antriebstechnik 7/2025

ELEKTROMOTORENUNTERWASSERMOTORENSAUGBAGGER IM NASSEINSATZOb für Baggerarbeiten in Grachten, den Nassabbau von Quarzsand oder das Ausbaggernvon Fahrrinnen: Unterwassermotoren müssen besondere Herausforderungen meistern.Neben den klassischen Kenndaten sind bei der Auslegung vor allem die Wassertiefe,Temperatur, Tauchdauer und die richtige Abdichtung entscheidend. Dieser Fachbeitragbeleuchtet die speziellen Anforderungen, von der Dichtheitsprüfung bis zur Logistik,die bei diesen Sondermotoren zu beachten sind.Ob für die Ausbaggerung der Fahrrinne des Main-Donau-Kanals, für Baggerarbeiten in Grachten in den Niederlandenoder für den Nassabbau von Quarzsand imQuarzsandwerk – bei verschiedenen Kundenprojektendes Unternehmens Ben Buchele waren Unterwassermotoren gefragt,die bei der Auslegung besondere Anforderungen haben. DieMotoren fungieren als Antrieb bei Saugbaggern, die sich auf einemSchiffsponton befinden. Sie treiben eine Unterwasserpumpean der absenkbaren Saugkonstruktion an, mit der Sedimente undSandablagerungen abgesaugt werden, damit Wasserwege die nötigeBreite und Tiefe für den Schiffsverkehr haben – oder damitQuarzsand in einem natürlichen Becken abgebaut werden kann.Zunächst werden wie bei allen Elektromotoren die Eckdaten,wie Leistung, Drehzahl oder Betriebsart (bei den genannten Projektenimmer S1-Betrieb), abgefragt. Für den Unterwassereinsatzkommt es aber auch auf andere Faktoren an. Da die Motoren beiallen Projekten vollständig im Wasser laufen, waren Angaben zurWassertiefe, zum Temperaturbereich und zur Tauchdauer entscheidend.Auch ob es sich um Salz- oder Süßwasser oder sogarum andere aggressivere Flüssigkeiten, wie bei einem Unterwassermotorfür eine Pumpe in einer Kläranlage, handelt, ist für dieAuslegung des Motors relevant. Entsprechend resistent müssenGehäuse und Lackierung sowie auch die Dichtungen sein.ABDICHTUNG IST DAS A UND ODie zentrale Herausforderung eines Unterwassermotors bestehtin der Abdichtung, die umso zuverlässiger sein muss, je tiefer derMotor eingesetzt wird. Es darf keinerlei Wasser ins Motorinnereeindringen. In der Regel wird daher Schutzart IP68 angenommen.Für geringe Anforderungen würde auch IP67 ausreichen(Tauchtiefe ca. 1 m, bei ca. 2-minütiger Tauchdauer), jedoch sinddie Unterwassermotoren von Ben Buchele für längere Einsätze ingrößerer Tiefe nach IP68 ausgelegt. Die Motoren sind meist zylin-Stefan Kunzmann, Konstruktionsleiterbei BEN Buchele, Nürnberg

ELEKTROMOTORENderförmig mit möglichst runden Bauteilen, weil diese besser abzudichtensind. Der klassische Klemmenkasten hinten am Motorhat ebenfalls die Form eines Zylinders und ist mit besonders vielenSchrauben angebracht, damit er wirklich dicht ist.ANWENDUNGSBEISPIEL MAIN-DONAU-KANALBei den Motoren für die Ausbaggerung der Fahrrinne des Main-Donau-Kanals waren für die Verbindung zur Pumpe zunächstKabelanschlüsse angefragt. Jedoch sind sogenannte ausgeführteKabel bei Unterwassermotoren immer kritisch, da bei Kabeln Bewegungentsteht, die wiederum Spalte verursachen kann und damitdas Eindringen von Wasser begünstigt. Zudem waren dieBaugröße und das Gewicht aufgrund der nötigen Leistung desMotors – 550 kW – enorm: eine 400er Baugröße bei circa 3 t Gewicht.Bei diesen Ausmaßen wären auch der Kabeldurchmesserund damit das Gewicht der Kabel extrem groß (benötigt wurdenKabel von 30 m Länge). Weil dies nicht praktikabel erschien, botendie Motorexperten alternativ eine Steckerlösung an, die zwardeutlich kostenintensiver war, für den Kunden jedoch logistischam besten funktionierte. Dazu wurde am Klemmenkasten einSteckeranschluss vorgesehen, der komplett verdrahtet wurde, sodassder Kunde eine plug-and-play-fähige, sicher abgedichteteAnschlusslösung erhielt.RISIKO KONDENSWASSERÖFFNUNGWas passieren kann, wenn Öffnungen nicht ordnungsgemäß abgedichtetwerden, zeigte sich ebenfalls bei diesem Ausbaggerungsprojekt.Jeder Unterwassermotor ist bei Ben Buchele standardmäßigmit einer Stillstandsheizung ausgestattet. Diese sorgtdafür, dass keine Feuchtigkeit entsteht, die sich ohne Heizungnach Abschalten des Motors im abgedichteten Inneren bildenund zu Kondenswasser führen könnte. Motoren ohne Stillstandsheizunghaben Kondenswasseröffnungen, durch die Feuchtigkeitentweichen kann. Der Kunde bestand trotz Stillstandsheizungauf zusätzlichen Kondenswasseröffnungen, bei denen er jedochdie Verschlussschrauben vergaß, sodass Wasser aufgrund der45-Grad-Einbaulage eindringen konnte und den Motor funktionsunfähigmachte. Deshalb rät der Hersteller von Elektromotorendazu, Öffnungen an Unterwassermotoren auf ein Minimumzu begrenzen und für ausreichende Dichtheit zu sorgen.Ein einfaches, aber wirksames Element, das bei allen Projektenvorgesehen wird, ist ein Wassermelder, der trotz aller Vorsichtsmaßnahmeneindringendes Wasser anzeigt. Es handelt sich nichtum ein hochtechnisches System, sondern um ein zweibolzigesKlemmbrett, welches an der tiefsten Stelle des Motors – je nachEinbaulage – im Lagerschild antriebsseitig angeschlossen wird.Sollte Wasser zwischen den beiden Bolzen stehen, entsteht einKontakt und zum Beispiel ein Signalton, eine Warnleuchte oderein Not-Aus werden ausgelöst.LOGISTISCHE HERAUSFORDERUNGENHerausfordernd an vielen Unterwassermotor-Aufträgen warenweniger die Auslegung, die Sonderwünsche zu Anschlüssen undKabeln oder die Abdichtung, sondern vielmehr die Logistik drumherum.Die Baugröße 400 mit einem Gewicht von drei Tonnen istnicht ganz einfach zu handeln. Das beginnt bei der Fertigung bestimmtergroßer Stahlteile, für die zum Teil extra große Maschinenangeschafft wurden. Auch der Transport war schwierig – fürden hauseigenen Aufzug war das Gewicht zu hoch, sodass die Motorenkomplett im Erdgeschoss gefertigt und sämtliche Prozessschrittehierher verlagert werden mussten. Darüber hinaus standfür die nötige Dichtheitsprüfung kein geeignet dimensioniertesTauchbecken zur Verfügung. Normalerweise werden Motoren inein Tauchbecken gehängt, mit Druck von außen nach innen be-Für die Drei-Tonnen-Motoren musste die Dichtheitsprüfung mangelsgeeigneten Tauchbeckens mit Leckagespray durchgeführt werdenaufschlagt und dann überwacht, ob Luftblasen austreten. Dieüberdimensionierten Unterwassermotoren wurden stattdessenim Hof aufgehängt, mit Druckluft beaufschlagt und dann mit einemLeckage-Spray besprüht. Bläschenbildung deutet an diesenStellen ebenfalls auf eine Leckage hin – die Motoren bestandendiesen Dichtheitstest jedoch ohne Auffälligkeiten.DETAILFRAGEN NICHT VERGESSENWichtig wie bei allen Sondermotorfertigungen ist die frühzeitigeFestlegung aller Spezifikationen. Typische auslegungsspezifischeParameter, wie Leistung oder Drehzahl, Wassertiefe und Temperaturen(Südsee oder Arktis), sind dabei geläufig, doch es kommtauch auf vermeintliche Kleinigkeiten wie die Auswahl der Anschlüssean. Gemeinsam mit den Kunden nimmt Ben Buchele diegesamte Anwendung in den Blick und berät auch zu den Detailfragen,um zusätzliche Kosten durch nachträgliche Anpassungenzu vermeiden.Bilder: Ben Buchele, Aufmacher: Dietmar Rabichwww.benbuchele.deDIE IDEE„Herausfordernd an vielenUnterwasser motor-Aufträgen warenweniger die Aus legung, die Sonderwünschezu Anschlüssen und Kabelnoder die Abdichtung, sondernvielmehr die Logistik drumherum.Die Baugröße 400 mit einemGewicht von drei Tonnen ist nichtganz einfach zu handeln.“Stefan Kunzmann, Konstruktionsleiterbei Ben Buchele, Nürnbergwww.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/07 31