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Jul 28, 2023

Krebs & Riedel veröffentlicht neue Lösung zum Schleifen großer Zahnräder für Windkraftanlagen

Von WPED-Mitarbeitern | 8. März 2023 Da Windkraftanlagen immer größer und leistungsfähiger werden, versucht die Branche weiterhin, die Produktionskosten zu senken. Dafür sind Produktionsmethoden erforderlich, mit denen Zahnräder hergestellt werden können

Von WPED-Mitarbeitern | 8. März 2023

Da Windkraftanlagen immer größer und leistungsfähiger werden, versucht die Branche weiterhin, die Produktionskosten zu senken. Hierfür sind Fertigungsmethoden erforderlich, mit denen sich Zahnräder auch bei komplexen Flankenmodifikationen wirtschaftlich und in hoher Qualität herstellen lassen. Die Getriebegrößen in der Windkraft reichen typischerweise von 800 bis 4.000 mm, wobei einige Getriebe sogar einen Durchmesser von 8.000 mm erreichen und bis zu 100 Tonnen wiegen. Die gängigste Größe im Bereich Außenverzahnungen ist 1.200 mm Durchmesser und reicht von Modul 12 bis Modul 52. Typischerweise haben die Profilschleifscheiben einen Durchmesser von 100 bis 450 mm.

Nur eine perfekt geschliffene Getriebegeometrie gewährleistet eine optimale Kraftübertragung für einen hohen Wirkungsgrad der Windkraftanlage und einen ruhigen Lauf. Schleifbrand muss unbedingt vermieden werden, da die Kräfte im Getriebe sehr hoch sind und ein Zahnbruch sehr expansiv ist. Hochpräzise Getriebequalität ist bei Klingelnberg und Krebs & Riedel selbstverständlich. Es erhöht die Lebensdauer der einzelnen Getriebekomponenten und trägt wesentlich zur Reduzierung von Wartungs- und Produktionskosten bei.

Um eine maximale Synergie zwischen Schleifmaschine und Schleifscheibe zu erreichen, optimiert Krebs & Riedel den Prozess mit Anwendungsunterstützung an Kundenstandorten auf der ganzen Welt und bietet mit seiner Blue Moon TZ-Produktreihe eine neue Premium-Schleifscheibe mit präzisionsgeformtem Schleifkorn an.

Blue Moon TZ zeichnet sich durch eine sehr hohe Schnittleistung und einen sehr hohen Materialabtrag aus.

„In einigen Versuchen betrug die Materialabtragsrate (Q'w) mehr als 30 mm³/mm“, sagte Sigurd De Ridder, Senior Application Engineer bei Krebs & Riedel, der Versuche und Prozessoptimierungen für Kunden weltweit durchführt. „Präzisionsgeformte Schleifkörner sind heute Stand der Technik. Blue Moon TZ ist in seiner Leistung mit anderen präzisionsgeformten Schleifmitteln auf dem Markt vergleichbar. Es ist selbstschärfend, sehr scharfkantig, mikrokristallin und hat eine längliche Trapezform.“

Die homogene Porenstruktur von Blue Moon TZ trägt zu einer extremen Verbesserung des gesamten Kühlsystems während des Mahlvorgangs bei. Aufgrund der offenen Struktur wird die gesamte Schleifscheibe sofort von der Kühlflüssigkeit durchflutet. Selbst bei extremer Materialabtragsleistung wird der Span von der Kontaktfläche wegtransportiert. Dadurch wird ein Wärmeeintrag vermieden, der zu einer thermischen Schädigung des Getriebes führen könnte.

Im Durchschnitt aller Tests auf Klingelnberg Höfler Rapid 2500-Maschinen erzielte De Ridder folgende Schleifergebnisse: Ein kühlerer Schliff und eine längere Werkzeugstandzeit, kombiniert mit bis zu 20 % schnellerer Schleifzeit im Vergleich zu Standard-Schleifscheiben. Die längere Werkzeugstandzeit und die höhere Schleifleistung tragen dazu bei, Kosten zu senken und gleichzeitig die gleiche oder sogar bessere Qualität der Verzahnung zu erreichen. Im Durchschnitt aller Abrichttests erzielte De Ridder folgende Ergebnisse: 20 % längere Abrichtintervalle, 30 % weniger Zustellung, was auch zu einer längeren Standzeit der Abrichtscheibe führt. Ein weiterer Nebeneffekt ist, dass die Maschinen nach der Optimierung einen geringeren Stromverbrauch haben.

Die Profilschleifmaschinen der RAPID-Serie für große Werkstückgrößen sind für Bauteildurchmesser bis 8.000 mm ausgelegt. Je nach individuellen Anforderungen sind sie mit einem erweiterten Hubbereich (L-Variante) ausgestattet und auch in zwei Varianten erhältlich. Neben der Standardkonfiguration ist die Maschine auch mit einem kleinen Schleifkopf für sehr kleine Schleifscheibendurchmesser von 300 bis 20 mm (K-Variante) erhältlich.

In allen Konfigurationen können Maschinen der RAPID-Serie durch optionale Innenverzahnungsschleifarme in kürzester Zeit von Außen- auf Innenverzahnung umgerüstet werden. Darüber hinaus tragen die spezielle Anordnung der Maschinenachsen, ein thermisch stabiles und nahezu vibrationsfreies Maschinenbett aus Mineralguss sowie verschleißfreie Torqueantriebe im Maschinentisch und dem Schleifkopf zum 5-Achs-Schleifen dazu bei bewährte Präzision, gleichbleibende Qualität und enorme Flexibilität. Dank des hochflexiblen Schleifkopfes mit integriertem 3D-Messtaster und Anpassung des Schrägungswinkels während des Schleifprozesses können Zahnräder je nach zulässigen Abweichungen im 1-Flanken-Schleifen oder im 2-Flanken-Schleifen topologisch verändert werden. Die Messungen mit den optional erhältlichen Prüfgeräten gewährleisten ein kontrolliertes Schleifergebnis bereits während des Schleifvorgangs.

Die Serienproduktion großer Zahnräder erfordert viele Stunden Werkstückeinrichtung, Programmierung, Schleifen, Abrichten und Qualitätskontrolle. Es ist wichtig, eine hochwertige Schleifscheibe mit präzise geformtem Schleifkorn zu verwenden. Die Abricht- und Schleifprozesse sollen auf der Schleifmaschine perfekt eingestellt und durch Anwendungsunterstützung optimiert werden. Die Premium-Schleifscheiben Blue Moon TZ haben sich nicht nur beim Schleifen von Planetenrädern, Stirnrädern sowie IR-Außen- und Innenringen bewährt. Auch beim Schleifen von Antriebswellen, Automobilgetrieben und Förderschnecken haben sie zu einer Reduzierung der Produktionskosten geführt.

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