Preisgekrönte Innovation fördert erneuerbare Energien

Das Erreichen einer Netto-Null-Zukunft erfordert erhebliche Veränderungen in der Art und Weise, wie die Welt Energie produziert und verbraucht. Jeder Schritt eines jeden industriellen Prozesses muss neu konzipiert werden, um mit weniger mehr zu erreichen und so eine nachhaltigere Zukunft zu schaffen – für Gemeinden und für Unternehmen.

Nachhaltigkeit steht im Mittelpunkt der kundenorientierten Produktinnovationen von Timken. Die auf Forschung, Entwicklung und Innovation ausgerichtete Denkweise des Unternehmens spart Energie und verbessert die Effizienz in der gesamten Wertschöpfungskette, von den Fertigungsprozessen und Materialien bis hin zur Produktleistung und Produktlanglebigkeit. Die Technologieführer Doug Smith und Ryan Evans von Timken erläutern, wie die preisgekrönte Technik des Unternehmens den Bereich der erneuerbaren Energien vorantreibt.

Marktorientierte Innovation

Timken entwickelt seit 1899 Innovationen für Kunden, um die dringendsten technischen Herausforderungen der Welt zu lösen und die Zukunft der Industrie zu gestalten. Das Engagement des Unternehmens für eine robuste Forschung und Entwicklung (F+E) begann in den 1920er Jahren, als Ingenieure in Prototypen- und Testlabors arbeiteten, die in die Produktionsabläufe des Unternehmens integriert waren. Heute nutzen mehr als 140 Wissenschaftler, Forscher und Ingenieure von Timken erstklassige Labore, um preisgekrönte, kundenorientierte Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in einem breiten Spektrum von Disziplinen durchzuführen, von der theoretischen Wissenschaft bis hin zu praktischen Produktprüfungen.

Und immer geht es darum, einen Mehrwert für die Welt zu schaffen. Bei Timken geschieht das an der Schnittstelle von Möglichkeiten und Fähigkeiten.

„Unsere technischen Lösungen basieren auf Markttrends, die neue Anforderungen an die mechanische Kraftübertragung und die industrielle Bewegungstechnik stellen“, so Doug Smith, Vice President für Technologie. „Im Bereich der erneuerbaren Energien entwickeln wir Anwendungen, die es bis vor kurzem noch gar nicht gab. Jede Iteration muss effizienter und nachhaltiger sein als die letzte. Wir wenden an, was wir wissen und was wir lernen, um die größtmögliche Wirkung für unsere Kunden und die Umwelt zu erzielen.“

„Unsere technischen Lösungen basieren auf Markttrends, die neue Anforderungen an die mechanische Kraftübertragung und die industrielle Bewegungstechnik stellen.“

Doug Smith
Vice President für Technologie

, Und diese Wirkung wird wahrgenommen. Timken wurde 2024 von Fast Company als eines der innovativsten Unternehmen der Welt und 2024 und 2023 von Fortune als eines der innovativsten Unternehmen Amerikas ausgezeichnet . Beide Auszeichnungen legen den Schwerpunkt auf Produkt- und Prozessinnovationen, die einen echten Beitrag für die Gesellschaft leisten. Timken erhielt beide Auszeichnungen, weil es zeigen konnte, wie sein F+E-Know-how die Effizienz und Nachhaltigkeit im Bereich der erneuerbaren Energien, dem größten Endmarktsektor des Unternehmens, verbessert.

Produkt- und Prozessfortschritte bei Windkraftanlagen

Auf dem Turm einer Windkraftanlage befindet sich eine Gondel, die Komponenten enthält, die dafür sorgen, dass sich die Rotorblätter kontinuierlich im Wind drehen und sauberen Strom erzeugen. Eine der wichtigsten dieser Komponenten ist das Hauptwellenlager, das die enorme Axialkraft und die Belastungen der sich drehenden Rotorblätter und des Rotors aufnehmen muss.

Mit zunehmender Größe der Windkraftanlagen sind auch die Lager größer geworden. Dies stellt eine große Herausforderung für die Entwicklung effizienter und langlebiger Lager dar, die mit einem Durchmesser von bis zu vier Metern zu den größten jemals hergestellten Lagern gehören.

Ingenieure von Timken haben eine Lösung entwickelt, bei der zwei ultragroße Lager eingesetzt werden, die in einem gewissen Abstand voneinander entlang der Hauptwelle angeordnet sind, um die Last effektiv zu verteilen. Diese Lösung verbessert nicht nur die Betriebseffizienz der Windkraftanlage, sondern ist auch so konzipiert, dass sie die Anlage während ihrer gesamten Lebensdauer unterstützt. Durch die Verringerung des Bedarfs an Ersatzlagern wird auch der Bedarf an Material und Energie für deren Herstellung reduziert.

Laut Ryan Evans, F+E-Direktor für das Lagerportfolio des Unternehmens, ist das Produktdesign nur ein Element, um die Windenergie nachhaltiger zu gestalten. Timken hat ein nachhaltigeres Wärmebehandlungsverfahren für ultragroßbohrige Lager entwickelt, das Strom verwendet und nur eingeschaltet wird, während die Laufbahnen des Lagers gehärtet werden. Dadurch wird vermieden, heiße Öfen rund um die Uhr zu betreiben und es werden nur die kritischen Oberflächen der Teile je nach Bedarf behandelt. Diese Prozessinnovation verbraucht weitaus weniger Energie und reduziert die Emissionen drastisch im Vergleich zur Wärmebehandlung mit herkömmlichen Öfen, die Kohlenwasserstoffe verbrennen.

„Wir verfügen über ein umfangreiches Wissen in den Bereichen Metallurgie, Werkstoffe und Fertigungsprozesse. Dennoch sind wir ständig bemüht, die Aspekte dieser Disziplinen zu erforschen, die wir heute noch nicht verstehen.“, so Evans. „Das sind die Entdeckungen, die uns helfen, große Themen wie den Schutz der Umwelt durch intelligente und energieeffiziente Produktion anzugehen.“

Timken hat auch eine spezielle Stahllegierung entwickelt – bekannt als TMS-25 – um sicherzustellen, dass die Komponenten den Anforderungen der Lagerproduktion und des Betriebs von Windkraftanlagen standhalten können. Die Legierung wird, soweit möglich, aus recyceltem Stahl gewonnen, um zusätzliche Nachhaltigkeitsgewinne zu erzielen.

Innovation aus der industriellen Bewegungstechnik für die Solarenergie

Im Bereich der Solarenergie ist Timken führend bei Lösungen für die Präzisionsbewegungssteuerung fortschrittlicher Nachführsysteme, die den ganzen Tag über auf die Sonne ausgerichtet sind, um Energie für die Umwandlung in Strom einzufangen.

Die Timken-Tochtergesellschaft Cone Drive entwickelt hochpräzise Antriebe, die in vielen der weltweit größten Solarkraftwerke in denUSA, den Vereinigten Arabischen Emiraten,Südafrika und China eingesetzt werden.

Die Antriebsexperten des Unternehmens haben zuletzt Lösungen für das zweitgrößte Photovoltaik (PV)-Nachführsystemprojekt in Australien entwickelt. Die Ingenieure von Cone Drive arbeiteten mit dem Hersteller des Nachführsystems zusammen, um Mehrpunkt-Schwenkantriebe zu entwickeln, die den durch starke Winde verursachten starken Vibrationen standhalten können.

Dies ist besonders wichtig für den Solarpark, der derzeit in einer extrem windigen Bergregion in New South Wales errichtet wird. Die Schwenkantriebe bewältigen die durch Wind verursachten Scher-, Biege- und Torsionsbelastungen und verhindern so strukturelle Schäden und einen vorzeitigen Ausfall der Ausrüstung.

„Nachhaltigkeit war für Timkens Forschung und Entwicklung schon ein Thema, bevor es zu einer gesellschaftlichen Priorität wurde, und das wird es auch weiterhin sein“, sagte Evans. „Wir sind ein ausgereiftes Unternehmen mit ausgereiften technischen Fähigkeiten, und diese starke Basis gibt uns eine solide Grundlage, von der aus wir neue Herausforderungen in Angriff nehmen können. Als globaler Technologieführer werden unsere heutigen Investitionen in Innovationen unseren Kunden und der Welt helfen, morgen erfolgreich zu sein.“

Von der Nutzung der Energie der Weltmeere bis hin zur Elektrifizierung von Fahrzeugen und Flugzeugen ist Timken führend bei der Entwicklung nachhaltiger Lösungen im Bereich Wälzlager und industrielle Bewegungstechnik, die zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen der Welt beitragen.

Published: 2024/07/24