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Naben im Wind – komplexe Dimensionen

Maßhaltigkeit großer Werkstücke prüfen
Naben im Wind – komplexe Dimensionen

Auf die Naben der Rotorblätter von Windkraftanlagen wirken enorme Kräfte. Da ist eine exakte Qualitätskontrolle unabdingbar. Eine komplexe Aufgabe, die mit einem, in seiner Qualität adäquaten, handgeführten Koordinaten-Messgerät (KMG) erfolgreich gelöst werden kann.

Global hat sich die Nutzung von Windkraft seit dem Jahr 2000 mehr als verfünffacht. Dank des globalen Trends zur Verringerung von CO2-Emissionen und zahlreicher staatlicher Förderprogramme für die Windkrafterzeugung ist drüber hinaus eine erhebliche Steigerung des Anteils von Windkraft an der gesamten Energieproduktion absehbar. Mit circa 1 000 Gigawatt möglicher, nutzbarer Windkraft ist China ein vielversprechender Markt. Zur Förderung technischer Innovation, der Markterweiterung und Kommerzialisierung wurden Entwicklungsziele definiert, Konzessionen vergeben und Strategien zum Ausbau der heimischen Produktion umgesetzt.

Rotorblätter werden größer
Dreidimensionale Messungen und Analysen von Rotorblattnaben und Produktionswerkzeugen sind höchst komplexe und anspruchsvolle Aufgaben. Derartige Messungen können nur mit modernsten Systemen und einer sorgfältig ausgearbeiteten Messstrategie durchgeführt werden: Hexagon Metrology, Unterentfelden, Schweiz, stellt hierfür die erforderliche Hard- und Software von Leica Geosystems bereit, unter anderem die Leica T-Probe, ein handgeführtes, kabelloses KMG. Für die effiziente Übertragung der Energie der Rotoren auf das Hauptlager und den dauernden Widerstand gegen die enorme Windlast ist eine wichtige Komponente zuständig: die Hauptnabe. Die Nabe verbindet die drei Blätter zu einem Rotor und beinhaltet, je nach Modell des Windkraftgenerators, den von einem Motor angetriebenen Blattverstellmechanismus für jedes Blatt. Der Rotor selbst ist durch einen Flansch mit dem langsam rotierenden Schaft oder Hauptlager verbunden und bildet so eine starre horizontale Drehachse in das Gondelgetriebe. Durchmesser, Planheit und Ausrichtung jedes Flanschs der Nabe unterliegen exakten Qualitätskontrollen. Die Leica T-Probe, das handgeführte KMG, ist hierfür ein perfektes Werkzeug, das Präzision und Benutzerfreundlichkeit kombiniert. In Verbindung mit der modernen Messsoftware „Metrolog XG for Leica“ ermöglicht dieser von einer Person zu bedienende Taster dem chinesischen Windkraftanlagen-Hersteller Yinjiang Goldwind Science and Technology die rasche Inspektion und Dokumentation der produzierten Teile direkt in der Fertigungsumgebung. Aufgrund der Fähigkeit der kabellosen Leica T-Probe, unzugängliche Punkte ohne direkte Sichtverbindung zum Laser-Tracker zu messen, kann ohne Änderung von dessen Aufstellung mehr als ein Bereich der Nabe geprüft werden. Durch das große, geometrische Messvolumen können sogar mehrere Naben gleichzeitig ohne Umpositionierung des Trackers vermessen werden. Als Goldwind mehrere Messlösungen verglich, bot kein anderes hochpräzises KMG auf dem Markt so viel Bewegungsfreiheit. Die Leica T-Probe bietet Goldwind alle Vorteile eines fixen KMG, ohne große, schwere Werkstücke aufwändig und zeitraubend in ein Messlabor und auf den KMG-Tisch zu befördern.
Alle Vorteile eines KMG – ohne Transport der Teile in ein Messlabor
Früher war man bei solchen Inspektionen auf die Hilfe von Messuhren, -schrauben und -schiebern angewiesen. In den Händen versierter Messtechniker waren diese Geräte in der Tat sehr präzise und lieferten ausreichende zweidimensionale Informationen. Aufgrund zunehmender Größe und Zahl zu prüfender Werkstücke kam es jedoch immer wieder zu Engpässen. Darüber hinaus stellten computergestützte Konstruktionsmethoden und modernes Qualitätsmanagement auf dem hart umkämpften Windenergiesektor völlig neue Anforderungen an ein 3D-Messgerät. Nach einigen Tagen Schulung wussten alle künftigen Nutzer des auf Laser Tracker basierenden Systems mit der Hardware und Software effektiv umzugehen. Das Ersetzen mechanischer Messwerkzeuge durch ein modernes KMG ist allerdings eine große Investition, die sich rechnen muss: Erste Ergebnisse und Rückmeldungen demonstrieren den Nutzen dieser Neuerung eindeutig. Die Akzeptanz des Systems durch die Bediener ist hoch und die Möglichkeit, es auch für andere Anwendungen einzusetzen, wird dafür sorgen, dass sich die Investition binnen kürzester Zeit amortisiert.
Kundenbedürfnisse antizipieren
Seit den Anfängen der Windkraftindustrie ist Leica Geosystems dieser Branche ein zuverlässiger Partner. In dieser äußerst dynamischen Branche hat das Schweizer Hightech-Unternehmen zahlreiche spezifische Messlösungen entwickelt und wertvolle Erfahrungen gesammelt. Viele führende Windkraftunternehmen vertrauen auf das Know-how von Leica Geosystems. Mit der zunehmenden Größe der Windkraftanlagen wachsen auch die Dimensionen der Komponenten. Durch den enormen Messbereich des Leica Absolute Tracker nahm Leica Geosystems die Bedürfnisse seiner Kunden vorweg.
Hexagon Metrology,, Unterentfelden (CH) www.hexagonmetrology.com
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