antriebstechnik 3/2018

KUPPLUNGEN UND BREMSEN
01 Ein Schmiedeteil im Ofen
02 Der Grundkörper der Kupplung, nachdem er im Ofen geschmiedet wurde
Im Juli 2016 konnte R+W mit der Entwicklungsphase
starten. „Unser Lastenheft bestimmte
die Kombination aus den enormen
Lastzyklen des Windkraftbetriebs, den entsprechend
hohen Kilonewtonmeter-Bereichen,
die es zu bewältigen galt, und den
baulichen Vorgaben der Spanier“, erklärt
Rainer Benz, Technischer Leiter bei R+W.
Konkret heißt das: Ein Ausrückmoment
zwischen 15 000 und 20 000 kNm, für das die
Sicherheitskupplung ausgelegt sein sollte. Im
Regelfall werden im Sicherheitsbereich bis
zu 2 800 Nm erreicht – das entspricht dem
7 000-Fachen des üblichen Werts. Der zu
erzielende Außendurchmesser betrug vier
Meter. Der Innendurchmesser der gigantischen
Sicherheitskupplung sollte immerhin
noch 70 cm betragen, bei einer Länge von
470 mm. Benz: „Dennoch ist auch die STF
20000 nach denselben Prinzipien wie alle
unsere bewährten Industrie-Sicherheitskupplungen
aufgebaut, nur in anderen Dimensionen
als üblich.“
Sieben Monate für die Konzeption
Das R+W-Entwicklungsteam näherte sich
der Aufgabe in sieben Monaten intensiver
Konzeptionszeit zunächst mit der Erstellung
eines 3-D-Modells. Nach diesem virtuellen
Prototyp konnte die übergroße Kupplung
realisiert werden. Den ungewohnten
physikalischen Parametern wurden die
Ingenieure durch die Finite-Elemente-
Methode Herr. Besonders akribisch wurde
nach eventuellen Schwachstellen an der
Kupplung gesucht, die sich bei herkömmlichem
Gebrauch und üblicher Größe so
nicht ergeben. „Die Gefahr von Verformungen
oder Rissen aufgrund der extremen
Beanspruchung in der Windkrafttestanlage
haben wir genauestens geprüft. Davon
hängt auch die langfristige Funktionssicherheit
der Kupplung ab“, ergänzt Benz.
Dementsprechend verstärkten die Konstrukteure
die lokalisierten neuralgischen
Punkte an der Kupplung, um Fehlern durch
Verschleiß vorzubeugen.
Drei Wochen Großteilepuzzle
Als Sonderanfertigung wurden danach alle
Teile der Kupplung einzeln geschmiedet.
Auch hier war Präzisionsarbeit gefragt,
denn der nachfolgende Prozess des Zusammensetzens
sollte keine noch so kleine
Ungenauigkeit bei der Fluchtung eines
Bohrpunkts verzeihen. Für die Montage der
Sicherheitskupplung mietete das Projektteam
eigens eine Halle im 50 km entfernten
Mömbris bei Aschaffenburg an, die für den
enormen Durchmesser der Kupplung und
die hierfür notwendige außergewöhnlich
hohe Kranleistung ausgelegt war. Drei
Wochen lang waren drei R+W-Mechaniker
für das Großteilpuzzle im Einsatz.
Anstatt von allen Seiten die Teile zusammenzusetzen,
wurden die Einzelkomponenten
nur von einer Seite montiert: „Wir
haben aus der technischen Notwendigkeit
einfach eine Tugend gemacht und uns das
Belegen einer Pizza zum Vorbild genom-
men. Einzelteil um Einzelteil wurde so am
Grundgerüst festgesteckt“, resümiert Benz.
Mit einem Zeitrafferfilm dokumentierte das
Team zusätzlich den aufregenden Prozess.
Zur finalen Montage musste die STF
20000 nach Andalusien verschickt werden –
eine weitere logistische Herausforderung.
Zu den 21,5 t Gewicht der Sicherheitskupplung
kam das 3,5-t-schwere Transport gestell
und setzte so für die rd. 1 500 kilo meterlange
Fahrt einen ebenerdigen Nulllader ohne
Überbreite voraus. Da in Frankreich die Autobahnnutzung
für Schwertransporte dieser
Art ausgeschlossen ist, benötigte das Fahrerteam
drei Tage bis zum Bestimmungsort.
Nach eingehenden Funktionstests fand die
Verschiffung zum Einbau in die Windradtestanlage
in Dänemark statt, deren Motoren
seither durch die Sicherungskupplung
im XXL-Format geschützt werden.
www.rw-kupplungen.de
Video
Die Kupplung im XXL-Format wurde in
den Monaten Juni und Juli 2017 von
R+W montiert.
https://www.antriebstechnik.de/ruw_0318/
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