Komplettbearbeitung des GFK-Blattanschlusses für Windanlagen-Rotorblätter

Wo Gewichtsreduzierung bei gleichbleibender Stabilität eine große Rolle spielt, erobern die modernen Werkstoffe immer mehr Einsatzbereiche. Produkte in Leichtbauweise, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen haben sich beispielsweise bei der Herstellung von Rotorblättern großer Windkraftanlagen etabliert und ermöglichen die Realisierung immer größerer Anlagen.

3034

Moderne Rotorblätter von großen Windkraftanlagen werden aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) hergestellt. Die konstruktive Gestaltung der Verbindungsstelle zwischen Rotorblatt und Rotornabe gehört dabei zu den anspruchsvollsten Aufgaben bei der Rotorblatt-Entwicklung. Die Schraubenverbindung, die das Rotorblatt über das Blattlager mit der Rotornabe verbindet, ist extremen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Zur Verringerung des Rotorblattgewichtes und zur Senkung der Fertigungskosten setzen die Hersteller meist auf den sogenannten Querbolzenanschluss. Um die für dieses Verbindungsverfahren benötigten Bohr-, Fräs- und Trennoperationen am Blattanschluss aus GFK wirtschaftlich zu bearbeiten, hat Mapal neue innovative Werkzeugsysteme entwickelt. Die auch im Hinblick auf reduzierte Staub- und Spanbildung optimiert sind.

Innovative Werkzeuglösungen im Detail

Im ersten Schritt muss der Harzüberstand an der Randzone der Rotorblattwurzel abgetrennt werden. Für diese Bearbeitungsaufgabe entwickelte Mapal einen PKD-Scheibenfräser. Der mit 20 PKD-Schneiden bestückte Scheibenfräser mit einem Durchmesser von 400 mm reduziert die Bearbeitungszeiten im Vergleich zum herkömmlichen Bearbeiten mit Diamanttrennscheiben um 50 % und verhindert zudem ein Verlaufen des Sägeschnitts. Durch den Einsatz geometrisch bestimmter Schneiden, interner Luftzufuhr und dem polierten Grundkörper wird ein überhitzen der GFK Werkstoffes verhindert. Die glatte Oberfläche verhindert zudem Harzablagerungen auf dem Werkzeug.

Nach dem Trennen des Harzüberstandes mit dem Scheibenfräser wird die Verbindungsfläche zur Rotornabe mit einem PKD-bestückten Standard-Planfräser der EcoMill-Baureihe fertig bearbeitet, um die geforderte Ebenheit zu erreichen.
Die Längs- und Querbohrungen zur Befestigung der Haltebolzen werden anschließend mit PKD-bestückten Kernbohrern bearbeitet. Ein dreischneidiger Kernbohrer mit ø 72 mm und ein mit 2 Schneiden bestückter Kernbohrer mit ø 38 mm erzeugen ein im Vergleich zu Vollbohrern geringes Spanvolumen wodurch die Staub und Spanbildung erheblich reduziert wird. Durch die auswechselbaren PKD-Schneiden erreichen die Werkzeuge hohe Standzeiten und verhindern zudem Delamination am Bohrungsaustritt. Polierte Grundkörper erfüllen bei den Kernbohrern die gleichen Aufgaben wie beim Scheibenfräser.

Ein speziell für die Anforderungen der GFK-Bearbeitung optimierter Wechselkopf-Bohrer TTD fertigt die Arretierbohrungen zur Flügelausrichtung in der Bearbeitungsmaschine. Die Ausführung als Wechselkopfsystem macht die Bearbeitung des Durchmessers 32 mm besonders wirtschaftlich.

Präzisionswerkzeuge für alle Windkraft-Komponenten

Neben den speziell auf das Bearbeiten des Rotorblatt-Anschlusses aus GFK ausgelegten Werkzeuge verfügt Mapal in seinem umfangreichen Produktportfolio über leistungsfähige Bohr-, Reib- und Fräswerkzeuge zur Komplettbearbeitung aller weiteren Zerspanungsoperationen an Getriebe, Nabe, Turm oder Gondel. Insbesondere Werkzeuge mit Wechselkopf-Systemen wie die HPR-Reibahlen oder der TTD- Wechselkopf-Bohrer bringen bei diesen Stahl- und Gussbauteilen besondere Wirtschaftlichkeitsvorteile.

Bild 1: Kernbohrer im Einsatz

Bild 2: Werkzeuge Windkraft GFK

Kontakt:

www.mapal.de