Großwälzlager: Kräftemessen der Superlative

Nachhaltigkeit und Klimaschutz | Riesige Komponenten – dazu gebaut, um extremen Kräften Stand zu halten: Erfahren Sie mehr über den Aufbau von Großwälzlagern und die Kräfte, die in Windkraftanlagen auf sie wirken.

Großwälzlager begegnen uns in vielen Anwendungen, wie Windkraftanlagen, Kranen, Straßenbahnen, Gelenkbussen und sogar in der Medizintechnik. Ohne Großwälzlager würde die Welt sprichwörtlich stillstehen. Bei thyssenkrupp rothe erde werden Großwälzlager hergestellt, die enormen Kräften standhalten müssen.

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Großwälzlager für Windkraftanlagen in heute üblichen Größen mit 6 Metern Durchmesser, zum Beispiel für Rotorlager, sind eine Herausforderung für den Transport über das Werksgelände. Um die über 40 Tonnen schweren Komponenten innerhalb der Hallen zu bewegen, kommen leistungsstarke Brückenkrane zum Einsatz.

Ein Blick ins Innere: Bestandteile von Großwälzlagern

 Um die Funktionsweise von Großwälzlagern zu verstehen, hilft ein Blick auf ihren Aufbau und ihre Hauptbestandteile: den Außenring, den Innenring, die Wälzkörper sowie den Käfig.

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Innenansicht eines einreihigen Kegelrollenlagers mit Kegelrollen.

Im Inneren eines Wälzlagers liegen die Wälzköper gleichmäßig verteilt und werden durch einen Käfig geführt. Um sie herum verlaufen Außen- und Innenring. Der Außenring ist in der Regel mit dem Rotor verbunden. Der Innenring ist mit der Antriebswelle verbunden. Ein Ring steht immer still, wohingegen sich der andere Ring dreht. Wenn also am Außenring der Rotor mithilfe eines Flansches verbunden ist, ist auf der anderen Seite auch der Generator direkt oder über eine Welle / ein Getriebe angeflanscht. Der Innenring steht in diesem Fall still und ist mit der äußeren Gehäusestruktur der Anlage verbunden. Dank dieser Übertragungsmechanik können Großwälzlager in Windkraftanlagen zum Beispiel die kinetische Energie der Windkraft an die Antriebswelle und schließlich den Generator weitergeben, wo sie in elektrischen Strom umgewandelt wird.

Funktion von Großwälzlagern: Beweglichkeit und Übertragung

 Wälz- und Großwälzlager kommen dort zum Einsatz, wo ein Zusammenspiel von Bewegung und Antrieb besteht. Auf über hundert Metern Höhe zum Beispiel erfüllen sie eine wichtige Funktion: Großwälzlager übertragen die Kräfte des Windes in die gesamte Windkraftanlage. Die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind Axial- und Radialkräften ausgesetzt. Das sind Kräfte, die entlang der Achsen bzw. senkrecht auf die Achse von Rotationskörpern einwirken. Im Fall von Windkraftanlagen und ihren oft über 60 Meter langen und rund 20 Tonnen schweren Rotorblättern sind das erhebliche Kräfte. Großwälzlager nehmen diese auf und übertragen sie.

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Großwälzlager sind insbesondere im Offshore-Bereich extremen Bedingungen und starken Kräften ausgesetzt. Die daraus resultierende Materialbeanspruchung stellt höchste Anforderung an Material und Beschaffenheit der Lagerkomponenten.

3.500 Haushalte und 70 Pkw – Kräftemessen im Rotorlager

 Um die Kräfte, die auf Großwälzlager in Windkraftanlagen wirken, zu veranschaulichen, werfen wir einen Blick auf die Rotorlager an der Basis der Rotorblätter.

Eine Onshore-Anlage mit drei Rotorblättern, die je 63 Metern lang und 20 Tonnen schwer sind, erzeugt bei einer Windgeschwindigkeit von 14 Metern pro Sekunde eine Energie-Leistung von 6,1 Megawatt pro Stunde. Das ist eine ganze Menge, denn mit 6,1 Megawatt können theoretisch rund 3.500 Haushalte ein ganzes Jahr mit Strom versorgt werden! Allein auf die Mitte eines einzigen Rotorblattes wirken bei diesen Bedingungen bereits Axial und Radialkräfte von 1 Mega-Newton ein. Eine Kraft, die etwa 70 Pkw entspricht, die an einem einzigen Rotorblatt zerrt.

Um Kräften dieses Kalibers standzuhalten und eine reibungslose Beweglichkeit der gesamten Anlage zu gewährleisten, müssen Großwälzlager für Windenergieanlagen ganz bestimmte Anforderungen erfüllen. Daher betreiben die Experten von thyssenkrupp rothe erde seit mehreren Jahrzehnten intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit in Sachen Windenergie. thyssenkrupp rothe erde bietet Kunden Großwälzlager, die optimal an die Anforderungen und Standorte der Anlagen angepasst sind.

Neben der Windenergie sind Großwälzlager wichtige Schlüsselkomponenten für viele weitere Branchen. thyssenkrupp beliefert Kunden aus der ganzen Welt. Mit Durchmessern von bis zu 25 Metern ist der Transport der riesigen Komponenten genauso spektakulär wir ihre Funktion und Leistung. Wie die logistische Mammutaufgabe und den Transport zu Luft, Wasser und Asphalt abläuft, erklärt rothe erde Logisitik-Experte Dirk Saager im Interview.

Unsere Experten von thyssenkrupp rothe erde stehen gerne für Anfragen zu Informationen und Details über unsere Großwälzlager zur Verfügung.

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