Kupplung Unsichtbare Leistungssteigerung

Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Scheibenkupplungen werden kaum wahrgenommen – obwohl sie Leistungsfähigkeit, Geschwindigkeit, Lebensdauer und Effizienz von Systemen verbessern können.

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Scheibenkupplungen mit Faserverbundstoff-Lamellendesign bieten hohe Spielfreiheit und Verlagerungskapazität.
Scheibenkupplungen mit Faserverbundstoff-Lamellendesign bieten hohe Spielfreiheit und Verlagerungskapazität.
(Bild: Zero Max)

Scheibenkupplungen eignen sich für Servomotoren und andere anspruchsvolle Anwendungen, da sie hohe Drehmomente übertragen, sich für hohe/wechselnde Drehzahlen eignen und Wellenversatz und Systemlasten ausgleichen können. Doch nicht alle Kupplungen sind gleich und die Auswahl des Kupplungstyps hat Auswirkungen auf die Leistung und Lebensdauer eines Systems. Ob sich eine Kupplung für bestimmte Drehmoment- und Drehzahlbereiche eignet und ihre Verlagerungskapazität den Systemanforderungen entspricht, muss natürlich evaluiert werden. Meist ist jedoch das im Kupplungsdesign verwendete Lamellenpaket ausschlaggebend, denn es beeinflusst alle wesentlichen Leistungsaspekte der Kupplung und des Systems, in dem die Kupplung zum Einsatz kommt.

Die gängigsten Lamellenpakete sind aus Metall und in verschiedenen Formen erhältlich. Zero Max hat mit der CD-Kupplung eine leistungsstarke Lösung mit einem speziell geformten Lamellenpaket entwickelt, das aus einem Faserverbundwerkstoff anstelle von Metall gefertigt ist. Dieses Lamellenpaket ist für den Systementwurf eine interessante Alternative, denn es bietet hervorragende Schock- und Vibrationsdämpfung, höhere Verlagerungskapazität und elektrische Isolierfähigkeit und eliminiert zudem Ermüdung und Abnutzung. Auch wenn traditionelle Kupplungen vielleicht kostengünstiger sind, liegen die Gesamtkosten von Faserverbundwerkstoff-Scheibenkupplungen meist niedriger, denn sie sind für eine längere Lebensauer ausgelegt und erfordern nur wenig oder gar keine Wartung.

Kupplung mit Verlagerungskapazität

Die Verlagerungskapazität ist ein wichtiges Leistungsmerkmal flexibler Scheibenkupplungen. Versatz zwischen gekoppelten Wellen wird durch Fertigungstoleranzen, unsachgemäße Installation oder Lasten im System verursacht. Scheibenkupplungen ermöglichen hier je nach Kupplungstyp eine gute Kompensation. Eine Untersuchung von Parallel-, Winkel- und Axialversatz zwischen gekoppelten Wellen lässt erkennen, ob sich die gewählte Kupplung für die jeweilige Anwendung eignet. Daten wie Versatzkapazität und Steifigkeit einer Kupplung müssen bekannt sein.

Die meisten Kupplungsscheiben sind aus Metall. Das unten gezeigte Lamellenpaket von Zero-Max ist aus robustem Faserverbundwerkstoff und sorgt für maximale Leistungsfähigkeit.
Die meisten Kupplungsscheiben sind aus Metall. Das unten gezeigte Lamellenpaket von Zero-Max ist aus robustem Faserverbundwerkstoff und sorgt für maximale Leistungsfähigkeit.
(Bild: Zero Max)

Je höher die Steifigkeit einer Kupplung, desto stärker die Rückstellkräfte, die an die angekoppelten Komponenten übertragen werden. Diese Rückstellkräfte beeinträchtigen die Lebensdauer des Systems. Um sie zu minimieren, weisen Scheibenkupplungen aus Faserverbundwerkstoff eine geringere radiale Steifigkeit auf als Metallkupplungen und übertragen somit geringere Rückstellkräfte an die angeschlossenen Komponenten.

Single- oder Double-Flex-Kupplung

Die Entscheidung, ob eine Single-Flex- oder eine Double-Flex-Kupplung verwendet wird, hängt davon ab, in welchem Maß es zu Wellenversatz kommen kann.

Eine Single-Flex-Kupplung hat kompaktere Abmessungen, weist jedoch eine geringere Versatzkapazität auf und verursacht stärkere Rückstellkräfte. Fälschlicherweise wird oft angenommen, dass Single-Flex-Scheibenkupplungen Parallelversatz nicht kompensieren können. Dies trifft auf Metall-Scheibenkupplungen zu, doch die Single-Flex-CD-Kupplung kompensiert dank ihres Lamellenpaket-Designs auch Parallelversatz bis zu einem gewissen Grad. Der Konstrukteur kann daher eine Single-Flex-Scheibenkupplung integrieren, wenn für eine Double-Flex-Kupplung nicht genügend Platz vorhanden ist.

Die drei dargestellten Arten von Versatz übertragen Rückstellkräfte an ein System. Durch die Auswahl eines geeigneten Kupplungsdesigns lässt sich Versatz minimieren.
Die drei dargestellten Arten von Versatz übertragen Rückstellkräfte an ein System. Durch die Auswahl eines geeigneten Kupplungsdesigns lässt sich Versatz minimieren.
(Bild: Zero Max)

Insgesamt hat die Auswahl einer Kupplung für eine bestimmte Anwendung also erheblichen Einfluss auf die Leistung und Lebensdauer des entsprechenden Systems. (br)

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