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Die PTB auf Fachmessen

Koordinatenmesstechnik für Großgetriebebauteile in Windenergieanlagen

In der Windenergiebranche steigen mit immer größer werdenden Anlagen und Komponenten auch die Herausforderungen an die fertigungsbegleitende Qualitätssicherung. In einem EU-Projekt hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) darum die hochgenaue Messung von großen Getriebebauteilen thematisiert. Hierzu wurden zahlreiche Großbauteil-Normale entwickelt und hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit untersucht. Auf der CONTROL, die vom 9. bis 12. Mai 2017 in Stuttgart stattfindet, wird die PTB in Halle 4 (Stand 4310) unter anderem Normale und Kalibrierstrategien sowie die Erweiterung des „Virtuellen Koordinatenmessgerätes“ zur Messung von Großbauteilen vorstellen.

Bis zum Jahr 2035 sollen nach Angaben der Bundesregierung mehr als 50 % des Bruttostromverbrauches aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Den größten Anteil liefern seit Jahren Windenergieanlagen (WEA). So hatten in 2015 WEA einen Anteil von 44,3 % an der Gesamtheit aller beteiligten erneuerbaren Energieträger. Die hohe Ausfallrate der WEA ist in vielen Fällen auf Getriebeschäden zurückzuführen, so dass insbesondere im Bereich der Getriebe eine zuverlässige Messtechnik entwickelt und bereitgestellt werden muss.

Gemeinsam mit anderen europäischen Metrologieinstituten und Partnern aus Industrie und Wissenschaft werden in der PTB innerhalb eines EU-Projektes derzeit für verschiedene Getriebekomponenten von WEA industriegerechte Normale und Kalibrierstrategien entwickelt. Insbesondere verfügt die PTB neben zwei Großverzahnungsnormalen (Durchmesser 1 m und 2 m) über ein großes Lagerringnormal (Innendurchmesser 600 mm) sowie zwei Evolventennormale mit und ohne Welligkeit zur Bewertung der Leistungsfähigkeit von taktilen Verzahnungsmessungen u. a. im Scanningbetrieb. Diese Normale werden auch in nationalen und internationalen Ringvergleichen eingesetzt.

Ein weiterer Schwerpunkt dieses Projektes ist die Weiterentwicklung des „Virtuellen Koordinatenmessgerätes“ für die Messung von Großbauteilen zur Ermittlung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit als wesentliches Maß in der Qualitätssicherung. Dieser auf Monte-Carlo-Simulationen basierende Messprozess wird im Rahmen laufender Forschungsvorhaben um relevante Einflussgrößen für die Messungen von Großbauteilen (z.B. Temperatur, Durchbiegung, Oberflächenbeschaffenheit) erweitert.

Ab Ende 2017 wird die PTB über ein Groß-Koordinatenmessgerät (Groß-KMG) mit einem Messvolumen von 5 m x 4 m x 2 m verfügen. Dies wurde im Rahmen des neuen PTB-Kompetenzzentrums „WIND“ beschafft, in dem es um die Bewältigung metrologischer Herausforderungen in WEA gehen wird. Mit dem Groß-KMG kann die PTB zukünftig ihr Kalibrierangebot auf Großbauteile erweitern. Weitere Forschungsthemen neben der angesprochenen Erweiterung des VCMM werden die Weiterentwicklung der Geometriefehleraufnahme an Groß-KMGs und die Weiterentwicklung eines Kalibrierverfahrens basierend auf dem Multilaterationsverfahren mittels mehrerer LaserTracer (M3D3) sein.

PTB-Fachbereich Koordinatenmesstechnik