Der Einsatz von Kupplungen an Dekanter-Antrieben

Die Präzisionssicherheitskupplung SKP

Hocheffiziente Maschinen mit Crashpotenzial

Im Wesentlichen sind die Anforderungen an Dekanter sehr unterschiedlich. Antriebskonzepte mit Dekanter müssen grundlegend aber gut bedienbar, zuverlässig und einen hohen Drehmoment des Schneckenantriebs bei geringer Differenzdrehzahl gegenüber der Trommel übermitteln. Betrachtet man den Prozess der Dekantierzentrifugen wird schnell klar, dass es hier um Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten geht. In der Zentrifuge wird die Erdbeschleunigung durch eine wesentlich höhere Zentrifugenbeschleunigung ersetzt. Durch die hohen Trommeldrehzahlen werden Feststoffe, diese haben eine höhere Dichte, von Flüssigkeiten mit geringerer Dichte separiert. Bei diesem Vorgang kann es immer wieder vorkommen, dass aufgrund der zu trennenden Stoffe die Schnecke mit der Trommel verklemmt und ein beträchtlicher Schaden an Maschinenteilen entsteht. Eine schnelle Reparatur ist in den meisten Fällen nicht möglich, da die Ersatzteile in der Regel eine längere Wiederbeschaffungszeit haben. Das wiederum führt zu Stillstandszeiten der Anlagen, zum Produktionsausfall und einer schlechten Produktivität und verursacht auf dieser Seite noch mehr Kosten. Betrachtet man nun die einzelnen Positionen wie den Produktionsausfall, der in der Regel den höchsten Kostenaufwand durch den entgangenen Gewinn ausmacht, sind die Kosten für Reparatur und Ersatzteilbeschaffung eher gering. Zur Vermeidung von Produktionsausfällen in diesem Maße kann man auf eine Sicherheitskupplung von R+W zurückgreifen. Mithilfe einer eingebauten Sicherheitskupplung kann zwar der Crash nicht verhindert, aber der Schaden am Getriebe, der Trommel oder dem kompletten Antrieb abgewandt werden.

Spielfreie Drehmomentbegrenzung

Die Sicherheitskupplung schützt die Maschine vor einer Überlast indem sie die Krafttrennung vom Getriebe zur Trommel mit Förderschnecke (das Herzstück der Anlage) auslöst. Was passiert genau? Die Geschwindigkeit der Förderschnecke passt sich in Millisekunden an die Geschwindigkeit der Trommel an und die Maschine kommt ohne großen Schaden zum Erliegen. Die unterschiedlichen Anwendungsgebiete der Dekanter, zum Beispiel in der Öl- und Gasindustrie, Chemie-Prozess-Pharmaindustrie, Nahrungs- und Genussmittelindustrie, Umwelttechnik und im Berg- und Tunnelbau, fordern eine weite Bandbreite an speziellen Sicherheitskupplungen. Die spielfreie Sicherheitskupplung SKP (siehe Bild), in freischaltender Ausführung, sichert maximale Drehmomente von 2.800 Nm. Die Kupplung in kompakter Bauweise ist für indirekte Antriebe konstruiert und verbindet die Antriebskomponenten durch Passfedern nach DIN 6885 oder Zollabmessungen. Das Drehmoment ist außerdem, je nach Modell, stufenlos einstellbar. Als Standardfunktion wird üblicherweise die winkelsynchrone Einrastung angeboten. Erhältlich sind außerdem das durchrastende, gesperrte und freischaltende Funktionssystem, je nach Applikation. Empfehlenswert ist hier immer eine Beratung vorab. Vorwiegend werden Dekanter-Getriebe mittels Motor und Riemen angetrieben. Die Sicherheitskupplung wird normalerweise am Getriebe beim Riemenrad, welches die rotatorische Drehbewegung weitergibt, verbaut. Man trennt die Stelle zwischen Riemenrad und Eingang des Getriebes und schiebt die Kupplung auf die Getriebeeingangswelle. Der äußere Flansch der Sicherheitskupplung wird mit dem Riemenrad verbunden, so dass eine komplette Einheit entsteht, die nach außen nur minimal aufbaut. Radial auftretende Kräfte aufgrund der Riemenspannung treten in der Regel nicht an der Sicherheitskupplung auf, daher kann auf ein zusätzliches Lager verzichtet werden. Die Aufnahme der Getriebewelle in der Sicherheitskupplung wird von R+W so angepasst, dass keine Änderungen an der Getriebewelle vorgenommen werden müssen. Der Gehäusedeckel des Getriebes mit dem Riemenrad muss eventuell nur minimal angepasst werden. Aufgrund des beachtlichen Baukastenprinzips und der Flexibilität von R+W im Bereich Präzision können in solchen Fällen vergleichsweise kostengünstige, verlässliche Sicherheitskupplungen eingesetzt werden.

Revolutionäres Antriebskonzept

Da eine hohe Torsionssteife bei Dekanter-Antrieben im Vordergrund steht empfiehlt sich eine Präzisionsmetallbalgkupplung wie die BK1. Das Modell überträgt je nach Größe Drehmomente von 15 bis 10.000 Nm und punktet durch eine kompakte, einfache Bauweise mit Flanschanbindung und ist somit prädestiniert für Antriebskonzepte mit Dekanter. Für eine Neuentwicklung wurde für ein Antriebskonzept die R+W-Metallbalgkupplung BK1 der Serie 6.000 als Sonderausführung für einen auf dem Maschinenfundament aufgebautem Schneckenkonzept angepasst. Ausgewählt wurde diese Kupplung mit einer speziell dafür entwickelten Verzahnung für die Wärmeausdehnung, und einer Sonderanfertigung eines Metallbalgs mit Drehmomentspitzen bis zu 15.000 Nm und zusätzlichem Versatzausgleich zwischen Getriebe und Rotor. Die stationäre Bauweise wirkt sich unmittelbar positiv auf die Schwingungen, Lagerbelastungen und –lebensdauer, Schmierstoffversorgung und nicht zuletzt die Sicherheit aus. Außerdem bietet die Lösung einen weniger geringen Energieverlust als herkömmliche Dekanter- und Schneckenantriebssystemen. Plantsch- und Walkverlusten werden ebenso eliminiert. Metallbalgkupplungen sorgen also maßgeblich, als Bindeglied zwischen den Einzelkomponenten, für einen reibungslosen, möglichst langen Betrieb der gesamten Anlage.

Große Industrieanwendungen

Größere Anlagen verlangen meistens eine höhere Drehmomentübertragung. Die R+W-Industriesicherheitskupplungen kommen diesen Anforderungen nach und übertragen je nach Ausführung standardmäßig Drehmomente von 200 bis 250.000 Nm. Auch Sonderlösungen sind möglich. Ein besonderes Modell, welches mittlerweile als Standard verfügbar und für Dekantereinsätze passend ist, ist die Sicherheitskupplung mit Passfederverbindung und Elastomerkupplung STE. Zur Grundeigenschaft der Kupplung gehören die Schwingungsdämpfung und der Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Wie alle Sicherheitskupplungen begrenzt die STE das Drehmoment exakt. Je nach Bauart können Drehmomente von 200 bis 14.000 Nm übertragen werden. Außerdem ist die Kupplung durchschlagsicher und durch den Elastomerkranz steckbar. Ein wertvoller Vorteil für kraftvolle Maschinenpakete auf begrenztem Platzangebot. Oftmals nachgefragte Sachverhalte, wie zum Beispiel die Drehmomenteinstellung einer Sicherheitskupplung, erklärt R+W mittlerweile in der kostenlosen R+W-App. Weitere Infos und Beratung gibt es zusätzlich unter www.rw-kupplungen.de/produkte/