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SKF: High-Tech-Dichtung macht Windkraftanlagen robuster

Die eigens für Hauptwellen von Windenergieanlagen entwickelte Axial- dichtung HRC1 von SKF hält um ein Vielfaches länger als bislang übliche Gummi-Lösungen.

Ein spezieller Werkstoff sowie das Hochleis- tungs-Dichtungsprofil von HRC1 sorgen für eine Lebensdauer, die in der Windenergie- branche bislang unerreichbar schien.

Innovative Dichtungs- lösungen von SKF erfüllen höchste Ansprüche in verschiedenen Einsatzbereichen der Windkraft-Anlage.

Für raue Gegen- laufflächen und Mangelschmierung entwickelt, kombi- niert die Axial- dichtung HRC1 mehrere Konstruk- tionsmerkmale zu einer robusten Hochleistungs- dichtung.

Ausführliche Tests haben gezeigt: Der von SKF entwickelte Werkstoff H-ECOPUR ist fünf Mal abriebbe- ständiger als der nächstbessere Elastomerwerkstoff.

H-ECOPUR bietet eine 3,5 Mal höhere Reißfestigkeit als der nächstbessere Elastomerwerkstoff.

2014 Mai 28, 08:00 CEST

Windkraftanlagen an Land oder im Offshore-Bereich sind witterungsbedingt oft extremen Belastungen ausgesetzt. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an den gesamten Maschinenraum in der Gondel, darunter auch die Hauptwellen. Für deren reibungslosen Betrieb hat SKF die innovative Axialdichtung HRC1 entwickelt. Sie erhöht die Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen und verringert teure Instandhaltungskosten.

Schweinfurt, den 28. Mai 2014

 

Moderne Windkraftanlagen arbeiten heute sehr effizient. Allerdings schlagen die Kosten für Wartung oder Reparatur gerade im Offshore-Bereich empfindlich zu Buche. Die Anlagen sind durch wechselnde Windkräfte enormen statischen Belastungen ausgesetzt. Die bis zu 170 Meter langen Rotorblätter aus glas- oder kohlefaser- verstärkten Kunststoffen (GFK, CFK) leisten je nach Windstärke 18 bis 50 Umdrehungen in der Minute und übertragen damit hohe radiale und axiale Kräfte auf den Maschinensatz in der Gondel. Besonders hohe Belastungen treten beispielsweise bei plötz- lichen, heftigen Windstößen auf. Die Konsequenz: Um zuverlässig Strom liefern zu können, müssen Windenergieanlagen eine enorme Anzahl von Lastwechseln unbeschadet überstehen.

 

Die auftretenden Rotorkräfte sind eine Heraus- forderung für die Getriebekonstruktion. An „vorderster Front“ unmittelbar hinter dem Rotor arbeitet die Hauptwelle der Windkraftanlage. Um deren sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, sind unter anderem ausgereifte Dichtungslösungen nötig. Bislang standen der Windenergiebranche allerdings nur handelsübliche Axialdichtungen aus elastomeren Werkstoffen zur Verfügung. Diese haben einen entscheidenden Nachteil: Sie sind kaum imstande, die anspruchs- vollen Aufgaben an den Hauptwellen in Windkraft- anlagen zu erfüllen. Hier verschleißen herkömmliche Dichtungslösungen meist sehr schnell an den teils rauen Gegenlaufflächen. Auch mit Mangelschmie- rung durch die nur begrenzt kontrollierbaren Bedingungen an den Hauptwellen sind sie in aller Regel überfordert.

 

In den Monaten zwischen den Wartungsintervallen muss die Axialdichtung das Hauptwellenlager der Anlage zuverlässig vor Schmutz schützen. Bei einem Ausfall sind die Lager der Hauptantriebswelle zusätzlichen Verunreinigungen ausgesetzt. Mögliche Konsequenzen sind ungeplante Stillstandzeiten und steigende Kosten pro Kilowattstunde. Darüber hinaus ist der Austausch von Axialdichtungen im Turm sehr schwierig und in Einzelfällen sogar unmöglich.

 

Die Axialdichtung HRC1 von SKF wurde speziell für raue Gegenlaufflächen und Mangelschmierung entwickelt. Mehrere Konstruktionsmerkmale machen sie zu einer robusten Hochleistungsdichtung. Die besondere Geometrie von HRC1 erlaubt eine axiale Abweichung von ± zwei Millimeter. Die robuste Dichtlippe mit optimiertem Profil sorgtfür minimalen Kontakt, Reibung und Verschleiß. Ein spezielles Rillendesign unterstützt außerdem die Schmierung der Dichtkante.

 

Die SKF Innovation wird aus H-ECOPUR gefertigt, einem speziellen Polyurethan-Werkstoff, der von SKF für besondere Anforderungen entwickelt worden ist. Das Material zeichnet sich durch eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß, Abrieb, UV-Strahlung, Ozon und Hydrolyse aus und ist damit sehr gut für den Einsatz in Türmen von Windener- gieanlagen geeignet. Umfangreiche Tests haben ergeben, dass H-ECOPUR fünf Mal abriebbestän- diger ist als der nächstbessere Elastomerwerkstoff. Zudem besitzt H-ECOPUR eine 3,5 Mal höhere Reißfestigkeit als nächstbessere Elastomere. „Durch ihre außergewöhnlich lange Gebrauchsdauer versetzt die HRC1-Dichtung den Betreiber in die Lage, sich an ganz normale Wartungsintervalle zu halten. Das ist ein enormer Vorteil, der die Instandhaltung verbilligt“, sagt María Concepción Martín, Produktmanagerin bei SKF Industrial Seals.

 

 

Je nach Einsatzfall und Installationsbedingung ist die SKF Dichtung in geteilter und ungeteilter Ausführung erhältlich. Sie ist für Wellendurchmesser von einem bis drei Meter verfügbar. Bei Durchmessern außer- halb dieses Bereichs stehen  SKF Dichtungsexperten mit Rat und Tat zur Seite. Ein Schnellspannband aus Stahl ermöglicht den einfachen Einbau und eine schnelle Fixierung auf der Welle. Geteilte Dichtungen lassen sich auch nachträglich in bestehende Anlagen einbauen. Für Neuanlagen sollte die Axialdichtung in ungeteilter Ausführung verwendet werden.

 

 

Feldversuche bestätigen höhere Lebensdauer

HCR1-Dichtungen haben ihre Praxistauglichkeit bereits unter Beweis gestellt. In enger Zusammen- arbeit mit einem bekannten Hersteller von Wind- kraftanlagen hat SKF die Neuheit in umfangreichen Feldversuchen getestet. Die Dichtungen wurden in 40 Windenergieanlagen mit jeweils 2,5 Megawatt Leistung eingebaut und waren kontinuierlich unter Praxisbedingungen im Einsatz. Bei der Erstkontrolle nach drei Monaten wurde ein normales Einlaufverhalten festgestellt. Nach sechs Monaten registrierten die Tester lediglich einen minimalen Verschleiß.

 

Der Feldversuch hat bestätigt, dass die Axialdichtung HRC1 wesentlich länger eingesetzt werden kann als herkömmliche Elastomerdichtungen. Für Windpark- betreiber bedeutet das mehr Planungs- und Betriebssicherheit anstatt unge- planter Stillstandszeiten und Reparaturen. Die üblichen Zeitintervalle für Instandhaltungsmaßnahmen können eingehalten werden. SKF Managerin María Concepción Martín: „Mit den Feldversuchen konnten wir bestätigen, dass unsere Axialdichtung HRC1 eine Lebensdauer erreicht, die in der Windenergiebranche bislang unmöglich schien.“

 

Die Axialdichtung HRC1 ist Teil eines umfangreichen Sortiments von SKF Produkten für Windenergieanlagen. Als Technologieführer vereint SKF Erfahrungen aus den Kompetenzfeldern Lager und Lagereinheiten, Dichtungen, Mechatronik, Dienstleistungen und Schmiersysteme. Ziel ist die Entwicklung von umfassenden Komplettlösungen für Hersteller, Betreiber und Dienstleister.

 

 

 

Infokasten HRC1:

 

HRC1: Die Vorteile im Überblick


-     Längere Gebrauchsdauer

-     Geringere Instandhaltungskosten

-     Reduziert verunreinigungsbedingte Lagerausfälle

-     Steigert die Zuverlässigkeit der Windkraftanlage

-     Erleichtert den Dichtungsaustausch bei Einbau im Turm


Pressekontakt:


Dietmar Seidel, Leiter Technische Fachpresse Deutschland,

Tel. 09721-56 2843, E-Mail: dietmar.seidel@skf.com


SKF ist ein weltweit führender Anbieter von Wälzlagern, Dichtungen, Mechatronik-Bauteilen und Schmiersystemen mit umfassenden Dienstleistungen in den Bereichen Engineering, Wartung und Instandhaltung sowie Training. Weltweit ist SKF in mehr als 130 Ländern präsent und arbeitet mit rund 15.000 Vertragshändlern zusammen. Der Umsatz der Unternehmensgruppe betrug im Jahr 2013 MSEK 63.597. Die Anzahl der Mitarbeiter lag bei 48.401.

Mehr Infos unter www.skf.com

 

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