Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Großlagerprüfstand startet Dauerbetrieb

28.02.2019

Der Prüfstand für Rotorblattlager mit bis zu 6,5 Metern Durchmesser ist erfolgreich am Institutsstandort Hamburg in Betrieb genommen worden. Damit ist der Weg für den autarken Dauerbetrieb frei. Profitieren sollen davon Hersteller und Betreiber: mithilfe der beschleunigten Prüfungen – 20 Jahre Betriebsdauer werden in sechs Monaten Testdauer nachgebildet – kann die Zuverlässigkeit von Großwälzlagern gesteigert und neuen Berechnungsmethoden und Designs der Weg geebnet werden. Auf dem Prüfstand kann darüber hinaus die Validierung eines Lagers lange vor seinem ersten Einsatz an einer Windenergieanlage erfolgen. Ziel ist es, Entwicklungskosten zu mindern und Ertragsausfälle zu reduzieren.

Das Geräusch der sieben Hydraulikzylinder der dynamischen Lasteinleitung lässt erahnen, welche Kraft sie auf das Lager übertragen. Damit bilden sie im Laborversuch die Bewegung von Rotorblättern und Rotordrehung einer Windenergieanlage im Betrieb nach - mit all ihren ständigen Lastwechseln, die für das Wälzlager eine immense Belastung darstellen.


Der hochinnovative Großlagerprüfstand für Offshore-Windenergieanlagen.

Jan Brandes


Im Kontrollraum werden die Belastungsszenarien für den Test überwacht.

Jan Brandes

Die Zyklenzahl der Hauptsteuerung beträgt eine Millisekunde - das entspricht der Geschwindigkeit der Reizweiterleitung in der menschlichen Nervenbahn. Und aufregend war die Phase der Inbetriebnahme für alle Beteiligten:

„In dieser Phase manifestiert sich die Forschungsarbeit der letzten fünf Jahre und es wird sichtbar, wie gut die Sicherheitssysteme und die Komponenten interagieren“, beschreibt Senior Engineer Matthias Stammler das Geschehen.

Ausfälle weit vor Ende der berechneten Ermüdungslebensdauer sind bei Wälzlagern an Windenergieanlagen nicht ungewöhnlich. Für oszillierende Wälzlager, wie sie im Bereich der Rotorblattlagerung zur Anwendung kommen, fordern die Zertifizierungsbehörden derzeit keine Lebensdauerberechnung; aktuelle Verfahren führen zu Ergebnissen mit eingeschränkter Aussagekraft.

Hier wollen die Wissenschaftler des Fraunhofer IWES eine neue Grundlage schaffen: mit einem besseren Verständnis der Schadensverläufe in einem frühen Stadium können Designs modifiziert, Auslegungsmethoden überprüft und das Ausfallrisiko vermindert werden.

Der Abgleich von Simulations- und Messdaten ermöglicht, eine detaillierte Ermüdungslebensdauerberechnung. Dabei werden nicht nur die Lager als Ganzes, sondern auch einzelne Laufbahnabschnitte berechnet, um exaktere Aussagen zu erhalten.

Die Inbetriebnahme des gesamten Prüfstands erfolgt mit dem generalbeauftragten Unternehmen IDOM. “Wir haben in den letzten 18 Monaten eng und intensiv mit IWES zusammengearbeitet und sind jetzt sehr stolz darauf, diesen hochinnovativen Prüfstand als Meilenstein für die zukünftigen Tests der neuen Offshore-Windenergieanlagenlager liefern zu können, der sehr hohe statische und dynamische Lasten ermöglicht, verbunden mit einer hervorragenden Genauigkeit und präziser Emulation der realen Betriebssituation”, erläutert Betriebsleiter Dr. Armando Bilbao.

Von der Konzeptentwicklung über die Simulation, Auslegung, Prüfung und schließlich Diagnose deckt das IWES-Portfolio den kompletten Lebenszyklus eines Großwälzlagers ab. Neben dem Großlagerprüfstand BEAT 6.1 betreibt das Institut weitere Prüfstände für Rotorblattlager und Hauptlager sowie kleinere Einrichtungen für Grundlagenversuche und für die Prüfung großer Stückzahlen.

Die ersten gewichtigen Prüflinge wiegen jeweils rund 9500 kg und gehören zum BMWi-geförderten Forschungsprojekt HAPT (Highly Accelerated Pitch Bearing Test): acht Lager mit einem Nenndurchmesser von fünf Metern, die noch bis zum Sommer 2021 in Funktions- und Dauertests untersucht werden. Darin werden zusammen mit dem Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) der Leibniz Universität Hannover und der Unternehmensgruppe IMO Methoden zur beschleunigten Prüfung von Blattlagern entwickelt.

Das „Large Bearing Laboratory“ (LBL) am Institutsstandort Hamburg bündelt Aktivitäten und erweitert sie um experimentelle Testmöglichkeiten für Lager von Windenergieanlagen der nächsten Generation. Der Prüfstand erweitert das Portfolio von Validierungsleistungen des Fraunhofer IWES, das Anlagen- und Komponentenhersteller dabei unterstützt, Weiter- oder Neuentwicklungen vor der Markteinführung abzusichern.


Technische Kennzahlen:
- Testen von Lagern mit 3-6,5 m Durchmesser
- Einleitung statischer Lasten bis 50 MNm
- dynamische Biegemomente mit +/- 25 MNm bei 0,7 Hz
- hochintegriertes Kontroll- und Datenerfassungssystem mit sehr hohen Prozessgeschwindigkeiten – autarker Betrieb über Monate
- Messsystem mit 500 hochaufgelösten Messkanälen und redundanten Datenbanken
- Emulation von Anschlussbauteilen und ihrer Eigenschaften

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Matthias Stammler, matthias.stammler@iwes.fraunhofer.de

Christian Broer, christian.broer@iwes.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.iwes.fraunhofer.de
https://www.iwes.fraunhofer.de/content/dam/windenergie/de/video/FH_IDOM%20Messes...

Britta Rollert | Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Ellipse im Mittelpunkt: IPH erprobt das Unrundwalzen
18.05.2020 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Metallschaum macht Elektro-Lastkraftwagen sicherer und umweltverträglicher
14.05.2020 | Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Studie zur tiefen Hirnstimulation bei Parkinson-Erkrankung als Meilenstein der Therapie

29.05.2020 | Studien Analysen

Mit Strom Gene regulieren

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

»Grüner« Wasserstoff oder »grüner« Strom für die Gebäudewärme?

29.05.2020 | Studien Analysen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics