Kupplungstechnik / Antriebstechnik:
Vom Anlagen- und Maschinenbau bis zum Microsystem
Innovative Wellenkupplungen für Antriebe jeder Art
Der Druck, immer höhere Qualität zu immer niedrigeren Kosten zu produzieren, führt zu immer stärkerer Auslastung der Maschinen. Hochdynamische Servoachsen, hochpräzise NC- und Schrittmotorsysteme müssen exakt und vor allem zuverlässig arbeiten. Störungen oder Maschinenstillstandszeiten sind kaum noch zu kalkulieren und können hohe Folgekosten generieren. Die Antwort auf solch hohe Ansprüche sind die Antriebselemente, die Kupplungstechnik und Kupplungssysteme von R+W.
Spielfreie Übertragung von Winkel und Drehmoment durch Balgkupplungen
Kupplungen von R+W werden überall da eingesetzt wo es auf eine absolut zuverlässige und spielfreie Übertragung von Winkel und Drehmoment ankommt.
Der nachfolgende Bericht verdeutlicht anhand einiger Beispiele welche Bandbreite heute R+W mit einem abgerundeten Produktprogramm abdeckt. Das Drehmoment potential geht von 2 Ncm bis 10.000 Nm bei Wellendurchmessern vom 1 mm bis 180 mm.
Steckbare Kupplungstypen
Balgkupplungen zeichnen sich durch eine hohe Torsionssteife und den möglichen Ausgleich von axialen, lateralen und angularen Wellenverlagerungen aus.
Kupplungen wie die beschriebenen Balgkupplungen Serie BK müssen nicht nur das Antriebsdrehmoment weiter leiten. Sie sind auch das ausgleichende Element zwischen Motor und Getriebe. Sie nehmen Fluchtungsfehler, Winkelfehler, Koaxialitäten und auch Montagefehler innerhalb bestimmter Grenzen auf.
Bei der gezeigten Balgkupplung kommen aber noch einige Besonderheiten hinzu
- Möglichst geringe Baulänge.
- Absolut steife Kraftübertragung.
- Rückstellfreier Ausgleich ohne Querkräfte.
- Möglichst geringe Kupplungserwärmung.
- Unwucht innerhalb engster Toleranzen.
- Steckbarkeit der Verbindung, doch ohne jegliches Spiel unter Belastung.
- Steckbarkeit ohne bestimmte Stellung von Motor oder Getriebe.
- Einfachste Montage, nur Arbeiten in axialer Richtung.
- Sichere Montage auch vor Ort, zum Beispiel durch Betriebsschlosser.
Viele dieser Forderungen erfüllt die Kupplungstechnik von R+W schon in Standard-Ausführungen der Kupplungen.
Miniaturisierung von Balgkupplungen: Miniaturanwendungen von Welle-Welle-Verbindungen
In
einen ganz anderen Bereich setzt R+W
mit der neuen Mikroflex
Kupplung Akzente. Dieses Modell einer MIniaturkupplung
wurde speziell für die Medizintechnik, Messtechnik und Mikrotechnik
entwickelt. Mit einer Länge von nur 9 mm und einem Aussendurchmesser
von 5,5 mm wird hier auf die Entwicklung
der Miniaturisierung von Welle-Nabe-Verbindungen
eingegangen.
Die aus Polyamid gefertigte Kupplung überträgt ein Drehmoment von 2 Ncm und gleicht laterale, angulare und axiale Wellenverlagerungen aus. Die Klemmung erfolgt über eine radiale angeordnete Madenschraube und Klemmhülse aus rostfreiem Edelstahl.
Axial spielfreie Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung
Wer eine Definition für den Begriff 'Kupplung' sucht, wird in der einschlägigen Fachliteratur rasch fündig: Kupplungen dienen der festen oder beweglichen, starren oder elastischen Verbindung von Wellen zur Übertragung von Drehmomenten. Sie sollen darüber hinaus in vielen Fällen unvermeidbare radiale, axiale und winkelige Wellenverlagerungen ausgleichen.
Kupplungen werden also meist dann eingesetzt, wenn An- und Abtriebsachse nicht exakt zueinander fluchten. Dabei müssen die Wellen keineswegs immer nur Drehmomente übertragen. Es kommen mehr und mehr Antriebe auf den Markt, deren Achsen linear bewegt werden und dabei Zug- und Druckkräfte weiterleiten. Doch auch hier würde eine starre Verbindung im Falle von Fluchtungsfehlern die Wellen untereinander verspannen und zu erhöhter Reibung in den Lagern oder gar zum Verklemmen führen.
R+W stellt mit der neuentwickelten Linearkupplung der Baureihe LK (Bild 3) ein völlig neuartiges Verbindungselement vor, dass im Gegensatz zu den bekannten Gelenklagern ganz ohne Kugelgelenke oder andere verschleißbehaftete Bauteile auskommt. Ein bewährtes Hochleistungsfedersystem absorbiert laterale Achsabweichungen bis zu 0,7mm und Winkelverlagerungen bis zu 1,5° (Bild unten) ohne jegliche Längenabweichung.
Ergebnis: Die Linearkupplung LK kompensiert bereits bei einseitigem Anbau an die Kolbenstange zuverlässig alle denkbaren Fluchtungsfehler und arbeitet während der gesamten Laufzeit unter allen Bedingungen absolut spielfrei.
Typische Anwendungsgebiete: Linearkupplungen werden zur Befestigung von Wegmeßsystemen, Linearmotoren, Actuatoren, Elektro- oder Pneumatikzylindern in Labor- und Prüfgeräten, Verpackungs-, Textil-, Druck- oder Montagemaschinen eingesetzt.
Die Serie Linearkupplung LK ist für hohe Beschleunigungen (bis 300m/s²), große Zug- und Druckkräfte (bis 2.000 N) und höchste Lebensdauer ausgelegt. Sie zeichnet sich darüber hinaus durch kompakte Bauweise und niedriges Gewicht aus. Die Serie LK ist in vier Baugrößen für Einschraubgewinde M5, M6, M8 und M10 erhältlich. Die Standardversion aus hochfestem Aluminium verfügt über einen Einschraubflansch mit Außengewinde und einem gegenüberliegenden Innengewinde der selben Größe. Für Anwendungsfälle in Reinräumen, Klimakammern oder in der Lebensmittelindustrie kann die Linearkupplung optional in Edelstahl gefertigt werden.
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