Robuste Kraftvermittler

Lamellen-Wellenkupplungen - Sie sind drehsteif, aber biegenachgiebig und gleichen axialen, winkligen und radialen Wellenversatz aus. Jetzt gibt es neue Größen und Varianten der spielfreien Kupplungen.

30. März 2007

Eine bewährte Lösung zum Ausgleich von axialem, winkligem und radialem Wellenversatz bei Servo-Antriebssystemen sind Federstahl-Lamellenkupplungen: Diese robusten Maschinenelemente übertragen Drehmomente mit sehr hoher Drehsteifigkeit und sind prädestiniert für Einsatzbereiche unter extremen Umgebungsbedingungen. Nur die wenigsten anderen Wellenkupplungstypen erreichen eine vergleichbare Temperaturfestigkeit und Leistungsdichte. Bei richtiger Dimensionierung und Handhabung besitzen sie eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer.

Viele Federstahl-Lamellenkupplungen übertragen jedoch nur 50 bis 80 Prozent des im Katalog definierten Nennmoments über Reibschluss; der Rest wird formschlüssig über Passschrauben übertragen. Belastungen oberhalb des spielfreien Reibschlussmoments führen dabei zu kleinsten Verschiebungen im Bereich der Anbindung des Lamellenpakets und verursachen damit diverse Nachteile. So verändern sich die Positionen der Einzelteile in Abhängigkeit von Belastungshöhe und Belastungsrichtung, sodass es zu einem instabilen Wuchtzustand der Kupplung kommt. Durch die ständige Relativbewegung im Bereich der Lamellenpaketverschraubung fällt zudem die Schraubenvorspannkraft ab, sodass die von der Schraube aufzunehmende Biegekomponente steigt, bis am Ende die Schraube aufgrund zu hoher Betriebskräfte bricht. Die Hersteller solcher Kupplungen begrenzen deshalb in der Regel die Wechselmomente und andere anzuwendende Betriebsfaktoren. Dennoch muss in vielen Fällen trotz passender technischer Daten im Katalog eine Kupplung der nächsten Baugröße gewählt werden.

Spielfrei bis zum Nennmoment

Einen anderen Weg zur Kombination von hoher Leistungsdichte mit absoluter Spielfreiheit ging der Antriebstechnikspezialist Mayr aus Mauerkirchen in der Nähe von Kaufbeuren bei der Entwicklung der Kupplungsbaureihe Roba-DS. So behandeln die Allgäuer die Lamellen im Bereich der Einspannung mit einem speziellen Strahlverfahren und verwenden speziell geformte Bundbuchsen, die eine spielfreie Drehmomentübertragung vom Lamellenpaket auf die Naben beziehungsweise das Zwischenteil ermöglichen. Die zur Verfügung stehenden Schraubenvorspannkräfte versprechen daneben eine absolut spielfreie Anbindung an die Naben.

Die gefundene Lösung gewährleistet einen spielfreien Kraftfluss zwischen An- und Abtrieb der Wellenkupplung ohne Einschränkung der Verlagerungsfähigkeit aufgrund kurzer, freier Biegelängen und benötigt zudem nur vergleichsweise kleine Schrauben. Damit lassen sich die im Katalog definierten Nennmomente ohne Einschränkung nutzen, eine Reduzierung aufgrund Verlagerung, Lastkollektiv oder Wuchtanforderung ist nicht notwendig.

Kennzeichnende Merkmale der Baureihe Roba-DS sind die geringe Massenträgheit durch die kompakte Bauform und die Verwendung von Aluminium anstelle von Stahl sowie die speziell an den Einsatz bei Servoantrieben angepassten Welle-Nabe-Verbindungen. Die Serie umfasst die Baugrößen 3, 6, 10 und 15 mit Durchmessern zwischen 45 und 79 Millimeter und deckt den Drehmomentbereich von 35 bis 150 Newtonmeter ab. Auch bei den Ganzstahlkupplungen für Schwerlastantriebe erweiterten die Schwaben ihr Programm erheblich nach oben und bieten die Kupplungen damit für Nennmomente bis 24.000 Newtonmeter an.

Hermann Bestle, Mayr Antriebstechnik

Erschienen in Ausgabe: 02/2007