Für ein exaktes Messergebnis

Zuverlässige, präzise Wellenkupplungen für Messflansche in Leistungsprüfständen

Kurze Entwicklungszeiten, ein verbesserter Wirkungsgrad oder mehr Energieeinsparpotenzial – die Anforderungen an Prüfstände wachsen ständig und werden immer komplexer. Damit steigen auch die Leistungsanforderungen an die Drehmoment-Messflansche als Herzstücke moderner Prüfstände. Unverzichtbares Zubehörteil für Messflansche sind präzise, spielfreie und drehsteife Wellenkupplungen, die auftretende Versätze ausgleichen – für ein zuverlässiges und exaktes Messergebnis.

In der modernen Produktion, zum Beispiel bei der Entwicklung von verschiedenen Komponenten eines Antriebsstrangs und deren Zusammenspiel, gewinnen Bauteil- und Funktionsprüfstände immer mehr an Bedeutung. Denn sie ermöglichen im Vorfeld die Simulation unter Realbedingungen, bevor aufwändige Praxistests durchgeführt werden müssen und helfen so Kosten einzusparen sowie Entwicklungszeiten zu verkürzen. Dabei steigen die Anforderungen an die Leistungsprüfstände permanent: So gilt es vor allem, die mechanische Leistung und den Wirkungsgrad weiter zu verbessern, Energieressourcen zu sparen und die Umweltbelastungen zu reduzieren. Mit den immer komplexer werdenden Konzepten wachsen gleichzeitig auch die Anforderungen an die modernde Messtechnik. Hier kommen heute als Kernstück der Prüfstände hochpräzise Drehmoment-Messflansche zum Einsatz, die selbst bei Hochleistungs- und Highspeed-Anwendungen exakte und zuverlässige Daten liefern. Dabei ist das Messergebnis aber immer nur so gut wie die eingesetzte Wellenausgleichskupplung. Denn Wellenkupplungen sind ein entscheidendes Zubehörteil, um die auf den Messflansch wirkenden Störgrößen zu minimieren. Auf Basis der bewährten spielfreien und drehsteifen ROBA®-DS Baureihe bietet mayr® Antriebstechnik daher eine speziell für Messflansche angepasste Ausführung seiner Ausgleichskupplung, die ideale Voraussetzungen für exakte Messergebnisse schafft.

Ausgleich von Wellenversatz

Störgrößen oder sogenannte parasitäre Belastungen, die auf den Messflansch wirken, entstehen oftmals durch Ausrichtfehler im Antriebsstrang. So treten in fast allen Anwendungen Versätze zwischen An- und Abtriebsseite auf. Durch die vorhandenen radialen, winkligen und axialen Wellenversätze entstehen Biegemomente sowie Radial- und Axialkräfte auf den Messflansch. In der Regel treten sämtliche Versätze gleichzeitig auf. Dabei schafft auch eine möglichst genaue Ausrichtung des Wellenstrangs, selbst mit den heute verfügbaren, hochmodernen Laser-Ausrichtgeräten, nur bedingt Abhilfe. Zudem können die Versätze durch vorhandene Toleranzen in der Maßhaltigkeit der verwendeten Bauteile sowie durch äußere Einflüsse, zum Beispiel Temperatur, nicht vollständig eliminiert werden. Deshalb kommen zusammen mit dem Messflansch drehsteife Wellenausgleichskupplungen wie die ROBA®-DS Lamellenpaketkupplung zum Einsatz. Diese Kupplungen übertragen das Drehmoment spielfrei und äußerst drehsteif und gleichen vorhandenen radialen, axialen und winkligen Wellenversatz aus. Sie sorgen damit nicht nur für präzise Messergebnisse, sondern schützen auch die im Wellenstrang verbauten Lager vor unerwünschten Belastungen und damit vor unnötigen Ausfallzeiten und Kosten. Neben ihrer hohen Laufruhe und der geringen Massenträgheit zeichnen sich die Kupplungen durch eine hohe Wuchtgüte aus und sind besonders robust und unempfindlich.

Keine Einschränkungen beim Nennmoment

Bei den ROBA®-DS Lamellenpaketkupplung sind die im Katalog angegebenen Nennmomente ohne jegliche Einschränkung nutzbar. Eine Reduzierung des Nennmoments aufgrund Verlagerung, Lastkollektiv oder Wuchtanforderung ist nicht notwendig. Die Kupplungen sind kompakt und vereinen gleichzeitig hohe Leistungsdichte mit absoluter Spielfreiheit. Denn konstruktive Details, wie das Strahlen der Lamellen und der Einsatz speziell geformter Bundbuchsen, sorgen für einen spielfreien Kraftfluss mit ausgezeichneter Kraftflussdichte zwischen An- und Abtrieb. Die ROBA®-DS Lamellenpaketkupplungen übertragen Drehmomente bis zum Nennmoment absolut spielfrei und mit konstant hoher Torsionssteifigkeit. Die angegebenen Wellenversätze können in Summe zu 100% ausgeschöpft werden ohne Einfluss auf das übertragbare Drehmoment.

Herausforderung High-Speed

Die Anbindung der ROBA®-DS Kupplungen und der Messflansche an den Wellenstrang erfolgt in der Regel spielfrei über hochwertige Spannringnaben. Verschiedene, speziell auf die unterschiedlichen Anforderungen der Prüfstände zugeschnittene Kupplungsbauformen und flexible Kombinationsmöglichkeiten ermöglichen zudem die Integration von Messflanschen in nahezu jede Prüfstands- und Antriebskonstellation. Die Standard-Bauformen der ROBA®-DS Kupplung decken dabei je nach Baugröße einen Drehzahlbereich von 8000 bis 18.000 min-1 ab und sind auf eine Wuchtgüte von G 2,5 (Bezugsdrehzahl 3.000 min-1) gewuchtet.
Bei der High-Speed-Bauform, bei der die Einzelteile mit sehr hoher Genauigkeit (Qualität IT5) und eingeengter Rund- und Planlauftoleranz gefertigt werden, sind Drehzahlen bis 30.000 min-1 zulässig. Die Wuchtqualität der Kupplung ist hier G 2,5 bei einer Bezugsdrehzahl von 5.000 min-1.

Zuverlässiger Schutz vor Überlast

In vielen Prüfstands-Anwendungen werden neben Wellenkupplungen oftmals auch drehmomentbegrenzende Sicherheitskupplungen in kombinierter Bauweise eingesetzt. Sie schützen bei richtiger Dimensionierung nicht nur den Messflansch, sondern auch die häufig teuren Prüflinge vor Überlastschäden. Übersteigt das Drehmoment den an der Sicherheitskupplung eingestellten Grenzwert, rastet die Kupplung aus und trennt An- und Abtrieb innerhalb von Sekundenbruchteilen. Nach einem Überlastfall muss somit schlimmstenfalls die Messwelle neu kalibriert werden, einen teuren Schaden an Antriebstrang oder Prüfling hingegen verhindert die Sicherheitskupplung zuverlässig. Mit den Baureihen EAS®-HSC und EAS®-HSE hat mayr® Antriebstechnik Sicherheitskupplungen entwickelt, die auf die extremen Anforderungen der Prüfstandstechnik zugeschnitten sind. In Standardausführung decken die kompakten EAS®-HSC Kupplungen einen Drehmomentbereich bis 1000 Nm ab, die EAS®-HSE Kupplungen auf Basis einzelner Überlastelemente haben einen Drehmomentbereich bis 10.000 Nm. Beide Kupplungen erreichen Drehzahlen bis 12.000 min-1. In Sonderausführung sind größere Drehmomente und höhere Drehzahlen sogar bis zu 20.000 min-1 zulässig.

Die Drehmomentübertragung erfolgt spielfrei und drehsteif. 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 Antriebsstrangs zu erreichen. Daher stand bei der Entwicklung der EAS®-HSC und EAS®-HSE Kupplungen die Optimierung der Massenunwucht im Vordergrund. Zudem werden die Kupplungen in komplett montiertem Zustand auf eine Wuchtgüte G 2,5 bei einer Bezugsdrehzahl von 3.000 min-1 gewuchtet. Für die Kombination aus Wellenkupplung und drehmomentbegrenzender Sicherheitskupplung bietet mayr® Antriebstechnik Komplettlösungen aus einer Hand. Das traditionsreiche Familienunternehmen kann dafür auf umfassendes Know-how und langjährige Erfahrung in Entwicklung und Konstruktion zurückgreifen. Auf geeichten Prüfständen werden alle Produkte ausführlich getestet und exakt auf die in der jeweiligen Anwendung geforderten Werte eingestellt.

Mehr Informationen zu ROBA®-DS Messflanschkupplungen
Mehr Informationen zu EAS®-HSC und EAS®-HSE Sicherheitskupplungen

Simone Dauer

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