Wälzlager für Windkraftanlagen: Branche in Bewegung

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Lenord, Bauer & Co. GmbH

Wälzlager: Innovationen in der 2- bis 4-MW-Klasse

Der Trend zu immer größeren und leistungsstärkeren Anlagen ist auch dem Zwang zur Wirtschaftlichkeit und Kostensenkung geschuldet: Multi-Megawatt-Anlagen erzeugen in Relation zu den Investitionskosten mehr Strom und amortisieren sich damit schneller, zudem nutzen sie windreiche Standorte besser aus. NSK ist hier mit seinem Wälzlagerprogramm für die Windtechnik gut positioniert und arbeitet daran, die gute Marktstellung weiter auszubauen.

Aktuelles Projekt: Optimierung von Zylinderrollenlagern

Zum Beispiel arbeiten die Wälzlager-Entwickler zurzeit an optimierten Zylinder-rollenlagern als Getriebelager von Turbinen der Multi-Megawatt-Klasse und steht hier kurz vor der Markteinführung. Dabei werden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt. Beim ersten Projekt wurde die Mikrogeometrie konstruktiv und produktionstechnisch optimiert, ohne die Makrogeometrie zu verändern. Das heißt: Lagerdurchmesser und Anzahl der Rollen wurden nicht verändert. Ergebnis ist hier eine um 15 % erhöhte dynamische Tragzahl und, als Folge daraus, eine um 70 % höhere rechnerische Lebensdauer.

Beim zweiten Projekt wurde auch die innere Konstruktion des Lagers verändert, indem die Anzahl der Rollen erhöht wurde. Das hat zur Folge, dass der Käfig in seinem Querschnitt reduziert wird, aber den gleichen Belastungen standhalten muss. Somit musste auch die Käfiggeometrie optimiert werden mit dem Ziel, die Käfigfestigkeit beizubehalten. Erreicht wurde dies mit Hilfe von FEM-Analysen und abgesichert durch umfassende Erprobung auf dem Prüfstand. Bei diesen Lagern, die auf der Husum WindEnergy 2012 (Stand 3G07) zu sehen sein werden, ist nicht nur die dynamische Tragzahl höher, sondern auch die statische.

Neues Käfigdesign für Kegelrollenlager

Die Planetenträgern in der Eingangsstufe von Getrieben für Windkraftanlagen sowie die Rotorwelle werden häufig von NSK-Kegelrollenlagern gelagert, ebenso die so genannten integrierten Rotorlager, bei denen Getriebe und Nabe zusammengeschoben werden.

Bei diesen Lagern verwendete NSK bislang gepresste Stahlblechkäfige. Aufgrund der stetig wachsenden Lagerdurchmesser musste man aber nach anderen Lösungen suchen und hat für Durchmesser ab 1000 mm einen geschweißten Käfig entwickelt. Der Käfig erfüllt höchste technische Anforderungen, aber seine Fertigung ist sehr komplex und verlangt hohes schweißtechnisches Know-how. NSK erprobt deshalb zurzeit alternative Käfigkonzepte, deren Produktion kostengünstiger ist und die zudem mit hoher Reproduzierbarkeit gefertigt werden können.

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