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Leichtbau

Kupplung Flexibilität in akkurater Form: Neue Kupplungsbaureihe für Servoantriebe

Redakteur: Ute Drescher

Servoantriebe sind für Bewegungen mit hoher Präzision und Dynamik gemacht. Auch die Kupplungen müssen diesen hohen Anforderungen gerecht werden.

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Präzision und Dynamik spielen u.a. in Werkzeugmaschinen eine große Rolle – für diese Anwendungen eignen sich Servolamellenkupplungen.
Präzision und Dynamik spielen u.a. in Werkzeugmaschinen eine große Rolle – für diese Anwendungen eignen sich Servolamellenkupplungen.
(Bild: ©Kadmy - stock.adobe.com)

Servoantriebe finden sich in vielen industriellen Anwendungen: Automatisierungsanlagen, Verpackungs- und Werkzeugmaschinen, Industrierobotern oder in der Automotivebranche. Wellenkupplungen für diese anspruchsvollen Anwendungen müssen entsprechend Massenträgheits-reduziert sein, einen universellen Verlagerungsausgleich bieten und mit einer hohen Präzision arbeiten. Für diese speziellen Aufgaben hat R+W die neue Kupplungsbaureihe SCL entwickelt, eine spielfreie Lamellenkupplung mit leichten Aluminiumklemmnaben, die für Drehmomente von 25 Nm bis 100 Nm ausgelegt ist.

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Die Servolamellenkupplung eignet sich für dynamische Antriebsaufgaben mit häufigem Starten und Stoppen sowie Reversierbetrieb, bei denen absolute Positioniergenauigkeit im Fokus steht. Ihre Naben bestehen aus Aluminium, woraus ein geringes Gewicht und ein niedriges Massenträgheitsmoment resultieren. Die Lamellen selbst sind aus hochfestem Edelstahl (Federstahl, wie bei allen Lamellenkupplungsbaureihen von R+W) und weisen eine hohe Leistungsdichte auf.

Zur Befestigung des Lamellenpakets werden hochfeste Schrauben eingesetzt, die das Drehmoment über Reibschluss übertragen – absolut spielfrei. So entstehen keine Mikrobewegungen in der Anbindung der Lamelle, was zu einer hohen Gesamtsteifigkeit führt. Die Welle-Nabe-Anbindung wird nur als kraftschlüssige Verbindung mit Klemmnabe, geteilter Klemmnabe und Konusklemmnaben angeboten.

Lagerschäden vorbeugen

Aufgrund der doppelkardanischen Ausführung gleicht das Lamellenpaket der Lamellenkupplung sowohl angularen als auch axialen Wellenversatz aus, darüber hinaus aber auch lateralen Wellenveratz. Geringe Rückstellkräfte bei allen drei Versatzarten verhindern eine starke Lagererwärmung. Daher bieten die Kupplungen den großen Vorteil, Lagerschäden vorzubeugen.

Gegenüber Balgkupplungen weist die Konstruktion der Lamellenkupplung zwei deutliche Vorteile auf. Zum einen kann sie durch ihre biegeelastischen Lamellen etwas mehr Wellenversatz ausgleichen. Zum anderen eignet sie sich durch ihren modularen Aufbau als Lagerware, sodass sie auch kurzfristig zur Verfügung steht. Das ist gerade im Störfall ein entscheidender Vorsprung.

Balg- versus Servolamellenkupplung

Die Metallbalgkupplung ist eine bewährte Verbindung für Anwendungen bei denen Präzision gefordert ist z. B. in hochdynamischen Servoachsen von Werkzeugmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen, Verpackungsmaschinen, Automatisierungsanlagen, Druckmaschinen, Blechbearbeitungsmaschinen oder Verzahnungsmaschinen. Dabei überträgt die kompakte Kupplung das Drehmoment absolut spielfrei und kann axiale, laterale und angulare Wellenverlagerungen ausgleichen – aber nur in einem bestimmten Rahmen.

Massenträgheitsmoment optimiert

Alle Lamellenkupplungen von R+W punkten mit ihrer geringen Größe. Aussparungen im Bereich um die Befestigungsschrauben sorgen für ein optimiertes Nabenprofil: Dadurch reduziert sich der Materialeinsatz, was wiederum das Gewicht verringert und ein geringes Massenträgheitsmoment zur Folge hat – enorm wichtig für dynamische Positionier- und Vorschubaufgaben. Das gilt ganz besonders für die SCL, deren kompakte Maße Konstrukteuren Flexibilität bietet.

Bei der Montage werden die einzelnen Lamellen um jeweils 90° versetzt zueinander angeordnet, was durch eine optische Markierung auf jeder Lamelle ganz leicht und exakt möglich ist. Dadurch hat auch die Walzrichtung des verwendeten Stahls keinerlei negative Auswirkung auf die Torsionssteifigkeit der Kupplung. Der spezielle Federstahl wurde exakt für diese Aufgabe entwickelt und besitzt daher eine hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig elastischen Eigenschaften. Damit ist er für die auf ihn einwirkenden Kräfte bei der Drehmomentübertragung gerüstet.

Lamellenkupplungen von R+W werden komplett montiert geliefert. Anwender und Konstrukteure müssen sich nicht um die Montage der Kupplungen kümmern, sondern können sich auf deren Einbau konzentrieren. Der Zusammenbau erfolgt stets durch erfahrene R+W-Mitarbeiter, was Fehler reduziert und Zeit spart. Die Korrosionsbeständigkeit der Kupplung kann durch Eloxieren sehr leicht erhöht und realisiert werden. Mit dem gleichen Verfahren können die Kupplungen auch nach Kundenwunsch eingefärbt werden. Das ist im Vergleich zu Lackierarbeiten viel einfacher umzusetzen.

Für jeden die passende Kupplung

Lamellenkupplungen der Baureihe SCL bieten eine präzise Drehmomentübertragung für Servoantriebe mit kleineren Drehmomenten. Sie werden für Drehmomente zwischen 25 Nm bis 300 Nm angeboten. R+W bietet einfachkardanische und doppelkardanische Ausführungen an. Diese Kupplungen sind für den dauerhaften Betrieb über die gesamte Lebensdauer der Anlage gebaut.

Applikationen aus der Praxis

„Wir haben diverse Prototypen der neuen Servolamellenkupplungen nach Österreich und auch Südkorea ausgeliefert“, berichtet Jörg Stang, Vertriebsleiter bei R+W. Dort werden sie überwiegend als Ersatz in Lasergravier- oder Werkzeugmaschinen für aufwendige Sonderlösungen eingesetzt. „Jedes Szenario, indem erhöhte Flexibilität gefragt ist, ist ideal für die Produktserie SCL“, erklärt Stang. Schließlich bieten die Kupplungen einen höheren Versatzausgleich, eine modulare Bauweise, die Möglichkeit, sie auch bei agressiven Medien und hohen Temperaturen einzusetzen sowie eine einfache Handhabung. (ud)

Anwendertreff Industriegetriebe Ein effizienter Antriebsstrang ist das A und O bei jeder modernen Maschine und Anlage. Welche Rolle dabei das Getriebe als mechanische Komponente im mechatronischen Gesamtsystem spielt, wie man das richtige Getriebe auswählt und wie die Integration in den Antriebsstrang effizient und fehlerfrei funktioniert, zeigt der Anwendertreff Industriegetriebe.
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