Induktive Unterwasser-Wegaufnehmer richten Schiffshälften bei Aker Ostsee aus

Große Halbe werden riesiges Ganzes

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Da Aker Ostsee seine Achter- und Vorderschiffe in verschiedenen Werften baut, müssen diese später zu einem Ganzen gefügt werden. Ein Vorgang, der bei den etwa 30 m breiten und über 200 m langen Schiffen mehrere Stunden dauert. Vier induktive Unterwasser-Wegaufnehmer, die den gesamten Messbereich von rund 50 mm erfassen, helfen dabei, die Schiffshälften sauber auszurichten. Salzwasser und rauhe Werftumgebung sind dabei kein Problem.

In den zwei Werften der Aker Ostsee wird jeweils eine Hälfte eines Schiffes produziert. Das Achterschiff baut die Aker Ostsee Wismar in Wismar, während das Vorderschiff von der Aker Ostsee Warnemünde in Rostock-Warnemünde etwa 60 km weiter nordöstlich gefertigt wird. Im Trockendock der Aker Ostsee Wismar werden dann die zwei halben zu einem ganzen Schiff zusammengeschweißt. Das reduziert einerseits Produktionszeit und Kosten, andererseits gewinnt man Zeit, um viele Schiffe zu bauen: Jeden Monat wird ein neues Schiff aus dem Dock geschoben.

Das Achterschiff liegt bereits fertig im Dock, wenn das Vorderschiff eingeschwommen und vorsichtig an die richtige Stelle manövriert wird. Das Zusammenfügen der zwei Teile ist ein mehrere Stunden dauernder Prozess, schließlich sind die hier gebauten riesigen Containerschiffe 29,8 m breit, 207,4 m lang und haben eine Tragfähigkeit von rund 33 900 t. Diese Dimensionen führen zu einem langsam ablaufenden Vorgang des Positionierens, bei dem beide Teile stabil im Wasser liegen müssen.
Position exakt überwachen
Die exakte Überwachung der Position des flachen Schiffkiels und der Auflageböcke wird nach einer Idee von Aker Ostsee mit einem von der Firma Imawis entwickelten „Dock Measuring System“ durchgeführt. Dessen Komponenten sind für den mobilen Einsatz ausgelegt und werden kurz vor Beginn des Aufdockens montiert. Die vier robusten Messeinrichtungen aus rostfreiem Stahl werden an die entsprechenden Auflageböcke montiert. Die am Boden des Docks fixierten Kabel der Wegaufnehmer führen bis zur Anzeigebox am Rand des Trockendocks. Auf den vier Anzeigen kann die aktuelle Position der Wegaufnehmer abgelesen werden. Vor Beginn der Messung erfolgt die Null-Kalibrierung der Messeinrichtungen.
Der gesamte Messbereich von rund 50 mm wird mit vier induktiven Tastern der Serie SM40 erfasst. Genaues und kontinuierliches Messen des Abstandes in 1-mm-Schritten ermöglicht eine effektive Überwachung der vertikalen Position des Schiffsrumpfes während der letzten Millimeter des Anhebens oder Absenkens des Schiffes. Mit den vier eingesetzten Unterwasserwegaufnehmern lässt sich sowohl die Trimmung als auch die Krängung des Schiffes sehr genau bestimmen.
Prinzip induktiver Wegaufnehmer
Die Technik dieser Sensoren basiert auf dem Prinzip der Differentialdrossel. Innerhalb eines Spulenkörpers wird ein NiFe-Kern axial bewegt. Die jeweilige Position des Kerns bewirkt eine entsprechende Induktivitätsverteilung in den beiden Spulenhälften, die durch eine externe oder integrierte Elektronik in ein wegproportionales, analoges Signal umgewandelt wird.
Diese einfache Art der absoluten Wegerfassung ermöglicht einen robusten, zuverlässigen Aufbau des Sensorelementes. Die Spulen werden auf den jeweiligen Modellen und Messwegen angepassten Spulenkörpern gewickelt. Über die Spulenkörper werden Edelstahl- oder NiFe-Gehäuse montiert. In den verbleibenden Hohlräumen wird eine aushärtende Kunststoffvergussmasse eingefüllt. Dieses Verfahren ergibt analoge Sensoren, die im Temperaturbereich zwischen -40° und +150 °C eingesetzt werden können.
Die im Wegaufnehmer integrierte Auswerteelektronik versorgt die Spulen mit einer hoch konstanten Wechselspannung. Das Messsignal wird phasenrichtig demoduliert, verstärkt und als normiertes Ausgangssignal 0(4) bis 20 mA, 0 bis 10 VDC oder ±10VDC zur Weiterverarbeitung ausgegeben. Die verwendete Wechselspannung zur Versorgung der induktiven Sensoren mit einer Frequenz von 10 kHz ermöglicht die Erfassung hoch dynamischer Messvorgänge. Die standardmäßig eingestellte Grenzfrequenz beträgt 800 Hz und kann auf Kundenwunsch auf 4 kHz erhöht werden. Die verschleißarme und wartungsfreie Ausführung der Sensoren bedeutet eine zuverlässige Funktion mit langer Lebensdauer. Die erforderlichen Betriebsspannungen sind variabel und können den Anwendungen angepasst werden, beispielsweise 11 bis 17 VDC bei Einsatz in Kraftfahrzeugen.
Die vergossene Bauweise im nur 25 mm dicken Edelstahlgehäuse ermöglicht einen Einsatz bei Schockbelastungen bis 250 g SRS (20 bis 2000 Hz) und Vibra- tionsbelastungen bis 20 g rms (50 g Spitze). Mit wasserdicht angegossenem Kabel erreicht der induktive Wegaufnehmer die Schutzart IP68 (Untertauchen). Die verwendeten Werkstoffe des Wegaufnehmers und des Kabels ermöglichen seinen Einsatz in Salzwasser und rauer Werftumgebung.
Unterwasser- Wegaufnehmer SM40 KEM 414

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