Servokupplung

Distanz effizient überbrückt

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Die Verbindung von Antriebskomponenten mit großen Achsabständen stellt im Maschinenbau ein immer wiederkehrendes Problem dar und gerade in den Bereichen Palettier- und Verpackungsanlagen sowie Linearführungen kommen häufig sogenannte Distanzkupplungen als Verbindungswellen zum Einsatz. Jakob Antriebstechnik hat dafür die Reihe WDS als spielfreie Servokupplung konzipiert.

Der Autor: Jan Möller, Marketing, Jakob Antriebs- technik, Kleinwallstadt

Der Trend zu höheren Drehzahlen, Drehmomenten und Antriebsleistungen war in diesen Anwendungen in der Vergangenheit mit den „traditionell“ verwendeten Materialien an Grenzen gestoßen. Im Zeichen der Produktivität und Rentabilität müssen Schäden an Maschinen und damit verbundene Produktionsstillstände um jeden Preis verhindert werden. Hierfür hat Jakob Antriebstechnik die Reihe WDS als spielfreie Servokupplung konzipiert: Sie besteht aus einem längenvariablen Zwischenrohr, das an beiden Enden durch torsionssteife, flexible Metallbalgkupplungen versehen ist.
Speziell die Ausführungen mit Zwischenrohren
Die Nutzung unterschiedlichster Materialien für das Zwischenrohr erlaubt den Ingenieuren von Jakob anwendungsabhängig Distanzen von bis zu 6 m zu überbrücken und gleichzeitig hohe Drehzahlen zu ermöglichen, während aufwendige Zwischenlager oder Lagerblöcke unnötig werden. Besonders wichtig ist die präzise Fertigung der Kupplungskomponenten. Optimale Rundlaufeigenschaften sind unverzichtbar, um ein ruhiges Laufverhalten zu sichern. Die Distanzkupplungen decken Drehmomentbereiche von 20 bis 3200 Nm ab und sind für Wellenzapfen von 9 bis 90 mm ausführbar. Speziell die Ausführungen mit Zwischenrohren aus Kohlenfaserverbunden erlauben Drehzahlen von 10 000 U/min und höher, je nach Größe des Achsabstandes und anderer Betriebsparameter.
Die Zwischenrohre, die die beiden Kupplungselemente verbinden, werden aus Materialien gefertigt, die eine Leichtbauweise erlauben: Aluminium, Edelstahl, glasfaser- oder carbonfaserverstärkte Kunststoffe. Zusätzlich ermöglicht der Einsatz dieser Materialien die Verwendung der Kupplungen unter feuchten und korrosiven Umgebungsbedingungen, sie sind korrosionsbeständig. Die Synchronwellen der Reihe WDS sind unter regulären Bedingungen wartungs- und verschleißfrei. Der zulässige Betriebstemperaturbereich reicht von -40 °C bis zu maximal +300 °C. Bei Verwendung von CFK-Rohren ist der Einsatz aufgrund des verwendeten Matrixmaterials auf 120 °C begrenzt. Diese Temperatur sollte nach Möglichkeit nicht oder nur kurz (bis 150 °C) überschritten werden.
Hohe Torsionssteife und geringe Rückstellkräfte
Eine spezielle kardanische Lagerung macht es möglich, dass das Gewicht des Zwischenrohres auf den Naben abgestützt wird, die Ausgleichselemente werden entlastet. Im Falle eines Crashs ist somit gewährleistet, dass sowohl Anlage als auch Bediener vor möglichen Schäden geschützt werden können. Die WDS-Reihe kann als Synchron-, Gelenk-, oder Verbindungswelle eingesetzt werden und bietet die gleichen Vorzüge wie klassische Metallbalgkupplungen: eine hohe Torsionssteife und geringe Rückstellkräfte beim Ausgleich von Versätzen. Fluchtungsfehler, insbesondere Parallelversätze können in erheblichem Maße ausgeglichen werden. Je nach Länge des Zwischenrohres lassen sich somit radiale Wellenversätze von bis zu 10 mm/m ausgleichen.
Bei der Montage wurde besonderes Augenmerk auf die Ergonomie am Arbeitsplatz gelegt: durch die Halbschalenausführung der Naben muss das Gewicht während der Montage nicht gehalten werden. Die festen Nabenhälften können hierzu auf die Wellenzapfen aufgelegt werden, während die jeweils anderen Hälften angebracht werden, eine Distanzkupplung kann somit normalerweise von einer einzelnen Person montiert werden. Eine Distanzkupplung mit einem CFK-Zwischenrohr ist dabei bis zu 80 % leichter als eine vergleichbare Stahlversion. Bei Bedarf werden die Kupplungen auch mit anderen Anbindungen gefertigt, beispielsweise Konusspannringnaben, axial verschiebbare Klauennaben und Flanschverbindungen.
Jakob Antriebstechnik unterstützt potenzielle Kunden bei der Auswahl der optimalen Distanzkupplung. Dabei lassen sich maximale radiale Verlagerungen von der Zwischenrohrlänge direkt ableiten. Hierfür wurde eine spezielle Software entwickelt, die anhand der gegebenen Parameter ein Datenblatt mit detaillierten Informationen erstellt. In diesem lassen sich elastische Verformung, biegekritische Drehzahl, Torsionssteife der gesamten Welle, Verdrehwinkel, Gewicht, Masseträgheitsmomente und Ausgleichsversatz schnell ablesen, die Entscheidung für eine der möglichen Varianten wird deutlich vereinfacht.
Außer den Verbindungswellen der Reihe WDS bietet das Unternehmen noch weitere Standardbaureihen und kundenspezifische Lösungen für die Überbrückung großer Achsabstände an. I

Info & Kontakt

Jakob Antriebstechnik GmbH Roland Arnold, Konstruktion Tel.: 06022 220-80 arnold@jakobantriebstechnik.de www.jakobantriebstechnik.de
Detaillierte Informationen zu den Distanzkupplungen
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