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MORE FLEXIBILITY WITH THE VAN DER VELDEN FLEX TUNNEL

More flexibility with the Van der Velden® FLEX Tunnel

31 October 2015

In the last edition of the magazine "Binnenschifffahrt" an article is published about the Van der Velden® FLEX Tunnel.

Read the article in German below or download it in PDF.

Mehr Flexibilität mit einem Flextunnel

Hydraulisch ausklappbare Schürzen am Rumpf von Binnenschiffen ermöglichen den Einsatzgrößerer Propeller selbst bei niedrigen Tiefgängen. Der niederländische Ruderhersteller Van der Velden bietet die in Duisburg bei der DST entwickelte Lösung bereits auf dem Markt an.

Von Krischan Förster

Binnenschiffer werden mit gemischten Gefühlen an die anhaltende Niedrigwasserphase vor zehn Jahren zurückdenken. Große Schiffe konnten lange nicht fahren, kleinere Einheiten mit geringerem Tiefgang dagegen schon, und sie verdienten sogar ziemlich viel Geld angesichts der steigenden Frachtraten.

Anschließend, so erinnert sich Joachim Zöllner, Fachbereichsleiter des Duisburger Entwicklungszentrums für Schiffstechnik und Transportsysteme DST, wurden verstärkt die zunächst verpönten Zwei-SchraubenAntriebe geordert. Bei halbiertem Schub konnte jeder der beiden Propeller im Durchmesser kleiner gehalten, das Schiff also auch in flacherem Wasser noch bewegt werden. »Heute sind 90 % aller Neubauten mit zwei Schrauben ausgerüstet«, sagt Zöllner.

Denn diese bringen mehr Schub durch eine größere Propellerfläche, weniger Verschleiß, geringere Abladetiefe und sinkendes Ausfallrisiko, weil selbst mit einem Antriebsstrang noch weitergefahren werden kann, sofern die geforderte Mindestgeschwindigkeit von 13 km/h erreicht wird. Und kaum höhere Kosten, weil die Werften traditionell nach dem Gewicht eines Schiffes abrechnen. Lauter Vorteile.

Zunehmend wurden zahlreiche Binnenschiffe seit den 1950er Jahren zusätzlich mit sogenannten Tunneln ausgestattet. Die Schürzen am Heck sollen eine optimale Anströmung der Schraube gewährleisten, selbst wenn die Propellerspitze bei einer geringen Abladetiefe eigentlich aus dem Wasser ragen würde.

Der Nachteil: ein Anstieg des Rumpfwiderstandes, eine geringere Effizienz des Antriebs und folglich ein erhöhter Kraftstoffverbrauch. Darüber hinaus sind die meisten Binnenschiffe etwa 85 % ihrer Einsatzzeit in tieferem Wasser unterwegs, während der ein Tunnel keinen Nutzen bringt.

"Für den Antrieb hat schon immer gegolten: Eine möglichst große Menge Wasser möglichst langsam bewegen bringt den höchsten Wirkungsgrad", sagt Zöllner. Erwünscht ist also ein möglichst großer Propellerdurchmesser, der auch in der voll beladenen Bergfahrt auf dem Rhein den nötigen Schub leistet. Das allerdings geht zu Lasten des maximal möglichen Tiefgangs in flacherem Wasser, etwa im Kanalgebiet oder in seichteren Flüssen wie der Elbe oder dem Oberrhein. "Die Kunst im Schiffbau besteht also darin, beide Fahrsituationen und dabei auch noch die Betriebskosten zu beherrschen", sagt Zöllner.

Das heutige Standardschiff auf dem Rhein misst 110 m in der Länge und 11,40 m in der Breite bei einer Tragfähigkeit von rund 3000 t. Nötig sei eine Motorenleistung von insgesamt etwa 900 kW und ein Propeller mit einem Durchmesser von 1,60 m, der ziemlich genau auch den geringsten fahrbaren Tiefgang definiere, sagt der Schiffbauexperte.

Eine verringerte Propellergröße oder die Wahl von bis zu vier kleineren Schrauben geht laut Zöllner zu Lasten der Schubkraft vor allem in tiefem Wasser. Im Urlaub kam ihm die zündende Idee, als er mit einem befreundeten Reeder über technische Lösungen diskutierte und noch am Abend auf einem Bierdeckel die ersten Skizzen zu Papier brachte. Inzwischen hat Zöllner seine "Erfindung" patentieren lassen und mit dem niederländischen Ruderhersteller Van der Velden einen renommierten Ruderhersteller als Partner gewinnen können

Überzeugende Testreihen

Bei etlichen Testreihen hätten sich die technische Machbarkeit und der Nutzen dieser Lösung gezeigt. Bei einem Propellerdurchmesser von 1,60 m, einem angenommenen Tiefgang von 2,80 m und einer Wassertiefe von 5 m, wie etwa am Niederrhein, liege die Leistungsersparnis gegenüber einem Schiff mit einem klassischen Tunnel bei etwa 20 %.

Dank des optimierten Schubs würden statt einer Motorenleistung von 900 kW nur 720 kW gebraucht. Entsprechend könnten auch die Kraftstoffkosten sinken. Bei einer Wassertiefe von 3,50 m wären es sogar 27 % weniger. »Je flacher es wird, umso mehr zahlt sich dieses Konzept aus«, sagt Zöllner.

Seine klappbaren Schürzen oder "Flextunnel", wie sie bei Van der Velden heißen, sollen sogar noch eine Fahrt mit einem Tiefgang von 1,20 m bei einer Wassertiefe von 1,40 m möglich machen. Ein Vorteil von bis zu 40 cm im Tiefgang gegenüber anderen Schiffen, der bares Geld wert sein kann.

Denn selbst unter diesen für die Binnenschifffahrt widrigen Umständen könnten dank des Flextunnels immer noch rund 450 t an Ladung transportiert werden. "Wir erzielen also bessere Ergebnisse bei normalen Fahrten und schaffen eine viel größere Flexibilität bei Niedrigwasser«, sagt Zöllner.

Van der Velden bietet den klappbaren Flextunnel inzwischen als Teil der gesamten Ruderinstallation an. Ein erster Kunde ist laut Zöllner bereits gefunden. Eine Reederei wolle einen Neubau für einen Rhein-Koppelverband mit dem System ausrüsten.

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