SKF verbessert Schutz von Windenergieanlagen: Leistungsstarke HRS-Dichtungen aus G-ECOPUR

Der Wind hat sich als Energiequelle inzwischen fest etabliert: Laut Global Wind Energy Council hatte die weltweite Windenergieerzeugung bereits Ende 2014 eine Kapazität von 369,6 GW erreicht. Dabei ist zu erwarten, dass der Anteil der Windenergie an der Stromerzeugung in den kommenden Jahren noch steigt: Wegen der zunehmenden Konkurrenzfähigkeit der Windenergie dürften dazu auch die Entwicklungsländer beitragen, von denen so manche mehr elektrischen Strom benötigen.

Angesichts der weiter wachsenden Zahl von Windkraftanlagen werden deren Betrieb und Instandhaltung zu einem immer bedeutenderen Geschäftszweig. Dieses ressourcenschonende Business bringt allerdings auch viele Herausforderungen mit sich – erst recht, wenn die Windkraftanlagen in abgelegenen Gebieten wie beispielsweise im Gebirge oder auf See installiert werden. Dort kommt es umso mehr darauf an, dass die Anlagen ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aufweisen.

Dem Schutz moderner Windkraftanlagen dienen in erster Linie die Hauptwellendichtungen, die äußere Einflüsse vom Hauptlager und den Getriebekomponenten fernhalten. Außerdem verhindern sie das Austreten von Schmierstoffen. Nun haben SKF Ingenieure eine neue Generation radialer Wellendichtringe entwickelt, die das extreme Anforderungsprofil der Windenergiegewinnung perfekt erfüllt: die HRS-Reihe.

Leicht, kompakt und flexibel

Weil die neuen HRS-Dichtungen aus G-ECOPUR leichter und kompakter sind als Labyrinthdichtungen, ermöglichen sie den Herstellern eine maximale Raumausnutzung bei minimiertem Gondelgewicht. Die radialen Wellendichtringe stehen in drei verschiedenen Ausführungen für unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung:

Die Dichtung HRS1 ist primär darauf ausgelegt, den Schmierstoff im Turbinenlager und -getriebe zu halten. Zu diesem Zweck kann sie große Fluchtungsfehler aufnehmen, wie sie in dieser Art von Ausrüstung nicht selten vorkommen: Je nach Wellengröße verträgt die HRS1 koaxiale Fluchtungsfehler von bis zu 3 mm.

Bei Anwendungen, in denen der Schutz vor äußerer Verunreinigung durch Staub oder Feuchtigkeit oberste Priorität hat, kann die HRS1-Dichtung durch eine HRE-Abstreiferdichtung ergänzt werden. Das sorgt praktisch für eine zusätzliche äußere Dichtlippe, welche SKF im Übrigen weiter optimiert hat. Im entsprechenden Portfolio des Unternehmens bietet die HRE-Version dank ihrer starken Dichtlippe den besten Schutz.

Für weniger stark verschmutzte Umgebungen bietet sich schließlich die HRSA-Version der Dichtung an, die konstruktionsseitig bereits mit einer zusätzlichen Schutzlippe versehen ist.

Den Werkstoff G-ECOPUR, aus dem die HRS-Dichtungen gefertigt sind, hat SKF speziell für Höchstleistungsdichtungen entwickelt. Dabei handelt es sich um ein besonders ozon-, UV- und wasserbeständiges Material, das im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Kautschukwerkstoffen eine außergewöhnlich hohe Verschleißbeständigkeit aufweist: In vielen Tests hat sich gezeigt, dass G-ECOPUR etwa fünfmal so abriebfest ist wie der zweitbeste Elastomer-Werkstoff. Das sorgt für eine deutlich längere Gebrauchsdauer und weniger vorzeitige Ausfälle.

Außerdem verfügen die HRS-Dichtungen dank G-ECOPUR über eine extrem glatte Dichtlippen-Oberfläche. Zum einen schont diese glatte Oberfläche die abgedichtete Welle, was der Systemleistung über die Gebrauchsdauer der Turbine entgegenkommt. Zum anderen verhindert die glatte Dichtungsaußenfläche das Austreten von Schmierstoff zwischen Dichtung und Gehäuse – eine Aufgabe, die rauere, phenol-imprägnierte Gummigewebedichtungen in der Regel weniger gut beherrschen.

„Bei der Konstruktion von Windkraftanlagen stehen Dichtungen nicht unbedingt im Fokus“, weiß María Concepción Martín, Produktmanagerin Windenergie bei SKF. „Dabei sind sie für die Systemleistung durchaus von großer Bedeutung. Deshalb widmen wir diesen Komponenten viel Aufmerksamkeit. Die neuen HRS-Dichtungen aus G-ECOPUR haben wir entwickelt, um der Windenergiebranche exakt das zu bieten, was sie benötigt: höhere Turbinenzuverlässigkeit und reduzierten Instandhaltungsaufwand in einem kosteneffizienten Paket. Dazu gehört beispielsweise auch, dass sich die Dichtungen im Falle eines Falles schnell, einfach und sicher austauschen lassen.“

Einfach zu installieren

Das gesamte HRS-Sortiment ist in geteilten und ungeteilten Ausführungen erhältlich. Die ungeteilten Versionen sind für den Einbau während der Fertigung vorgesehen; also wenn die Monteure zumeist noch ungehinderten Zugang zum Wellenende haben. Sollte das nicht der Fall sein, bietet sich eine geteilte Variante an. Primär sind die geteilten Ausführungen aber natürlich für den Austausch während des Service bestimmt. Wegen ihrer glatten Oberflächen lassen sich die HRS-Dichtungen sowohl in der Fertigung als auch beim Austausch viel einfacher installieren als gummi-gewebeverstärkte Dichtungen, was hüben wie drüben Zeit und Geld spart.

Dank der praxis-optimierten Dichtungsgeometrie wird nicht nur jeder Kontakt der Dichtlippe mit dem Dichtungsträger vermieden, auch die Gefahr von Montagefehlern sinkt (beispielsweise invertierte Dichtlippe). Ähnliches gilt für Risiko eines (Edelstahl-) Zugfeder-Verlustes beim Einbau. Nicht zuletzt sorgen auch die steiferen Werkstoffe der Dichtungskonstruktion für eine einfachere Installation: Gemessen am durchschnittlichen Aufwand für Gummi-Gewebedichtungen lassen sich mit der SKF Lösung bis zu vier Arbeitsstunden pro Dichtung einsparen.

Für Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten werden die geteilten HRS-Dichtungen in speziellen Transportverpackungen bereitgestellt, die alle erforderlichen Materialien für die Aufgabe enthalten – ein unschätzbarer Vorteil für Serviceteams, die in beengten und abgelegenen Umgebungen arbeiten.

Hohe Verfügbarkeit

HRS-Dichtungen werden in allen Standardgrößen für moderne Windkraftanwendungen gefertigt. Darüber hinaus kann SKF die neuen Dichtungen, die bereits über das weltweite Vertriebsnetz des Unternehmens verfügbar sind, auch an individuelle Kundenbedürfnisse anpassen. Nicht zuletzt besteht die Möglichkeit, die Dichtungen als Teil einer integrierten SKF Lösung (Lager, Dichtungen und Schmiersysteme) zu ordern.