Drehgeber Hohe Sensor-Qualität trotz hohem Kostendruck

Redakteur: Jan Vollmuth

Effiziensteigerung und reduzierte Kosten treiben die Hersteller von Windkraftanlagen. Jedes Teil einer Anlage kommt daher auf den Prüfstand – auch die Sensorik. Unter dem Kostendruck darf deren Qualität jedoch nicht leiden. Kübler reagiert bei seinen Drehgebern mit drei Lösungsansätzen auf diese Herausforderungen.

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Drehgeber von Kübler zur Drehzahlregelung und für Positionieraufgaben leisten in Windenergieanlagen an mehreren Stellen ihren Dienst.
Drehgeber von Kübler zur Drehzahlregelung und für Positionieraufgaben leisten in Windenergieanlagen an mehreren Stellen ihren Dienst.
(Bild: Kübler)

Die Phase ungebremsten Wachstums bei Windenergieanlagen (WEA) der frühen Jahre, bei dem die Frage nach den Kosten weitgehend ausgeklammert wurde, der Vergangenheit an. Sowohl die Energiepreise für die Verbraucher, aber auch die Aufwendungen für den Bau einer solchen Anlage stehen in der Diskussion. Gerade bei Windkraftanlagen wirkt sich dieser Preisdruck aus, der mittlerweile von vielen Experten schon als Preisverfall bezeichnet wird.

Kein Wunder also, dass neben der Steigerung der Effizienz die Senkung der Kosten im Mittelpunkt der Strategie eines jeden WEA-Herstellers steht – 20 bis 30 Prozent Kosteneinsparungen sind als Ziel ausgegeben. Daher kommt jedes Teil auf den Prüfstand, auch die Sensorik, obwohl der Kostenanteil von Drehgebern in einer Windenergieanlage unter einem Prozent liegt.

Damit geben die WEA-Hersteller den Kostendruck an die Sensorhersteller weiter. Diee stehen vor der Herausforderung, Kosten sparen und gleichzeitig höchsten Ansprüchen gerecht werden zu müssen. Geht das zusammen?

Diese Frage beantwortet die Kübler Gruppe mit einem eindeutigen Ja. Das Unternehmen entwickelt und produziert Drehgeber für alle Drehzahl- und Positionierungsaufgaben einer Windenergieanlage. Um diese beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, wendet das Unternehmen unter anderem drei wichtige Lösungsansätze an: Lean Design, Design To Cost (DTC) und Intelligente Lösungen zur Erfüllung neuer Richtlinien (MRL 2006/42/EG).

Lean Design: Material- und Kosteneinsatz optimieren

Unter dem Begriff Lean Design werden bei Kübler alle Maßnahmen zusammengefasst, die zu einer Verschlankung der Funktionalitäten des Multiturn-Drehgebers mit optischem Getriebe Sendix 58 führen. Verschlankung bedeutet hier keinesfalls Minderung, vielmehr handelt es sich dabei um Individualisierung.

Alle Komponenten des Drehgebers wurden nach Funktionalitäten aufgelistet. In einem zweiten Schritt wurde analysiert, welche der Funktionalitäten für Windanlagen erforderlich sind. All jene, die es nicht braucht, wurden weggelassen, der Drehgeber entsprechend umkonstruiert.

Daraus entstand ein nachhaltiger Prozess, bei dem permanent auf gleichbleibende Qualitätsmerkmale geachtet wird. Das Resultat ist ein Portfolio an absoluten Multiturn-Drehgebern mit individuellem Zuschnitt: Dazu gehören der kompakte Sendix F36, ein voll-optischer Drehgeber mit elektronischem Multiturn im 36er-Gehäuse, der effiziente Sendix F58, ebenfalls ein voll-optischer Drehgeber mit elektronischem Multiturn im robusten 58er-Gehäuse sowie der variable Sendix 58, der voll-optische Getriebe-Multiturndrehgeber.

Design To Cost (DTC) – Entwerfen und Konstruieren nach Kostengesichtspunkten

Auch hier geht es um die passgenaue Entwicklung eines Drehgebers, damit Streuverluste und höhere Kosten vermieden werden können. Die Kosten werden neben technischen Leistungen und Terminen zu einem wichtigen Entwurfsparameter.

Auch diese Strategie hat sich die Kübler Gruppe auf ihre Fahnen geschrieben und die bestehende Produktreihe an Hohlwellen-Inkrementalgebern um einen Geber erweitert, der genau auf die Anforderungen der Generatordrehzahl in Windanlagen zielt. Dabei wurden – nach eingehenden Marktrecherchen - die geforderten Funktionalitäten nicht nur übernommen, sondern sogar verbessert. So führte die intensive Suche nach Spezifizierung zu Alleinstellungsmerkmalen der Kübler-Produkte.

Dazu gehört der Drehgeber Sendix 5020, kompakt und daher für Anwendungen bei eingeschränktem Platz prädestiniert, wobei die Wellenisolation über Isoliereinsätze erfolgt. Ebenso der A02H mit großer Hohlwelle. Bei diesem handelt es sich um einen schlanken Geber mit großen Kugellagern für erhöhte Lagerlast und großem Wellen-Durchmesser. Die Wellenisolation vollzieht sich über Isolierhülse mit Stahlinsert.

Das Trio komplettiert der Sendix Heavy Duty H120 für Anwendungen mit großen Lagerlasten und starken Lagerausgleichsströmen. Die Wellenisolation mit voll isoliertem Lageraufbau reicht bis 2,5 kV.

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