Die Dichtung lässt sich mit einer oder zwei Personen ohne Kran und ohne Werkzeug am Turmflansch montieren

Dichtungen sorgen für Korrosionsschutz bei Windkraftanlagen

Der Turm ist ein wichtiges Teil der gesamten Windkraftanlage, denn er trägt Gondel und Rotor und sorgt mit seiner Höhe dafür, dass die höheren und energiereicheren Luftschichten erreicht werden.

Bild 2: Die Verbindung der Turmsegmente mit einer Dichtung vermeidet Korrosion

Je nach Hersteller und Turmhöhe werden für den Bau Turmsektionen von 15 bis 35 m Länge hergestellt, die auf beiden Seiten mit einem Flansch versehen sind. Am Aufstellort werden die Segmente zusammengefügt und die Flansche verschraubt. Während man die Turmsegmente auf der Außen- und Innenseite mit einem aufgespritzten Korrosionsschutz versieht, ist das an der wichtigen Stelle der Flanschblätter so nicht möglich: Die auftretenden Kräfte würden die Schutzschicht in kürzester Zeit brechen. Insofern ging man herstellerseitig bislang davon aus, dass die gegebene Planparallelität der Flanschblätter und die feste Verschraubung eine nicht nur kraftschlüssige sondern auch dichte Verbindung realisieren. Doch die Realität auf der Baustelle und im Alltagsbetrieb sieht anders aus. Durch Einwirkungen bereits beim Aufbau oder durch die verschiedenen Umweltbedingungen kann es vorkommen, dass keine 100 %ige Planparallelität gegeben ist. Und das Fatale bei Wasser ist, dass es sich den Weg in die kleinsten Ritzen sucht. So als Regen, Schnee, Salzwasser und Gischt von außen oder als Kondenswasser von innen. Als Folge entsteht Korrosion zwischen den Flanschblättern und führt somit zu einer Verkürzung der Anlagenlebensdauer oder macht eine aufwändige Korrosionssanierung notwendig. Dieses Problem lässt sich jedoch analog zum Bau großer Rohrleitungen lösen: Durch Einbringen einer Dichtung in den Flansch. Beim Rohrleitungsbau haben sich dafür sogenannte „Kraftnebenschluss-Dichtungen“ bewährt, deren Trägerring Kräfte ableitet und sehr hohe Flächenpressungen aufnehmen kann, während die elastomeren Dichtungsteile sicher abdichten. Die Technologie lässt sich aus dem Bau von Großrohrleitungen auf die Erfordernisse des Turmflansches übertragen, so dass die Firma Klinger die Entwicklung des KNS-Produktes als „KNS WE“ für Windkraftanlagen fortgeführt hat. Ganz zentral ist dabei die Zerlegung des Trägerringes in Segmente, so dass sie vor Ort werkzeugfrei zusammengesetzt werden können und mit dem zusammengelegten Elastomer immer auf eine Europalette passen. Die Verbindung der Segmente erfolgt über sogenannte „Knopfloch“- oder „Puzzle“-Verbindungen (Bild 1).

Details der Dichtungen
Serienmäßig werden die Dichtungen KNS WE aus dem Material KLINGERSIL®C-4430 hergestellt. Statische und dynamische Kräfte wie z. B. das Gewicht von Gondel und Rotorblättern sowie die Biegemomente durch den Wind können somit sicher übertragen und eine mechanisch hoch stabile Flanschverbindung hierdurch gewährleistet werden. Das Material KLINGERSIL®C-4430 kann eine Flächenpressung bis zu 250 MPa übernehmen, gleichzeitig dichten und die Kräfte auf den Elastomerprofilen begrenzen (Bild 2). Dadurch wird die Langlebigkeit des Rings erreicht. Um die Montage zu vereinfachen und die Transportkosten zu minimieren, werden die Trägerringe aus präzise geschnittenen Segmenten gefertigt und geliefert. Die Genauigkeit der Verbindungen führt zu einer absoluten Dichtheit schon beim Trägerring. Die Dichtfunktion übernehmen im Turmflansch zwei Dichtringe aus Elastomer, die jeweils in einem Stück geliefert werden. Auf Grund ihrer Flexibilität können sie zusammengedreht werden und passen ebenso auf die Transportpalette. Diese Dichtringe sind dicker ausgeführt als der Trägerring und werden während des Verschraubens der Flansche auf die Dicke des Trägerringes verpresst. Danach werden die Flanschkräfte nur noch neben den Dichtringen, eben über den Trägerring, weitergeleitet. Die Dichtringe können dann selbst durch hohe Kräfte nicht zerstört werden. Daher auch die Bezeichnung „Kraftnebenschluss“ für diesen konstruktiven Aufbau.

Denkbar einfache Montage
Am Turm wird für KNS-WE kein Kran benötigt, sondern ein bis zwei Mann können die Segmente des Trägerrings zur Montageposition heben. Dort wird zuerst der Trägerring auf dem Flansch zusammengesetzt, dann die Dichtringe eingeknüpft und schon ist die Dichtung fertig (s. Bild 1). Es werden keine Werkzeuge für den Zusammenbau der Dichtung benötigt.

Hohe Variantenvielfalt
Auf Grund der flexiblen Produktionsweise sind die Dichtringe aus den verschiedensten Materialien lieferbar, selbstverständlich UV- und Ozon-beständig. Die Abmessungen von KLINGER®KNS WE können frei gewählt werden.

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