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Sicherheitskupplung

Highspeed-Sicherheitskupplung für Prüfstände mit extrem hohen Drehmomenten

| Redakteur: Ute Drescher

Mayr Antriebstechnik komplettiert seine Sicherheitskupplungen für Highspeed-Anwendungen jetzt um eine große Baureihe mit hohen Drehmomenten.

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Die Baureihe EAS-HSE basiert auf bewährten Konstruktionsprinzipien der „EAS-Elemente“.
Die Baureihe EAS-HSE basiert auf bewährten Konstruktionsprinzipien der „EAS-Elemente“.
(Bild: Chr. Mayr)

Neben der „EAS-HSC“ (High-Speed-Compact) überträgt die neue Sicherheitskupplung „EAS-HSE“ (High-Speed-Elemente) von Mayr Antriebstechnik noch wesentlich höhere Drehzahlen – in Sonderausführung bis 20.000 min-1. Die Kupplung mit Ausrastmechanismus eignet sich daher für den Einsatz in allen Prüfständen, die eine große Kupplung benötigen.

Drehmomentbegrenzende Sicherheitskupplungen in der Prüfstandtechnik müssen in erster Linie extrem hohe Drehzahlen bewältigen. Darüber hinaus müssen sie das Drehmoment spielfrei und drehsteif übertragen. Bei Betriebsstörungen ist ein sicherer Schutz der hochwertigen Ablagen zu gewährleisten. Bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen sind nur restmomentfrei trennende (freischaltende) Sicherheitskupplungen sinnvoll, damit bei Überlast die gespeicherte Rotationsenergie in den abgekoppelten Massen frei auslaufen kann.

Die Baureihe EAS-HSE basiert auf den bereits Jahrzehnte lang bewährten Konstruktionsprinzipien der „EAS-Elemente“ und wurde für die extremen Anforderungen der Prüfstandtechnik im hohen Drehmomentbereich konzipiert.

Bei großen Kupplungen mit hohen Drehmomenten setzt der Kupplungsspezialist mehrere Überlastelemente an einen möglichst großen Durchmesser an. Das erreichbare Drehmoment errechnet sich hier aus Vorspannkraft der Elemente multipliziert mit der Anzahl der Elemente und dem Radius, an dem die Elemente angeordnet sind. So sind wesentlich höhere Drehmomente als mit einem zentralen Ausrastmechanismus realisierbar. Sie liegen zwischen 100 und 8400 Nm. In der Standardausführung sind Drehzahlen bis zu 12.000 min-1 zulässig, in Sonderausführung sogar bis 20.000 min-1.

Funktion bei Überlast

Möglich werden diese Werte durch die spezielle Konstruktion der Sicherheitskupplung: Bei der EAS-HSE übertragen einzelne Überlastelemente das Drehmoment formschlüssig. Die maximale Umfangskraft wird durch die Einstellmutter und Tellerfedern individuell bestimmt. Dadurch wird das übertragbare Drehmoment festgelegt. Wird die anteilige Umfangskraft auf den einzelnen Elementen zu groß, bewirkt die resultierende Axialkraft über das Kugel-/Kalotten-System eine axiale Bewegung des Bolzens und trennt somit die Drehmomentübertragung.

Die Trennung von An- und Abtrieb erfolgt nahezu restmomentfrei mit einer hohen Abschalt- und Wiederholgenauigkeit. Durch den axialen Hub des Bolzens bzw. Kugelträgers bewegen sich die Schaltsegmente radial nach außen und bewirken so die axiale Freischaltung. Die Elemente rasten nicht automatisch wieder ein sondern bleiben getrennt, bis sie manuell oder über eine Vorrichtungen wieder eingerastet werden. Die Position für synchrone Wiedereinrastung zur Erhaltung der Wuchtgüte ist auf der Kupplung deutlich markiert.

Die EAS-HSE bietet so eine sichere und präzise Drehmomentbegrenzung und verursacht durch die komplette Trennung des Antriebsstrangs keine Raststöße. Grundvoraussetzung für den Einsatz einer Sicherheitskupplung in High-Speed-Anwendungen ist unter anderem eine hohe Wuchtgüte jeder Einzelkomponente, um in der Kombination der Bauteile eine optimale Laufruhe des Antriebsstranges zu erreichen. Die Kupplungen sind äußerst kompakt konstruiert und gestatten spielarm die hohe Leistungsdichte. Zudem wirkt sich die Reduzierung der rotierenden Massen positiv auf Laufruhe und Maschinendynamik aus.

In der Baureihe EAS-HSE wurden bisher drei Größen für Drehmomente von 100 bis 8400 Nm realisiert. Je nach Größe sind mit ihr Drehzahlen von 6000 bis 12.000 min-1 zulässig. Vier weitere Größen sind projektiert. Die gesamte Baureihe wird künftig Drehmomente bis 25.000 Nm und Drehzahlen bis zu 16.000 min-1 abdecken. Aufgrund ihrer Eigenschaften eignen sich die neuen Sicherheitskupplungen der Baureihe EAS-HSE nicht nur für Prüfstände sondern auch für alle anderen High-Speed-Antriebsachsen. (ud)

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