Kompakt, robust und gut für die CO?-Bilanz: Schaeffler Kegelrollenlager für die Rotorwelle

Bei Windturbinen mit einer Leistung oberhalb von etwa 6 MW findet die angestellte Lagerung mit zwei Kegelrollenlagern in O-Anordnung immer häufiger Anwendung. Der große Stützabstand dieser Lagerung reduziert die inneren Lagerkräfte beträchtlich, womit im Umkehrschluss die Lagerung kleiner und leichter ausgeführt werden kann. Die Forderung nach Leistungsverdichtung wird damit ideal erfüllt.

Drei Säulen für die zuverlässige Funktion von angestellten Lagerungen

Die zuverlässige Funktion von angestellten Lagerungen steht bei Schaeffler auf drei Säulen: Dem validierten Design-Baukasten für Kegelrollenlager, der System-Simulation in verschiedenen Detaillierungsgraden sowie dem Vorspannungsmesssystem Premesy.

Der Design-Baukasten für die Lagerung der Rotorwelle mit angestellten Kegelrollenlagern beinhaltet verschiedene Varianten von Käfigen, Materialien und Wärmebehandlungen sowie anwendungsrelevante Beschichtungskonzepte. Damit lassen sich die Kegelrollenlager optimal für die kundenspezifische Umgebungskonstruktion und die Betriebsbedingungen auslegen.

Die Auslegung der Lagerung wird dabei mit Hilfe von Simulationswerkzeugen unter Berücksichtigung relevanter Größen des Gesamtsystems mehrstufig optimiert. Dabei werden äußere Einflüsse, wie z.B. Verformungen von Umbauteilen und Temperaturen berücksichtigt, welche gerade bei angestellten Lagerungen in dieser Dimension maßgeblich sind. Mit steigendem Reifegrad der Lager- und Systemauslegung erfolgt schließlich die Ermittlung der korrekten Vorspannung und deren geometrischen Eingangsgrößen.

Um die ermittelte Vorspannung auch bei der Montage zuverlässig einstellen und während des Betriebes überwachen zu können, bietet Schaeffler das Vorspannungsmesssystem Premesy an. Diese Lösung basiert auf induktiven Abstandsmessungen am Umfang der Lagerung und erlaubt zu jedem Zeitpunkt des Lebenszyklus des Antriebsstrangs eine Überwachung der lebensdauerkritischen Lagervorspannung.

Verbesserte CO?-Bilanz: Kegelrollenlager schlupffrei induktiv gehärtet

Um den CO?-Fußabdruck von Wälzlagern signifikant zu reduzieren, realisiert Schaeffler CO?-Einsparpotenziale über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg – vom Einkauf des Stahls über die Fertigungsverfahren bis hin zu Logistik und Verpackung. Ein Beispiel hierfür ist das schlupffreie Induktivhärten, welches Schaeffler bereits seit einigen Jahren in seine Fertigung für große Kegelrollenlager als Teil des Design-Baukastens integriert hat. Die Induktivhärtung bietet aufgrund der nur lokalen Erwärmung der Lagerringe mit grünem Strom eine optimale CO?-Bilanz.

Am Beispiel eines auf der WindEnergy gezeigten Kegelrollenlagers lässt sich der CO?-Fußabdruck in Summe bereits um rund 70 Prozent, von ursprünglich ca. 5,0 kg CO?/kg Lager auf ca. 1,5 kg CO?/kg Lager, reduzieren.

Schaefflers eigene Produktion wird bereits ab dem Jahr 2030 klimaneutral sein. Bis 2040 plant Schaeffler auch in der Lieferkette Klimaneutralität zu erreichen.

Schaeffler auf der WindEnergy Hamburg 2022, Halle B5, Stand 333