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DER KONSTRUKTEUR 4/2018

DER KONSTRUKTEUR 4/2018

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK SUPERLATIVE IM XXL-FORMAT Kupplungen finden sich in fast jeder Maschine. Es gibt sie in diversen Ausführung und Größen – zum Beispiel auch als Sicherheitskupplungen. Die derzeit weltgrößte mechanische Sicherheitskupplung wurde 2017 für eine Windkraft-Testanlage ausgeliefert. Spezialprojekte, die die individuelle Anfertigung von Industrieund Präzisionskupplungen beinhalten, gehören bei der R+W Antriebselemente GmbH zum Tagesgeschäft. Die hauseigene Entwicklungsabteilung ist erfahren und verfügt über das Know-how, Anfragen mit besonders heiklen, oftmals extremen Parametern zu bedienen. Darunter fallen so namhafte Projekte wie die Sicherheitskupplung für die Weltraumstation ISS oder die steckbare Metallbalgkupplung für den leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger, den Large Hadron Collider (LHC). EIN BESONDERES PROJEKT Im Sommer 2017 wurde von R+W ein besonderes Projekt gehandelt – die größte Sicherheitskupplung der Welt, die STF 20000 mit einem Gesamtgewicht von 21,5 t. In jeder Hinsicht extrem waren daher auch die Anforderungen. Der Auftrag entwickelte sich aus der Ausschreibung eines spanischen Kupplungsherstellers. Dieser baute ein Transmissionselement für die zwei 6-MW-Motoren einer neuen, dänischen Windkrafttestanlage. Den hierfür zusätzlich notwendigen Überlastschutz in Form einer Sicherheitskupplung mit manueller Einrastung konnte R+W beisteuern. „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 4 m. Der Innendurchmesser der gigantischen Sicherheitskupplung sollte immerhin noch 70 cm betragen, bei einer Länge von 470 mm. „Dennoch ist auch die STF 20000 nach denselben Prinzipien wie alle unsere bewährten Industrie-Sicherheitskupplungen aufgebaut, nur in anderen Dimensionen als üblich“, erläutert Rainer Benz. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN SIEBEN MONATE KONZEPTION Das R+W-Entwicklungsteam näherte sich der besonderen Aufgabe in sieben Monaten intensiver Konzeptionszeit zunächst mit der Erstellung eines 3D-Modells. Nach diesem virtuellen Prototyp konnte die gigantische 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 Rainer Benz. Dementsprechend verstärkten die Konstrukteure die lokalisierten neuralgischen Punkte an der Kupplung. DREI WOCHEN GROSSTEILEPUZZLE Als Sonderanfertigung wurden danach alle Teile der Kupplung einzeln geschmiedet. Auch hier war absolute Präzisionsarbeit gefragt, denn der nachfolgende, akribisch geplante Prozess des Zusammensetzens sollte keine noch so kleine Ungenauigkeit bei der Fluchtung eines Bohrpunkts verzeihen. Insgesamt drei Wochen nahm das Großteilepuzzle drei R+W-Mechaniker in Anspruch. 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 genommen. Einzelteil um Einzelteil wurde so am Grundgerüst festgesteckt – die ideale Vorgehensweise, wie sich herausgestellt hat“, resümiert Rainer Benz. In einem Zeitrafferfilm (www.bitly/STF20000) dokumentierte das Team den aufregenden Prozess. www.rw-kupplungen.de 38 DER KONSTRUKTEUR 4/2018

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