Infocenter
20.10.2014

Fallstudie - Wellenlagerung von Blässinger unterstützt Stromerzeugung auf 2000 Metern

In der Nähe des Umbalsees im österreichischen Nationalpark Hohe Tauern liegt die Clarahütte des Deutschen Alpenvereins - Sektion Essen - (DAV). Unterhalb der Clarahütte fließt die Isel, an dieser wurde ein Mühlenrad zur Stromerzeugung aufgebaut. Blässinger lieferte hierfür die Wellenlagerung.

Bild: Deutscher Alpenverein (DAV)

Naturgewalten sowie die Zeit hatten der auf 2038 Meter liegenden Clarahütte bereits stark zugesetzt, als diese im Frühjahr 2012 durch eine Lawine erheblich beschädigt und somit eine Generalsanierung unumgänglich wurde. Im Zuge der Umbauarbeiten an der Hütte investierte der Alpenverein auch in ein Mühlenrad-Kraftwerk zur autarken Energieerzeugung.

Die Clarahütte ist als Zwischenstation für Wanderer sehr beliebt. Um die Bewirtung von ca. 50 Gästen pro Tag sicherzustellen, soll der Strom für den Haushaltsbetrieb nicht mehr von einem Benzingenerator kommen, sondern durch ein oberschlächtiges Wasserrad erzeugt werden. Dieses dreht sich mit rund 8 U/min, treibt einen 20 KW Generator an und setzt so die Wasserkraft der Isel in Energie um.

Technische Herausforderung auf 2.000 Metern
Folgende technische Anforderungen galt es zu berücksichtigen:

  • Stillstandszeiten des Rades im Winter von über 6 Monaten
  • Besondere Fettschmierung
  • Temperaturbereich: -25 bis +25 Grad Celsius 
  • Wellendurchmesser 160 mm
  • Abstand der Lagerung des Wasserrades ca. 2,70 Meter 
  • Lagerlast
    • Vertikallasten für das Lager im Haus: 45kN aus Wasserrad + 15kN aus Getriebe + 8kN = 68kN 
    • Vertikallasten für das Lager außerhalb des Hauses: 45kN aus Wasserrad = 45kN 
    • Axiallasten für das Lager im Haus (10% aller Axiallasten geschätzt): (90kN aus Wasserrad + 15kN aus Getriebe + 8kN)*0,1 = 11,3kN 

Um Zwängungen zu vermeiden, sollte das eine Lager im Haus alle Horizontallasten aufnehmen und das andere Lager horizontal bzw. axial verschiebbar werden. 

Geteilte Stehlagergehäuse SNS sorgen für Bewegung
Die Experten von Blässinger erarbeiteten gemeinsam mit dem Wälzlagerhersteller Schaeffler  eine Lösung und entschieden sich für die geteilten SNS-Stehlagergehäuse von FAG. Diese sind nach dem Baukastenprinzip konstruiert und speziell für die Aufnahme von Pendelrollenlagern ausgelegt. Die Stehlagergehäuse der SNS-Reihe und die zugehörigen Lager bilden Lagerungseinheiten, die durch die gezielte Auswahl von Dichtungsausführung, Schmierungsart und Art des Lagereinbaus auf vielfältige Anforderungen abgestimmt werden können.

Die SNS-Stehlagergehäuse werden standardmäßig aus Sphäroguss hergestellt. Dadurch ergibt sich eine wesentlich höhere Bruchfestigkeit und Stoßunempfindlichkeit als mit dem bisherigen Standardwerkstoff Grauguss. Stehlagergehäuse SNS stellen eine völlig neue Generation von Großgehäusen dar. Durch die konsequente Weiterentwicklung der bewährten FAG-Stehlagergehäuse bietet Schaeffler damit noch mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit für Maschinen und Anlagen. Für das neukonzipierte Wasserrad wurde ein zusätzlicher Anbau gemauert, um die Peripherie wettergeschützt unterzubringen. Für das Lager innerhalb des Anbaus wurde eine Festlagerung, bestehend aus einem Stehlagergehäuse SNS3036-H-D, einem Pendelrollenlager 23036-E1A-K-M, einer Spannhülse H3036, zwei Festringen NFR 280/17 und zwei Taconite-Dichtungen NTC36, gewählt. Beim Lager außerhalb des Raumes setzten unsere Mitarbeiter auf eine Loslagerung. Hierfür wurden ein Stehlagergehäuse SNS3036-H-D, ein Pendelrollenlager 23036-E1A-K-M sowie eine Spannhülse H3036 und zwei Taconite-Dichtung NTC36 benötigt. Mit Hilfe eines Helikopters wurden die Komponenten auf 2000 Meter Höhe gebracht und erfolgreich montiert. 

Ökostrom für die Clarahütte
Durch das abgestimmte Zusammenspiel der Antriebskomponenten entstand ein zuverlässiges und leistungsstarkes Mühlenrad-Kraftwerk zur autarken Energieerzeugung. Die Inbetriebnahme erfolgt im Herbst 2014. Den Betreibern der Clarahütte ist es dann möglich, die zahlreichen Wanderer optimal zu verpflegen, ohne das Ökosystem Alpen mit CO2-Emissionen zu belasten.