Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwingungsreduktion von Schiffsmotoren

23.09.2008
Steuert ein Motor mit 4 000 KW durch den Pazifik ist vom Stillen Ozean an Bord oft nichts mehr zu hören. Bislang ist die Motorkraft hochseetauglicher Superyachten und Kreuzfahrtschiffe leider auch mit störendem Lärm und lästigen Vibrationen an Bord und im Wasser verbunden.

Der Grund: Motorschwingungen können sich über das geschweißte Stahl- oder Aluminiumkorsett der Schiffe übertragen. Forscher vom Fraunhofer LBF haben gemeinsam mit der Lürssen Werft in einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Projekt eine aktive Aggregatelagerung (AAL) entwickelt.

Diese reduziert die Ausbreitung der Schwingungen dort wo sie entstehen: an der Schnittstelle zwischen Motor und Schiffsfundament. Wie mit so genannten klugen Funktionswerkstoffen Vibrationen aktiv reduziert werden zeigt ein Demonstrator des Fraunhofer LBF im Rahmen der Shipbuilding Machinery & Marine Technology Messe vom 23. bis 26. September in Hamburg, Halle A1, Stand 630A.

Um den Lärm und die Vibrationen an Bord von Superyachten und Kreuzfahrtschiffen wirksam zu verringern, entwickelten Forscher vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt ein Lager zur aktiven Schwingungsisolierung. Zum Einsatz kommt hierbei eine Piezokeramik, ein Funktionswerkstoff, dessen sensorische und aktorische Funktionen über einen elektronischen Regler mit einander verbunden sind.

Dabei werden die vom Motor eingeleiteten Schwingungen gemessen und eine in Phase, Frequenz und Amplitude angepasste Gegenschwingung in die Struktur eingeleitet. So lassen sich mechanische Eigenschaften wie das Dämpfungsverhalten oder die Steifigkeit der Motorlager aktiv beeinflussen. Diese Lösung ist breitbandig einsetzbar und kann direkt in konventionelle Lagerungen integriert werden.

"Das im BMWi-Projekt entwickelte aktive Lagerungskonzept ermöglicht den aktorischen Eingriff in Frequenzbereiche von 30 bis 350 Hz, in einem Spektrum, in dem passive konventionelle Elastomerlager nicht oder nur unzureichende Wirksamkeit erzielen.", erläutert Dipl.-Ing. Michael Matthias, stellvertretender Kompetenzcenterleiter Mechatronik/Adaptronik am Fraunhofer LBF. "Diese aktive Aggregatelagerung wirkt direkt im Kraftfluss der Motorlager und reduziert damit die Übertragung deutlich besser als passive Lösungen."

Hierdurch unterscheidet sich das Projekt klar von anderen Lösungsansätzen, bei denen mittels elektrodynamischer, nicht im Kraftfluss der Lager arbeitenden Kompensatoren, eine Gegenschwingung erzeugt wird. Schwingungs- und lärmberuhigten Aggregaten wird deshalb im Schiffsbau und anderen Branchen wie im Automobil-, Schienen- und Flugzeugbau eine hohe wirtschaftliche und technologische Bedeutung beigemessen.

Die Ergebnisse aus dem Forschungsprogramm des BMWi "Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert" stimmen auch den Projektpartner und die Friedrich Lürssen Werft, einen führenden Hersteller von Superyachten, Marine- und Sonderschiffen mit über 130jähriger Expertise, zuversichtlich. Nach Testfahrten im November 2007 meint Bernhard Urban, Koordinator Forschung und Entwicklung bei Lürssen: "Im Forschungsprojekt konnten wir feststellen was im Schiffbau mit aktiver Schwingungsreduktion an Antriebsmotoren möglich ist. Wir möchten die Zusammenarbeit fortsetzen, um zu untersuchen, ob und in welchem Umfang die Technologie über die Anwendung bei Antriebsmotoren hinaus, einsetzbar ist. Hierzu zählen zum Bespiel Generatormotoren, Getriebe, Kompressoren und Pumpen."

Für die Zukunft hoffen die Forscher, dass aktive Aggregatelagerungen bereits in der Planungsphase neuer Yachten zwischen Werft und Motorenhersteller berücksichtigt werden, so dass in Schiffen die akustischen Profile gezielt optimiert werden können. Ferner könnten auch bei nachträglichem Einbau aufwendige und kostspielige Baumaßnahmen zur Schallisolierung eingespart werden.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Michael Matthias
michael.matthias@lbf.fraunhofer.de
Tel.: +49 6151 705-260

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://adaptronik.fraunhofer.de
http://www.lbf.fhg.de/

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen

17.10.2017 | Physik Astronomie

Kaiserschnitt-Risiko ist vererbbar

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie