ruderpinne und Schaft | Spiel zwischen Rudergabe und wirklichem Ruderwinkel, am Steuerrad als toter Bereich zu spüren |
| Verstopftes oder klemmendes Überdruckventil | Das Puffersystem nimmt eine Stoßlast nicht auf und leitet sie in Ruderschaft und Anlagenfundament weiter |
| Fluchtungsfehler des Rückmeldegestänges | Die Ruderwinkelanzeige auf der Brücke widerspricht der wirklichen Ruderlage |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Echte oder klassezugelassene Ersatzdichtungen, abgestimmt auf Zylinderbohrung und Stangenoberfläche, denn allgemeine Dichtungssätze lecken an Hochdruckanlagen oft binnen Monaten.
- Erfahrung mit dem bestimmten Hersteller, denn Rolls-Royce, Kawasaki und andere Fachbetriebe für Ruderanlagen unterscheiden sich im Aufbau des Ventilblocks so weit, dass eine allgemeine Hydraulikwerkstatt einen Fehler falsch deuten kann.
- Die Fähigkeit, Ersatzzylinder oder Pinnenbaugruppen nach der ursprünglichen klassezugelassenen Zeichnung zu liefern und druckzuprüfen, nicht ein ähnlich aussehendes Teil.
- Unterstützung an Bord bei der jährlichen Ruderanlagenprobe, denn eine nach der Reparatur überhastete Prüfung kann einen Fehler übersehen, der sich erst bei vollem Ruderwinkel zeigt.
Die wirkliche Legezeit bei jeder Ruderanlagenprobe aufzeichnen, nicht bloß ein Bestanden oder Durchgefallen; eine Anlage, die 28 Sekunden noch schafft, aber über zwei Jahre von 20 heraufgekrochen ist, sagt einem, dass eine Pumpe oder ein Zylinder verschleißt, bevor sie ganz versagt.