Lager für Windkraftanlagen

Nach dem Wind richten

Lager für Windnachführung und Blattverstellung
Drehen im Wind: Für die Nachführung der Gondel und die Verstellung der Rotorblätter entwickelt und produziert Schaeffler Drehverbindungen bis zu einem Außendurchmesser von 4.000 Millimeter. (Foto: Schaeffler)
Windkraftanlagen müssen ihre Ausrichtung dem Wind anpassen. Turm und Rotorblätter werden so eingestellt, dass sie die Windverhältnisse optimal ausnutzen und keine zu extremen Belastungen erfahren. Schaeffler liefert hierfür die Drehverbindungen.

Die optimale Turm- und Blattverstellung sind wesentliche Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen. Für die Nachführung der Gondel und die Verstellung der Rotorblätter entwickelt und produziert die Schaeffler Gruppe Industrie Drehverbindungen bis zu einem Außendurchmesser von 4.000 Millimeter – derzeit für Anlagen bis zu einer Leistung von fünf Megawatt. Durch ihren konstruktiven Aufbau übertragen sie radiale und axiale Kräfte sowie Kippmomente. Sie werden als ein- oder zweireihige Vierpunktlager ausgeführt, sowohl unverzahnt als auch innen- und/oder außenverzahnt. Bei unterschiedlichen Belastungen ermöglichen sie eine exakte Winkelverstellung.

Blattverstellung

Zur Leistungsregelung der Windenergieanlage muss der Blattwinkel über die Drehbewegung am Blattlager stets optimal der Windgeschwindigkeit angepasst werden. Die Blattverstellung steuert so die Rotordrehzahl für eine gleichmäßige Stromerzeugung. Dabei treten zum Teil sehr hohe Lasten bei der dynamischen Beanspruchung der Rotorblätter auf. Diese müssen sicher über die Laufbahnen und die Schraubenverbindungen der Blattlager in die Rotornabe abgeleitet werden. Zum Einsatz kommen zumeist zweireihige Vierpunktlager (Pitch-Lager), deren Innen- beziehungsweise Außenring verzahnt oder unverzahnt ausgeführt sein kann.

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Turmlager

Auch für die der Windrichtung optimal angepasste Stellung der Gondel ist eine Drehverbindung nötig. Windlasten und dynamische Massenkräfte werden über die Laufbahnen und Schraubenverbindungen in den Turmkopf abgeleitet. Zum Einsatz kommen hier meist einreihige Vierpunktlager (Azimuth-Lager), deren Innen- beziehungsweise Außenring verzahnt oder unverzahnt ausgeführt sein kann.

Mit zinkflammgespritzten Oberflächen, Mehrschicht-Lackierung, veredelten Dichtungsanlaufflächen und hochfestem Vergütungsstahl bietet Schaeffler Drehverbindungen mit höchster Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer und Sicherheit gegen vorzeitige Schäden, etwa Ermüdung in der Laufbahn und Korrosion an den Oberflächen. Werkstoff und Oberflächenschutzmaßnahmen wappnen die Lager für eisige Kälte bis minus 30 Grad Celsius. Modernste Fertigungseinrichtungen und viel Fertigungs-Know-how sichern den Erfolg bei der Herstellung von Drehverbindungen für den weltweiten Einsatz in der Multimegawattklasse. Zur Sicherung von Qualität und Zuverlässigkeit der Drehverbindungen nutzt Schaeffler das moderne Berechnungsprogramm Bearinx; mit ihm modelliert und berechnet der Hersteller Belastungen und innere Beanspruchungen der Wälzlager, Vergleichsspannungen der Wellen sowie wichtige Kennwerte. Auch die innere Lastverteilung im Lager wird dabei exakt berechnet – bis hin zur Kontaktpressung unter Berücksichtigung der Laufbahnschmiegung. pb

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