(openPR) Windkraftanlagen müssen rauen Umgebungsbedingungen standhalten, zum Beispiel großen Temperaturunterschieden und salzhaltiger Luft im Offshore-Bereich. Bei der Liebherr-Werk Biberach GmbH werden die für Windturbinen hergestellten Großwälzlager daher bereits im Entwicklungs- und Prototypenstadium umfassend geprüft, um die dauerhafte Qualität und Zuverlässigkeit sicher zu stellen und kontinuierlich zu verbessern. In einem Messraum der Nerling Systemräume GmbH werden die notwendigen Voraussetzungen geschaffen, um Geometrien wie Durchmesser, Bohrbilder oder Verzahnungen der Großwälzlager mit einem speziellen Messgerät zu vermessen. „Dank dieser kontinuierlichen Qualitätsdatenerfassung stellen wir sicher, dass jedes Lager unser Haus einwandfrei verlässt“, sagt Jürgen Stuhlmüller, Leiter der Qualitätssicherung der Liebherr-Werk Biberach GmbH.
In jeder Windkraftanlage sind mindestens fünf Großwälzlager im Einsatz: das Hauptlager der Rotorwelle, das Azimutlager zur Bewegung des Maschinenhauses und jeweils ein Lager pro Rotorblatt. Die Größe und der Aufbau dieser Großwälzlager variieren je nach Anlagentyp und Anwendung. Bei Liebherr in Biberach werden deshalb sowohl außen- als auch innenverzahnte Lager mit einem Durchmesser von bis zu 6.000 mm und einem Gewicht von bis zu 25 Tonnen gefertigt. Pro Jahr produziert Liebherr über 20.000 Lager für den Eigenbedarf und für Kunden aus den verschiedensten Industriebereichen. Davon fließen große Stückzahlen in die Windindustrie.
Jedes Lager wird auf die spezifischen Anforderungen hin geprüft und berechnet. So müssen die Lager für die auftretenden Axial- und eventuell auch Radialkräfte sowie die Kippmomente ausreichend dimensioniert sein. Liebherr ließ ein spezielles Messgerät anfertigen, um die Qualität der Großwälzlager schon im Entwicklungs- und Prototypenstadium zu gewährleisten. Damit dieses Großwälzlagermessgerät auch exakte Prüfergebnisse liefert, erstellte die Firma Nerling Systemräume ein eigenes Messraumkonzept.
Kombination aus Schiebetor und Schiebedach minimiert Störung der Klimatisierung
Da der Messraum Güteklasse 3 entsprechen soll, muss die Raumsolltemperatur zwischen 20 und 22 Grad Celsius liegen, wobei die zugelassenen zeitlichen und räumlichen Temperaturgradienten den Anforderungen der VDI/VDE 2627 entsprechen müssen. Die relative Luftfeuchte kann dabei 40 bis 70 Prozent betragen. „Neben der Einhaltung der Klimaspezifikation ging es bei der Planung des Messraums darum, die Beschickung mit den Großwälzlagern zu lösen“, so Henning Ladewig, Projektleiter der Firma Nerling. Bei der Auslegung der Klimakomponenten wurde berücksichtigt, dass die zu messenden Werkstücke bis zu 20 Tonnen wiegen können und mit Hallentemperatur in den Messraum eingebracht werden. Zunächst wurde über eine Doppellösung nachgedacht: Die Einbringung des Werkstückes in den Messraum sollte mit einem Hallenkran passieren, der Transport innerhalb des Raumes mit einem zusätzlichen Brückenkran. Da diese Variante aber zu erheblichen Mehrkosten geführt hätte, fand die Firma Nerling eine Alternative.
„Eine Kombination aus großem Schiebetor und einem Schiebedach bringt viele Vorteile“, sagt Ladewig. So könne ein Hallenkran für alle Transportaufgaben genutzt werden. Für das Einbringen des Werkstücks werden Schiebetor und Schiebedach geöffnet. Dann wird das Tor wieder geschlossen, denn für das Positionieren auf der Messmaschine muss nur das Dach offen bleiben. Die Störung der Klimatisierung im Messraum wird dadurch auf ein Minimum reduziert, weil nur das Tor eine wesentliche Störung bewirkt. „Die Dachöffnung ist wie bei einer Kühltruhe als unkritisch zu sehen“, erklärt Ladewig. Für die Auslegung der Klimakomponenten als auch der Raumgeometrie arbeitete Nerling eng mit dem Messmaschinenlieferant Wenzel Group zusammen. Dadurch konnte eine optimale Raumhöhe entwickelt werden. Außerdem war auch eine reibungslose Montage des Messgerätes zu sichern, wofür zusätzliche Dachöffnungen notwendig wurden.
Die komplette Steuerung der Klimatisierung, der Messwertanzeige und der Torantriebe erfolgt über eine speicherprogrammierbare Steuerung. So wird die Zuführung von Frischluft ebenso sichergestellt, wie ein zugfreier Umluftbetrieb und eine Raumfeuchte von mehr als 30 Prozent relativer Feuchte. Dadurch entstehen nicht nur optimale Bedingungen für die Vermessung der Großwälzlager sondern auch für die Mitarbeiter. Um die vermessenen Lager direkt an die Montageplätze zu transportieren, ist der Messraum räumlich unmittelbar in die Montagehalle integriert.
Die Lebensdauer eines Großwälzlagers hängt von vielen Faktoren ab.
In Windkraftanlagen spielen vor allem die auf das Lager einwirkenden Kräfte und die tägliche Einsatzdauer eine Rolle. Die Prüfung der Großwälzlager im Messraum trägt dazu bei, die Produktionsprozesse kontinuierlich zu verbessern. Es wird sichergestellt, dass nur einwandfrei gefertigte Lager das Werk verlassen, die den Extrembelastungen im Einsatz standhalten.
