Sicherheit bei hohen Drehzahlen

Zuverlässige Kupplungen für Highspeed-Anwendungen

Die aktuellen Trends und der rasante Fortschritt verstärken die Nachfrage der Industrie nach dynamischen und hochpräzisen Lösungen in der Messtechnik. mayr® Antriebstechnik hat daher eine speziell für Messflansche angepasste Wellenausgleichskupplung im Programm, die ideale Voraussetzungen für exakte Messergebnisse schafft. Neu im Portfolio sind zudem massenoptimierte Messflansch-Kupplungen aus Aluminium oder Titan. Und auch bei den Sicherheitskupplungen, die zuverlässigen Überlastschutz für Highspeed-Anwendungen bieten, hat das Unternehmen sein Standardprogramm erweitert.

Motoren werden heute in vielen Bereichen immer kompakter, gleichzeitig steigen die Drehzahlen. So auch bei den Leistungsprüfständen, z. B. für (E-)Motoren, Getriebe und Pumpen, mit denen sich die ganze Bandbreite an Beanspruchungen für den Antriebsstrang und seine Komponenten praxisnah simulieren lässt. „Bei den Industrie-Prüfständen, auch im Bereich E-Mobilität, liegen die Drehzahlen im Moment bei 25.000 min-1 bis 30.000 min-1“, erklärt Ralf Epple, Produktmanager bei mayr® Antriebstechnik. „Allerdings gibt es im Bereich Forschung und Entwicklung, wo wir mit Hochschulen und anderen Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten, oder auch im Motorsport Projekte mit Drehzahlen deutlich über 30.000 min-1. Die Erfahrungen aus diesen Projekten nutzen wir, um unseren Standard permanent weiterzuentwickeln.“ So hat das Unternehmen aktuell zum Beispiel massenoptimierte Messflansch-Kupplungen aus Aluminium oder Titan entwickelt.

Für ein exaktes Messergebnis

Messflansch-Kupplungen oder Wellenausgleichskupplungen sind ein entscheidendes Zubehörteil in Prüfständen. Denn sie 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. Zusammen mit dem Messflansch kommen daher Wellenausgleichskupplungen zum Einsatz. Dafür hat mayr® Antriebstechnik auf Basis der bewährten spielfreien und drehsteifen ROBA®-DS Baureihe eine speziell für Messflansche angepasste Ausführung seiner Ausgleichskupplung entwickelt, die ideale Voraussetzungen für exakte Messergebnisse schafft. Denn diese Lamellenpaketkupplungen übertragen das Drehmoment spielfrei und äußerst drehsteif und sie gleichen Quer- und Axialkräfte sowie Biegemomente aus. Damit sorgen sie 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.

Kompakt und leistungsdicht

„Für unseren Motorenprüfstand ist ein kompakter Aufbau wichtig und wir möchten nach Möglichkeit kritische Biegeschwingungen vermeiden“, erklärt Sven Franek, Alumnus und ehemaliger Vorsitzender des TU Darmstadt Racing Team e. V., der mit seinem Team Rennfahrzeuge für die Teilnahme an den Wettbewerben der Formula Student konstruiert und fertigt. „Wir haben deshalb nach einer Kupplung gesucht, die nicht nur die hohen Drehzahlen kann, sondern selbst auch kompakt ist und eine geringe Masse und Massenträgheit hat.“ Die ROBA®-DS Messflansch-Kupplungen von mayr® Antriebstechnik erfüllen diese Anforderungen und zeichnen sich zudem durch eine hohe Laufruhe und Wuchtgüte aus. Sie sind jetzt neben Stahl auch Aluminium oder Titan erhältlich. „Es gilt hier aber immer zwischen den Materialeigenschaften z.B. Gewicht, Steifigkeit oder Dauerfestigkeit und der finalen Kundenanwendung, also den tatsächlichen Drehzahlen, Lastwechsel, Lastzyklen, Lagerabständen und Bohrungsdurchmessern abzuwägen“, erläutert Ralf Epple. „Letztendlich zählt natürlich auch das Preis-Leistungsverhältnis.

Kollisionsschutz für Highspeed-Anwendungen

In Prüfständen kommen hochpräzise Systeme zum Einsatz – vom Antrieb über den Messflansch und seine Kupplung bis hin zur Welle. Und auch die Sicherheitskupplung, die Prüflinge und Messeinheiten vor Schäden durch Überlast schützt, muss in ihrer Ausführung zu diesen Qualitäten passen. Eine unpräzise Kupplung, die das Messsystem beeinflusst, macht die Bewertung im Prüffeld schwierig. Das Messergebnis wird verfälscht. Hinzu kommt bei Highspeed-Anwendungen auch die Sicherheit von Menschen und Maschinen. So muss die Sicherheitskupplung zuverlässig zum richtigen Zeitpunkt auslösen, ansonsten können Kollisionen bei hohen Drehzahlen schwere Schäden verursachen. „Nur mit der richtigen Kupplung macht die Absicherung Sinn. Man sollte sich hier vorher genau überlegen, was eingesetzt wird. Denn die eine Kupplung für alle Anwendungen gibt es nicht“, betont Ralf Epple. „Deshalb haben wir bereits im Standard ein sehr großes Produktspektrum, in das wir permanent unsere langjährigen Erfahrungen, auch aus dem Highspeed-Bereich mit einbringen.“

Spielfreie, lasttrennende Sicherheitskupplung EAS®-compact®-F von mayr Antriebstechnik
Spielfreie, lasttrennende Sicherheitskupplung EAS®-compact®-F: Die neue Standardbaureihe der Freischaltkupplung trägt den stetig steigenden Anforderungen an Drehzahl und Dynamik Rechnung. Bild: mayr® Antriebstechnik

Neuer Standard für neue Anforderungen

So hat das Unternehmen für die bewährte EAS®-compact®-F Freischaltkupplung eine neue Standardbaureihe bis 12.000 min-1 entwickelt, die den stetig steigenden Anforderungen an Drehzahl und Dynamik Rechnung trägt. Bei der neuen Baureihe sorgt zum Beispiel eine interne Abdichtung für eine zuverlässige Schmierung der Funktionsbauteile. Denn gerade bei den sehr hohen Drehzahlen ist es wichtig, dass der Schmierstoff überall dort ist, wo er benötigt wird. Dies gewährleistet ein zuverlässiges Ausrasten auch unter extremen Bedingungen und hohen Drehzahlen. Daneben wurden auch die EAS®-HSE Highspeed-Sicherheitskupplungen um neue Baugrößen erweitert. „Wir bieten damit Sicherheitskupplungen für Highspeed-Anwendungen mit Drehmomenten von 30 Nm bis 30.000 Nm und Drehzahlen von 25.000 min-1 für die kleinen und 8.000 min-1 für die großen Baugrößen an“, ergänzt Epple.

Highspeed-Kupplung von Mayr Antriebstechnik
Mit den EAS®-HSE Highspeed-Kupplungen hat mayr® Antriebstechnik Produkte entwickelt, die speziell auf die hohen Anforderungen in der Prüfstandstechnik zugeschnitten sind. Sie bieten zuverlässigen Schutz, ohne dabei die Messsignale zu beeinflussen. Bild: Mayr Antriebstechnik

Geringe Masse, hohe Steifigkeit

Übersteigt in einem Prüfstand 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. Die Highspeed-Sicherheitskupplungen EAS®-HSE von mayr® Antriebstechnik übertragen das Drehmoment spielfrei und mit hoher Drehsteifigkeit. Sie sind kompakt, haben eine hohe Leistungsdichte und ein geringes Massenträgheitsmoment. Dies wird erreicht durch einen kleinen Außendurchmesser bei einem verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser. Und auch die integrierten Elemente, über die bei der EAS®-HSE Kupplung die Drehmomentübertragung erfolgt, sind speziell ausgewählt. Letztendlich gilt für die Auslegung: Bohrungsdurchmesser, Außendurchmesser und Elementegröße müssen harmonieren, um ein schwingungsarmes System zu erhalten, das im Auslösefall präzise funktioniert.

Weitere Informationen zu Highspeed-Sicherheitskupplungen

Weitere Informationen zu Messflansch-Kupplungen

Simone Dauer

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