Verstellpropeller (CPP)
Ein Verstellpropeller dreht seine Flügel um die eigene Achse, während die Wellendrehzahl konstant bleibt — Schub und Richtung setzt der Steigungswinkel statt der Motordrehzahl. Volle Achterausleistung ist sofort da, ohne den Motor umzusteuern, um den Preis einer Hydrauliknabe und Öldichtungen, die unter Druck gegen Seewasser halten müssen.
Was man an einem Verstellpropeller (CPP) prüft.
41 Modelle von Berg Propulsion in Verstellpropeller (CPP). Darunter die vollständige Modellliste.
Was den CPP abhebt
Bei einem Verstellpropeller (CPP) kann sich jeder Flügel um seine eigene radiale Achse auf der Nabe drehen und die Steigung von voll voraus über null bis voll achteraus ändern, während die Welle in einer Richtung mit konstanter oder nahezu konstanter Drehzahl weiterdreht. Das entkoppelt Schiffsgeschwindigkeit und -richtung von der Motordrehzahl: Der Motor kann durchgehend auf seiner wirtschaftlichsten oder leisesten Drehzahl laufen, Achterausleistung ist sofort per Steigungsänderung da, statt den ganzen Motor umzusteuern, und ein Wellengenerator lässt sich unabhängig vom Manövrieren mit fester Frequenz treiben. Der Mechanismus, der das möglich macht — ein hydraulischer Steller in der Nabe, mit Öl durch die ganze Welle gespeist — ist zugleich der Teil des gesamten Antriebsstrangs, der am ehesten Zuwendung braucht, und der Grund, warum ein CPP mehr kostet und wiegt als eine gleichwertige Festpropellereinheit.
Hauptkomponenten
Nabe und Flügelträger
Jeder Flügel sitzt auf einem Träger, der sich unter Hydraulikkraft in der Nabe dreht und die Axialbewegung eines Kolbens über einen Kurbel- oder Kulissenmechanismus in Flügeldrehung wandelt.
Ölverteilerkasten (OD-Box)
Am vorderen Ende des Wellenstrangs montiert, überträgt die OD-Box das Hydrauliköl aus dem stehenden Regelsystem in die drehende Wellenbohrung und über innere Verrohrung zum Steller in der Nabe. Ihre rotierenden Dichtungen sind ein wiederkehrender Wartungspunkt, schlicht weil sie laufen, wann immer die Welle dreht.
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Flügeldichtungen
Dichtungen am Flügelfuß halten das Nabenöl am Propellerende vom Seewasser getrennt. Der Dichtungszustand wird über den Ölstand und etwaigen Wassergehalt im Nabenöl überwacht, denn eine schwächelnde Dichtung zeigt sich dort, bevor sie als sichtbares Problem erscheint.
Steigungsregelsystem
Ein Hydraulikaggregat, die Kombinatorkurven-Logik (die kommandierte Drehzahl über den Lastbereich mit der Flügelsteigung verknüpft) und ein Brücken-Steigungsanzeiger/-telegraf bilden die Regelseite, meist ins IAS oder ein eigenes Antriebsregelsystem integriert.
Auswahl und Auslegung
- Ein Kombinatorkurven-Entwurf passend zu den Drehmoment-/Leistungsgrenzen des Motors über den ganzen Drehzahl- und Steigungsbereich, damit das Regelsystem keine Kombination befehlen kann, die den Motor überlastet
- Ob das Schiff einen Wellengeneratorbetrieb mit konstanter Frequenz braucht — auf vielen Entwürfen der Grund, überhaupt CPP statt FPP zu wählen
- Hydraulikkapazität und Ansprechzeit der Steigungsänderungsrate, relevant für Manövrier- und Notstoppverhalten
- Flügeldichtungstyp und Nabenölspezifikation, einschließlich der Frage, ob das Fahrtgebiet ein umweltverträgliches Schmiermittel verlangt
Vorschriften und Klasse
Die Klassifikationsgesellschaften verlangen die Genehmigung der Entwurfsberechnung wie beim Festpropeller, dazu Funktionstests des hydraulischen Verstellsystems und eine definierte ausfallsichere Steigungsstellung bei Verlust von Regelung oder Hydraulikdruck. Ein Brücken-Steigungsanzeiger ist gefordert, damit die Steigungsstellung unabhängig vom Sollwert immer sichtbar ist. Weil das Nabenöl hinter Dichtungen in direktem Seewasserkontakt sitzt, gilt jede Leckage als Öleinleitung ins Meer im Sinne der MARPOL-Anlage I — mit ein Grund, warum umweltverträgliche Schmiermittel auf neueren Anlagen üblich geworden sind, besonders für Schiffe in US-Gewässern unter dem Rahmen des Vessel General Permit.
Typische Fehler
| Ursache | Folge |
|---|---|
| Verschlissene oder beschädigte Flügelfußdichtungen | Nabenölverlust ins Meer (Umwelteinleitung) oder Seewassereintritt in die Nabe — beides braucht zur Reparatur eine Dockung |
| Dichtungsverschleiß der OD-Box | Innere Ölleckage, Druckverlust mit Folgen für Steigungsansprache und Regelgenauigkeit |
| Programmierfehler oder Drift der Kombinatorkurve | Motorüber- oder -unterlast bei bestimmten Drehzahl-/Steigungskombinationen, sichtbar als unerklärter Verbrauch oder Abgastemperatur-Abweichung |
| Träge Hydraulikansprache durch verunreinigtes oder gealtertes Nabenöl | Verzögerte Steigungsänderung beim Manövrieren, mit Folgen für Notstoppweg und Anlegekontrolle |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Eine dokumentierte Zuverlässigkeitsbilanz des Hydrauliksystems und die mittlere Zeit zwischen Dichtungsüberholungen für die konkrete Nabengröße
- Kombinatorkurven-Engineering passend zum tatsächlich verbauten Motormodell, keine generische Kurve
- Verträglichkeit mit umweltverträglichen Schmiermitteln, wenn das Schiff in Gebieten fährt, die sie verlangen
- Ersatz-Flügeldichtungssätze und OD-Box-Dichtungssätze vorgehalten oder rasch verfügbar, denn das sind Verschleißteile, keine Ausfallmodus-Ersatzteile
Nabenölstand und etwaigen Wassergehalt darin als stehende Routine verfolgen, genauso wie ein Stevenrohr - ein langsames Dichtungsleck ist bei der nächsten Dockung billig zu beheben und teuer zu ignorieren, bis die Nabe Seewasser zieht.
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