Warum ist die Propellerwuchtung für Seeschiffe wichtig?

Unwuchtige Propeller erzeugen bei Wellendrehzahl Fliehkräfte, die über die Lager auf den Schiffsrumpf übertragen werden. Dies führt zu übermäßigen Vibrationen, beschleunigtem Verschleiß der Stevenrohrlager und -dichtungen, Ermüdungsrissen in der Wellenanlage und Beschwerden für Passagiere und Besatzung. Eine fachgerechte Auswuchtung gemäß ISO 21940 minimiert diese Auswirkungen.

Welche Auswuchtklasse G sollte ich für einen Schiffspropeller verwenden?

G16 ist die gängigste Güteklasse für Schiffspropeller. G6.3 wird für Hochgeschwindigkeits- oder Marineschiffe verwendet, bei denen strengere Vibrationsgrenzwerte gelten. G40 kann für langsam laufende Arbeitsschiffspropeller geeignet sein.

Wie wird der Zulässigkeitswert pro Propellerblatt berechnet?

Die zulässige Gesamtunwucht wird gleichmäßig auf alle Blätter verteilt. Bei einem 4-Blatt-Propeller mit einer Gesamttoleranz von 1000 g·mm darf jedes Blatt eine Unwucht von bis zu 250 g·mm aufweisen. Dies setzt eine symmetrische Anordnung der Blätter voraus.

Welche Zentrifugalkraft erzeugt die Propellerunwucht?

Die Zentrifugalkraft F berechnet sich nach der Formel F = U × ω² / 1.000.000, wobei U die Unwucht in g·mm und ω die Winkelgeschwindigkeit in rad/s ist. Selbst kleine Unwuchten erzeugen bei hohen Drehzahlen erhebliche Kräfte – beispielsweise erzeugen 5000 g·mm bei 300 U/min etwa 5 N, bei 3000 U/min hingegen etwa 500 N.

Kann ich einen Propeller auf der Welle auswuchten, ohne ihn abzunehmen?

Ja, die Propellerwuchtung vor Ort ist mit tragbaren Wuchtgeräten wie der Balanset-Serie von Vibromera möglich. Dabei werden Probegewichte am Propeller angebracht, die Schwingungsantwort gemessen und die Korrekturmassen berechnet. So lassen sich kostspielige Dockaufenthalte vermeiden.

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Propeller-Unwuchtrechner

Zulässige Propellerunwucht, Zentrifugalkraft, Exzentrizität und Toleranz je Propellerblatt gemäß ISO 21940 berechnen. Unerlässlich für die Schwingungskontrolle von Schiffswellen.

ISO 21940-11 Schiffspropeller Toleranz je Propellerblatt

Propellermasse (kg)

Anzahl der Schaufeln

Propellerdurchmesser (mm)

Wellendrehzahl (RPM)

Auswuchtgütegrad G

Schnellvoreinstellungen

Ergebnisse

Zulässige Unwucht

—

Spezifische Unausgewogenheit (Exzentrizität)

—

Zentrifugalkraft bei zulässiger Unwucht

—

Toleranz je Propellerblatt

—

Winkelgeschwindigkeit ω

—

Zulässige Propellerunwucht (ISO 21940)

Die zulässige Unwucht eines Propellers wird nach der gleichen Formel gemäß ISO 21940-11 berechnet, die für alle rotierenden Maschinen verwendet wird:

Wo G ist der Auswuchtgütegrad (mm/s), m ist die Propellermasse (kg), ω = 2π·n/60 ist die Winkelgeschwindigkeit (rad/s).

Zentrifugalkraft aufgrund von Unwucht

Die durch Unwucht bei Betriebsdrehzahl erzeugte Zentrifugalkraft:

U — Unwucht (g·mm)
ω — Winkelgeschwindigkeit (rad/s)
F — Zentrifugalkraft (N)

Toleranz je Propellerblatt

Bei symmetrischen Propellern verteilt sich die zulässige Gesamtunwucht gleichmäßig auf alle Blätter:

Typische Auswuchtgütegrade für Propeller

Klasse	Anwendung
G40	Langsamlaufende Arbeitsbootpropeller, nicht kritisch
G16	Standard-Schiffspropeller, Frachtschiffe
G6.3	Schnellboote, Marineschiffe, Passagierfähren
G2.5	Präzisionspropeller, geräuscharme U-Boote

Praktisches Beispiel

Beispiel – 4-Blatt-Schiffspropeller

Gegeben: Masse = 500 kg, Drehzahl = 300 U/min, Güteklasse = G16, 4 Klingen

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s

U_pro = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254.620 g·mm

Exzentrizität = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm

F = 254.620 / 1.000.000 × 31,42² = 251,5 N

Pro Blatt: 254.620 / 4 = 63.655 g·mm

⚠️ Hinweis: Schiffspropeller arbeiten unter rauen Bedingungen. Bewuchs, Beschädigungen der Propellerblätter und Kavitationserosion können die Unwucht im Laufe der Zeit verändern. Eine regelmäßige Schwingungsüberwachung wird empfohlen, um beginnende Unwuchten frühzeitig zu erkennen.