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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Energy

Windkraftanlagen stellen höchste Anforderungen an Antriebstechnik

Zwanzig Jahre oder 175 000 Stunden wartungsfreier Betrieb bei widrigen Umgebungsbedingungen und hoch dynamischen, unregelmäßigen Belastungen: Das sind die Anforderungen, die Hersteller von Windkraftanlagen an die Komponenten des Antriebsstrangs stellen.

27.02.2015
Windenergie

Deshalb gehört die Windtechnik bei den Herstellern hochwertiger Antriebskomponenten und -systeme zu den Königsdisziplinen: Was sich "onshore" oder "offshore" bei der Umwandlung von Wind in elektrische Energie bewährt, das ist auch in vielen anderen Branchen gefragt, die hoch belastbare Antriebe benötigen.

Ein Beispiel dafür ist die KTR Kupplungstechnik GmbH. Dr.-Ing. Norbert Partmann, Leiter Geschäftsfelder: "Unsere Stahllamellenkupplungen bewähren sich weltweit in der Windtechnik. Gestartet sind wir vor rund zwanzig Jahren mit Antriebskomponenten für 250 kWp-Windturbinen, inzwischen reicht das Spektrum bis 7 MW." Mehr als 40 000 Windkraftanlagen hat KTR in dieser Zeit mit Kupplungen ausgestattet. Auf der MDA zeigt das Unternehmen die neueste Generation dieser sehr robusten Kupplungen, die immer häufiger als Baueinheit mit verschiedenen Bremssystemen ausgeliefert werden. Hier stehen mehrere Baureihen zur Verfügung, die KTR speziell für die Windtechnik entwickelt hat. Die neuesten Bremsen haben Schließkräfte von bis zu 1,6 N oder 160 Tonnen pro Bremseinheit. Darüber hinaus zeigt KTR in Hannover Kupplungen für mittelschnell laufende Windkraftanlagen mit einer bis zwei Getriebestufen und Vielpolgeneratoren, die besonders hohe Drehmomente übertragen müssen.

Bei Parker Hannifin sieht man ebenfalls den deutlichen Trend zu Systemlösungen. André Herrmann, Business Development Manager: "Die Hersteller und Betreiber von Windkraftanlagen sind sehr an günstigen Anlagenkosten, hohen Wirkungsgraden und minimalem Wartungsaufwand interessiert. Diese Ziele können durch die Lieferung von Systemlösungen erreicht werden. Dazu gehört – und das ist ein neuer Trend – auch die Energiespeicherung. Neben kompletten Hydraulikaggregaten, Pitch-Verstellsystemen, Bremssystemen, Filtern und Verbindungselementen, die wir zu getesteten Baugruppen kombinieren, bieten wir auch Turn-Key-Solutions für Batteriespeicher. Auf der HANNOVER MESSE stellen wir dieses System-Know-how heraus."

Der ZF-Geschäftsbereich Wind Power nutzt die HANNOVER MESSE, um seine neuesten Ent-wicklungen bei Windkraftgetrieben vorzustellen. Dazu gehört eine neue Generation von Getrieben für die 3 MW-Klasse mit integriertem kegelförmigem Planetenradsatz, die einen Drehmomentbereich von 2 000 bis 3 100 kNm abdecken.

Auf der HANNOVER MESSE informieren Windkraft-Experten sich über neue Produkte und diskutieren über aktuelle Branchentrends. Zu den Herausforderungen zählen beispielsweise frühzeitige Ausfälle von Antriebskomponenten, vor allem von Wälzlagern. Dieses Phänomen ist als "White Etching Cracks" (WEC) bekannt, weil es zu Rissbildungen und Absplitterungen mit typischerweise weißen Rändern führt.

Führende Wälzlagerhersteller haben dieses Schadensbild intensiv untersucht und inzwischen erste Gegenmaßnahmen entwickelt. Matthias Schramm, Leiter des Geschäftsbereichs Erneuerbare Energien & Rohstoffe bei der Schaeffler Technologies GmbH: "Die von uns entwickelte Technologie für eine effiziente und dabei wirtschaftliche Reduktion von WEC-Schäden ist das Durchhärten der Lager in Kombination mit dem Brünieren der Außen- und Innenringe sowie der Wälzkörper."

Auf Basis dieser Erkenntnis hat das Schaeffler-Kompetenzzentrum das Schichtsystem Durotect B entwickelt. Es vermindert die Gefahr von Schlupfschäden, verbessert das Einlaufverhalten, bietet Schutz vor Korrosion und nicht zuletzt erhöhten Schutz gegenüber WEC. Das Verfahren kann auch bei carbonitrierten Wälzlagern aus dem Werkstoff Mancrodur (32MnCrMo6-4-3) zum Einsatz kommen, die noch höhere Tragzahlen aufweisen.

Auch durch den Einsatz des hochchromhaltigen Spezialstahls Cronidur 30 kann laut Schramm die Entstehung von WEC nach heutigem Kenntnisstand vollkommen ausgeschlossen werden: "Bisher ist uns kein WEC-Fall mit Cronidur 30-Lagern bekannt. Durch Verwendung dieses Materials lassen sich zudem eine um bis zu 70 Prozent gesteigerte Tragzahl und dadurch höhere Lebensdauer sowie ein besserer Korrosionsschutz erzielen." Man kann sicher sein, dass auch andere Wälzlagerhersteller in Hannover Maßnahmen gegen dieses typische Schadensbild vorstellen werden.

Ebenso sicher ist es, dass die Investitionen der Antriebstechnik-Hersteller in hoch beanspruchbare Komponenten für Windkraftanlagen sich auch in anderen Bereichen auszahlen. Dr. Norbert Partmann, KTR: "Die Ansprüche an Versuche, an Zertifizierungen und die QM-Dokumentation sind in der Windtechnik extrem hoch. Allein die Spezifikation einer Kupplung kann bis zu 180 Seiten umfassen." Das heißt: Wenn in Hannover Antriebskomponenten und –systeme für die Windtechnik gezeigt werden, kann der Besucher sicher sein, dass sie für extreme Belastungen entwickelt und umfassend geprüft wurden.

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