Große Wellenabstände mit Zwischenachsen wirtschaftlich verbinden Auf Distanz gegangen - KEM

Große Wellenabstände mit Zwischenachsen wirtschaftlich verbinden

Auf Distanz gegangen

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Für die effiziente Verbindung großer Wellenabstände in der Antriebstechnik gibt es neue Möglichkeiten. Damit lassen sich bei bis zu 6 m lange Zwischenachsen Komponenten wie Zwischenlager, Lagerböcke sowie deren Montage einsparen. R+W beschäftigt sich mit der Entwicklung und Produktion dieser spielfreien Zwischenachsen und stellt neben dem bereits bekannten System mit Metallbälgen nun eine weitere Variante auf Basis der Elastomerkupplung vor.

Der Autor Thomas Merz ist Vertriebsleiter Deutschland der R+W Antriebelemente GmbH, Klingenberg

Die Zwischenachse mit Elastomerkranz dient der Verbindung langer Wellenabstände. Ihre Entwicklung und Konstruktion sowie deren Begriffe und Einheiten entsprechen den Richtlinien der DIN 740. Die vorgegebenen Leistungsmerkmale werden deutlich übertroffen. Um die Unterschiede der beiden Systeme erkennbar zu machen, sind nachstehend die wichtigsten Eigenschaften aufgelistet:
Zwischenachsen mit Elastomerzahnkranz (Serie EZ):
– spielfrei, drehelastisch, Leichtbauweise
– gute Dämpfungseigenschaften,
– allseitige Verlagerungsfähigkeit bei akzeptablen Rückstellkräften,
– gute axiale Steckbarkeit durch kalibrierte Zahnkränze,
– Elastomerzahnkranz in unterschiedlichen Shorehärten, optimale Anpassung bei stoß- und schwingungsgefährdeten Antrieben,
– Längen bis 4 m, Drehmoment bis 450 Nm,
– leichte Montage durch Klemmnaben in Halbschalenbauweise,
– kostengünstige Ausführung.
Zwischenachsen mit Metallbalg (Serie ZA):
– spielfrei, drehsteif, geringes Gewicht,
– große allseitige Verlagerungsfähigkeit bei geringsten Rückstellkräften,
– Längen bis 6 m, Drehmoment bis 4 000 Nm,
– leicht montierbar durch herausnehmbares Zwischenrohr oder Halbschalennaben.
Materialien
Die unterschiedlichen Belastungs- und Auslegungskriterien können durch die beiden Systeme optimal berücksichtigt werden. Ein wichtiges Konstruktionsmerkmal dieser Achsverbindungen sind die jeweiligen Ausgleichselemente – Metallbalg/Elastomerkranz – an den Enden der längenvariablen Zwischenrohre. Der Elastomerkranz aus Polyurethan wird in verschiedenen Shorehärten angeboten. Je nach Belastung aus dem Antrieb addieren sich neben der Schwingungsanregung auch Regelkreisfrequenzen und Unwucht auf. Durch die Auswahlmöglichkeit der unterschiedlichen Elastomerhärten kann die Schwingungsbelastung positiv beeinflusst und begrenzt werden.
Die Zwischenrohre werden je nach Einsatzfall aus Aluminium, optional aus Stahl, Edelstahl oder auch aus carbonfaserverstärktem CFK ausgewählt. Hauptkriterium für die eingesetzten Elemente sind leichte und dauerfeste Materialien für die Leichtbauweise.
Die flexiblen Elemente werden über eine speziell im Inneren der Kupplungskörper eingebrachte kardanische Lagerung abgestützt. Somit ist eine im Crashfall mögliche Beschädigung der Anlage oder auch Personenschäden von vornherein ausgeschlossen. Zusätzlich wird eine Überlastsicherung angeboten und damit auch dem vorgeschriebenen Gefahrenausschluss Folge geleistet. Durch die präzise Fertigung der Einzelelemente werden hohe Rundlauf-eigenschaften und ein ruhiges Laufverhalten erzielt.
Auslegungskriterien
Maximal zulässige radiale Verlagerungen hängen direkt von der Zwischenrohrlänge ab. Diese wird in Verbindung mit weiteren Daten wie Axial- und Winkelversatz, Wellendurchmesser und Abstand in einer speziell für R+W entwickelten Software berücksichtigt und dem Anwender als exakt berechnetes Datenblatt zur Verfügung gestellt. Die dadurch ermittelten Werte geben detaillierte Informationen über elastische Verformung, biegekritische Drehzahl, Torsionsteife der kompletten Welle, Verdrehwinkel, Gewicht, Masseträgheitsmomente und Ausgleichsversatz. Dieses Berechnungsprogramm ermöglicht wichtige Entscheidungshilfen bei der optimalen Auslegung, besonders für die biegekritische Drehzahl. Hier kann zum Beispiel durch die variierbare Torsionssteife des Ausgleichselementes und den veränderbaren Innen- oder Außendurchmesser des Zwischenrohres die gesamte Steifigkeit der Synchronwelle positiv beeinflusst werden. Durch eine veränderte Geradheit des Rohres wird die biegekritische Drehzahl erhöht oder reduziert. Durch die zur Verfügung stehende Simulations- und Berechnungssoftware von R+W wurde eine schnelle und hochgenaue Bestimmung der einzusetzenden Zwischenachse möglich.
Ausführliche Informationen
Zwischenachse mit Elastomerzahnkranz
Zwischenachse mit Metallbalg
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