Hytorc: Von 0 kN auf 500 kN in weniger als 45 Sekunden

Schnell - Sicher - Torsionsfrei - und Wiederholgenau: Neue Verschraubungsmethode für die Windkraft

Hochfeste Schraubenverbindungen in Windenergieanlagen (WEA) werden vorwiegend für die Verbindung von Turmsegmenten der Turmkonstruktion sowie die Befestigung der Rotorblätter an der Nabe verwendet. Es kommen dabei vorgespannte Schraubverbindungen der Festigkeitsklasse 10.9 mit einem Schraubendurchmesser bis 72 mm zum Einsatz. Mittels ausreichender Vorspannkraft sollen sich diese Verbindungen unter allen auftretenden Betriebskräften wie ein Teil verhalten. Zwingend erforderlich ist dabei eine von Schraube zu Schraube gleiche (wiederholgenaue) Vorspannkraft, welche möglichst schnell und arbeitssicher in die Schraubverbindungen eingeleitet werden muss. Jedoch kann die Vorspannkraft aufgrund unterschiedlichster Voraussetzungen entweder streuen oder wird gar nicht erst erreicht. Die Folge: Regelmäßige Kontrolle bzw. Nachspannen der Schraubverbindung. Dies ist vor allem im Offshore-Einsatz schon wegen der ständig wechselnden Wetterverhältnisse oft nicht zu realisieren.

Ideal ist deshalb eine Verschraubungsmethode, mit der die gewünschte Montagevorspannkraft torsionsfrei und ohne Gegenabstützung, arbeits- und anlagensicher und vor allem schnell per Fernbedienung unter Verwendung handelsüblicher und vorhandener hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Drehmomentschrauber auf alle noch so beengt sitzenden Schraubverbindungen selbst bei Überkopfposition bei überschaubaren Kosten bequem eingeleitet werden kann. Das Ergebnis ist eine mechanische Dehnmutter CLAMP, welche die Standard-Mutter mit Unterlegscheibe ersetzt.

Die beliebig oft wiederverwendbare CLAMP-Dehnmutter besteht aus einer äußeren Kronenhülse; einer inneren Gewindehülse mit Innen- und Außengewinde sowie einer Unterlegscheibe.

Der Drehmomentschrauber wird mit einem CLAMP-Einsatz versehen. Beim Anziehen dreht sich die äußere Hülse entlang des Gewindes der festgehaltenen inneren Hülse nach unten und zieht parallel die mit dem Bolzen verbundene innere Hülse der CLAMP nach oben.

Dabei entstehen weder Bolzentorsion noch Seitenlast. Alle Relativbewegungen finden innerhalb des CLAMP-Systems statt. Die Auflageflächen und somit die Reibung sind bekannt. Deshalb ist mit Hilfe der Clamp-Dehnmutter eine Vorspannkraft-Wiederholgenauigkeit von +5% gewährleistet. Die CLAMP verbleibt auf dem zu verspannenden Bolzen.

Die CLAMP-Dehnmutter ist in Kombination mit handelsüblichen hydraulischen Drehmomentschraubern durch die BASF S.E. – Ludwigshafen und durch den Germanischen Lloyd Wind Energie GmbH – Hamburg ausführlich getestet worden (GL-Nr: 10819/04/ Dal-LoMe). Der GL bescheinigt unter anderem, dass „mit Hilfe der CLAMP-Dehnmutter es möglich ist, Schrauben bis Festigkeitsklasse 10.9 ohne exzentrischen Reaktionsarm (und ohne Gegenhalteschlüssel) anzuziehen und zu lösen sind. Das Vorspannen erfolgt schonend für die Auflagefläche und ohne ein Mitdrehen des Bolzens und der CLAMP auf der Auflagefläche. Das Anziehen erfolgt für den Bolzen torsionsfrei und ohne Einleitung von Biegemomenten.“

Bei einem praktischen Feldversuch auf einer Offshore-Wind-energieanlage wurden Rotorblattbolzen M36 mit CLAMP-Dehn-muttern ausgestattet. Zum Einsatz kam ein handelsüblicher hydraulischer Drehmomentschrauber (Drehmomentleistung 592 Nm bis 4.058 Nm). Das Ergebnis: Einschließlich dem Auf- und Absetzen des Werkzeuges wurde jeder einzelne Rotorblattbolzen innerhalb von 45 Sekunden von 0 kN auf 500 kN torsions- und abstützfrei absolut wiederholgenau verspannt. Kein anderes Montageverfahren ist schneller, arbeitssicherer und einfacher zu bedienen.