Kaltgerollte Kugelgewindetriebe im Einsatz bei der Gewinnung von schwarzem Gold

Erdöl ist das schwarze Gold der Erde – um an diese Kostbarkeit zu gelangen, sind innovative und moderne Fördertechnologien notwendig. Bis der fossile Brennstoff in Form der uns bekannten Endprodukte in unserem Alltag angelangt ist, hat er nicht nur eine Jahrmillionen dauernde Geschichte, sondern auch einen langen Weg hinter sich gebracht. Eichenberger Gewinde AG hat sich vornehmlich der Gewindetechnik verschrieben und rollt seit sechs Jahrzehnten kundenspezifische, hochpräzise und ausgeklügelte Gewindetriebe. Mit grossem Erfahrungsschatz und viel technischem Know-how unterstützt sie ihre Partner auf dem Weg zu ihren Innovationen. Dass höchste Anpassungs¬fähigkeit von mecha¬nisch-dynamischen Funktions¬elementen erheblich zum Erfolg von Projekten in der Antriebstechnik beiträgt, ist sich der Gewindespezialist aus der Schweiz bewusst und nutzt diese Chancen.

Tiefenbohrungen auf hoher See
"Offshore" heißt übersetzt: "vor der Küste". Im Bereich der Erdölförderung und Erdgasgewinnung versteht man unter "Offshore" die Erschließung im Meer. Kaum ein anderer Begriff beschreibt treffender das Aufeinan¬¬der¬¬prallen von widrigen klimatischen Bedingungen mit empfindlicher Fördertechnik. Wo ein Loch gebohrt werden soll, muss kraftvoll, präzise und effizient Gestein zerkleinert werden. Heute werden höchst intelligente Bohrsysteme eingesetzt, die sich selbstständig zu oder durch die Rohstoff-Lagerstätten bewegen. Nicht nur die Funktionsweise der Bohrgeräte ist bemerkenswert, sondern auch die extremen Einsatzbedin-gungen verdienen Beachtung. Tief unten in der Erde zeigen sich oft Temperaturen, die wir zu Hause im Backofen zum Pizzazubereiten einstellen. Dazu kommen statische Drücke von 500 bis 1000 bar (Autoreifen werden nur auf 2 bar Druck aufgepumpt), heftige Schläge und Vibrationen und die aggressive Umgebung in Form von Bohrspülungen, scharfkantigem Bohrklein etc. Die Richtbohrtechnik erlaubt das Bohren in unterschiedliche Himmels¬richtungen. Mit äusserst komplexen Systemen ist es möglich, den Bohrverlauf in jede Richtung zu verändern und zu bestimmen. Dort wo sich zum Beispiel eine Lagerstätte unter einer Stadt oder einem Naturschutzgebiet befindet, kann kein Bohrturm errichtet werden. In diesem Fall errichtet man den Bohrturm ein paar Kilometer weiter entfernt und bohrt vertikal und horizontal ans Ziel heran.

Robustheit, hohes Drehmoment und langsame Rotation
In der modernen Bohrtechnik werden Geräte eingesetzt, die ihresgleichen höchstens in der Weltraumtechnik finden. „Normale“ Bohrlöcher sind meist mehrere Kilometer lang. Trotz härtesten Bedingungen muss die hoch komplexe Bohrgarnitur einwandfrei funktionieren. Sie soll nicht nur schnell und effektiv bohren, sondern auch äusserst zuverlässig sein. Stecken gebliebene Bohrgruppen verursachen enorme Kosten. Im Lenksystem dieser Hightech-Bohrarme garantiert der robuste Kugelgewindetrieb (KGT) Typ Carry die anspruchsvolle Lenkarbeit. Ein hohes Drehmoment ist gefordert bei einer langsamen Rotation. Der KGT aus Burg (CH) managt die ehrgeizigen vertikalen und horizontalen Bohrverläufe und zeichnet sich durch Schnelligkeit und Präzision aus. Die Förderung des Öles oder Gases verlangt den mechanischen Bauteilen einiges ab. Carry‘s hohe mechanische Belastbarkeit, die grossen erzielbaren Übersetzungsverhältnisse sowie die hocheffiziente, verlustarme Energieübertragung kommen wahrlich zum Tragen.

Kraftpaket Carry
Aufgrund des Pflichtenhefts waren die extremen Anforderungen an die statischen und dynamischen Tragzahlen, die Drehzahl, das Drehmoment, die Dimensionen und die geometrische Umgebung bekannt. Es galt, den perfekten Kugelgewindetrieb zu ermitteln und die Form der Mutter den speziellen Vorgaben anzupassen. Aufgrund des hohen Wirkungsgrades von über 0.9 und der damit verbundenen Energieeffizienz, lieferte der KGT Carry die perfekte Antwort. Bei der Anwendung in der Lenkung der Bohreinheiten überzeugte im Speziellen die im Carry integrierte Rohr-Kugelrückführung aus hitzebeständigem Stahl. Die Kugelrückführung wird in einem raffinierten Verfahren gebogen und bearbeitet und wird dann in die Mutter integriert. Die Rohrumlenkung unterstreicht die Robustheit und die Belastungsfähigkeit des Kugelgewindetriebs Carry. Betreffend Schmierung bei hochgradigen Temperaturen und starkem Druck wurde in Zusammenarbeit mit einem Fettproduzenten die optimale Lösung gefunden. Das Sonderschmierfett hält Stand. Hitze, Kälte, Korrosion, Schmutz, Chemikalien und Salzwasser können ihm nichts anhaben.

Ideale Voraussetzung durch Kaltverformung
Was macht den Kugelgewindetrieb Carry so belastbar und zum idealen Funktionselement für diese Anwendung? Durch das Gewinderollen entstehen sehr genaue Geometrien von hoher Oberflächengüte. Die üblichen Herstellungsverfahren für Gewinde wie Fräsen, Drehen oder Wirbeln sind spanabhebend. Diese haben den Nachteil, dass sie den Faserverlauf des Stahls unterbrechen. Dem gegenüber steht das Gewinderollen, das als spanlose Bearbeitung die Längsfasern nicht zerschneidet, sondern lediglich umleitet. Je nach Material ist eine Festigkeitssteigerung von 30 bis 50 % die Folge. Zugleich verfestigt sich die Oberfläche im Profil. Diese „glattrollierte Oberfläche" bietet wenig Angriffsmöglichkeiten für Verschmutzung. Dies ist für eine lange Lebensdauer ausschlaggebend. Weiter ergeben sich durch das Gewindewalzen sehr gute Rauheitswerte (~ Rz 1.0) auf den Gewindeflanken und im Grundradius, woraus eine deutlich verminderte Kerbempfindlichkeit resultiert.

Immer auf der Suche nach Spitzenleistungen
Durch die jahrelange Erfahrung im Bereich der Induktionshärtung im Hause, hat sich der Gewinderoller Eichenberger ebenfalls ein grosses Know-how erarbeitet. Während sich ein Härtereibetrieb ausschliesslich dem Härten von Stahl widmet, strebt er danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Was sich so einfach anhört, ist nur möglich, wenn das Team sehr eng zusammenarbeitet. Die Nähe zum Kunden und das Gespür für seine Bedürfnisse sind Grundvoraussetzung. Dank fortschrittlichem Maschinenpark, modernsten Produktionsmethoden und der Tatsache, dass bei Eichenberger Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung aus einer Hand kommen, ist die Herstellung von Prototypen innerhalb kürzester Zeit möglich. Der Schritt zur Serienreife ist dann bereits vorgespurt. Wenn also der Erfinder des Produktes zugleich dessen wirtschaftlichster Hersteller ist, kann wirklich etwas bewegt werden!

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