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antriebstechnik 10/2015

antriebstechnik 10/2015

KUPPLUNGEN UND BREMSEN

KUPPLUNGEN UND BREMSEN Energiequelle Einsparpotenzial Energieeffizienz in der Kupplungstechnik – was bedeutet das? Andreas Hücker Schon längst hat die Energieeffizienz den Maschinen- und Anlagenbau erreicht. Dennoch machen sich in der Branche nur wenige über die wirkliche Tragweite des Themas ernsthaft Gedanken. KTR hat sich darauf spezialisiert, pragmatische Antworten auf die neuen Herausforderungen zu finden, die mit den technologischen Entwicklungen der Energieeffizienz in der Kupplungstechnik verbunden sind. D er Endenergiebedarf wird auch im Maschinenbau immer stärker zu einem bedeutenden Kostenfaktor. Daher verbessern die Maschinen- und Anlagenbauer bei der Neu- und Weiterentwicklung ihrer Produkte zunehmend die Energienutzung und realisieren damit kontinuierlich erhebliche Energieeinsparungen. Die Steigerung der Effizienz dieser Maschinen und Anlagen bietet hier aber noch ein gewaltiges Potential zur Einsparung wertvoller Ressourcen und Kosten. Oder um es mit den Worten von Prof. Dr. h. c. Josef Gerstner, Geschäftsführer bei KTR Kupplungstechnik, zu sagen: „Die aktuell vielleicht bedeutendste Energiequelle ist das Einsparpotenzial in Maschinen und Anlagen.“ Dipl.-Ing. Andreas Hücker ist Produktmanager bei der KTR Kupplungstechnik GmbH in Rheine In der vergangenen Dekade sind die Folgekosten, die im Lebenszyklus einer Maschine auftreten, als Kriterium einer Kaufentscheidung stark in den Vordergrund gerückt. Im Wesentlichen sind das die Kosten für Wartung, Reparatur und ungeplante Anlagestillstände. Aufgrund der Preisentwicklungen auf dem Energiesektor drängt sich bei der Betrachtung der Gesamtkosten über die Nutzungsdauer von Maschinen und Anlagen die Energieeffizienz als ein weiteres Entscheidungskriterium vehement nach vorne. Sie senkt die Ausgaben für Strom und andere Energieformen während der Betriebszeit. Kupplung für energieeffiziente Antriebe Viele Antriebe laufen heute nur noch dann auf maximaler Leistung, wenn die auch tatsächlich abgenommen wird. Ist hingegen der Bedarf gering, so fällt der Antrieb in eine Leerlaufdrehzahl oder wird ganz abgeschaltet. Aus Sicht der Kupplungstechnik erfordert diese Entwicklung ein grundsätzliches Umdenken und Neuentwicklungen mit dem Ziel, eine höhere Flexibilität zu gewährleisten. Denn die Motoren, und mit ihnen die zum Einsatz kommenden Wellenkupplungen, durchlaufen ein sehr viel breiteres Drehzahlband und können in Resonanz geraten. Die Antriebe müssen also nicht nur mit Blick auf eine definierte Drehzahl ausgelegt werden, sondern auf ein deutlich größeres Drehzahlband. Bei der Auswahl der richtigen Kupplung ist also zwingend darauf zu achten, dass die Eigenfrequenz der Kupplung außerhalb des Drehzahlbandes liegt, in dem sich der Antrieb befindet. „Speziell bei drehzahl variablen Antrieben müssen die Kupplungen schwingungstechnisch betrachtet werden. Hier haben wir nicht nur besonders leistungsfähige Produktlösungen, wir können auch die erforderlichen Schwingungsberechnungen realisieren“, erklärt Dipl.-Ing. Reinhard Wibbeling, Leiter Konstruktion/Forschung und Entwicklung bei KTR. KTR hat ein Produkt entwickelt, das dem Anforderungsprofil der Energieeffizienz moderner Antriebe entspricht. Die Bowex HEW Compact ist eine aus Naturkautschuk vulkanisierte Elastomerkupplung und als hochelastische Wellenkupplung konstruiert. Sie dämpft die im Antriebsstrang auftretenden Drehschwingungen und reduziert dabei die sich kumulierenden Kräfte. Überdies gleicht sie die üblichen axialen und radialen Wellenverlagerungen aus. Damit trägt die Kupplung dazu bei, dass die weiteren angrenzenden Bauteile im Triebstrang nicht mit den Drehmomentspitzen belastet 38 antriebstechnik 10/2015

01 01 Bowex HEW Compact verlagern die Eigenfrequenzen der Anlage unter der minimalen Betriebsdrehzahl und gewährleisten den resonanzfreien Betrieb der Anlage 02 Reale Modellrechnung für eine Schraubenkompressoranlage (Campell-Diagramm) C - PP Die Controlflex ist entsprechend der mechanischen und messtechnischen Anforderungen on Drehgeern enticelt. ie erindet Präzision mit einem hohen Verlagerungsausgleich. 02 werden – und leistet einen Beitrag zur Erhöhung die Lebensdauer des Antriebs. Die Bowex HEW Compact ist in ihren Abmessungen kompakt und lässt sich in den häufig bereits vorgegebenen, zuweilen sehr engem, Bauraum integrieren. Einen weiteren Vorteil bietet die axiale Steckbarkeit, die von der Montage her, insbesondere bei Einsatz von Verbindungs glocken, eine einfache Handhabung ermöglicht. Damit eignet sie sich auch für Anwendungen, in denen vorhandene Maschinen nachträglich mit drehzahlvariablen Antrieben ausgerüstet werden. Schließlich übernimmt die Bowex HEW Compact als durchschlagende Kupplung auch zusätzliche Sicherheitsfunktionen im Antriebsstrang. Bei einem Schaden im Antriebssystem trennt sie An- und Abtrieb voneinander und unterbricht sofort die Drehmomentübertragung. Damit wird im Ernstfall auch das Risiko größerer Schäden minimiert. Welchen Nutzen hat der Kunde? Die Auslegung jeder Bowex HEW Compact erfolgt auf der Basis von rechner gestützten Drehschwingungsanalysen. Hierbei werden die Massen- und Trägheitsverhältnisse von An- und Abtrieb genauestens untersucht und simuliert. Die Kennwerte basieren auf den zuvor im KTR-Prüffeld ermittelten Drehmomente und weiteren Parametern wie Steifigkeit, Dämpfungsleistung und Temperaturverhalten. Über die Auswahl des Elastomer – hier stehen unterschiedliche Elastomerhärten zur Verfügung – lässt sich die Kupplung dann an den jeweiligen Anwendungsfall individuell und optimal anpassen. Die Anwender profitieren von der Simulation, der Erprobung und der langen Erfahrung von KTR. So gibt es beim Kupplungsspezialisten aus Rheine eine Vielzahl an individuellen Lösungen, die präzise auf die jeweiligen Bedürfnisse abgestimmt sind. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Antriebe in den gewünschten Drehzahlbereichen arbeiten und somit den Mehrwert in Form von Einsparungen realisieren. Die Lebenszykluskosten bestimmen die Gesamtkosten. Der Anlagenhersteller entscheidet darüber, wie die Energieeinsparung realisiert werden soll. KTR bietet aus dem umfangreichen Baukasten und zusammen mit einer entsprechenden Analyse die passende Kupplung. Kundenorientierte Funktionalität und höchstmögliche Effizienz bleiben dabei die zwei entscheidenden Qualitätskriterien. www.ktr.de ei eht sie äerst schnend mit den empfindlichen Präzisi- nsellern der eer m nd eährleistet nhäni n der erlernshhe eine permnent ineltree ee- nsertrn SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH schmidt-pplncm

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