METALLBALGKUPPLUNGEN VON KLEIN BIS GROß - FÜR DREHMOMENTE BIS 850.000 NM UND MEHR

Als Hersteller von Präzisions-  und Schwerlastkupplungen sowie Impulsgeber für technische Weiterentwicklungen und Produktinnovationen ist die Firma R+W kompetenter Ansprechpartner für alle Fragen der Drehmomentübertragung. Als Marktführer im Bereich der Metallbalgkupplungen baut das Unternehmen seine Variantenvielfalt kontinuierlich aus und kann dabei für verschiedenste Applikationen Metallbalgkupplungen in den unterschiedlichsten Ausführungen und Größen anbieten.

Angefangen von sehr kleinen Miniatur-Metallbalgkupplungen ab 0,05 Nm, beispielsweise für Impulsgeber oder kleine Servoantriebe, bis hin zu sehr großen Schwerlast-Metallbalgkupplungen bis 100.000 Nm kann der Klingenberger Kupplungsspezialist dabei absolut spielfreie und torsionssteife Antriebselemente anbieten. Bei speziellen Kundenanforderungen können darüber hinaus weitaus höhere Drehmomente realisiert werden.


Optimaler Versatzausgleich und hohe Torsionssteifigkeit

Herzstück und Ausgleichselement einer jeder Metallbalgkupplung ist der Metallbalg aus dünnwandigem Edelstahl. Die Auslegung des Metallbalgs, wie beispielsweise nach dem zu übertragenden Drehmoment oder hinsichtlich des Versatzausgleiches, richtet sich nach den Anforderungen in der Praxis: Zum einen ist in Rotationsrichtung eine maximale Steifigkeit gefordert und zum anderen sind die entstehenden Rückstellkräfte beim Ausgleich der Versätze so gering wie möglich zu halten. Dieser Ausgleich des lateralen, axialen und angularen Versatzes spielt eine wesentliche Rolle innerhalb des gesamten Antriebsstrangs. Würde das Drehmoment über eine starre Anbindung von Antriebs- zur Abtriebswelle übertragen werden, wären die durch den Versatz auftretenden Rückstellkräfte möglicherweise zu groß und könnten Lagerschäden verursachen. Eine hohe Betriebssicherheit des Antriebselements ist für die Erfüllung dieser Aufgaben daher unabdingbar. Torsionssteife Metallbalgkupplungen garantieren darüber hinaus eine genaue Positionierung des Antriebsstrangs und können in hochdynamischen Applikationen in feingewuchteter Ausführung je nach Modell bis hin zu  200.000 U/min eingesetzt werden.


Ab 0,05 Nm: Miniaturkupplungen mit vielfältigen Anbindungsmöglichkeiten

Die kleinsten R+W Miniatur-Metallbalgkupplungen (Bild 1 – Modellreihe MK) können von 0,05 bis 10 Nm sowie mit Bohrungsdurchmessern von 1 bis 28 mm angeboten werden. Diese werden beispielsweise für Tachometer, Mess- und Regelsysteme oder Schrittmotoren eingesetzt. Bedingt durch den Einsatz des torsionssteifen Metallbalgs können hier genaueste Messergebnisse erzielt werden, bei gleichzeitigem Versatzausgleich.

Durch eine Vielzahl unterschiedlicher Anbindemöglichkeiten - über Klemmnaben in geschlitzter, geteilter oder Konus Ausführung, bis hin zu Modellen mit Konusspreizdorn für Hohlwellenanbindungen - passt die MK-Baureihe für viele Anwendungsfälle. Für eine besonders einfache Montage sind weiterhin steckbare Ausführungen erhältlich. Diese sind ebenfalls absolut spielfrei und ferner, bedingt durch ein spezielles glasfaserverstärktes Kunststoff-Konusstecksegment, elektrisch und thermisch isolierend. Die Konstrukteure können dabei zwischen einer synchron- oder mehrfachsteckbaren Version auswählen. Durch ihre hohe Präzision und Fertigungsqualität sind die steckbaren Miniatur-Metallbalgkupplungen, mit radialen Klemmschrauben oder Klemmnaben, ebenfalls für genaueste Winkelübertragungen geeignet. 


Metallbalgkupplungen für Drehmomentbereiche bis 10.000 Nm 

Um die technischen Eigenschaften der Kupplungen voll ausnutzen und Wellenversätze ohne Übertragungsfehler ausgleichen zu können, ist eine genaue Montage der Kupplungen entscheidend. Daher fertigt R+W sowohl die Miniatur-Metallbalgkupplungen als auch die Metallbalgkupplungen der Modellreihe BK (Bild 2), die Drehmomente von bis zu 10.000 Nm übertragen kann, auf einem hochpräzisen Montagedorn. Ähnlich wie die Miniatur-Metallbalgkupplungen ist auch die Modellreihe BK in unterschiedlichen Nabenausführungen verfügbar. Bei der Entwicklung dieser wurde ebenfalls ein besonderes Augenmerk auf montagefreundliches Design sowie auf geringe Massenträgheitsmomente gelegt. Die Kupplungen der BK-Reihe werden unter anderem in Werkzeug-, Verpackungs- oder Verzahnungsmaschinen eingesetzt und leisten in diesen einen wichtigen Beitrag zu einer Verbesserung der Prozesssicherheit. 


Baureihen für große Aufgaben

Mit den torsionssteifen Metallbalgkupplungen der Modellreihe BX (Bild 3) bietet R+W weiterhin drei verschiedene Modelle im Standardsortiment an, die für eine Übertragung von bis zu 100.000 Nm Nenndrehmoment geeignet sind. Aufgrund ihrer doppelkardanischen Ausführung mit zwei Metallbälgen kann somit auch im Schwerlastbereich ein hoher Versatzausgleich gewährleistet werden.

Das Modell BX1 kann dabei mittels Flanschanbindung direkt mit der An- und Abtriebsseite verschraubt werden. Hierdurch ist die Baulänge der gesamten Einheit sehr kurz ausgelegt und kundenspezifische Anbindungen sind leicht zu realisieren. Die  Bauform der BX4 überträgt das Drehmoment rein über die Passfederverbindung. Diese Ausführung ist besonders robust und einfach zu montieren, da zusätzliche Schrauben zum Klemmen entfallen. Die BX6 stellt eine reibschlüssige Verbindung per Konusklemmnabe her. Sie wird über einen ausliegenden Konusklemmring auf der zylindrischen Welle montiert. Der Konusklemmring besteht aus zwei Bauteilen: dem Klemmring und der Nabe. Der Klemmring wird mittels Befestigungsschrauben in axialer Richtung an die Nabe gezogen. Durch die beiden zueinander konisch laufenden Flächen entsteht in vertikaler Richtung eine Flächenpressung. Die daraus resultierende Anpresskraft ist für den benötigten Nenndrehmomentbereich ausgelegt. 

Je nach Kundenwunsch können die Kupplungen individuell ausgeführt werden: aus Stahl oder Edelstahl; gewuchtet, statisch oder dynamisch; mit Flanschanbau, Passfederverbindung oder Konusklemmnabe; geschweißt und in vielen weiteren Varianten. Die Schwerlastkupplungen der Baureihe BX kommen unter anderem in Walzwerken und Prüfständen sowie in Mischern oder Extrudern zum Einsatz. 


Auch Drehmomente über 100.000 Nm können übertragen werden

Über das Standardsortiment der Metallbalgkupplungen hinaus bietet R+W auch maßgefertigte und kundenspezifische Sonderlösungen an. Beispielsweise entwickelte und realisierte das Unternehmen eine Metallbalgkupplung für einen Prüfstand für Windkraft-Generatoren, die für Spitzendrehmomente bis 850.000 Nm geeignet ist (Bild 4). 

Auf eine andere Art, jedoch ebenfalls auf Basis der Modellreihe BX, konnte für sehr spezielle und sehr hohe Anforderungen eine Sonderkupplung entwickelt werden, die für den Einsatz Untertage in Kohlegruben zwischen einer Anlaufkupplung und einem Getriebe eingesetzt werden kann. Das Problem bestand darin, dass die vorhandenen Klauenkupplungen aufgrund der hohen Versätze zu hohe Rückstellkräfte aufbrachten, die zu Schädigungen an den Lagerungen sowie zu daraus resultierenden äußerst kostspieligen Maschinenstillstandzeiten führten. Als Lösung konnte R+W  eine Sonderkupplung entwickeln, die aufgrund des doppelkardanischen Metallbalg-Designs weitaus weniger Rückstellkräfte aufbringt als die verwendeten elastischen Kupplungen. Somit werden die Lagerungen geschont, teure Stillstandzeiten vermieden und die Prozesssicherheit entscheidend erhöht.

Diese zwei ausgewählten Beispiele zeigen, wie unterschiedlich die hohen Anforderungen sein können. Die Entwicklung von Sonderlösungen für spezielle Anforderungen gehört bei R+W ebenso zum Tagesgeschäft wie die Standard-Produkte. Häufig bilden individuelle Projekte die Basis für eine spätere Serienreife. 


Kundenwünsche als Impulsgeber für Entwicklung

Der Einsatz in verschiedensten Anwendungen ist maßgeblich für die kontinuierliche Erweiterung des Standardprogramms und neuer Sonderlösungen sowie die wachsende technologische Kompetenz von R+W. Das Ziel ist es, Lösungen zu schaffen, die eine sichere Investition in die Effizienz und Betriebssicherheit von Anlagen bilden. Jedes neue Produkt ist inspiriert von einem Kundenwunsch, jede gemeisterte Herausforderung die Basis für fundierte Beratung.

Autor: Dirk Hasenstab 

 

Hier als PDF zum Download


Artikel Übersicht