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Freilauf High-Speed-Rücklaufsperren mit Carbon-Reibbelägen ausgestattet

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Ringspann hat seine Baureihe FXR mit neuen High-Tech-Rücklaufsperren mit integriertem Drehmomentbegrenzer und mechanischer Löseeinrichtung erweitert. Das Besondere daran ist laut Hersteller der Einsatz hochbelastbarer Carbon-Reibbeläge, die sich durch hohe Flächenpressungen auszeichnen und extreme Rutschdrehmomente von bis zu 140.000 Nm möglich machen sollen.

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FAULHABER Antriebssysteme
Maxon Motor GmbH
CADFEM Germany GmbH
Ringspann GmbH
Die High-Speed Rücklaufsperren FXRW und FXRU von Ringspann sind mit hochbelastbaren Carbon-Reibbelägen ausgestattet, die sich durch hohe Flächenpressungen auszeichnen und trotz kompakter Dimensionen extreme Rutschdrehmomente von bis zu 140.000 Nm möglich machen sollen.
Die High-Speed Rücklaufsperren FXRW und FXRU von Ringspann sind mit hochbelastbaren Carbon-Reibbelägen ausgestattet, die sich durch hohe Flächenpressungen auszeichnen und trotz kompakter Dimensionen extreme Rutschdrehmomente von bis zu 140.000 Nm möglich machen sollen.
(Bild: Ringspann)

Mit den neuen High-Speed-Rücklaufsperren vom Typ FXRW und FXRU ist es unternehmenseigenen Angaben zufolge den Entwicklungsingenieuren von Ringspann gelungen, unter Beibehaltung oder Reduzierung der bisherigen Außendurchmesser (330 mm bis 975 mm), die Belastungsfähigkeit der neuen Rücklaufsperren zu verdoppeln. Dies sei durch den Einsatz von Reibbelägen aus Carbonfaser gelungen, die bei guter Verschleißbeständigkeit hohe Flächenpressungen bieten sollen. Im Verhältnis zu den Baugrößen sollen sich dadurch hohe Rutschdrehmomente realisieren lassen – im Extremfall von bis zu 140.000 Nm. Das maximale Rutschdrehmoment (MR) ist – neben dem zu erwartenden maximalen Rückdrehmoment – der entscheidende Parameter für die Auslegung einer drehmomentbegrenzten Rücklaufsperre in Mehrfachantrieben. Es sagt aus, bei welcher Höchstbelastung eine Rücklaufsperre begrenzt und ihre Wirkung zum Schutz von Mensch und Maschinentechnik entfaltet.

Mehr Freiheiten bei der Konstruktion

Laut Ringspann sind die Rücklaufsperren FXRW und FXRU High-Tech-Bauteile für Anwendungen in Getrieben für Mehrmotoren-Antriebe. Während des Leerlaufbetriebs werden die während der Rotation entstehenden Fliehkräfte genutzt, um ein Abheben der Klemmstücke von Außenlaufbahn und einen verschleißfreien Betrieb zu ermöglichen. Die Rücklaufsperren sollen sich beispielsweise zur Absicherung schnell laufender Getriebeeingangswellen der ersten und zweiten Getriebestufen eignen. Wie alle Anbaufreiläufe der FXR-Familie von Ringspann verfügen sie serienmäßig über integrierte Drehmomentbegrenzer. Vorteile sieht Ringspann dabei insbesondere für Konstrukteure von Mehrfach-Antriebssystemen: Da die neuen Rücklaufsperren extrem hohe Rutschdrehmomente bei relativ kompakten Abmessungen bereitstellen, soll sich das Sicherheitsniveau der Antriebssysteme deutlich hochfahren lassen, ohne dass dabei mehr Bauraum beansprucht würde. Es eröffnen sich auch Freiheiten bei der Konstruktion – etwa hinsichtlich der Kollisionsproblematik mit benachbarten Wellen oder einer kostengünstigeren Auslegung der Getriebe.

In der Variante FXRU stehen die Rücklaufsperren in allen Größen mit einer einfachen mechanischen Löseeinrichtung zur Verfügung. Mit dieser patentierten Lösemechanik soll sich der Einsatz leckageträchtiger hydraulischer Lösesysteme erübrigen, was die Bedienung vereinfacht und die Wartungskosten senkt.

Aufgrund der einfachen Löseeinrichtung und ihrer insgesamt sehr robusten Bauweise sollen sich die High-Speed-Rücklaufsperren auch für schmutzige und staubige Betriebsumgebungen eignen. Ein typisches Einsatzgebiet sind daher auch die Mehrfach-Antriebssysteme in den Förderanlagen der Schüttgut-, Bergbau- und Schwerindustrie. Hier bewahren die Rücklaufsperren die an verschiedenen Stellen der Anlagen eingebauten Getriebe vor Überlastschäden durch die meist sehr ungleiche Verteilung der auftretenden Belastung bei einer Rückdrehung – etwa im Fall einer Stillsetzung oder eines plötzlichen Notstopps. Außerdem sollen sie den gesamten Antriebsstrang vor dynamischen Drehmomentspitzen schützen.

Detaillierte Simulationen im Vorfeld

Der Entwicklung der neuen Rücklaufsperren FXRW und FXRU voran standen detaillierte Drehmoment-Simulationen mit Analyse-Tools und intensiven Kundenbefragungen. Dies führte unter anderem zu einem optimierten Berechnungsmodell und der Erkenntnis, dass sich die Wünsche der Anwender nach robusten und handhabungsfreundlichen Rücklaufsperren mit hohen Rutschdrehmomenten durch den Einsatz von Reibbelägen aus Carbon am besten umsetzen ließen. Aktuell liegen die neuen Rücklaufsperren in insgesamt 20 Varianten für Rutschdrehmomente von 3300 Nm bis 107.000 Nm vor. (sh)

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