Lamellenkupplung | Auslegung, Auswahl und Neuheiten
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Erfahren Sie von Ringspann, wie Sie die Lamellenkupplung richtig auslegen und auswählen, um die Effizienz und Leistung Ihrer Maschinen zu optimieren. Mit aktuellen Tipps und ganz neuen Kupplungssystemen wie der Stahllamellenkupplung von KTR sichern Sie sich technischen Vorsprung. Der Beitrag beantwortet zudem Fragen zu den schaltbaren, drehstarren Wellenkupplungen.
Inhalt
- Die Lamellenkupplung und ihre industriellen Anwendungen
- Spielfreie und drehsteife Stahllamellenkupplung für Servoantriebe
- Richtige Auslegung und Auswahl einer Lamellenkupplung
- Ganzstahllamellen-Kupplung mit bis zu 2.000.000 Nm
- Häufige Fragen
Die Lamellenkupplung und ihre industriellen Anwendungen
11.11.2021 | Die Lamellenkupplung Diskflex eignet sich für eine ganze Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten: von der dynamischen Handhabungsaufgabe über den Einbau in Mehrachssysteme bis hin zu umformtechnischen Anlagen und das Hochtemperaturumfeld. Orbit Antriebstechnik bietet ein umfangreiches und auf die Anwendung abgestimmtes Programm.
Spielfreie und drehsteife Stahllamellenkupplung für Servoantriebe
30.07.2021 | KTR Systems hat eine Stahllamellenkupplung für Servoantriebe im höheren Leistungsbereiche entwickelt. Die spielfreie und drehsteife Bauart Radex NC High Torque erreicht Drehzahlen bis 27.500 min-1 und überträgt Drehmomente bis 2000 Nm. Typische Anwendungen der Lamellen Kupplungen sind spielfreie Schneckengetriebe mit kleinen Übersetzungen in Werkzeugmaschinen, Automatisierung, Medizintechnik sowie die Messtechnik.
Lesetipp: Ausgleichskupplungen für Hochtemperaturen
Im Vergleich zur gleichnamigen Standardbaureihe wurden bei der Entwicklung der Radex NC High Torque die Verbindung zwischen Lamellen und Naben kraft- und formschlüssig ausgeführt. Das ermöglicht den Einsatz in Servoantrieben im höheren Leistungsbereich. Ihr drehsteifen und biegeelastischen Lamellen sind aus rostfreiem Stahl, die Naben aus hochfestem Aluminium gefertigt.
Stahllamellenkupplung mit geringem Massenträgheitsmoment
Die Stahllamellenkupplungen sind leicht, kompakt gebaut und erreichen ein geringes Massenträgheitsmoment. Es gibt sie in Bauart einfachkardanisch und doppelkardanisch. Für die Welle Nabe Verbindung gibt es zwei spielfreie Ausführungen. Diese übertragen Drehmomente von 2,5 bis 2000 Nm, Drehzahlen von 6500 bis 27.500 min und Temperaturen sind bis +200° C möglich.
Einfachkardanische Eingelenkkupplung
- Die spielfreie Servolamellenkupplung Radex NC EK ist eine einfachkardanische Eingelenkkupplung für den Einsatz in der Servo-Technik. Die einfachkardanische Bauweise bietet eine winkelgetreue Drehmomentübertragung und hohe Drehfedersteifigkeit.
- Die Radex NC EK wird über Klemmnaben montiert und ist somit montagefreundlich. Die Naben werden durch Anziehen einer exzentrisch angeordneten Klemmschraube auf der Welle fixiert. Reibschlüssige Verbindungen ohne Passfedernut und formschlüssige Verbindungen mit Passfedernut sind gegeben.
- Die Radex NC EK mit Spannringnabe ist eine Baureihe für hohe Drehzahlen. Zweiteilige, rotationssymmetrische Konusnaben bieten eine hohe Laufruhe und sichere, reibschlüssige Welle Nabe Verbindung.
Doppelkardanische Zweigelenkkupplung
Die Radex NC DK High Torque von KTR ist eine doppelkardanische Servolamellenkupplung. Ihre Bauart erlaubt eine winkelgetreue Drehmomentübertragung bei Ausgleich von Axial-, Radial- und Winkelverlagerung.- Die Radex NC DK mit Klemmnaben ist eine Standardausführung mit Zwischenstück. Dank der Klemmnaben ist die Kupplung montagefreundlich. Die Naben werden durch Anziehen einer exzentrisch angeordneten Klemmschraube auf der Welle fixiert. Es sind reibschlüssige Verbindungen ohne Passfedernut und formschlüssige Verbindungen mit Passfedernut möglich.
- Die Radex NC DK mit Spannringnaben ist eine Baureihe mit Zwischenstück für hohe Drehzahlen. Die zweiteiligen, rotationssymmetrischen Konusnaben bieten eine hohe Laufruhe sowie sichere, reibschlüssige Welle Nabe Verbindung.
Die Radex NC DK High Torque von KTR ist eine doppelkardanische Servolamellenkupplung. Ihre Bauart erlaubt eine winkelgetreue Drehmomentübertragung bei Ausgleich von Axial-, Radial- und Winkelverlagerung.Richtige Auslegung und Auswahl einer Lamellenkupplung
03.03.2020 | Bei Konstrukteuren und Entwicklern der industriellen Antriebstechnik erfreut sich derzeit vor allem die Lamellenkupplung einer wachsenden Nachfrage vor dem Hintergrund der seit zwei Jahren laufenden Produktoffensive von Ringspann. Auf dem Gebiet der Wellenkupplungen hat diese nämlich zur Aufnahme zahlreicher neuer Artikel an Kupplungen in das Portfolio geführt.
Mit dem Sortiment von 22 Baureihen an Wellenkupplungsen mit Nenndrehmomenten von 2 bis 1.299.500 Nm und nahezu alle technisch relevanten Typen bietet Ringspann derzeit eine große Auswahl an Kupplungen zum Ausgleich von Axial-, Radial- und Winkelverlagerungen. Den Konstrukteuren und Ingenieuren der Anlagenbauer eröffnet das Unternehmen damit große Freiräume für die Realisierung starrer, drehstarrer oder drehelastischer Verbindungen zwischen Welle, Getriebe, Motor und Maschine.
Rutschkupplung + Überlastkupplung begrenzen Drehmomente
"Bei unseren Kundengesprächen stellen wir immer wieder fest, dass es hinsichtlich der optimalen Anwendungen der Lamellenkupplung Unsicherheiten gibt", kommentiert Martin Schneweis, Produktmanager bei der Ringspann GmbH in Bad Homburg. "Basierend auf unserer jahrzehntelangen Projekterfahrung und unserer Auslegungskompetenz können wir Anwender auf wichtige Entscheidungskriterien hinweisen und viele offene Fragen klären."
Drehsteife und verschleißfreie Lamellen Kupplungen
Die Lamellenkupplungen der drei Baureihen RDL … DSx zählen zu den verschleißfreien und drehsteifen Wellenkupplungen. Sie sind leicht, benötigen keine Schmierung und eignen sich für gleichförmige und wechselhafte Drehmomente sowie einen rauen Betrieb mit stoß- und ruckartigen Belastungen. Ihre Konstruktion ist zum spielfreien Drehmoment übertragen ausgelegt.
Diese Wellenkupplungen gibt es in drei Varianten: mit einseitigem Lamellen Paket (RDL … DSO), mit beidseitigem Lamellen Paket (RDL … DSZ) und mit beidseitigem Lamellenpaket (RDL … DSA) in der speziellen Bauart nach den Vorgaben der Norm API 610 (ISO 13709).
Aus der API 610 und der damit verbundenen API 671 (EN ISO 10441) des American Petroleum Institute ergeben sich zahlreiche technische Änderungen gegenüber der Standardausführung für den anspruchsvollen Einsatz von Lamellenkupplungen in der internationalen Erdgas-, Öl und Petrochemie.
Für alle Hersteller und Zulieferer von Aggregaten und Anlagen zur Förderung, Produktion, Raffinierung und Weiterverarbeitung von Erdöl, Gas und Chemikalien ist eine Verwendung von API-konformen Wellenkupplungen unverzichtbar und wettbewerbsrelevant.
Betriebsfaktor der Lamellenkupplung
Für die Auswahl und Auslegung von Lamellenkupplungen gibt es neben dem branchenspezifischen Kriterium der API-Konformität eine Anzahl technisch-konstruktiver Aspekte mit übergreifender Bedeutung für alle Einsatzbereiche. Egal wo die zum Einsatz kommen soll, ist die richtige Bestimmung von Nenn Drehmoment und Betriebsdrehzahl grundlegend wichtig sowie die Berücksichtigung von Wellendurchmesser oder Wellenverlagerung.
"Wichtig ist auch die Auswahl des geeigneten Betriebsfaktors. Mit ihm werden bei der Auswahl der Lamellenkupplungen jene Drehmomente Spitzen berücksichtigt, die während des Praxisbetriebs der Kupplung auftreten können, sich aber im Vorfeld nicht exakt berechnen lassen", weiß Herr Schneweis. Der richtige Betriebsfaktor hat daher entscheidenden Einfluss auf Zuverlässigkeit und Preis einer Lamellenkupplung.
Produktqualität und Veredelung der Lamellenkupplung
Über die technisch-physikalischen Grundlagen hinaus sind bei der Auswahl der passenden Wellenkupplung auch Produktqualität und Veredelung zu bedenken. Die Lamellenkupplungen von Ringspann verfügen standardmäßig über eine Oberflächen-Phosphatierung für einen hohen Korrosionsschutz. Zudem sind die Kupplungen serienmäßig in der Güte G6.3 nach DIN 1940 ausgewuchtet. Damit unterstützen sie einen vibrationsfreien Rundlauf der Wellen.
„Häufig wird dieser Qualitätsfaktor bei der Auswahl von Lamellenkupplungen nicht berücksichtigt. Das führt in der Anwendung zu Rundlauf-Problemen, überhöhten Geräuschemissionen und häufig zum vorzeitigen Versagen der Kupplung oder sogar Schäden an anderen Bauteilen des Antriebs“, betont der Produktmanager.
Das aktuelle Ringspann Portfolio von Wellenkupplungen beinhaltet eine große Auswahl an Flansch-, Ausgleichs- und Konus-Spannkupplungen sowie Zahnkupplungen, Stahlbandkupplungen, Bolzenkupplungen, Klauenkupplungen und eben Lamellenkupplungen.
Ganzstahllamellen-Kupplungen mit bis zu 2.000.000 Nm
13.06.2019 | Flender komplettiert seine 2017 vorgestellte N-Arpex-Kupplung und führt zwei weitere Ausbaustufen mit acht und zehn Verschraubungspunkten ein. Dadurch deckt die Kupplungsserie einen Durchmesser bis 988 mm und ein Drehmoment bis 2.000.000 Nm ab. Durch die kompakte Bauart und eine vergrößerte Bohrungskapazität wird zudem ein Baugrößensprung möglich.
Eine kleinere Kupplung überträgt ein höheres Drehmoment im Vergleich zum Vorgängermodell Arpex. Die drehstarre Ganzstahl-Lamellenkupplung eignet sich unter anderem für den Antrieb von Pumpen, Lüftern, Kompressoren, Generatoren, Turbinen und Papier- und Druckmaschinen.
Konusverschraubung für die Lamellenpakete
Eine neue, kompaktere Flender Konusverschraubung für die Lamellenpakete ermöglicht eine leichte und schnelle Montage der Kupplungen speziell im hohen Drehmomentbereich. Sie erhöht die Leistungsdichte der N-Arpex Baureihe. Das 2017 mit der ARN-6 Variante eingeführte, überarbeitete Bauteildesign sorgte mit der kompakten Bauweise und einer vergrößerten Bohrungskapazität bereits für ein verbessertes Verhältnis aus Drehmoment und Materialeinsatz.
Mit den beiden neuen N-Arpex Lamellenkupplungen führt Flender einen Baukasten ein, der die Anzahl der verfügbaren Varianten erhöht und gleichzeitig die Anzahl der Bauteile reduziert. Die drei Standard-Baureihen des Vorgängers Arpex verschmelzen bei der N-Arpex zu einer Baureihe.
Gelenkkupplung zur Überbrückung von hohem Wellenversatz
Auch die neuen Baureihen sind für eine explosionsfähige Umgebung gemäß Richtlinie 2014/34/EU ausgelegt und erfüllen die Anforderungen der API610/ISO 13709 und API671/ISO 10441. N-Arpex Ganzstahlkupplungen sind im Standard für Tieftemperaturen von bis zu -50 °C ausgelegt. Die Drehmomentübertragung bei gleichzeitigem Versatzausgleich zwischen den zu verbindenden Maschinen erfolgt bei der vollständig aus Stahl hergestellten Kupplung spielfrei, drehstarr und biegeelastisch. Der Versatzausgleich kann in axialer, winkliger und radialer Richtung erfolgen. Die Lamellenpakete der N-Arpex Kupplungen sind aus nicht rostendem Federstahl, unterliegen keinem Verschleiß und sind somit wartungsfrei.
Häufige Fragen
Wie funktioniert eine Lamellenkupplung?
Eine Lamellenkupplung hat die Funktion, ein Drehmoment durch Reibung zu übertragen. Diese findet zwischen mehreren dünnen Scheiben, den sogenannten Lamellen statt, die abwechselnd mit der Antriebswelle und dem zu antreibenden Teil verbunden sind. Beim Aktivieren der Kupplung werden diese Lamellen durch eine axiale Kraft zusammengedrückt, wodurch Reibung entsteht und die Drehbewegung von der Antriebswelle auf das angekoppelte Teil übertragen wird. Beim Deaktivieren wird die Kraft entfernt, die Lamellen trennen sich, und die Übertragung wird unterbrochen.
Wo werden Lamellenkupplungen eingesetzt?
Lamellenkupplungen finden Einsatz in Anwendungen, in denen eine zuverlässige und präzise Drehmomentübertragung gefordert ist, wie beispielsweise im Fahrzeug-Getriebe, in Maschinenbau, Antriebssystemen von Windkraftanlagen und in der Schwerindustrie. Hier schaffen sie die Basis zum sanften Anlaufen und tragen zur Lastregulierung bei.
Ist eine Lamellenkupplung schaltbar?
Ja, eine Lamellenkupplung ist schaltbar, sie kann betätigt werden, um die Verbindung zwischen Antriebsstrang und Abtriebseinheit zu trennen oder zu verbinden.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Flender, KTR Systems, Orbit Antriebstechnik, Ringspann.
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