High-Speed-Kupplung

Die High-Speed-Kupplung

Kupplungen für Hochgeschwindigkeitsanwendungen

Antriebe bspw. in Werkzeugmaschinen oder Bestückungsautomaten arbeiten zunehmend in höheren Drehzahlbereichen. Grund hierfür sind zumeist gestiegene Produktivitätsforderungen und immer höhere Ausbringungsleistungen dieser Anlagen. Hochgeschwindigkeitsanwendungen findet man aber auch zusätzlich in Messaufbauten zum Testen von Prüflingen. Die Anforderungen an hierfür einzusetzende Kupplungssysteme, wie Ausgleichs- und Sicherheitskupplungen, können je nach Anforderungsprofil dabei sehr unterschiedlich sein.  

Steckbare und schwingungsdämpfende Elastomerkupplung in Spannnabenausführung

Hohe Drehzahlen in Verbindung mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften – für diese Anforderungen eignet sich die Elastomerkupplung Jawflex in Spannnabenausführung. Durch ihren symmetrischen Aufbau zeichnet sie sich durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit und Laufruhe aus. Das Ausgleichselement der Jawflex ist ein Elastomerstern, der unter leichter Vorspannung in die Kupplungshälften mit den konkav ausgebildeten Aufnehmern montiert wird. Die Vorspannung sorgt dafür, dass die Kupplung eine spielfreie Drehmomentübertragung gewährleistet. Die elastischen Zähne des Elastomersternes ermöglichen eine Aufnahme von radialen, axialen und winkligen Wellenverlagerungen. Zusätzlich bietet der Zahnkranz durch das verwendete Material eine elektrische Isolierungsfunktion. Durch die Wahl der Shorehärte des verwendeten Elastomersterns können Steifigkeitsfaktoren und Dämpfungsverhalten der Kupplung optimal auf die jeweiligen Einsatzbedingungen der Applikation abgestimmt werden. Der Nabenwerkstoff Aluminium sorgt dafür, dass die Kupplung ein geringes Massenträgheitsmoment besitzt. Folglich zählen dynamische Vorschub- und Positionierungs-aufgaben unter anderem zu ihren Anwendungsbereichen.  

Die High-Speed-Kupplung mit dämpfenden Eigenschaften       

High-Speed Anwendungen in der Labortechnik, sehr dynamische und schnelllaufende Prüfstände – mit der Baureihe Speedmax steht eine leichte und spielfreie Ausgleichskupplung für schnelldrehende Applikationen, bei denen  ein präzises Arbeiten bei gleichzeitiger Dämpfung von Stoß- oder Drehschwingungen gefordert ist, im Angebotsportfolio. Die Kupplungen dieser Serie vereinen ein ausgewogenes Verhältnis aus Dämpfung und Drehsteifigkeit und sind je nach Baugröße für Drehzahlen bis zu 42.000 min-1 ausgelegt. Das Funktionselement der Kupplung besteht aus dem synthetischen Polymer HNBR, einem hydrierten Nitril-Butadien-Kautschuk. Dieser umschließt im Inneren eine „fingerartige“ Nabenstruktur aus Aluminium, die von den äußeren Naben in den inneren Funktionsbereich hineinragt und in den HNBR einvulkanisiert ist. Der Werkstoff des Funktionselementes verfügt über eine hohe mechanische Festigkeit und zeigt zudem eine sehr gute Beständigkeit gegen verschiedenste Medien. Kraftschlüssige Klemmnaben aus Aluminium sorgen für eine spielfreie Wellenanbindung. Optional sind die Kupplungen ebenfalls mit geteilten, in Halbschalenbauweise ausgeführten Klemmnaben lieferbar. In dieser Ausführung erlauben sie eine radiale Montierbarkeit, ohne angrenzende Maschinenteile axial verschieben zu müssen.  

Torsionssteife Lamellenkupplung mit unterschiedlichen technischen Features

Lamellenkupplungen bieten viele praxisrelevante Features wie zum Beispiel Robustheit, hohe Drehmomentübertragungskapazität und Präzision durch hohe Torsionsteifigkeitswerte. Für Anwendungen mit hohen Drehzahlen bietet das Angebotsspektrum von Orbit Antriebstechnik hierfür ein abgestimmtes Programm. So umfasst das Sortiment Lamellenkupplungen mit Aluminium- oder Stahlklemmnaben, deren Lamellenpakete einerseits aus einem elektrisch isolierenden Verbundwerkstoff oder andererseits aus rostfreiem Edelstahl bestehen. Bei erstgenannten arbeitet in der Kupplung ein speziell geformtes Lamellenpaket aus einem Hochleistungs-Faserverbundwerkstoff. Die Kupplung verbindet damit eine hohe Torsionssteife mit hohen Verlagerungswerten. Die Baureihe mit Stahlklemmnaben deckt den Bereich an übertragbaren Nenndrehmomenten von  20 bis 1.164 Nm ab. Durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit in Verbindung mit gewuchteten Klemmnaben sind sie für hohe Drehzahlen prädestiniert und erfüllen die Forderung nach erhöhten Maschinengeschwindigkeiten. Für Einsatzbereiche mit Fokus auf Massenträgheitsmoment stehen die Lamellenkupplungen mit leichten Aluminiumklemmnaben zur Verfügung und decken dabei den Drehmomentbereich bis 282 Nm ab. Dabei sind je nach Kupplungsgröße Drehzahlen bis 15.000 min-1 möglich. Typische Einsatzgebiete dieser Kupplungen sind Werkzeugmaschinen, Bestückungsautomaten oder Laserschneidanlagen mit schnelllaufenden Bearbeitungsprozessen. Stahllamellenkupplungen mit Lamellenpaketen aus rostfreiem Edelstahl eignen sich ebenfalls für schnelllaufende Anwendungen.  

Freischaltende Sicherheitskupplungen für schnelllaufende Applikationen

Kommt in High-Speed Anwendungen das Thema Maschinensicherheit ins Spiel, bieten freischaltende Sicherheitskupplungen die technische Lösung, da bei diesen restmomentfrei trennenden Drehmomentbegrenzern bei Überlast die gespeicherte Rotationsenergie in den abgekoppelten Massen frei auslaufen kann. Hierfür hält das Angebotsprogramm mit der freischaltenden Variante der Securmax Servo ein Spektrum an spielfreien Sicherheitskupplungen bereit. Diese Drehmomentbegrenzer besitzen eine degressive Tellerfederanordnung  für einen unmittelbaren Drehmomentabfall. Es erfolgt ein sofortiges Trennen von An- und Abtrieb im Überlastfall. Dabei kann die gespeicherte Rotationsenergie frei auslaufen, die freischaltende Sicherheitskupplung bleibt ausgerastet. Die Drehmomentübertragung setzt ein, wenn die Kupplung  per Hand oder mittels Vorrichtung manuell wieder eingerastet wird. Treten in der Anwendung  zusätzlich Wellenverlagerungen auf, stehen die freischaltenden Sicherheitskupplungen aktuell auch in Kombination mit spielfreien Elastomerkupplungen im Lieferprogramm. Zur Wahl stehen diese mit drei unterschiedlichen Zahnkranzshorehärten.