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antriebstechnik 5/2015

antriebstechnik 5/2015

KUPPLUNGEN UND BREMSEN

KUPPLUNGEN UND BREMSEN Eine Produktpalette wie ein Baukastensystem Hersteller von Kupplungen bietet Sonderlösungen und Produktvarianten für vielfältige Anwendungsbereiche Christoph Hasenstab Die mechanische Antriebstechnik findet Gefallen an Lösungen aus einer Hand: Ausgleichskupplung, Spannsatz, Sicherheitskupplung und Kreuzschieberkupplung sind sowohl für Konstruktionsbüros als auch Serienfertigungen unersetzbar geworden. Speziell angepasst auf die unterschiedlichsten Einsatzgebiete entstanden bei einem Hersteller in Mainaschaff nach und nach viele hundert Sonderlösungen und Varianten der unternehmenseigenen Produkte. Ein weißes Blatt Papier, ein Bleistift, ein junger Ingenieur mit Visionen – der Beginn einer 30jährigen Firmengeschichte. In kurzer Zeit entstand bei VMA ein Lieferprogramm mit patentierten Produkten – allesamt untereinander kombinierbar. Favorit dieser Produktpalette ist nach wie vor die Ausgleichskupplung auch als Federstegkupplung bekannt. Beide Bezeichnungen entstammen dem Hause VMA und sind mittlerweile anerkannte und häufig genutzte Begriffe in der Branche, wenn es um diese Art von Wellenkupplung geht. Federstegkupplung mit Schlitzkonstruktion Oft wird die Federstegkupplung mit der Helical-Kupplung verwechselt; jedoch un­ Christoph Hasenstab tätig in der Abteilung Konstruktion bei der VMA GmbH in Mainaschaff terscheiden sich die grundlegende Geometrie und daraus folgend auch die Einsatzmöglichkeiten und die technischen Daten deutlich. Die Einfräsungen einer Helical-Kupplung ähneln einer Spiralfeder, während die Schlitze der ASK-Federstegkupplung symmetrisch auf Ebenen angeordnet sind. Das ermöglicht den Einsatz im Reversierbetrieb ohne dass sich die Wellenenden gegeneinander verdrehen. Darüberhinaus bietet diese auf dem Markt einzigartige Schlitzstruktur hervorragende Federeigenschaften, was beim Einsatz als Kupplung einen positiven Einfluss auf das Resonanzverhalten des Antriebsstrangs hat. Aber auch als Federelement hat diese Struktur große Vorteile und bietet neben einem linearen Federkennlinienverlauf auch eine sehr hohe Lebensdauer. Um bei der Kupplung Versätze ausgleichen zu können, werden die Schlitzebenen in mindestens zwei Paketen angeordnet, dies entspricht dem Aufbau und der Funktionalität eines Kardangelenkes. Bewusst hält das Unternehmen an dieser Schlitz­ konstruktion bis heute fest und optimiert je nach Einsatzfall die Geometrie, um die Kundenanforderungen zu 100 % abdecken zu können. Da die torsionssteife Kupplung aus einem Stück hergestellt wird, ergeben sich Merkmale, die einem hohen Präzisionsanspruch gerecht werden. Durch die Fertigung aus einem Material, ist diese Wellenkupplung je nachdem welches Material zum Einsatz kommt, für sehr hohe Temperaturen auslegbar. Auch Sonderlängen und -größen sind erhältlich: Bei den Standardgrößen reicht die Spannweite bei Wellendurchmessern von 3 bis 60 mm und bei den Außenlängen von 12 bis 560 mm – mit Verbindungs wellen geht es noch länger – und ebenso sind Außendurchmesser von 9,5 bis zu 140 mm möglich. Die Einsatzgebiete sind breit gefächert, wobei man durchaus in der Halbleiterindustrie einen Schwerpunkt sehen kann. Weitere Branchen sind unter anderem Textil maschinen industrie, Medizintechnik, Verpackungsindustrie, Druckmaschinenhersteller, Automobilindustrie und Raumfahrt. 24 antriebstechnik 5/2015

KUPPLUNGEN UND BREMSEN Schnellspannelement für eine hohe Kraftübertragung Das Kraftpaket dieser Baureihe ist die ASK DD. Eine Stahlkupplung bei der die Anbindung beidseitig durch die hauseigenen Schnell-Spannsätze erfolgt. Diese Verbindung ist praktisch in ihrer Handhabung, ermöglicht ein Drehmoment von 1000 Nm und wurde für Prüfstände in der Automobilindustrie entwickelt. Diese Spannsätze können bei beengten stirnseitigen Platzverhältnissen mit nur einem Werkzeug von der Seite montieren werden. Er ist selbstzentrierend und bietet neben einer spielfreien Verbindung eine hohe Kraftübertragung. In zwei Varianten werden diese Spannsätze angeboten: Mit runder Nutmutter oder mit Sechskantmutter und Sechskantaußenring mit einer Schlüsselfläche zum Gegenhalten. Beide Varianten können auch dazu genutzt werden bei ausgeschlagenen Passfedernuten die Welle-Nabe-Verbindung zuverlässig wiederherzustellen. Auf Wunsch wird das Schnellspannelement in die gewünschte Nabe gleich eingepasst, z. B. in eine Zahn-, Riemen- oder HTD-Scheibe. Mit diesem sogenannten Spannsatz wird auch die Sicherheitskupplung befestigt. Sicherheitskupplungen bieten Anwendern ein Schutzsystem, das die Gefahr eines Maschinenausfalls bei Bedienungsfehlern oder Werkzeugbruch vermeidet. Die Sicherheitskupplung SIK von VMA arbeitet dabei mit einer sogenannten Festpunktschaltung – das bedeutet, dass sie von alleine (bei langsamer Drehzahl) nach 360 ° wiedereinrastet. Bei dieser Schaltung werden Kugeln mit hoher Festigkeit von speziellen Tellerfedern in Käfige gedrückt. Durch die Vorspannung dieser Tellerfeder auf ein bestimmtes Ausrückmoment verlassen die Stahlkugeln nur bei dessen Überschreiten ihre Position und das Moment wird so nicht weiter übertragen. Die Konstruktion dieser Kupplung ist so ausgelegt, dass simple Stellschrauben (Größe oder Anzahl der Federn) für ein breites Spektrum an Ausrückmomen ten sorgen. In vier Baugrößen werden die Einstellwerte von 5 bis 600 Nm abgedeckt. Neu dazugekommen ist die Serie Mini SIK für die Einstellbereiche 0,4 bis 3 Nm. Eine weitere Wellenkupplung die Kreuzschieberkupplung KSK Ähnlich wie die Oldham-Kupplung, jedoch spielfrei, ist die dreiteilige Kreuzschieberkupplung KSK. Sie ist leicht zu montieren 01 Im Gegensatz zu Balgkupplungen lassen sich die geschlitzten Kupplungen je nach gewünschter Federsteifigkeit mit mehr oder weniger Schlitzebenen ausstatten 03 Festeingestellte Drehmomentbegrenzer können bei der Montage nicht unbeabsichtigt auf einen anderen Wert verstellt werden, sodass Handhabungsfehler minimiert werden und für viele Positionierungsantriebe unverzichtbar. Hersteller von Rundtischen greifen auf diese präzise Kupplung zurück; u. a. weil die Durchgangsbohrung, die das Zusammenführen der Wellenenden erlaubt, und das als Feder konstruierte Kunststoffzwischenstück, das vorgespannt in die Nabenteile geschoben wird, als weitgehend verschleißfrei gilt und eine lange Einsatzdauer gewährt. Drehmomentbegrenzer schützt vor Verformungen Als Problemlöser für so manchen Konstrukteur gilt der Drehmomentbegrenzer von VMA Antriebstechnik. Wenn Bauteile sicher und ohne plastische Verformung gegeneinander fixiert werden sollen, montiert man für gewöhnlich Schrauben mit einem bestimmten davor ausgerechneten Anzugsmoment. Damit dieses Auszugsmoment nicht überschritten wird, die Schraube aber 02 Nach 360 ° rastet die Kupplung bei langsamer Drehzahl wieder ein. trotzdem mit einem ausreichenden Moment angezogen werden kann, arbeitet man mit Drehmomentbegrenzern. Dabei vermeiden festeingestellte Drehmomentbegrenzer, die einen Wert garantieren und dabei nur eine kleine Toleranz zulassen, potentielle Handhabungsfehler bei der Montage/Demontage. Genau hierfür wurde der Drehmomentbegrenzer als ein individuell auf die Bedürfnisse und Wünsche des Anwenders angepasstes Highend-Werkzeug entwickelt. Es findet seinen Einsatz im Hoch- und Mittelspannungsbereich, um bei Schaltschränken mit Einschubschaltelement die zerstörungsfreie Betätigung des Schaltmoduls zu sichern oder im Montagebereich in der Flugzeugindustrie. Die Zulieferindustrie für die Automobilbranche oder die Lebensmittelindustrie rüsten sich mit diesem einfachen wie essentiellen Bedienwerkzeug aus. www.vma-antriebstechnik.de antriebstechnik 5/2015 25

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