Modulare Planetenlager, Wälzlager

Zwischen Tide und Brise

Weltweit haben innovative Wälzlager-Lösungen maßgeblichen Einfluss auf die Weiterentwicklung der "grünen" Kraftwerke. Auch Hersteller NKE Austria ist in diesem Bereich sehr aktiv und liefert Lager für unterschiedliche Anwendungen zur Gewinnung erneuerbarer Energieformen. Im großindustriellem Maßstab fertigt das Unternehmen beispielsweise derzeit Wälzlager für Windenergieanlagen und Strömungskraftwerke.

Kundenspezifische Lösung: Vierfacher NKE-Planetenlagersatz

Windenergieanlagen laufen unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen. Die hier verwendeten Wälzlager müssen daher eine größtmögliche Betriebssicherheit bei hoher Lebensdauererwartung bieten. Konkret bedeutet das zum Beispiel: Die projektierte Soll-Lebensdauer für Wälzlager in Windenergieanlagen beträgt 175.000 Betriebsstunden. Gründe genug für viele namhafte Wälzlager-Hersteller, sich in diesem Bereich zu engagieren. "Erneuerbare Energien haben ein hohes Potenzial für uns. Es ist uns wichtig, einen Beitrag zur Entwicklung emissionsreduzierender Technologien zu leisten", sagt auch Heimo Ebner, der kaufmännische Geschäftsführer des österreichischen Wälzlager-Herstellers NKE. Für Windkraftanlagen liefert das Unternehmen mit Stammsitz in Steyr eine ganze Reihe verschiedener Lagerbauarten. Beispielsweise Zylinderrollenlager, die häufig in Getrieben und Generatoren zum Einsatz kommen. Sie eignen sich für hohe Radiallasten und ihre mehrreihigen und vollrolligen Ausführungen sind auch für große Lasten erhältlich. Zum Portfolio des Unternehmen gehören hier zudem Sonderausführungen mit optimierter Bauteilgeometrie und kundenspezifische Konstruktionen. Spezielle Beschichtungen für optimale tribologische Eigenschaften werden ebenfalls angeboten.

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Nicht vergessen sollte man in dieser Zusammenstellung die elektrisch isolierten Wälzlager von NKE. Sie sind zu 100 Prozent austauschbar gegen Standardwälzlager und bieten Schutz vor Lagerschäden aufgrund von Stromdurchgängen. Je nach Lagergröße und -bauart sind verschiedene Versionen erhältlich: Mit elektrisch isolierender Beschichtung (Oxydkeramik) am Außen- oder Innenring oder als Hybridlager mit Wälzkörpern aus Keramik. Für Planetengetriebe in Windenergieanlagen hat man in Steyr modulare Systeme zur Lagerung von Planetenrädern entwickelt. Diese Modularsysteme vereinheitlichen das Lagerungskonzept, verringern die Teilevielfalt und vereinfachen die Logistik. In vielen Windenergieanlagen werden Planetengetriebe in ein- oder zweistufiger Bauart verwendet. Da die Lager der Planetenräder die am höchsten belasteten Lagerstellen sind, ist eine integrierte Planetenrad-Lagerung von Vorteil. Dabei werden außenringlose Zylinderrollenlager mit Käfig direkt in das Planetenrad eingesetzt, wobei die Planetenrad-Bohrung selbst die Gegenlauffläche bildet.

Lager im Meer

Diese Lagersysteme entwickelt das Unternehmen kundenspezifisch. Für Getriebe mit einer Leistung von 1,5 sowie 2,0 und 2,5 Megawatt hat NKE bereits modulare Lagersysteme aus einreihigen außenringlosen Zylinderrollenlagern realisiert. Die Lager haben Bohrungsdurchmesser von 160, 190 und 200 Millimeter und sind bis 220 Millimeter Bohrungsdurchmesser projektiert. Die Lagerauswahl richtet sich nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum und den Kundenanforderungen, insbesondere wenn es um den Ersatz bisher verwendeter Lagerlösungen geht. Um die Tragfähigkeit zu erhöhen, wurden die Innenaufbauten der Zylinderrollenlager – abweichend von der Standardausführung der Basistypen – nochmals verstärkt. Diese Lager sind mit einem innenringgeführten einteiligen Messingmassivkäfig ausgestattet. Sie können in Abhängigkeit von der individuellen Belastungs- und Einbausituation zu Mehrfachsätzen zusammengestellt werden.

Meeresströmungs-Kraftwerke zählen zu den jüngeren Entwicklungen zur Nutzung erneuerbarer Energien. Ihre unter der Wasseroberfläche angebrachten Rotoren werden durch die Gezeitenströmung angetrieben. Auch für solche Unterwasser-„Windräder“ liefert NKE Austria bereits Getriebelager. Ein praktisches Beispiel dafür ist das Meeresströmungskraftwerk Sea Gen, entwickelt vom britischen Unternehmen Marine Current Turbines Ltd. (MCT), einem Vorreiter bei der Entwicklung von Meeresströmungsturbinen. Das Kraftwerk hat eine Nennleistung von 1,2 Megawatt und wurde in Strangford Lough in Nordirland installiert. Es gilt als das erste kommerziell betriebene Strömungskraftwerk der Welt.

Sea Gen arbeitet nach dem Prinzip Windkraftanlage – allerdings mit dem Unterschied, dass die Rotoren nicht frischen Brisen angetrieben werden, sondern eben von der Gezeitenströmung. Ein entscheidender Vorteil gegenüber Windkraftwerken liegt darin, dass die Meeresströmungen kontinuierlich fließen und weniger wetterabhängig sind. Daher lässt sich die eingespeiste Strommenge viel besser vorhersagen. Da die Dichte des Wassers zudem wesentlich größer ist als jene von Luft, können die Rotoren kleiner dimensioniert werden als bei Windturbinen.

Entwickler der Getriebe ist das Unternehmen Orbital 2 Ltd aus Großbritannien. Mit der Lieferung der Wälzlager für die Getriebe wurde NKE beauftragt. Die Österreicher liefern neun verschiedene Lagertypen für die Getriebe - einschließlich Rillenkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager und Vierpunktlager mit Außendurchmessern von 300 bis 1090 Millimeter. Harald Zerobin, technischer Geschäftsführer des Unternehmens, sagt: "Ganz besonders stolz sind wir, beim ersten kommerziell betriebenen Strömungskraftwerk der Welt dabei zu sein. NKE wird sich auch weiterhin aktiv bei der Entwicklung und Verbesserung neuer Technologien zur internationalen Nutzung alternativer und erneuerbarer Energieformen einbringen." ms

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