TRENDS » Windenergie Sicherheitskupplungen von R+W in Prüfstand für Windkraftanlagen-Getriebe Vollständige und sofortige Lasttrennung bei Überlast Eine zuverlässige Prüfung der Getriebe von Windkraftanlagen ist bei DMT in Krefeld das tägliche Geschäft. Die Sicherheitskupplung der Baureihe ST1-R von R+W schützt dabei Anlage und Prüfling. Sie wurde entsprechend der Anforderungen von DMT individualisiert und sorgt für eine vollständige und sofortige Lastentrennung bei Überlast. Jan van Helt, Marketing, R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main Erneuerbare Energien gehören zu den wichtigsten Stromquellen in Deutschland und ihr Ausbau ist einer der zentralen Säulen der Energiewende. Dabei gewinnt die Windkraft wieder zunehmend an Bedeutung mit dem Ziel bis zum Jahr 2030 eine installierte Leistung von 30 GW Windenergie auf See und 115 GW an Land zu erreichen. Ziel ist es, möglichst schnell, möglichst viele Windkrafträder an das Netz anzuschließen. Zugleich rückt die tatsächlich eingespeiste Leistung die Betriebssicherheit von Windkrafträdern in den Fokus. Um die avisierten Ziele zu erreichen, muss sichergestellt sein, dass Stillstandzeiten aufgrund von Schäden möglichst vermieden werden. Da das Getriebe einer Windkraftanlage vielfältigen Belastungen standhalten muss, ist eine zuverlässige Prüfung dieser Komponente unerlässlich, um unvorhergesehene Probleme zu vermeiden. Beeindruckende Dimension des Prüfstands für Windkraft DMT, ein Tochterunternehmen der TÜV Nord Group, betreibt hierzu ein unabhängiges Prüflabor für Antriebstechnik in Krefeld, das unter anderem nach ISO EN 9001/14001/45001 und Tüv SCCP: 2011 zertifiziert ist. Das Prüflabor selbst beeindruckt schon durch die schiere Größe der Anlage: beim Betreten fallen die riesigen Lastkräne ins Auge, die tonnenschwere Getriebe durch die 20 m hohe Halle bewegen. Vorrangig prüft das Team der DMT mit 15 Mitarbeitern Getriebe aus Windkraftanlagen und kann schnell und flexibel auf alle Anforderungen einer umfassenden Prüfung reagieren. Dafür stehen zwei Hauptprüfstände vor Ort zur Verfügung – ein kleinerer mit 3 MW und ein großer mit 7,5 MW. Der große Prüfstand ist für Nenn- Drehzahlen bis 1.200 min -1 bei einer Maximaldrehzahl von 1.800 min –1 und einem Nennmoment des Motors von 59 kNm ausgelegt; an diesem lassen sich Getriebe mit einem Gesamtgewicht von bis zu 90 t inspizieren. Die Sicherheitskupplung der Baureihe ST1-R ist direkt zwischen den Manner-Messflansch und der Bremse integriert. Sie sorgt für eine vollständige und sofortige Lastentrennung bei Überlast. Bild: R+W 14 KEMKonstruktion » 07-08 | 2023
Das Prüflabor selbst beeindruckt schon durch die schiere Größe der Anlage. Hier werden die tonnenschweren Getriebe von Windkraftanlagen geprüft. Bild: R+W Beeindruckende Dimensionen auch bei der kleinsten Schraube, die Dr. Frank Ronkel, Segmentleiter Komponententechnik bei DMT, in beiden Händen hält. Bild: R+W Die Prüfungen sind äußerst anspruchsvoll und müssen unter realen Bedingungen durchgeführt werden, um die Dynamik des Windes abzubilden. Wie die Windkraftanlagen zu warten sind, ist in der internationalen Norm für Windenergieanlagen IEC 61400 mit einheitlichen Testverfahren festgelegt. Die Getriebe- und Generatoreninspektion umfasst dabei die Komponenten, die besonders anfällig für Verschleiß und Störungen sind, um Probleme frühzeitig zu identifizieren und teure Ausfälle zu vermeiden. Der Prüfstand für das genormte Testverfahren ist aus einer Belastungsmaschine, zwei Getrieben und einem Generator mit Bremse aufgebaut. Die Belastungsmaschine wird allmählich von 200 min -1 auf 1.800 min -1 hochgefahren. Das erste Getriebe hat die wichtige Funktion, die Motordrehzahl auf die Eingangsdrehzahl des Windkraftgetriebes zu verringern. Dabei simuliert es den Rotor einer Windkraftanlage, was es ermöglicht, realistische Prüfbedingungen für das Getriebe zu schaffen. Die Belastungsmaschine ermöglicht Messungen im Bereich von bis zu 500 kNm. Individuell angepasste Sicherheitskupplung »Die Vorgabe war eine vollständige und sofortige Lastentrennung bei Überlast. Wir haben den Anbietermarkt für Sicherheitskupplungen analysiert und uns für R+W entschieden.« Christian Albert Die erheblichen Kräfte, die im Laufe der Prüfung wirken, erfordern hohe Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Anlage und insbesondere auch zum Schutz des Prüflings. Zum DMT-Team zählt Christian Albert, der als zuständiger Projektingenieur für die Prüfstandkonstruktion verantwortlich zeichnet: „Die Vorgabe war eine vollständige und sofortige Lastentrennung bei Überlast. Wir haben den Anbietermarkt für Sicherheitskupplungen analysiert und uns für R+W entschieden. Was uns neben dem besten Preis-/Leistungsverhältnis am meisten gefallen hat, war das hohe Engagement von R+W bereits in der Engineeringphase.“ Die Sicherheitskupplung gehört zur Baureihe ST1-R und wurde entsprechend der Anforderungen von DMT individualisiert. Integriert ist die Sicherheitskupplung direkt zwischen den Manner-Messflansch und der Bremse. Sie verfügt über sechs Schaltmodule ST71 mit einem einstellbaren Ausrückmoment von 45 kNm bis 90 kNm. Die R+W-Sicherheitskupplungen der Modellreihe SK, SL und ST sind zudem vom TÜV Süd bauartgeprüft nach Prüfkatalog IS- ESA21/20/89. Sicherheitskupplung bietet hohe Investitionssicherheit Der von DMT konstruierte Prüfstand ist zukunftssicher geplant worden: durch die Anpassung der Schaltmodule auf zwölf kann der Einstellbereich zwischen 80 kNm und 110 kNm erweitert oder durch Herausnahme von drei Schaltmodulen auf einen Bereich von 24 kNm bis 50 kNm reduziert werden. Die Möglichkeit, das Ausrückmoment der Sicherheitskupplung flexibel den jeweiligen Anforderungen anzupassen, ist für DMT auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit von Bedeutung: „Das Ziel des Prüfstands ist eine hohe Auslastung. Das motiviert uns, die Planbarkeit der Prüfvorgänge optimal abzubilden“, wie es Dr. Frank Ronkel, Segmentleiter Komponentensicherheit zusammenfasst. Dank der variablen Aufbauten und der flexiblen Komponenten wird dieses Ziel erreicht. Im Prüflabor von DMT ist so immer Zeit, dass sich was dreht. (jg) www.rw-kupplungen.de INFO Mehr Informationen zu den Sicherheitskupplungen von R+W: hier.pro/b7v66 KEMKonstruktion » 07-08 | 2023 15
