Konstruktive Herausforderung
Bei der Auslegung der Lagerung einer Antriebswelle in Windkraftanlagen muss die Konstruktion hohe axiale Belastungen aufnehmen und gleichzeitig Vibrationen, Temperaturschwankungen sowie wechselnden Windlasten dauerhaft standhalten. Ist die Baugruppe für den Einsatz in küstennahen beziehungsweise maritimen Umgebungen vorgesehen, spielen zudem Korrosionsbeständigkeit und die Verfügbarkeit geeigneter Werkstoffe wie AISI 316 eine wichtige Rolle.
Eine herkömmliche Federlösung kann unter diesen Bedingungen an ihre Grenzen stoßen. Sie beansprucht wertvollen Bauraum und erschwert eine kompakte Konstruktion. Gleichzeitig muss eine dauerhaft zuverlässige Vorspannung der Lager sichergestellt werden, um Verschleiß und vorzeitige Ausfälle zu vermeiden. Gesucht ist daher eine leistungsfähigere Alternative.
Mögliche Smalley-Lösung
Für diese Anforderungen eignet sich eine mehrlagige Smalley® Crest-to-Crest® Wellenfeder aus korrosionsbeständigem AISI 316. Durch das effiziente Flachdraht-Design kann die erforderliche Federkraft auf deutlich geringerem axialem Bauraum realisiert werden als mit einer herkömmlichen Runddrahtfeder. Gleichzeitig lässt sich die Feder exakt auf die Belastungs- und Umgebungsbedingungen der Anwendung abstimmen. Die Wellenfeder erzeugt über die gesamte Lebensdauer eine konstante Vorspannung und kompensiert Fertigungstoleranzen sowie thermisch bedingte Maßänderungen innerhalb der Baugruppe.
Konstruktiver Mehrwert
Mit einer solchen Federlösung lässt sich die Lagerbaugruppe kompakter ausführen, ohne Kompromisse bei Belastbarkeit oder Betriebssicherheit einzugehen. Die konstante Vorspannung kann zudem das Laufverhalten der Lagerung verbessern und Schwingungen innerhalb der Baugruppe reduzieren, was sich positiv auf die Lebensdauer und Wartungsintervalle einer Anlage auswirken würde. Da Smalley® Wellenfedern ohne zusätzliche Werkzeugkosten anwendungsspezifisch angepasst werden können, lässt sich die Lösung zudem schnell und wirtschaftlich realisieren.
Gut zu wissen
Während Wellenfedern für die erforderliche Vorspannung innerhalb einer Lagerbaugruppe sorgen, übernehmen Sicherungsringe die axiale Positionierung und Sicherung von Lagern und Wellen. Gerade in Offshore-Windkraftanlagen und anderen maritimen Anwendungen stellt Korrosion hierbei eine besondere Herausforderung dar. Während gestanzte Sicherungs-ringe nur selten in AISI 316 verfügbar sind, bietet AFC Spirolox® Sicherungsringe standardmäßig in diesem korrosionsbeständigen Werkstoff an. Ihre 360°-Lastaufnahme sorgt zudem für eine gleichmäßige Kraftverteilung und hohe Betriebssicherheit.
Hinweis: Das dargestellte Anwendungsbeispiel dient der Veranschaulichung einer möglichen konstruktiven Aufgabenstellung und stellt kein konkretes Kundenprojekt dar. Die beschriebene Lösung basiert auf den technischen Einsatzmöglichkeiten von Smalley® Wellenfedern.