Klauenkupplung | Mit Elastomer als Leistungsträger
Entdecken Sie die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Klauenkupplung – maßgebend für leistungsstarke Antriebssysteme. Unser fachkundiger Einblick beleuchtet, wie diese Kupplungen Effizienz und Zuverlässigkeit steigern können. Ganz wichtig bei den Elastomerkupplungen ist der Kunststoff bzw. das Elastomer, die es immer wieder zu verbessern gilt, damit sie leistungsfähiger werden.
Klauenkupplung 2026 – Das Wichtigste in Kürze
Das Besondere an der Klauenkupplung im Jahr 2026 ist die Kombination aus bewährter robuster Konstruktion und moderner Smart-Technology. Während sie weiterhin eine direkte, schlupffreie Kraftübertragung und präzise Wellenausrichtung garantiert, liegt der Fokus aktuell auf der Integration von Sensorik zur Echtzeit-Zustandsüberwachung (Predictive Maintenance).
Fortschritte in der Materialwissenschaft, insbesondere bei hochbelastbaren Elastomerkombinationen (wie optimiertem T-PUR) und Leichtbau-Naben, haben die Leistungsdichte im Vergleich zu Vorjahren um bis zu 40 % gesteigert. Durch additive Fertigungsverfahren und adaptive Geometrien werden Vibrationen noch effektiver gedämpft, was die Standzeit der gesamten Antriebseinheit verlängert.
Dank ihrer Fähigkeit, Drehmomente absolut spielfrei und mit hoher Rundlaufgenauigkeit zu übertragen, sind moderne Klauenkupplungen bestens geeignet für die Hochdynamik-Robotik und die autonome Fertigung.
Klauenkupplung Neuheiten und Innovationen
Die nachfolgenden Innovationen und Neuheiten verdeutlichen den Entwicklungsstand:
Spielfreie Elastomerkupplungen für Servoachsen
25.03.2026 | KBK Antriebstechnik bietet Klauenkupplungen als Elastomerkupplungen für Anwendungen, in denen Schwingungsdämpfung, Versatzausgleich und eine präzise Kraftübertragung gefordert sind. Durch den Aufbau mit Elastomer-Zahnkranz lassen sich Drehmomente auf engem Bauraum übertragen. Gleichzeitig werden radiale, axiale und winklige Wellenversätze kompensiert. Die Kupplungen sind als spielfreie Varianten ausgeführt und eignen sich damit für Servomotoren.
Wellendurchmesser von 2 bis 74 mm, Drehmomente von 0,5 bis 825 Nm sowie Drehzahlen von 3000 bis 47.500 U/min stehen zur Verfügung, ebenso unterschiedliche Naben- und Befestigungsvarianten. Für besonders kompakte Einbauräume gibt es zwei Baureihen: Die KBE2HC ist als Halbschalenkupplung für 4 bis 57 mm Wellendurchmesser ausgelegt. Für sehr enge Bauräume ist außerdem die KBE4 konzipiert mit 14 bis 655 Nm Drehmoment für 4 bis 62 mm Wellendurchmesser.
Spielfreie und spielbehaftete Zahnkränze
Die Anpassung an die jeweilige Applikation erfolgt über den Elastomer-Zahnkranz. KBK bietet sowohl spielfreie als auch spielbehaftete Zahnkränze an. Spielfreie Zahnkränze sind in verschiedenen Härtegraden verfügbar. Spielbehaftete Varianten werden mit 92 Shore A und 98 Shore A angegeben. Über die Vorspannung des Zahnkranzes entsteht die spielfreie, servotaugliche Ausführung.
Standardmäßig kommen Aluminium-Naben zum Einsatz. Optional sind Sonderausführungen und Varianten aus Edelstahl möglich. Auch bei den Wellendurchmessern lassen sich auf Wunsch individuelle Abmessungen realisieren. Die Montage erfolgt axial steckbar. Typische Einsatzfelder sind Werkzeugmaschinen, Positionier- und Handlingsysteme sowie Photovoltaik-Anlagen.
Neuer Zahnkranz macht Kupplungen 40 % leistungsfähiger
07.11.2023 | KTR Systems hat einen neuen Zahnkranz im Programm, der bei Temperaturen ab 60 °C das Leistungsniveau der Kupplung um rund 40 Prozent steigert. Der TPU Zahnkranz wird vorrangig in der Servokupplung Rotex GS eingesetzt. Er kann aber auch in den Standard-Rotex-Kupplungen zum Einsatz kommen.
Antriebe mit dauerhaften Temperaturen von 60° bis 120 °C, wie sie in der Servohydraulik und in spielfreien Getrieben vorkommen, sind die Hauptanwendungsbereiche.
Der TPU Zahnkranz bietet eine extreme Druckfestigkeit unter Beibehaltung aller positiven technischen Eigenschaften wie Abriebfestigkeit und Dämpfung. Hinzu kommt ein niedriger Temperaturfaktor. Schon unter 60 °C wird die Performance um 40 % gesteigert.
Wesentlich kleinere Verformung
Das TPU weist Härtegrade von 52 und 65 Shore D auf. Der Kunststoff wurde im KTR Forschungszentrum in Rheine bis 120 °C bei einem Nennmoment ohne Drehmomentreduzierung durch den Temperaturfaktor hinsichtlich Funktion, Bauteilfestigkeit, Verschleiß und Lebensdauer erprobt. Das Ergebnis: Die bleibende Verformung nach dem Dauerversuch bei 60° C war wesentlich kleiner als bei Standard-Polyurethanen.
Der Zahnkranz ist mit allen Nabenvarianten aus dem spielfreien Servokupplungs-Programm Rotex GS kombinierbar. Es gibt ihn für die Baugrößen 19, 24, 28, 38 und 42.
Highspeed Kupplung mit hoher Rundlaufgenauigkeit
30.03.2023 | Hohe Geschwindigkeiten fordern eine Kupplung besonders heraus, weil eine ungenaue Übertragung der Drehbewegung sich negativ auf Dynamik und Effizienz des Antriebs auswirken kann. Für eine präzise Übertragung der Drehbewegung ist daher eine hohe Rundlaufgenauigkeit wichtig.
Auch müssen Kupplungen bei hohen Geschwindigkeiten den starken Belastungen, die aufgrund der hohen Beschleunigung entstehen, standhalten. Für eine zuverlässige Performance sind die Spindelfreiheit und Verschleißfestigkeit des Elastomers wichtig.
R+W Antriebselemente hat für diese Anforderungen die SP6 Highspeed Kupplung (Bild oben) entwickelt. Sie ist ein modernes und leistungsstarkes Antriebselement für Spindelantriebe und andere Einsatzfälle mit hohen Geschwindigkeiten.
Die Elastomerkupplung besteht aus hochfestem Aluminium oder Stahl. Das verschleißfeste TPU-Elastomer macht die Klauenkupplung besonders belastbar. Die Kupplung wirkt durch ihren Elastomerkranz schwingungsdämpfend, ist aber spielfrei. Die Spielfreiheit der Klauenkupplung ist durch die Druckvorspannung des Elastomerkranzes gewährleistet. Zwei präzise gefertigte Naben mit Klemmkonus und konkaven Klauen sorgen für hohe Rundlaufgenauigkeit.
Rutschkupplung zum Schutz von Mensch und Maschine
07.02.2023 | Wenn Kollisionen im Antriebsstrang Bedienungsfehler oder Störungen im Betrieb auslösen, müssen diese plötzlich sehr hohen Drehmomente von den Bauteilen abgekoppelt werden. Für die Drehmomentbegrenzung arbeiten Rutschkupplungen mit Reibbelägen von Orbit Antriebstechnik.
Chronologie & Archiv
Die nachfolgenden Berichte dokumentieren den technologischen Fortschritt und die Entwicklungen der vergangenen Jahre (ab 2010).
20.11.2019 | Die Anbindung von Kugelgewindetrieb oder Trapezgewindespindel an den Antriebszapfen eines Motors oder Getriebes erfolgt in der Regel nicht starr, sondern über eine flexible Kupplung. Damit lassen sich Mittenversatz oder Fluchtungsfehler ausgleichen und Schwingungen und Stöße im Antriebsstrang minimieren. Dr. Tretter bietet dafür nun kompakte Wellenkupplungen.
Die Wellenkupplung besteht aus zwei Kupplungshälften mit gleichen Naben mit konkaven Klauen und einem dazwischenliegenden Zahnkranz aus Elastomer, der eine elastische Verbindung ermöglicht. Diese Komponenten dienen als Verbindungselement zwischen Antrieb und Kugelgewindetrieb und ermöglichen eine einfache und passgenaue Montage.
Dazu werden die Naben mittels Schraube geklemmt. Der jeweilige Innendurchmesser ist in Abhängigkeit der Größe frei wählbar. Weil das Aluminium eloxiert ist, sind sie äußerst korrosionsarm.
Der Anwender erhält die neuen Wellenkupplungen auf Wunsch auch mit weichen Zahnkränzen sowie in Größen 55 bis 80 mm und mit Passfedernut. Das Programm von Dr. Tretter umfasst noch weitere Bauarten wie Lamellen– oder Balgkupplungen.
07.09.2017 | Bei herkömmlichen Elastomer-Klauenkupplungen mit symmetrischer Zahnform führt das zu übertragende Drehmoment zu einer sehr hohen Belastung in den Zahnspitzen der Zahnkränze. Das verursacht einen hohen Verschleiß und erfordert große Baumaße. Die spezielle Zahn- und Klauengeometrie der neuen Ausgleichskupplung DXA von Mädler sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte im Zahn, wodurch das zulässige Drehmoment erhöht und der Verschleiß reduziert werden.
Außerdem vermeidet diese spezielle Zahnform die Verschiebung der Zahnkranzzähne unter Belastung zur Drehachse hin, welche bei herkömmlichen Klauenkupplungen zu hoher Reibung führt. Zudem bieten die feinbearbeiteten Oberflächen eine sehr glatte Kontaktfläche zu den Zahnkränzen, was im Vergleich zu unbearbeiteten Gussflächen die Lebensdauer der Zahnkränze weiter erhöht.
Die Kupplung DXA gibt es in 12 Baugrößen mit Durchmesser 55 bis 220 mm, für Wellendurchmesser bis 100 mm und einem maximalen Drehmoment bis 11.000 Nm. Fertigbohrungen, Passfedernuten und Feststellgewinde sind kurzfristig umsetzbar.
16.08.2015 | KTR Kupplungstechnik hat die Familie der „Rotex“-Kupplungen um eine weitere Variante für den Einsatz in korrosionsgefährdeten Bereichen erweitert: Die neue Rotex bietet eine hochwertige KTL-Beschichtung und erreicht die Korrosivitätskategorie C4-lang nach DIN EN ISO 12944. Der Nabenwerkstoff ist standardmäßig Stahl. Die Beschichtung erfolgte mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL), auch Kataphorese genannt.
Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Schichtdicke mit einer sehr guten Oberflächenqualität und hoher Temperaturbeständigkeit. Das umweltfreundliche Verfahren bietet sehr gute Korrosionseigenschaften und gewährleistet eine hohe Passgenauigkeit der Naben.
Zur Bestimmung der Korrosionsschutzklasse hat der Antriebsspezialist an den beschichteten Kupplungsbauteilen einen Salz-Sprühnebel-Test über die Dauer von 1000 Stunden durchgeführt. Demnach kann die neue Kupplungsvariante der Korrosivitätskategorie C4-lang nach DIN EN ISO 12944 zugeordnet werden.
Für starke atmosphärische Umweltbedingungen
Sie ist prädestiniert für den Einsatz unter stark atmosphärischen Umweltbedingungen wie Industrieatmosphäre, Produktionsanlagen mit chemischen Belastungen oder Küstengebiete mit mäßiger Salzwasserbelastung.
Die Rotex mit KTL-Beschichtung gibt es in den Baugrößen 19 bis 125 und standardmäßig mit vorgebohrten Naben ab Lager. Die elastische Klauenkupplung ist axial steckbar und wartungsfrei. Sie bietet gute dynamische Eigenschaften, sehr gute Schwingungsdämpfung sowie niedrige Schwungmomente bei hoher Drehmomentübertragung. Die präzise Bearbeitung beeinflusst die Laufeigenschaft der Kupplung positiv und erhöht die Lebensdauererwartung erheblich.
Die Kupplung mit KTL-Beschichtung wird ab Werk mit dem hochtemperaturbeständigen Zahnkranzmaterial T-PUR ausgeliefert. Dieses gibt es in drei Härtegraden.
24.05.2011 | Elektrische Antriebe werden immer leistungsstärker, kompakter und dynamischer. Das hat auch Auswirkung auf die drehelastischen Kupplungen, deren bewährte Zahnkranz-Mischungen immer wieder an ihre Grenzen stoßen. Daraufhin greifen Anwender bei harten Umgebungsbedingungen oftmals auf Zahnkränze aus Peek oder anderen kostspieligen Sondermischungen zurück.
KTR Kupplungstechnik hat daher für die „Rotex“-Klauenkupplungen nach einem neuen Werkstoff mit breiterem Einsatzspektrum gesucht und diesen nach umfassenden Testreihen, die gemeinsam mit führenden Kunststoffherstellern durchgeführt wurden, mit dem Allroundmaterial „T-Pur“ gefunden.
Mit dieser Zahnkranz-Mischung wird die weltweit am häufigsten eingesetzte Klauenkupplung deutlich flexibler im Einsatz. Der neue Werkstoff zeichnet sich u. a. durch ein größeres Temperaturfenster aus: Während herkömmliche Zahnkranzmaterialien bei Temperaturen von -30° bis +90 °C einsetzbar sind, eignet sich T-Pur für -50° bis +120 °C.
Auch die Dauerfestigkeit ist deutlich besser, so dass sich die Standzeit des Kupplungssystems erhöht und die Wartungsintervalle verlängert werden können. Auch bei höheren dynamischen Anforderungen wie variablen Drehzahlen und häufigem Reversierbetrieb erweist sich
T-Pur als der bessere Werkstoff.
Das neue Material wird für die Standardzahnkränze der Rotec–Klauenkupplungen von Größe 14 bis Größe 90 verwendet. Je nach dem gewünschten Dämpfungsverhalten stehen verschiedene Härte- bzw. Elastizitätsgrade von 92 Sh-A bis 64 Sh-D zur Verfügung. Ab Größe 100 liefert KTR Doppelzahnelemente, die auch aus dem neuen Material hergestellt werden.
Der Zahnkranzwerkstoff wurde unter realen Betriebsbedingungen in vielen gängigen Anwendungsfeldern getestet sowie überall dort, wo die bisher eingesetzten Standard-Elastomere nicht die erforderliche Dauerfestigkeit bzw. Temperaturbeständigkeit gewährleisten konnten. Mit dem neuen Elastomer wurde in der Praxis die gewünschte Lebensdauer erreicht. Auch Feldversuche bei Kunden bestätigten die Überlegenheit der T-Pur-Zahnkränze.
14.12.2010 | Die Elastomerkupplung EK1 der Firma R+W ist jetzt in den Serien 2500, 4500 und 9500 für Drehmomente bis 25.000 Nm erhältlich. Für die neuen Serien wurde der Elastomerkranz segmentiert, was eine Erleichterung bei Montage der Kupplung sowie Wartung zur Folge hat. Die Segmente gibt es in zwei Ausführungen, Shorehärte 98 Sh A, oder 64 Sh D, je nachdem ob bessere Dämpfungseigenschaften, oder ein höheres zu übertragenes Drehmoment gefordert sind.
Eine weitere Neuerung ist, dass die Anbindung an Wellen der Durchmesser 30 bis 170 mm neben der standardmäßigen Passfeder nun auch optional per Vielkeil möglich ist. Damit wird der Traganteil der Verbindung erhöht und das Material der Welle wie der Nabe gleichermaßen entlastet. Es steigt die Sicherheit. Die neuen Serien der EK1 ermöglichen eine wirtschaftliche Alternative für Anwendungen, in denen die Eigenschaften einer Elastomerkupplung bei sehr hohen Drehmomenten gefordert sind.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Dr. Tretter, KTR Systems, Mädler, Mayr Antriebstechnik, Orbit Antriebstechnik, R+W, Tsubaki.
