Neue Wälzlager für Windkraftanlagen mit hoher Leistung

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Wälzlager mit Keramik sind besonders robust

In einigen Bereichen des Maschinenbaus bewährt sich Keramik bereits als idealer Werkstoff, wenn sehr hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit gestellt werden. NSK hat bei den "Robust"-Wälzlagern entsprechende Erfahrungen gesammelt. Sie sind mit Laufbahnen aus Hochleistungsstahl und optional mit Kugeln aus Keramik und ausgestattet und kommen im Werkzeugmaschinenbau zur Anwendung.

Auf der Basis dieses Know-hows hat NSK speziell für die Anforderungen der Windtechnik stromisolierte Wälzlager mit keramisch beschichteten Außenringen entwickelt. Sie zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus – die Anlagenhersteller fordern 175 000 Betriebsstunden bei äußerst dynamischen Belastungen, und diese Forderung erfüllen die neuen Lager. Zugleich verhindert der Keramik-werkstoff Stromdurchgänge im Antriebsstrang und minimiert Schäden z.B. bei Stromlastspitzen oder Kreisströmen (Elektrokorrosion). Deshalb eignet sich diese Lagerbauart besonders für den Einsatz als Generatorlager.

Bei den bislang eingesetzten Keramiklagern wird mittels Plasmaspritzen eine dauerhafte Keramikbeschichtung auf die Stahloberfläche aufgebracht. Als Alternative bietet NSK jetzt als Neuheit auch Wälzlager mit Kugeln aus Vollkeramik an. Bei der Entwicklung der Hybridlager konnte NSK auf den umfassenden Erfahrungen aufbauen, die mit dem Werkstoff Keramik und der Werkstoffpaarung Keramik/ Hochleistungsstahl gesammelt wurden.

Schmierstoffversorgung konstruktiv in den Anwendungsfall einbinden

Nicht zuletzt wegen der hohen Anforderungen an die Lebensdauer (bei minimaler Wartung) wird auch die Schmierstoffentwicklung vor echte Herausforderungen gestellt, wenn es um Wälzlager für die Windkrafttechnik geht. Hier ist in der Tat ein sehr hohes Maß an Expertise gefordert, denn viele Schäden, die vor Ablauf der erwarteten Lebensdauer registriert werden, gehen auf Fehler in der Schmierung zurück.

Diese Schäden treten meistens als Verschleiß, als Ermüdungsschaden, Fressspuren oder als Heißlauf des Lagers in Erscheinung. Bei allen Schadensbildern liegt die Ursache in Schmierungsmängeln, zu denen auch die Überschmierung gehört. Vermeiden lassen sich die Schäden, wenn die Versorgung mit Schmierstoffen konstruktiv in den konkreten Anwendungsfall eingebunden wird. Die optimale Trennung der Kontaktflächen durch einen Schmierfilm, die gezielte Reibungsreduzierung, das Fernhalten bzw. Abführen von Verschmutzungen, der Korrosionsschutz und vor allem auch die Wärmeabfuhr sind wichtige Aspekte einer geeigneten Wälzlagerschmierung.

Teil 3: Kriterium der Trennung der Kontaktflächen erfüllen

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