handling Juni 2011 34 www.handling.de Lineartechnik DAnlagen, er Trend zu großen Multi-Megawatt- die besonders in Offshore- Windparks eingesetzt werden, verändert auch die Lagerungskonzepte von Wind- kraftanlagen.
Insbesondere die Ein-La- ger-Konzepte gewinnen an Bedeutung.
Dabei wird der Rotor nur noch von einem zweireihigen Kegelrollenlager – einem so genannten Momentenlager – in O-An- ordnung gelagert, das alle Kräfte und Momente aufnimmt.
Dieses Ein-Lager- Konzept kann unterschiedliche Ausprä- gungen annehmen, etwa mit Welle und Getriebe sowie schnelllaufendem Gene- rator, als Hybrid-Lösung mit verkürztem Getriebe und mittelschnellem Generator oder als Direktantrieb komplett ohne Getriebe.
Genaue Führung ohne Spiel Die Ein-Lager-Konzepte sind kompakt.
Unabhängig davon, wie weit der Ge- danke der Systemintegration in den Konzepten umgesetzt wird – die Mög- lichkeiten reichen hier bis hin zu Kon- zepten, in denen die Nacelle komplett in die Lager-Getriebe-Generator-Einheit integriert ist, können Bauteile eingespart und damit das Gewicht reduziert wer- den.
Das wiederum hat zur Folge, dass das Kopfgewicht der Windkraftanlage sinkt, Fundamente kleiner dimensioniert werden können und sich die Logistik ver- einfacht.
Die Lagerung bietet außerdem den Vorteil, dass die Kegelrollenlager vorgespannt eingesetzt werden können und damit kein axiales Spiel und keine axialen Verschiebungen mehr zulassen.
Diese genauere Führung der Rotorwelle hat zur Folge, dass weniger Bewegung auf das System einwirkt und somit ne- gative Auswirkungen auf Getriebe und Generator vermindert werden.
Bearinx berechnet das Lager Schaeffl er hat bereits viele Ein-Lager- Lösungen umgesetzt, zum Beispiel für Fünf-Megawatt-Offshore-Anlagen.
Die besondere Herausforderung dieser La- gervariante ist das anspruchsvolle Engi- neering, da für Auslegung und Lebens- dauerberechnung keine Standard-Tools mehr eingesetzt werden können.
Scha- effl er hat daher das Wälzlager-Berech- nungsprogramm Bearinx um elastische Einfl üsse erweitert, die mittels Finite- Elemente-Methode (FEM) ermittelt werden.
Das Berechnungsprogramm kann damit Lager samt der Einfl üsse des Gehäuses nicht mehr nur für aus- gewählte Lastfälle betrachten.
Vielmehr werden rund 250 klassierte Lastfälle unter Berücksichtigung aller Elastizitä- ten ausgewertet, sodass eine optimale Auslegung mit Blick auf annähernd alle kritischen Lastzustände möglich wird.
Dazu werden die Ergebnisse der FEM- Berechnungen des Gehäuses in eine Steifi gkeitsmatrix überführt und in die Bearinx-Berechnung übernommen.
Die- se Steifi gkeitsmatrix repräsentiert nicht nur die Elastizitäten an den einzelnen Lagerstellen, sondern auch die Einfl üs- se der Elastizitäten von einer Lagerstelle zur anderen.
Das Bearinx-System kann somit die gesamte Lebensdauerberech- nung in Abhängigkeit von der Last- verteilung unter Berücksichtigung von Elastizitäten durchführen.
Schaeffl er hat damit ein einzigartiges Berech- Anspruchsvolles Engineering: Mit anforderungsgerecht ausgelegten Rotorlagerungen bietet die Schaeffl er Gruppe In- dustrie ein Lagerungskonzept, das den Einsatz von Multi- Megawatt-Windkraftanlagen on- wie offshore zuverlässiger und effi zienter macht.
Nur noch eins Ein-Lager-Konzept für die Rotorlagerung von Multi-Megawatt-Anlagen Bei Multi-Megawatt-Anlagen ist ein deut- licher Trend hin zu Ein-Lager-Konzepten mit Momentenlagerung zu erkennen.
Montage eines Momentenlagers: Zweirei- higes Kegelrollenlager in O-Anordnung.