Wirtschaftlichkeit verschiedener Anlagen f√ľr das Einsatzh√§rten von Getrieben f√ľr Windkraftanlagen

Ralf Giebmanns
Ipsen International GmbH
Als Folge der globalen Finanzkrise, die bereits im Jahre 2007 begann, brach zum Ende des Jahres 2008 auch die Automobilindustrie rapide zusammen. Der fehlende Absatz in der Automobilindustrie f√ľhrte fast zeitgleich auch bei den W√§rmebehandlungsbetrieben zu starken Umsatzeinbr√ľchen und machte eine Neuausrichtung dieser Unternehmen am Markt notwendig. Aufgrund der global sehr schwachen Konjunktur initiierten viele Staaten Konjunkturprogramme. Dadurch ergeben sich neue Chancen auch f√ľr die W√§rmebehandlungsbetriebe. Ein Teil des Geldes der Konjunkturprogramme flie√üt in den Ausbau erneuerbarer Energien, zum Beispiel in den Ausbau der Windkraftenergie. Hier sehen Sie das gro√üe Potential dieser Branche anhand von drei m√∂glichen Szenarien:

Das moderate Szenario sagt f√ľr das Jahr 2010 eine Steigerung der weltweiten Windkraftanlagenkapazit√§t um 28.904 MW voraus. Bei einer angenommenen mittleren Anlagenleistung von 2 MW bedeutet dies die Neu-Installation von 14.452 Windkraftanlagen innerhalb eines Jahres.
In dieser Arbeit wird das Thema Einsatzh√§rten von Gro√ügetriebeteilen einer Windkraftanlage behandelt. Insbesondere werden Unterschiede verschiedener ma√ügeschneiderter Anlagenkonzepte bez√ľglich ihrer Leistungsf√§higkeit und Wirtschaftlichkeit aufgezeigt.
Fallbeispiel: Planetenradgetriebe f√ľr eine 2-MW-Onshore-Windkraftanlage

Als Basis f√ľr unsere Betrachtung wird eine typische Windkraftanlage mit 2 MW Leistung, wie sie f√ľr Onshore Anwendungen derzeit √ľblich und gefragt sind, gew√§hlt. Hier ihr Windkraftgetriebe:


Dieses Getriebe besteht typischerweise aus einer Planetenrad- und einer Stirnradstufe, wie unten schematisch dargestellt. Insgesamt besteht dieses Getriebe aus 6 unterschiedlichen Komponenten und insgesamt 8 einsatzzuhärtenden Rädern und Wellen mit einem Gesamtgewicht von rund 3,4 t. Der größte Durchmesser eines Teils liegt bei etwa 1120 mm (Stirnrad). Die größte Länge bei etwa 1.250 mm (Planetenradwelle). Weiterlesen

Kostenreduzierung bei der Wärmebehandlung von Getrieben

Bernd Edenhofer
Ipsen International GmbH
Die W√§rmebehandlung schafft den eigentlichen Mehrwert bei der Herstellung von Funktionsbauteilen, insbesondere von Getriebekomponenten. Ein teuer, √ľber Erschmelzen, Warmumformen, Gl√ľhen, Grobzerspanen und Verzahnen hergestelltes Getriebeteil ist ohne W√§rmebehandlung unbrauchbar, also wertlos.
Erstaunlicherweise betragen die Kosten f√ľr diesen, einen derartig hohen Mehrwert schaffenden Verfahrensschritt nur einen Bruchteil der gesamten Herstellkosten. Sie liegen bei vielen Anwendungen nur im Bereich von 5%. Betrachtet man jedoch alle mit der W√§rmebehandlung zusammenh√§ngenden bzw. von ihr verursachten Arbeitsschritte, wie Reinigen, Strahlen und insbesondere die n√∂tig werdende Nacharbeit in Form von Schleifen der Zahnflanken, so kann die Gesamtheit dieser Kosten durchaus an 15% der St√ľckkosten heranreichen.
Eine deutliche Reduzierung der Herstellkosten ist deshalb in erster Linie durch Verminderung der Ma√ü√§nderungen zu erreichen. Hierzu sind die Einflussgr√∂√üen der Stahlherstellung, Formgebung, Gef√ľgehomogenit√§t, H√§rtbarkeitsstreuung, Zerspanung und nat√ľrlich auch der W√§rmebehandlung, wie insbesondere Positionierung der Werkst√ľcke in der Charge, Gleichm√§√üigkeit der Erw√§rmung, der Aufkohlung und des W√§rmeentzuges bei der Abschreckung zu analysieren und optimieren.
Es gibt Ver√∂ffentlichungen von Herstellern von Lkw-Getrieben, die aussagen, dass der Anteil der W√§rmebehandlung an den auftretenden Verz√ľgen nur bei etwa 10% liegt und der Gro√üteil von der Form und dem Werkstoff (Gef√ľge, H√§rtbarkeit, etc.) verursacht werden [1]. Das mag stimmen, zumindest so lange diese Einflussfaktoren nicht optimiert sind. Sind Werkstoff und Formgebung hinsichtlich Verz√ľge aber optimiert, steigt der Anteil der W√§rmebehandlungsfaktoren am Verzug aber in Richtung 50%
Also ist es durchaus lohnend, Aktivitäten bei der Wärmebehandlung, dem gleichmäßigen Erwärmen, Aufkohlen und insbesondere dem Abschrecken zu unternehmen. Weiterlesen

Der neue Vacu-Prof¬ģ 4.0 mit seinem Expertensystem und intuitiver Bedienung

M. Rink, L. Oimann Ipsen International GmbH, Kleve

1. Einleitung

F√ľr die Steuerung und Regelung von Vakuumanlagen sowie der unterschiedlichen Verfahren bietet Ipsen seinen Kunden mit der im Hause entwickelten Verfahrens-Software Vacu-Prof¬ģ ein kosteng√ľnstiges und leistungsf√§higes Werkzeug zur Zeit- und Kostenersparnis in der Fertigung, Erh√∂hung der Qualit√§tskonstanz, Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Erh√∂hung der Betriebssicherheit.

Zus√§tzlich ergeben sich, je nach Leistungsumfang der installierten Prozess-Software, Vorteile f√ľr das Unternehmen wie z. B.: erh√∂hte Bediensicherheit, verbesserter Bedienungskomfort (Schnelligkeit), zeitgerechte und Baugruppen bezogene Wartung.

Alle f√ľr die sichere F√ľhrung der Prozesse relevanten Daten werden von dem Computer-System an die SPS und zugeh√∂rige eigenst√§ndige Regler √ľbergeben. Diese arbeiten dann die Steuer- und Regelvorgaben ab. Alle durch den Prozess erzeugten Daten werden auf dem gleichen Weg zum Computer-System zur√ľck transportiert und stehen dort f√ľr spezifische Be- und Verarbeitung zur Verf√ľgung wie z.B. zum Protokollieren, zum Visualisieren, zum Archivieren und zum Melden von St√∂r- und Grenzwerten.

Eine exakte Reproduzierbarkeit der Fertigungsprozesse ist durch die in der Programmdatei gesicherten und abrufbaren Behandlungspläne garantiert.

Das Expertensystem erstellt Wärmebehandlungs-Programme anhand der Daten in der Materialdatenbank. Diese Daten können vom Anwender neu erstellt, erweitert oder individuell angepasst werden.

Optional werden thermochemische W√§rmebehandlungs-Programme mit Hilfe der AvaC¬ģ- und SolNit¬ģ-Module erstellt.

Durch die Installation der Prozessleitsoftware AutoMag¬ģ k√∂nnen diese autarken, im geschlossenen Regelkreis arbeitenden Ofensysteme zu komplexen, vollautomatisch arbeitenden W√§rmebehandlungszentren verkettet werden. Das von Ipsen vertretene Konzept des Einsatzes dezentraler und eigenst√§ndiger Rechner und Steuerungssysteme hat sich in der Praxis bestens bew√§hrt.

Weiterhin können auf Wunsch Schnittstellen zu fast allen ERP- Systemen realisiert werden. Die Dokumentation kann im bestehenden Hausnetz archiviert werden. Das System ermöglicht weiterhin eine Ferndiagnose von Ipsen aus Kleve.

2. Bedienung

Die Bedienung des Programms ist weitestgehend selbsterklärend. Weiterlesen