Lamellenkupplungen für dynamische Arbeitsprozesse oder spezielle Umgebungsbedingungen

Das Anforderungsprofil entscheidet

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Leichtes Aluminium für dynamische Arbeitsprozesse oder Edelstahl für den Einsatz in speziellen Umgebungsbedingungen – bei der Wahl des Materials von Wellenkupplungen spielen die Anforderungen einer Applikation eine entscheidende Rolle.

Jörg Melnicky, Marketing, und Andreas Bartels, technischer Vertrieb, Orbit Antriebstechnik

Im Angebotsspektrum des niedersächsischen Unternehmens Orbit Antriebstechnik findet der technische Anwender mit der Lamellenkupplung Zero-Max CD ein Kupplungsprogramm, das ein breites Feld an möglichen Anwendungsforderungen abdeckt. Beispielsweise steht mit der Serie A1C ein Programm für dynamische, häufig im Reversierbetrieb arbeitende Servoachsen zur Verfügung. Das geringe Massenträgheitsmoment der Kupplung verbunden mit einer hohen Torsionssteife sind für diesen Anwendungsbereich ausschlaggebende Argumente.
Sollen demgegenüber Kupplungen in speziellen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, beispielsweise unter Vakuumbedingungen, dann ermöglichen CD-Kupplungen mit Edelstahlnaben die geeignete Adaption in diesen Einsatzbereichen. CD-Kupplungen bieten eine hohe Leistungsdichte und vereinen eine hohe Torsionssteife mit einer hohen Verlagerungskapazität. Der Grund hierfür liegt in einem speziell geformten Lamellenpaket aus einem Hochleistungsfaserverbundwerkstoff. Durch den Werkstoff dieses Lamellenpaketes verfügen CD-Kupplungen zusätzlich über elektrisch isolierende Eigenschaften, wichtig beispielsweise zur Potenzialtrennung.
Spielfreie Lamellenkupplungen für dynamische Arbeitsprozesse
Die Baureihe mit Namen A1C ist speziell für dynamische Servoachsen konzipiert. Die in sechs Baugrößen erhältlichen spielfreien Kupplungen stehen in einfach- sowie doppelkardanischer Ausführung zur Verfügung. Die Klemmnaben und Zwischenstücke der doppelkardanischen Versionen bestehen aus Aluminium und ermöglichen so eine leichte Bauweise mit einem geringen Trägheitsmoment.
Innovatives Nabendesign ermöglicht neben einer gesteigerten Klemmkraft zusätzlich die Aufnahme großer Wellendurchmesser. Die drehsteifen Kupplungen erlauben in doppelkardanischer Ausführung je nach Baugröße Wellenverlagerungen von angular bis 2°, parallel bis zu 1,24 mm und axial bis zu 4,6 mm. Die mit Außendurchmessern von 53 bis 123 mm erhältlichen Kupplungen decken einen Nenndrehmomentbereich von 20 bis 282 Nm ab.
Diese aktuellste Form der CD-Kupplung ist durch ihre hohe Fertigungsgenauigkeit und Rundlaufgüte für hohe Drehzahlen bis zu 15 000 min-1 geeignet und erfüllt damit die Forderung beispielsweise von Werkzeugmaschinen nach immer höher werdenden Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
Anwendungsbeispiel: Präzision und Dynamik in modernen Laserschneidmaschinen
Beim Schneidprozess von Konturen aus einem breiten Spektrum von Blechdicken arbeiten moderne Laserschneidmaschinen hochdynamisch und prozesssicher. Der einzusetzenden Kupplung kommt hier eine große Bedeutung zu. Ein geringes Massenträgheitsmoment zur Unterstützung der Dynamik der Anlage ist hier unabdingbar. Ebenfalls steht eine hohe Torsionssteifigkeit der Kupplung für das präzise Abfahren auch komplexer Schneidkonturen im Fokus.
In einer solchen Schneidmaschine kam die Kupplung aus der Serie A1C in der Baugröße 6P18 zum Einsatz. Diese Kupplung mit einem Außendurchmesser von 53 mm baut mit einer Gesamtlänge von 63 mm kurz und erfüllt damit die Forderung nach einer platzsparenden Kupplungslösung. Diese Kupplungsgröße verfügt über eine Nenndrehmomentkapazität von 20 Nm und besitzt eine Torsionssteifigkeit von 5500 Nm/rad, passend zum präzisen Bearbeitungsprozess. Für den Ausgleich eventuell auftretender Verlagerungen bietet die Kupplung eine Kompensationsmöglichkeit von radial 0,44 mm, angular von 2° bzw. axial von 1,6 mm.
Wenn die Umgebung speziell wird – die Kupplung passt sich an
Produkte in der Halbleiterfertigung, in der Sensorik und in der Solarzellenfertigung haben eins gemein, sie unterliegen einem Bearbeitungsprozess, bei dem hauchdünne, meist metallische Schichten auf die Oberflächen dieser Produkte aufgetragen werden. Die Verfahren zur Abscheidung der nur wenige Mikro- oder Nanometer dünnen Schichten auf das Substrat erfolgen dabei physikalisch, thermisch, chemisch und/oder in kombinierter Form.
Häufig werden hierbei mehrere Vakuumprozesskammern je nach der Art des Bearbeitungsprozesses zu sogenannten Clustersystemen kombiniert. Dabei finden sogenannte Dünnschichtprozesse bei stark verdünntem Druck statt, meist unter Hochvakuumbedingungen. Entsprechend dieser Umgebungsverhältnisse stellen sich spezielle Maßgaben an einzusetzende Antriebskomponenten wie Ausgleichskupplungen.
In einer dieser Anlagen kam die CD-Kupplung der Größe 6A52 zum Einsatz. Entsprechend des Vakuumniveaus bestehen die Klemmnaben sowie die weiteren Kupplungsbauteile wie Buchsen und Verbindungsschrauben aus einem dem Vakuumniveau entsprechenden Edelstahl. Die Kupplungen dieser Baugröße verfügen gemäß der Leistungs- und Betriebsdaten der Anlage über eine Torsionssteife von 168 656 Nm/rad und über eine Nenndrehmomentübertragungskapazität von 402 Nm. Hier wurde ebenfalls eine kompakte Bauform der Kupplung gewünscht, die sich durch eine Baulänge von 114,8 mm bei einem Außendurchmesser von 133,4 mm ergibt. I

Info & Kontakt

40191200

Orbit Antriebstechnik GmbH
Wolfenbüttel
Andreas Bartels, technischer Vertrieb
Tel.: +49 5331 9552-534
Detaillierte Informationen zu den Lamellenkupplungen: tt1p.de/3tta
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