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Wie neue Getriebe mehr Ertrag bei gleichen Kosten schaffen

Mehr Turbinenertrag ohne Mehrkosten erfordert Getriebe mit mehr Drehmomentdichte. Neue Prüfverfahren und Prüfstände helfen dabei.

Tilman Weber

Mit der Fertigstellung zweier neuer Lagerprüfstände bis Ende März will Ralf Schelenz einen wichtigen Beitrag zum offenbar unaufhörlichen Wachstum der Getriebedrehkräfte von Windturbinen leisten. Der Geschäftsführer des Center for Wind Power Drives (CWD) in Aachen weiß nach drei Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Projekt WEA-Lagerzentrum. NRW, welchen konkreten Nutzen er von der sieben Millionen Euro kostenden Infrastrukturmaßnahme erwartet: So kann ein Prüfstand nun Zahnradlager der Planetengetriebestufen unter Drehlast setzen, die bis zu 36 Zentimeter Durchmesser haben. Der zweite Prüfstand lässt Lager mit bis zu 32 Zentimeter Durchmesser in Hochgeschwindigkeitsbereichen rotieren für die Zahnräder, die aus der schnellen hinteren Getriebeausgangsstufe heraus den Generatorläufer antreiben. „Insbesondere Verformungseinflüsse auf die wirkenden Kontaktlasten“ würden unter den rasch zunehmenden Drehmomenten bei immer größeren Windturbinentypen zur schwer einschätzbaren Größe, sagt Schelenz. Deshalb brauche es die neuen Getriebelager-Prüfstände: „Je größer die Anlagen werden, desto relevanter werden Lagertests unter realen Bedingungen.“ In der vorangegangenen Projektlaufzeit hatten die Aachener Getriebeforscher zusammen mit einem Konsortium beteiligter Industrieunternehmen nicht nur den Getriebestand aufgebaut, sondern daran auch spezifisch auf die neuen Getriebe abgestimmte Testverfahren entwickelt. Für die neue Dimension des Getriebebaus und die damit einhergehenden zu beherrschenden Kräfte besitzt die Branche seit etwas mehr als einem Jahr eine magische Zahl: 175 Newtonmeter (Nm) pro Kilogramm. Sie beschreibt den Spitzen­wert der Drehmomentdichte demnächst ganz neu produzierter Windradgetriebe. Der in Belgien fertigende Getriebebauer ZF beansprucht sie für sich und nutzt sie als Leistungsgradmesser der hauseigenen Getriebe.

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