Kompakter Kraftschluss

Klemmelemente - Hydromechanische Spannbuchsen übertragen hohe Drehmomente ohne Verdrehspiel. Dabei kombinieren sie beste Rundlaufeigenschaften mit kompakten Baumaßen und einer deutlich erleichterten Montage im Vergleich zu rein mechanischen Elementen.

16. Oktober 2007

Die Verbindung einer Welle mit einer Nabe zur Übertragung von Drehbewegungen ist eine der häufigsten Aufgaben im Maschinen- und Anlagenbau. Zahlreiche Vorteile bieten hier hydromechanische Lösungen wie die Spannbuchsen von Typ ETP der Lenze Verbindungstechnik GmbH & Co. KG aus Asten in Österreich. Im Vergleich zu rein mechanischen Spannelementen bieten sie bei kompakten Einbaumaßen oft bessere Rundlaufwerte und erlauben damit höhere Maschinengeschwindigkeiten.

Die Spannbuchsen nutzen das Pascal’sche Prinzip, das die Montage sehr erleichtert. Bei diesem Verfahren wird ein hydraulisches Druckmedium in einer doppelwandigen Hülse mit einem Schraubkolben unter Druck gesetzt, worauf die Hülse expandiert und eine gleichmäßige Flächenpressung gegen Welle und Nabe aufbaut. Ein Versatz der Nabe in axialer Richtung tritt dabei nicht auf.

Solange die Schraube nur leicht angezogen wird, lässt sich die Nabe noch axial und radial bewegen und damit exakt justieren. Damit die Buchse das angegebene Drehmoment übertragen kann, genügt es, zur endgültigen Montage die Schraube mit dem vorgegebenen Moment anzuziehen.

Großflächige Verbindung

Im Vergleich zu Passfederverbindungen verbinden die ETP-Kupplungen Maschinenmechaniken großflächig und kraftschlüssig und ohne große Spannungskonzentration. Besonders bei wechselnden oder pulsierenden Belastungen verhindert dies ein Spiel in der Verbindung, ein Ausschlagen der Passfeder oder gar Wellenbruch. Im Unterschied zu formschlüssigen Verbindungen können die hydromechanischen Elemente zudem auch Sicherheitsfunktionen übernehmen, weil die Nabe im Falle von Materialstau oder Crash durchrutscht, wenn das Spitzenmoment überschritten wird.

Abhängig von den Belastungen, der Einbausituation und den übrigen Anforderungen des jeweiligen Einsatzes sind die Spannelemente in unterschiedlichen Bauformen und Flanschausführungen erhältlich. Speziell für härteste Produktionsbedingungen mit hohen radialen Lasten zugeschnitten ist die Baureihe ETP-Hyloc, die beispielsweise in Walzwerken, dem Schiff bau oder der Veredelungsindustrie zum Einsatz kommt. Bei dieser Baureihe lässt sich der Montagedruck und damit das zu übertragende Drehmoment mit einer Hydraulikpumpe flexibel variieren, die über einen Gewindeanschluss schnell angeschlossen ist.

Erleichterte Montage

Diese Lösung ermöglicht minimale Montagezeiten auch bei größeren Wellendurchmessern. So überträgt beispielsweise die Baugröße 100 für einen Wellendurchmesser von 100 Millimetern ein Drehmoment von 24,2 Kilonewtonmeter bei einem Montagedruck von 1.000 bar. Die axiale Kraftübertragung beträgt 485 Kilonewton. Beide Werte lassen sich mit einer Oberflächenbehandlung der Buchse weiter erhöhen.

Eine besonders einfache Montage ermöglicht der Typ ETP-Express mit einer einzelnen Schraube zur Drucksetzung. Die platzsparende radiale Unterbringung der Schraube im Flansch erleichtert es, andere Maschinenteile auf der Welle anzuordnen.

Die ETP-Express ist erhältlich in metrischer wie in zölliger Ausführung und wird standardmäßig für Wellendurchmesser von 15 bis 100 Millimeter gefertigt. Die Variante in Edelstahl erfüllt die Anforderungen der Lebensmittel-, Medizin oder Prozessindustrie nach rostfreien Verbindungen.

Im Einsatz sind diese Klemmelemente zum Beispiel in Maschinen zur Beschichtung von Holzfaserplatten des Krefelder Pressenherstellers Siempelkamp, auf denen hoch strapazierfähige Laminatböden hergestellt werden. Dabei werden die einzelnen Laminatschichten exakt positioniert und mit hohem Druck bei hohen Temperaturen miteinander verpresst. Am Anfang der Produktionsstrecke werden die sechs bis 40 Millimeter dicken Platten von 2,10 Meter Breite in der Zusammenlegestation mit den Dekor- und Verschleißschutzpapieren belegt. Anschließend fixieren einander gegenüberliegende Klemmbalken in der Beschickvorrichtung die Papiere auf den Platten über die gesamte Länge von bis zu 5,6 Meter und tragen die Charge in die Presse ein. Die kraftschlüssige Verbindung der Klemmbalken mit der Antriebswelle realisieren die Maschinenbauer vom Niederrhein mit Lenze-Spannbuchsen vom Typ ETP-Express. Zum Einsatz kommen die Spannbuchsen zudem am Fahrantrieb der Beschick- und Entleervorrichtung. Dieser erfolgt über zwei Zahnriemen, welche von einem mittig platzierten Getriebemotor angetrieben werden. Die Zahnriemenscheiben sind dabei fixiert über eine Spannbuchse ETP Classic mit einer dickeren doppelwandigen Hülse zur Aufnahme der hohen Radialkräfte der Zahnriemenvorspannung. Die Lagerungen der Antriebswelle befinden sich dabei direkt neben den Zahnriemenscheiben. Die kompakte Bauweise dieser Verbindungsart vereinfacht deshalb das Einziehen des Zahnriemens, weil sich die Riemenscheiben zunächst frei mitdrehen können. Erst nach dem Spannen werden die Klemmbuchsen mit wenigen Sechskantschrauben im Flansch angezogen und die Zahnriemenscheiben klemmen fest auf der Antriebswelle.

Hermann Artmayr,

Lenze Verbindungstechnik GmbH/bt

Fakten

- Die Lenze Verbindungstechnik GmbH aus Asten in Österreich besitzt über 30 Jahre Erfahrung im Bereich der mechanischen Kraftübertragung und arbeitet heute als Kompetenzzentrum für Power Transmission im Lenze-Konzern.

- Zum Produktprogramm gehören unter anderem Spannelemente, Kupplungen, Zahnriemenantriebe und Wellengelenke.

Erschienen in Ausgabe: 07/2007