Mechanische Verbindungselemente sind in Windenergieanlagen hohen Belastungen ausgesetzt. Für langfristige Stabilität sorgen die Schließring- bolzen von Alcoa Fastening Systems: Sie sind vollkommen wartungsfrei und kommen beim Bau von Gittermasttürmen zum Einsatz.
Der Autor Stefan Lange ist Fachjournalist in Dresden und hat den Beitrag im Auftrag von Alcoa Fastening Systems (AFS), Torrance/Kalifornien, erstellt
Die innovativen Schließringbolzen des globalen Herstellers von Verbindungssystemen Alcoa Fastening Systems (AFS) werden nun auch beim Bau von Gittermasttürmen für Windenergieanlagen eingesetzt. Dort sorgen sie für langfristige Stabilität zu sehr geringen Kosten, denn im Vergleich zu herkömmlichen Schraubverbindungen ergeben sich im Laufe der Zeit deutliche Einsparungen.
Die als wartungsfrei zertifizierten Befestigungssysteme der Huck BobTail-Reihe wurden von der Butzkies GmbH für einen speziellen Gittermastturm ausgewählt. Aufgrund der überzeugenden Ergebnisse des Pilotprojektes wird der renommierte Stahlbau-Experte die Huck-BobTail-Schließringbolzen auch für die Serienfertigung seiner neuartigen Türme einsetzen. In einem ersten Schritt sollen drei Gittermasttürme (Nabenhöhe jeweils 100 m) mit dem Huck BobTail-System gebaut werden.
Krafteinwirkung nimmt mit steigender Nabenhöhe zu
In Windkraftanlagen sind vor allem die mechanischen Verbindungselemente sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Mit steigender Nabenhöhe nehmen die auf den Turm wirkenden Kräfte so stark zu, dass Windböen dessen gesamte Konstruktion in Schwingung versetzen können.
„Keine herkömmliche geschraubte Verbindung hält einer hohen mechanischen Belastung dauerhaft stand. Im Laufe der Zeit werden Schraubverbindungen locker und können bei einem Windturm zu erheblichen Problemen führen“, verdeutlicht Detlef Bengs, Geschäftsführer der Butzkies Stahlbau GmbH aus Krempe in Schleswig-Holstein. „Um die Betriebsfestigkeitsbestimmungen jederzeit im vollen Umfang zu erfüllen, müssen Schraubverbindungen daher immer wieder überprüft, nachgezogen und bei Bedarf ausgetauscht werden.“
Im Laufe der Jahre koste das den Betreiber der Anlage sehr viel Geld. „Dieses Problem wollten wir beim Bau unserer Gittermasttürme von Anfang an vermeiden“, erklärt Bengs. „Daher haben wir uns konsequent gegen den Einsatz von herkömmlichen Schrauben entschieden und unsere Testanlage stattdessen mit den Huck BobTail-Schließringbolzen von Alcoa Fastening Systems ausgestattet.“
Schnellere Installation als mit Schraubverbindungen
Im Rahmen eines Turmmonitoring-Pilottests, der als gemeinsames Forschungsprojekt mit dem Rostocker Anwendungszentrum Großstrukturen in der Produktionstechnik der Fraunhofer-Gesellschaft sowie der Wirtschafts- und Technologieförderung Schleswig-Holstein realisiert wurde, zeigte sich schnell, dass der Einsatz der BobTail-Schließringbolzen entscheidende Vorteile hat.
Um ihre Idee auf Herz und Nieren zu testen, errichtete die Butzkies GmbH einen speziellen Gittermastturm mit einer Nabenhöhe von 61,5 m. Die gesamte Konstruktion wurde mit insgesamt 4360 Huck-BobTail-Schließring-bolzen ausgestattet. Bereits beim Aufbau des Turmes zeigten sich die ersten Vorteile dieses innovativen Systems: Der Butzkies-Turm wurde in sehr kurzer Zeit vor Ort errichtet, denn die speziellen Befestiger lassen sich etwa 75 % schneller installieren als vergleichbare herkömmliche Schraubverbindungen. Im speziellen Fall des Prototypen ließen sich allein dadurch rund 14 Stunden einsparen. Zudem ist die Klemmkraft des Huck-BobTail-Systems sehr hoch, vorhersagbar und extrem zuverlässig.
Zeit- und kostenintensive Wartungsarbeiten entfallen
Der entscheidende Mehrwert ergibt sich jedoch durch den vollständigen Verzicht auf zeit- und kostenintensive Wartungsarbeiten, die bei einem großen Gittermastturm mit einer Naben- höhe von 130 m jährlich rund 15 000 Euro betragen können. Der Grund: Als weltweit einzige Lösung ihrer Art ist das Huck-BobTail-System vollständig wartungsfrei. Diese besondere Eigenschaft wurde auch vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) mit der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (Nummer Z-14.4-591) bestätigt. Im Gegensatz dazu sind bei herkömmlichen Schraubverbindungen an der Turmkonstruktion regelmäßige Wartungsarbeiten zwingend erforderlich.
„Wir freuen uns, dass unsere Schließringbolzen der Huck-BobTail-Reihe nun auch beim Bau von Windenergieanlagen eingesetzt werden“, ergänzt Alexander Petri, Key Account Sales Manager bei Alcoa. „Mit unserer Lösung bieten wir eine überzeugende Alternative für eine wichtige Zukunftsbranche. Die Betreiber von Windparks erhalten die nötige Sicherheit für den langfristig zuverlässigen Betrieb ihrer Anlagen und gleichzeitig tragen wir zu signifikanten Kostensenkungen bei.“
Über Alcoa Fastening Systems
Alcoa Fastening Systems (AFS) mit Hauptsitz im kalifornischen Torrance ist Teil des Alcoa-Konzerns und einer der weltweit führenden Entwickler und Hersteller von Befestigungslösungen. Das Produktangebot von AFS weist eigenen Angaben zufolge heute die größte Breite und Tiefe in der Verbindungstechnik auf und umfasst unter anderem Spezialbefestiger sowie Installationssysteme für die Luft- und Raumfahrt sowie für industrielle Anwendungen. Dazu gehören beispielsweise Fluidanschlüsse, Montageteile, selbstsichernde Muttern, Schnellverschlüsse, Spannverschlüsse, Gewindeeinsätze, Schließringbolzen und strukturfeste Blindbefestiger. AFS beschäftigt mehr als 6000 Mitarbeiter in elf Ländern und verfügt insgesamt über 32 Niederlassungen einschließlich Fertigungseinrichtungen sowie Vertriebs- und Logistik-Büros.
Alcoa Fastening Systems, Tel.: +44 1952 204 603, E-Mail: jay.sahadew@alcoa.com
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