Profilschleifen von Windenergieverzahnungen im Kontext der Energiewende

Janis Thalau

Zusammenfassung

In den letzten Jahrzehnten ist die Leistung von Windenergieanlagen (WEA) massiv gestiegen. Aktuell werden bspw. WEAs entwickelt, die eine Leistung von bis zu 20 MW erreichen sollen. Da diese Leistungssteigerungen mit einer deutlichen Erhöhung des Rotordurchmessers verbunden ist und die Spitzengeschwindigkeit der Rotorblätter nicht unbegrenzt steigerbar ist, werden die Getriebe von WEAs mit immer geringeren Drehzahlen bei höheren Drehmomenten belastet. Vor diesem Hintergrund können deutlich breitere Verzahnungen sowie massive Anstiege von Verzahnungsmodifikationen insbesondere innerhalb der ersten Getriebestufe beobachtet werden. Neben den aufwändigen Modifikationen, die im Profilschliff regelmäßig nur mittels 5-Achs-Interpolation erzeugt werden können, kann von einer zunehmenden Bedeutung der Oberflächenqualität der gesamten Verzahnung ausgegangen werden. So wird bspw. ein zunehmender Einsatz von Feinschleifprozessen beobachtet, der eine weitere Herausforderung bei der produktiven Prozessgestaltung darstellt. Um diese hohen Anforderungen bei gleichzeitig hohem Produktionsvolumen auf einem internationalen Markt wettbewerbsfähig erfüllen zu können, wurden die Funktionen der Schleifmaschinen in den letzten Jahren umfangreich erweitert und verbessert. In dem Vortrag werden Lösungen präsentiert, die einen Beitrag zur Erfüllung der gestiegenen Anforderungen an Verzahnungsgeometrie und -oberflächen leisten. Da bis 2030 mindestens eine Verdopplung der installierten Windenergieleistung erwartet wird und zur Erreichung der im Übereinkommen von Paris definierten Klimaziele (1,5 °C-Ziel) ein noch größerer Ausbau erforderlich ist, kann zukünftig auch von weiteren Kapazitätssteigerungen für die Getriebeproduktion für WEA ausgegangen werden. Vor diesem Hintergrund wird daher auch diskutiert, welche Ansätze verfolgt werden können, um nicht nur die hohen Qualitäts- sondern auch die hohen Produktivitätsanforderungen beim Profilschleifen von WEA Verzahnungen erfüllen zu können.