Lamellenkupplungen für Pumpenapplikationen

Pumpenapplikationen stellen spezielle Anforderungen an die torsionssteifen Lamellenkupplungen. Lamellenkupplungen übertragen das Drehmoment im Lamellenpaket über den Reibschluss. Dadurch werden Mikrobewegungen in der Anbindung der Lamelle vermieden und die Steifigkeit der Kupplung steigt. Um passgenaue Kupplungslösungen für die jeweiligen Anforderungen zu bieten, verfügt die R+W Antriebselemente GmbH über zahlreiche Modellvarianten, welche in vielen unterschiedlichen Größen und Optionsmöglichkeiten bezogen werden können.

Grundsätzlich sind die R+W-Lamellenkupplungen der Modellreihe LP robuste, torsionssteife und wartungsfreie Ganzstahlkupplungen, die zur Drehmomentübertragung sowie zum Ausgleich von Wellenversätzen genutzt werden. Durch die Verwendung hochfester Materialien weisen alle Modellreihen eine hohe Leistungsdichte auf. Die kompakten Kupplungen können in einem Temperaturbereich von -30 bis +280 Grad Celsius eingesetzt werden. Optional gibt es die Kupplungen auch für den Einsatz in Explosionsschutzbereichen (ATEX).

Das Herzstück der Kupplung: das Lamellenpaket

Ausgestattet sind die Lamellenkupplungen von R+W durchgängig mit Sechslochlamellen aus hochelastischem Federstahl, welche im Paket Wellenversätze ausgleichen können. Zur Befestigung des Lamellenpakets werden hochfeste Schrauben eingesetzt. Diese übertragen das Drehmoment über den Reibschluss, was eine spielfreie Drehmomentübertragung im Lamellenpaket garantiert. Mikrobewegungen in der Anbindung zur Lamelle werden so vermieden und die Gesamtsteifigkeit gesteigert. Aufgrund der Ausgleichsmöglichkeit des Lamellenpakets können die Kupplungen sowohl angularen als auch axialen Wellenversatz ausgleichen. Ist die Kupplung doppelkardanisch mit zwei Lamellenpaketen ausgeführt, kann zudem ein lateraler Wellenversatz ausgeglichen werden. Um den unterschiedlichen Anforderungen der verschiedenen Einsatzgebiete gerecht zu werden, verfügt R+W über zahlreiche Baureihen, die bereits in den jeweiligen Standardausführungen für viele Anwendungen geeignet sind.

Modelle für diverse Anbindungen und Einsätze

Kupplungen der LP1-Baureihe verfügen über zwei präzise gefertigte Kupplungsnaben, die mittels Buchsen und hochfesten Schrauben mit dem Lamellenpaket verbunden sind. Die axiale Fixierung auf den Wellen erfolgt über Klemmschrauben, die über den Passfedernuten in den Kupplungsnaben eingebracht sind. Axiale sowie angulare Versätze können zudem ausgeglichen werden. Aufgrund ihrer kompakten und einfach kardanischen Bauform wird die LP1-Kupplung oftmals dort eingesetzt, wo eine sehr hohe Torsionssteife gefordert ist oder nur geringe Bauraumverhältnisse gegeben sind. Unter anderem finden diese häufig in Prüfstands-, Prozesspumpen- oder Rührwerksapplikationen ihre Verwendung.

Im Gegensatz zu den Modellen der Baureihe LP1 verfügt die LP2 über zwei Lamellenpakete sowie ein Zwischenrohr, welches auf Anfrage in kundenspezifischen Längen erhältlich ist. Aufgrund ihres doppelkardanischen Designs können diese Kupplungen auch lateralen Versatz ausgleichen. Oft werden sie eingesetzt, um eine größere Distanz zu überbrücken. Da sie montiert werden können, ohne dass die zu verbindenden Komponenten, wie beispielsweise Motor und Pumpe, bewegt werden müssen, spart ihr Einsatz Zeit und Aufwand. Die Anwendungsgebiete für LP2 Kupplungen sind ebenfalls vielfältig. So können diese beispielsweise in Pumpen Anwendungen eingesetzt werden, bei diesen keine API Standards eingehalten werden müssen. Die Lamellenkupplungen der Baureihen LP1 und LP2 stehen in zwölf verschiedenen Größen, für Nenndrehmomente von 350 bis 12.000 Nm zur Verfügung.

Durch die symmetrischen Konusklemmnaben verfügen die Kupplungen LP3 (doppelkardanisch) und LP4 (einfachkardanisch) über sehr hohe Klemmkräfte. Diese Produkte eignen sich infolgedessen insbesondere für Reversierantriebe, beziehungsweise für Applikationen mit hohen Drehzahlen. Beide Baureihen sind in unterschiedlichen Baugrößen für Nenndrehmomente von 500 bis 12.000 Nm erhältlich.

Die Produkte der Baureihe LPZ verfügt über kompakte, doppelkardanische Zwischenstücke. Diese können nach dem Baukastensystem leicht mit den verschiedenen Nabentypen der LP-Modellreihe, wie beispielsweise mit Konusklemmnaben oder Naben für Passfederverbindungen, kombiniert werden. Somit können standardmäßig schnell und einfach anforderungsspezifische Kupplungslösungen konfiguriert werden, welche das Drehmoment sehr torsionssteif übertragen.

Lamellenkupplungen nach API 610 und 671

Eine spezielle Ausführung in der LP-Baureihe ist das Modell LPA. Die doppelkardanischen Kupplungen wurden in der Serienausführung nach den API 610 Standards konstruiert und sind mit Passfederverbindung für direkte Antriebe erhältlich. Die Richtlinien des American Petroleum Institute (API) stellen konstruktive Standards für Pumpenapplikationen weit über die USA hinaus dar und werden weltweit genutzt. LPA-Kupplungen entsprechen damit den allgemeinen Verordnungen für Pumpenanwendungen in der Chemie und Petrochemie.

Die API 610 legt konstruktive Richtlinien fest, welche zum Beispiel die Materialien, die Wuchtung oder die Fangsicherung betreffen. Die Umsetzung kann jedoch unterschiedlich ausfallen. Bei den Kupplungen aus der Modellreihe LPA ist das Zwischenstück radial durch eine Komponente gesichert, welche die Fangsicherheit und die Notlaufeigenschaften bei einem etwaigen Lamellenbruch gewährleistet. Das radial herausnehmbare Zwischenstück ist so konstruiert, dass es ohne Bewegung der Naben demontiert werden kann. Bei Lieferung ist dieses immer fertig montiert.

Lamellenkupplungen nach API 610 werden in einer Vielzahl verschiedenster Applikationen benötigt. So finden diese beispielsweise in der On- und Offshore Ölindustrie, Raffinerien oder in Gaskraftwerken ihre Verwendung und werden oftmals zum Beispiel für die Verbindung zwischen Motor und horizontalen oder vertikalen Kreiselpumpen eingesetzt.

Die Lamellenkupplungen der Modellreihe LPA sind in sechs verschiedenen Größen, für Nenndrehmomente von 500 bis 12.000 Nm sowie in metrischen wie auch imperialen Versionen erhältlich. Sie entsprechen in ihrer Wuchtgüte mindestens der AGMA 9000-Klasse 9, welche eine Richtlinie zum Wuchten von Kupplungen darstellt. Als Sonderanfertigung sind darüber hinaus auch Kupplungen für Spezialanwendungen nach API 671 möglich.

Weitere Optionen und Sonderausführungen

Das breite Sortiment der R+W Lamellenkupplungen wird darüber hinaus durch zahlreiche Optionsmöglichkeiten und Sonderlösungen ergänzt. Eine Sonderausführung auf Basis der LP2 in Serie 10000 war beispielsweise in einem aktuellen Fall die geeignete Kupplungslösung.

Für den Transport von Flüssigasen oder Erdöl auf dem Seeweg müssen Tankgutschiffe unter den des Gefahrguts entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen entsprechend beladen und gelöscht werden. Für diese Pumpvorgänge werden Großkompressoren benötigt, die von leistungsstarken Elektromotoren angetrieben werden. Im konkreten Fall leistet ein 350 KW Motor bei rund 700 U/min ein Drehmoment von etwa 4800 Nm. Ruckartige Stoßmomente zu Beginn des Pumpvorgangs können das Drehmoment jedoch auf bis zu über 9000 Nm kurzzeitig ansteigen lassen. Die Sondervariante der LP2/10000 verbindet hier die Motorwelle mit einer ca. 2 m langen massiven, starren Welle. Diese Welle wird über eine Schottdurchführung in den Kompressorraum geführt. Das Ende der Welle wird wiederum mittels einer weiteren Kupplung mit dem Antriebsflansch des Kompressors verbunden. Die besonderen Anforderungen an die Kupplungen waren hier unter anderem eine gewisse Seewasserbeständigkeit, die vorgegebene Wuchtgüte sowie eine einfache Montagemöglichkeit. Der zusätzliche Sicherheitsfaktor der Kupplung erlaubt darüber hinaus im Notfall ein kurzzeitiges Drehmoment von bis zu 20.000 Nm und erfüllt somit auch die Anforderungen an entsprechende Sicherheitsreserven.