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Kraftnebenschluss-Dichtungsringe für Windkraftanlagen

LagerungstechnikSchaeffler FAG Stiftung zeichnet Nachwuchswissenschaftler aus

Schaeffler FAG Stiftung ehrt Nachwuchswissenschaftler

Seit über 30 Jahren fördert die Schaeffler FAG Stiftung Wissenschaft, Forschung und Lehre. Vier Nachwuchswissenschaftler erhielten jetzt den Innovation Award 2016 für herausragende Ergbenisse bei den Promotions- sowie Master- und Diplomarbeiten auf dem Gebiet der Lagerungstechnik. Insgesamt wurden Preisgelder in Höhe von 21.000 Euro vergeben.

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KNS-DichtungPuzzeln am Windturm

Klinger richtet den Blick zum Himmel und hat die Entwicklung seiner Kraftnebenschluss-Dichtungsringe für Windkraftanlagen fortgeführt. Ursprünglich als leicht zu montierendes Dichtungselement für große Rohrleitungen gedacht, soll die neue KNS-WK-Serie Flanschblätter der einzelnen Segmente der Stahlrohrtürme vor Korrosion schützen und damit die Lebensdauer der Anlagen erhöhen.

Windkraftanlagen vor Korrosion schützen

Das Hauptaugenmerk bei der Konstruktion von Windkraftanlagen liegt vermeintlich auf der Gondel und dem Rotor. Schließlich liegt hier das Geheimnis der effizienten Stromgewinnung. Dabei trägt der Turm mit 15 bis 25 Prozent der Anlagekosten eine große wirtschaftliche Bedeutung. Um sich der Problematik, für die der Dichtungsexperte Klinger eine Lösung weiß, bewusst zu werden, muss man vom fertigen Windrad zurück in dessen Anfangsstunden blicken.

Dichtringe einknüpfen

Am Anfang liegt die Stahlplatte. Geschnitten, gerollt und in Längsrichtung verschweißt entsteht aus ihr ein Turmsegment, das auf beiden Seiten mit einem Flansch versehen ist und zwischen 15 und 35 Meter in der Länge misst. Während auf die Außen- und Innenseiten der Turmsegmente ein Korrosionsschutz aufgespritzt wird, bleiben die Auflageflächen der Flanschblätter blank: Unter den auftretenden Kräften würde die Schutzschicht in kürzester Zeit brechen.

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Zurück auf der Baustelle, wo zwei bis fünf Segmente zu bis zu 120 Meter hohen Türmen verschraubt werden, zeigt sich, dass eine 100%ige Planparallelität, die das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen die planen Flächen verhindern könnte, nicht realisierbar ist.

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Klinger hat die Analogie zum Rohrleitungsbau erkannt und seine Kraftnebenschluss(KNS)-Dichtungen für den Einsatz in Windkraftanlagen modifiziert. Die Trägerringe der Dichtung können Kräfte ableiten und sehr hohe Flächenpressungen aufnehmen, während die elastomeren Dichtungsteile Wasser von den sonst ungeschützten Flächen fernhalten. Im Zusammenspiel können so sogar geringe Abweichungen in der Planparallelität ausgeglichen werden.

Serienmäßig werden die Dichtungen KNS WE aus dem Material Klingersil-C-4430 hergestellt. Statische und dynamische Kräfte wie das Gewicht von Gondel und Rotorblättern sowie die Biegemomente durch den Wind werden durch Trägerringe übertragen. Dessen Material kann eine Flächenpressung von bis zu 250 MPa übernehmen, gleichzeitig dichten und die Kräfte begrenzen, die auf die Elastomerprofile wirken.

Um die Montage zu vereinfachen und die Transportkosten zu reduzieren, werden die Trägerringe unterteilt. Über „Knopfloch“- oder „Puzzle“-Verbindungen können die Ringstücke auf der Baustelle schließlich zusammengesetzt werden. Die Dichtfunktion übernehmen im Turmflansch zwei Dichtringe aus Elastomer, die jeweils in einem Stück geliefert werden. Auf Grund ihrer Flexibilität können sie zusammengedreht werden und passen ebenso auf die Transportpalette wie die einzelnen Teile der Trägerringe. Diese Dichtringe sind dicker ausgeführt als der Trägerring und werden während des Verschraubens der Flansche auf die Dicke des Trägerringes verpresst. cs

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