For to år siden satte den danske gearkassespecialist Mekanord fra Frederikshavn gang i et udviklingsprojekt, som nu har resulteret i verdens første letvægtsgearkasse, hvor store dele af selve boksen er opbygget af kulfiber. Det har reduceret vægten med 30 procent, hvilket for et standardgear på 700 kilo svarer til cirka 210 kilo. Oven i det er service og reparationer både blevet nemmere og billigere.

I mindre skibe har vægten af alt det udstyr, man læsser ind i dem, stor betydning for brændstofforbruget. Det gælder vand, besætning, motor og gear.

»Det har måske ikke så stor betydning i en supertanker, men i mindre skibe er der penge at spare på brændstofforbruget, hvis vægten kan reduceres«, forklarer Niels Kyhn Hjørnet, der som selvstændig skibsdesigner med speciale i kompositmaterialer har deltaget i udviklingen af det nye gear:

»Vi begyndte fuldstændig fordomsfrit at undersøge, hvor kulfiber kunne gøre mest gavn i et gear,« fortæller han.

Fra begyndelsen var det naturligvis ikke muligt at udskifte selve tandhjulene i gearet med kulfiber, men ellers var der frit spil - hvilket også betød, at man skulle overveje, om også lejerne skulle indfræses i kulfiber.

Kulfibre kan designes, som man vil

Det viste sig hurtigt, at det var i boksen rundt om selve gearet, man kunne opnå de største gevinster. Til at holde lejer blev der udviklet et gitter i metal og aluminium.

»Når man støber en boks til et gear, så er der grænser for, hvor tyndt man kan støbe. Det betyder, at man uvilkårligt kommer til at overdimensionere en lang række steder. Den begrænsning har man ikke, når det gælder kulfiber,« forklarer Niels Kyhn Hjørnet.

Med kulfiber er det muligt at designe materialet til at have specielle egenskaber, både med hensyn til stivhed og styrke, i de retninger, man har behov for. Derfor kaldes kulfiber også for et ortotropt materiale, altså et materiale, som har forskellige egenskaber, alt efter i hvilken retning man trækker i det. I modsætning til stål, som er et isotropt materiale, der udvider sig lige meget i alle retninger, hvis det bliver belastet.

Selv om man i dag kan få meget avancerede kulfiberprodukter, så har designerne for at holde prisen nede satset på kommercielle fibre, som bliver produceret i meget store mængder.

Vi ville være anderledes

Det nye gear har været har været vist på den netop overstået messe for maritimt udstyr, SMM, i Hamborg. Administrerende direktør for Mekanord Søren Klyvø forklarer baggrunden for udviklingen af det nye gear:

»Vi kunne se, at vores konkurrenter løb med kontrakterne, fordi de havde lette gear i aluminium. Men i stedet for at udvikle endnu et aluminiumsgear, ville vi udvikle et gear, så vi kunne differentiere os fra konkurrenterne. Derfor fik jeg den idé at bruge kompositmaterialer i gearet,« fortæller Søren Klyvø.

Gearet er især tænkt til en type skibe der bliver bygget en del af for tiden nemlig de, der sejler servicepersonale ud til vindmølleparker. Her er man meget fokuseret på vægt for at holde brændstofforbruget nede.

Søren Klyvø forventer, at den første prototype af gearet snart vil være klar. Derefter skal der indgås aftaler med kunder, og første gear forventes leveret i slutningen af næste år.

Niels Kyhn Hjørnet kan sagtens se kulfiber trænge ind i flere andre mekaniske konstruktioner på skibe i fremtiden:

»Det ville være oplagt at udskifte den traditionelle drivaksel med en af kulfiber. Det ser vi allerede i dag i waterjets (bådtype red.). Ved at gøre de mekaniske dele lettere, reducerer man også masseintertimomentet, hvilket giver færre vibrationer,« siger han.

Den nye gearkasse skal foreløbig bygges i størrelser fra 800 til 1.200 kW. Udviklingen er støttet af Den Danske Maritime Fond, Dansk Design Center og det lokale væksthus.

Dokumentation

Mekanord