Kupplungssystem

Reich Kupplungen entwickelt System für Methanol-Hybrid-Antrieb

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Seit einem Jahr begeistert Deutschlands erstes elektrisch betriebene Ausflugsschiff Linien- und Chartergäste auf dem Essener Baldeneysee. Seine Geräuscharmut und Umweltfreundlichkeit verdankt das Schiff der Kombination aus Methanoltank, Brennstoffzelle und Elektromotor. Das Kupplungssystem für den Antrieb entwickelte und lieferte das Unternehmen Reich Kupplungen.

Die Ingenieure des Bochumer Kupplungsherstellers Reich Kupplungen standen vor der besonderen Herausforderung, ein schaltbares Antriebssystem zu liefern, das automatisiert die Varianten reiner Elektroantrieb, reiner Dieselantrieb oder kombinierter Diesel-Elektroantrieb zulässt. Zur Dämpfung der auftretenden Schwingungen der Motoren und Antriebskomponenten sind elastische beziehungsweise hochelastische Kupplungen mit Elektromagnet-Schaltkupplungen kombiniert. Die komplette Kupplungseinheit besteht aus der Klauenkupplung Multi Mont Sella, der Flanschkupplung Arcusaflex und zwei Elektromagnet-Kupplungen.

Das kompakt ausgelegte Kupplungssystem wurde in eine möglichst kurzbauende Gehäuseglocke integriert und als Bestandteil des Methanol-Hybrid-Antriebs in ein bestehendes Fahrgastschiff eingebaut. Der Umbau erfolgte im Rahmen des Projektes „Grüne Hauptstadt Europas – Essen 2017“. Hier zeigen verschiedene Beispiele in der Stadt Essen, wie die Klimawende hin zu umweltschonenden Energieträgern aussehen kann – auf dem Land wie auf dem Wasser.

Klimafreundliche Technologie

Vor allem die Schifffahrt ist noch stark geprägt von den Abgasen und dem Lärm herkömmlicher Dieselmotoren. Die Zukunft liegt jedoch in sauberen Treibstoffen. Der Neuzugang auf dem Baldeneysee ist das erste Schiff in Deutschland, dessen Elektromotor von einer umweltfreundlichen Methanol-Brennstoffzelle angetrieben wird.

Die für den Betrieb erforderliche Energie ist durchweg aus regenerativen Quellen gewonnen. Den Energieträger Ethanol erzeugt ein Laufwasserkraftwerk direkt an der Staumauer des Baldeneysees. Ein Container filtert Kohlendioxid aus der Umgebungsluft für die elektro-biokatalytische Methanol-Produktion. Hierbei werden Enzyme mittels Wasserkraftstrom dazu angeregt, Wasser und Kohlendioxid in Methanol umzuwandeln. Die dadurch täglich gewonnene Menge Methanol reicht jedoch nicht aus. Deshalb wird zusätzliches und ebenfalls umweltfreundlich hergestelltes Methanol aus Island dazugekauft. Aus 330 Litern Methanol, die Energie für 16 Stunden liefern, wird dann in der 35-Kilowatt-Brennstoffzelle des Schiffs Strom für das Bordnetz und den batteriebetriebenen Elektromotor erzeugt. Die zwei Batterien à 50 Kilowattstunden halten insgesamt vier Stunden. Danach müssen sie von der Brennstoffzelle – oder per Ladekabel an Land – wieder aufgeladen werden. Im Notfall wird ein zusätzlicher Dieselmotor eingesetzt.

Und so funktioniert der Methanol-Hybrid-Antrieb:

  • Das Wasserkraftwerk am Baldeneysee filtert Kohlendioxid aus der Luft.
  • Mittels Strom und Wasser wird es zum Bioalkohol Methanol umgewandelt. Dieser lässt sich wie Benzin lagern, transportieren und tanken.
  • An Bord des Schiffes nutzt die Brennstoffzelle das Methanol zur Stromerzeugung und zur Speisung des batteriebetriebenen Elektromotors.
  • Während der Fahrt stößt der Schiffsmotor gerade einmal so viel Kohlendioxid aus, wie ursprünglich zur Herstellung des Methanols aus der Umgebungsluft gefiltert wurde.
  • Im Notfall lässt sich der Dieselmotor über das intelligent gestaltete Kupplungssystem hinzuschalten, um sowohl die Batterie über den Generator zu laden als auch alternativ die Schiffsschraube direkt anzutreiben. eve

www.reich-kupplungen.com

Details zu den Kupplungen:

hier.pro/QXN8t

SMM 2018: Halle A3, Stand 327


PLUS

Die Flanschkupplungen

Als hochelastisches Übertragungselement wird bei der Arcusaflex-Flanschkupplungsreihe ein auf Drehschub beanspruchter, scheibenförmiger Gummikörper verwendet, der in hohem Maße Drehschwingungen dämpft und den Ausgleich von Fluchtungsfehlern ermöglicht. Um eine optimale Anpassung an die vorhandenen Einsatzbedingungen zu erreichen, stehen verschiedene Vulkanisate zur Verfügung: Für Einsatztemperaturen bis 80°C eine Natur-Synthesekautschukmischung als Standardausführung, bis 100°C eine temperaturbeständigere Mischung und für höhere Einsatztemperaturen bis 130°C eine Silikon-Kautschuk Mischung.

Bild: Reich Kupplungen

PLUS

Die Klauenkupplungen

Die Mulit-Mont-Sella-Baureihe (kurz: MMS-Baureihe) umfasst in der Standardausführung verschiedene Bauformen. Bis einschließlich zur Größe MMS 63 besitzt die Kupplung einen aufgetrennten Zahnring, dessen einzelne Gummipuffer über einen außenliegenden Gurt verbunden sind. Darüber hinaus werden jeweils 6 Sattelstollen, bei denen je zwei Gummipuffer über einen äußeren Gurt verbunden sind, verwendet. Die Kupplung verfügt über eine separat angeschraubte Haltekappe, die die Gummielemente am Umfang umschließt. Ihre Verschraubung ist nicht an der Drehmomentübertragung beteiligt. Das Lösen und Zurückziehen dieser Haltekappe ermöglicht den einfachen radialen Elementwechsel ohne gekuppelte Maschinenteile axial zu verschieben.

Bild: Reich Kupplungen
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