Für ein exaktes Messergebnis

Zuverlässige, präzise Wellenkupplungen für Drehmomentaufnehmer in Schneckengetriebe-Prüfständen

Die Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der TU München führt seit deren Bestehen Wirkungsgrad- und Verschleißversuche an Schneckengetrieben durch. Für ein zuverlässiges und exaktes Messergebnis ist die Anbindung der verwendeten Messwellen von besonderer Bedeutung. Dafür setzt die FZG auf die speziell für Drehmomentaufnehmer angepassten ROBA®-DS Wellenausgleichskupplungen von mayr® Antriebstechnik. Diese Kupplungen sind präzise, spielfrei und drehsteif und gleichen auftretende Versätze aus.

Ob in der Fördertechnik, in Extrudern, in Aufzügen, ob in Stellantrieben oder Lenkgetrieben für Fahrzeuge – Schneckengetriebe kommen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen zum Einsatz. Sie sind im Betrieb geräusch- und schwingungsarm und ermöglichen bei geringem Bauraum hohe Übersetzungen. „An der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der TU München wird diese Verzahnung stetig geprüft und wir entwickeln Berechnungsansätze zum Wirkungsgrad und zur Tragfähigkeit weiter“, erläutert M.Sc. Philipp Norgauer, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Maschinenelemente. Hierfür sind Versuche notwendig, die auf speziell angepassten Schneckengetriebe-Prüfständen durchgeführt werden. „Im Versuch wird der Wirkungsgrad mittels Leistungsdifferenzmessung am An- und Abtrieb des Versuchsgetriebes ermittelt“, erklärt Norgauer. „Für eine präzise Messung ist die Anbindung der Getriebewellen und der verwendeten Messwellen von besonderer Bedeutung. Die Messwellen müssen frei von parasitären Kräften gelagert sein, um die erforderliche Messgenauigkeit zu erreichen.“

Ausgleich von Wellenversatz

Schneckengetriebe-Prüfstand der FZG an der TU München
Ausschnitt aus dem Schneckengetriebe-Prüfstand der FZG an der TU München: Zusammen mit dem Messflansch kommen Wellenausgleichskupplungen von mayr® Antriebstechnik zum Einsatz. Sie minimieren die auf den Messflansch wirkenden Störgrößen. Bild: FZG/TU München

Daher kommen zusammen mit dem Drehmomentaufnehmer oder Messflansch Wellenausgleichskupplungen von mayr® Antriebstechnik zum Einsatz. Denn diese Kupplungen minimieren die auf den Messflansch wirkenden Störgrößen. Diese Störgrößen oder sogenannte parasitäre Kräfte 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 sind drehsteife Wellenausgleichskupplungen wie die ROBA®-DS 9110/9210 Lamellenpaketkupplungen unverzichtbare Zubehörteile für Drehmomentaufnehmer. 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 bieten auch bestmöglichen Schutz für den Messflansch, das mechanisch schwächste Glied im Antriebsstrang, und gewährleisten somit eine lange Lebensdauer. 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 Lamellenpaketkupplungen sind die im Katalog angegebenen Nennmomente ohne jegliche Einschränkung nutzbar“, erläutert Ralf Epple, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik. „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.

Integration in nahezu jede Prüfstands- und Antriebskonstellation

Die Anbindung der ROBA®-DS Kupplungen und der Messflansche an den Wellenstrang erfolgt in der Regel spielfrei über hochwertige Spannringnaben“, so Ralf Epple weiter. „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 Messflansch-Kupplung decken dabei je nach Baugröße einen Drehzahlbereich von 8000 bis 30.000 min-1 ab. Neu im Portfolio sind massenoptimierte Messflansch-Kupplungen aus Aluminium oder Titan für Highspeed-Anwendungen. „Unser oberstes Ziel ist, dass die Kupplungen kompakt und leistungsdicht sind“, betont Ralf Epple. „Die geometrische Grundlage muss stimmen. Es bringt nichts, eine große Kupplung einfach in Alu oder Titan auszuführen. Denn ggf. passt eine kompakte Ausführung in Stahl, die steifer ist und mehr Wechsellasten kann, besser zur Anwendung.“ Daher sollten Kunden bei der Auswahl der Kupplung und des Materials immer die Anwendung im Blick haben. Hier gilt es zwischen den Materialeigenschaften z.B. Gewicht, Steifigkeit oder Dauerfestigkeit und der finalen Kundenanwendung, also den tatsächlichen Drehzahlen, Lastwechsel, Lastzyklen, Lagerabständen und Bohrungsdurchmessern abzuwägen. Letztendlich zählt natürlich auch das Preis-Leistungsverhältnis.

Mehr Service: Neuer Online-Konfigurator

mayr® Antriebstechnik hat einen neuen Online-Konfigurator entwickelt. Mit diesem können sich Anwender jetzt Wellenkupplungen aus dem Portfolio selbst zusammenstellen, unkompliziert im Web-Browser. Damit lassen sich einfache Standard-Aufgaben schneller und bequemer lösen als bisher. Für komplexe Fragen und Beratung steht das kompetente Team natürlich weiterhin wie gewohnt zur Verfügung.

Produkte von mayr® Antriebstechnik für die Prüfstandstechnik

Simone Dauer

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