Innovation für luftige Höhen: Härtere Großwälzlager für effizientere Windkraftanlagen

Fossile Rohstoffe werden knapper, der Energiebedarf wächst. Dank innovativem Patent trotzen unsere Großwälzlager Naturgewalten und unterstützen so die Produktion von nachhaltigem Strom.

Anfang 2020 schaffte es thyssenkrupp zum fünften Mal in Folge unter die 100 aktivsten Unternehmen im Ranking des Europäischen Patentamts. Allein im Jahr 2019 meldete die Unternehmensgruppe weltweit mehr als 600 Erfindungen erstmalig zum Patent an. Diese Innovationskraft und das Ziel, schon heute die Technologien von Morgen zu entwickeln, treibt auch die Experten von thyssenkrupp rothe Erde an. Ihr Verfahren zur Herstellung eines Lagerringes für Großwälzlager mittels Induktionshärten ist eine von mehr als 22.000 Innovationen, die in der 125-jährigen Patentgeschichte des Unternehmens geschützt wurden.

Während die fossilen Rohstoffe immer knapper werden, wächst der Bedarf an Energie weltweit. Die begrenzten Ressourcen und steigenden Energiepreise sind globale Herausforderungen und ein Ansporn für unsere Experten bei thyssenkrupp rothe erde. Als belastbare Verbindungselemente leisten Großwälzlager und Ringe in Windenergieanlagen, Strömungs- und Gezeitenkraftwerken sowie Solaranlagen einen wesentlichen und nachhaltigen Beitrag zur weltweiten Ressourcenschonung und zum Klimaschutz.

Um die Großwälzlager für ihren Einsatz in den Naturgewalten besonders widerstandfähig zu machen und auf alle Axial- und Radialkräfte, die auf sie einwirken, vorzubereiten, haben unsere Experten ein besonderes Verfahren entwickelt, um die Härte der Lagerringe zu steigern. Das Patent „Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für Großwälzlager mittels Induktionshärten“ mit dem Aktenzeichen PCT/EP2006/001266 beschreibt, wie ein Lagerring bei seiner Herstellung im elektrischen Feld eines Induktors erwärmt und anschließend abgeschreckt wird – und so eine Laufbahnfläche für die Wälzkörper mit einem ganzflächig hohen Härtegrad erhält.

Zwar nutzen schon frühere Verfahren zwei gegenläufige Induktoren zur Härtung von Lagerringen, die im Vorschubverfahren über den Lagerring bewegt werden. Allerdings wird dabei ein bereits gehärteter Bereich wiedererwärmt, wenn die Induktoren erneut aufeinandertreffen. Das Ergebnis: ein sogenannter Schlupf – ein kleines, verfahrensbedingt unvollständig gehärtetes Segment, in dessen Bereich der Lagerring weicher bleibt.

Die Lösung der thyssenkrupp Experten: In einem automatisierten Prozess erwärmen mindestens zwei Induktionsspulen den Lagerring gleichmäßig auf Härtetemperatur. Zusätzlich zu den zwei Spulen wird eine dritte Induktionsspule bereitgestellt, die durch Pendelbewegungen für eine gleichmäßige Heizzone und konstante Heiztiefe im Schlupfbereich sorgt. Bewegliche Brausen, die an den beiden Induktionsspulen angebracht sind, können das Material dann gleichmäßig abschrecken.

Durch diese aufeinander abgestimmten Bewegungen erzielt das Verfahren eine einheitliche und gemeinsame Heizfläche. Durch das koordinierte Abschrecken wird ein Schlupf vermieden.

Die Patentabteilung von thyssenkrupp gehört zu den ältesten des Landes. Jährlich schützen die Kollegen rund 600 neue Innovationen durch Patentierungen. Wie die Arbeit der Intellectual Property Experte aussieht erklärt Dr. Stephan Wolke, CEO der zentralen Patentabteilung auf [engineered].