Präzisionskupplungen für die Automatisierungstechnik

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Immer schnellere Taktungen, immer leistungsstärker, kompakter und effizienter -- der technische Fortschritt sowie der Bedarf nach immer flexibler werdenden Automationslösungen stellt die Maschinen- und Anlagenhersteller vor immer neue Herausforderungen. Damit die Anlagen sicher und mit konstant hoher Qualität arbeiten, müssen die dort eingesetzten Antriebskomponenten bestmöglich für die jeweiligen Applikationsanforderungen ausgelegt sein. So auch Kupplungen, die je nach Bedarf das Drehmoment schwingungsdämpfend, torsionssteif oder drehmomentbegrenzend übertragen können. Je passgenauer die Kupplungen hierbei auf die oftmals sehr hohen und teils sehr speziellen Anforderungen abgestimmt sind, umso besser tragen diese zu sicheren und effizienten Prozessen bei. Die R+W Antriebselemente GmbH beachtet bei Auslegung und Entwicklung seiner Kupplungen deshalb nicht nur allgemeine und grundsätzliche Anforderungen, wie beispielsweise hinsichtlich Drehmomentübertragung, Ausgleich von Wellenversätzen, Montagefreundlichkeit oder niedrige Massenträgheitsmomente, sondern berücksichtigt zudem noch weitere Faktoren. Entsprechend der unterschiedlichen Bedürfnisse bietet der Kupplungsspezialist daher verschiedenste spielfreie Kupplungslösungen, die für die jeweiligen Anforderungen geeignet sind.

Elastische Kupplungen

Sind in der Applikation Schwingungen oder stoßartige Belastungen zu erwarten, können Elastomerkupplungen mit dämpfenden Eigenschaften eingesetzt werden. R+W bietet mit der Baureihe EK verschiedenste Modelle von 0,5 bis 25'000 Nm, welche mit unterschiedlichen Anbindemöglichkeiten verfügbar sind. Beispielsweise stehen diese unter anderem als Klemmnaben-, Konusklemmring- oder Passfederausführung sowie mit geteilten Klemmnaben (Halbschalen) oder mit Konusspreizdorn zur Verfügung. Das Ausgleichselement dieser Kupplungen ist der sogenannte Elastomerstern. Dieser besteht zumeist aus thermoplastischem Polyurethan und ist wegen seiner federelastischen Eigenschaften in der Lage, Achsversatz, Schwingungen und Stöße zu kompensieren. Die verschiedenen Elastomersterne haben sehr gute mechanische Eigenschaften und sind weitgehend resistent gegenüber vielen äußeren Einflüssen. Das gute Dämpfungsverhalten wirkt sich bei Betrieb in Anlagen mit häufiger Stoß-, Wechsel- oder Schwingungsbelastung positiv auf die Lebensdauer der verbundenen Komponenten aus. Für ein optimales Laufverhalten passt R+W zudem seine Elastomersterne optimal in die hochgenau gefertigten Naben bzw. Klauen ein. Bei der Auslegung von Elastomerkupplungen spielen Betriebsparameter wie Last- / Stoß-, Anlauf- und Temperaturfaktor eine wichtige Rolle. Diese Einflussfaktoren können die Lebensdauer einer Kupplung deutlich beeinflussen, sodass R+W diese bei der Auslegung, insbesondere der Kupplungskränze, mit berücksichtigt. Um für jeden Anwendungsfall die richtige Kupplung zu erhalten, können Konstrukteure zwischen Elastomersternen unterschiedlicher Shorehärten auswählen. Je nach Ausführung sind diese für einen Temperaturbereich zwischen -30° bis +120° C geeignet. In den meisten Fällen kann so ein guter Kompromiss zwischen Versatzausgleich, möglicher Drehmomentübertragung sowie Dämpfungsverhalten und erforderlicher Torsionssteife gefunden werden. Mit einer speziellen elektrisch leitfähigen Version sind zudem Kupplungen für ATEX Applikationen erhältlich. Werden noch extreme Anforderungen in punkto Beständigkeit und Temperaturbereich gefordert, kann R+W zudem Elastomerkränze aus Hytrel Material anbieten, welche in einem Bereich von -50° C bis +150° C eingesetzt werden können.

Torsionssteife Kupplungen

Ist eine hohe Positioniergenauigkeit oder eine  torsionssteife Drehmomentübertragung erforderlich, bietet der Kupplungshersteller verschiedenste spielfreie Metallbalgkupplungen, die von 0,05 bis  100'000 Nm sowie in den unterschiedlichsten Serien und Ausführungen bezogen werden können. Zentrales Bauteil einer jeden Metallbalgkupplung ist hierbei der Metallbalg aus dünnwandigem Edelstahl, der als Übertragungs- und Versatzausgleichselement fungiert. Die Auslegung einer solchen Kupplung richtet sich ebenfalls nach den jeweiligen Anforderungen. Hierbei berücksichtigt das Unternehmen desweiteren Parameter wie Beschleunigungsmoment, Resonanzfrequenz oder Verdrehwinkel. R+W Metallbalgkupplungen bieten neben einer Vielzahl unterschiedlicher Anbindemöglichkeiten zudem weitere Vorteile. Die verschiedenen Modelle und Serien sind unter anderem mit unterschiedlichen Klemmnabenausführungen, mit Flansch- oder Passfederverbindung sowie mit einem Konusspreizdorn für Hohlwellenanbindungen erhältlich. Für eine besonders flexible und schnelle Montage können weiterhin steckbare Ausführungen angeboten werden. Diese sind ebenso absolut spielfrei und, bedingt durch ein spezielles glasfaserverstärktes Kunststoff-Konusstecksegment, elektrisch als auch thermisch isolierend. Die Anwender können hierbei zwischen einer synchron- oder mehrfachsteckbaren Version auswählen. Um die technischen Eigenschaften der Kupplungen voll auszunutzen, ist eine präzise Fertigung der Kupplungen entscheidend. R+W produziert daher die verschiedenen Baureihen auf hochpräzisen Montagevorrichtungen. Aufgrund der damit erzielten hohen Fertigungsqualität wird die Konzentrizität der beiden Bohrungen zueinander gewährleistet und darüber hinaus geringe Rückstellkräfte sichergestellt.

Sicherheitskupplungen

Neben Elastomer- und Metallbalgkupplungen gehören drehmomentbegrenzende Sicherheitskupplungen  zum Produktangebot von R+W, die zum Schutz vor Drehmomentüberlastungen in Maschinen und Anlagen eingesetzt werden. Die mechanisch arbeitenden und TÜV geprüften Überlastkupplungen sind in verschiedenen Ausführungen für indirekte oder direkte Antriebe erhältlich und zeichnen sich grundsätzlich durch ihre hohe Präzision aus. Wie alle Sicherheitskupplungen von R+W arbeiten diese nach einem federvorgespannten Kugelrastprinzip sowie mit eigens dafür entwickelten Tellerfedern. Im Falle einer Drehmomentüberlast, zum Beispiel aufgrund eines Maschinencrashs, trennen diese die An- und Abtriebsseite innerhalb von wenigen Millisekunden und verhindern somit Applikationsschäden sowie teure Maschinenstillstandszeiten. R+W Sicherheitskupplungen stehen in zahlreichen torsionssteifen oder schwingungsdämpfenden Modellvarianten und in diversen Anbindungsformen und Funktionsweisen für Drehmomente von 0,1 bis 250.000 Nm zur Verfügung. Um dem Trend nach steigenden Bearbeitungsgeschwindigkeiten, niedrigeren Massenträgheitsmomenten und immer effizienter werdenden Prozessen nachzukommen, sind darüber hinaus viele kompakte Leichtbauvarianten mit einer besonders hohen Leistungsdichte verfügbar.

Moderne und neuartige Automationslösungen erfordern Antriebssysteme, die den ständig steigenden Herausforderungen gerecht werden. Kupplungen leisten in diesem Zusammenhang einen wichtigen Beitrag. Je passgenauer diese für die jeweiligen Anforderungen ausgewählt werden, desto besser tragen sie zu sicheren und effizienten Prozessen bei. R+W baut daher sein Produkt- und Leistungsportfolio kontinuierlich aus und entwickelt dieses weiter. Sonderlösungen sowie zahlreiche Optionsmöglichkeiten, wie zum Beispiel speziell gewuchtete Ausführungen, Sondermaterialien oder Oberflächenbeschichtungen, sind darüber hinaus auf Anfrage ebenfalls realisierbar. (anm)

  • Mit R+W Elastomerkupplungen kann der Antriebsstrang, durch unterschiedliche Shore-Härten des Zahnkranzes, drehschwingungsmäßig optimiert werden. Quelle: R+W
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