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antriebstechnik 5/2015

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KUPPLUNGEN UND BREMSEN

KUPPLUNGEN UND BREMSEN Kundenspezifisch – sogar ohne Aufpreis Spielfreie Metallbalgkupplungen mit hoher Torsionssteife und niedrigem Massenträgheitsmoment Thomas Walzel Das Unterhachinger Unternehmen NCTE Engineering stattet Prüfstände für die Antriebstechnik mit berührungs - losen und absolut messenden Sensorsystemen für die Drehmoment- und Kraftmessung aus. Die präzise Verbindung von Messwelle und Antriebsstrang übernehmen dabei Metallbalgkupplungen. Bei der Entwicklung neuer Antriebseinheiten in der Automobil- und Luftfahrtindustrie oder auch im allgemeinen Maschinenbau kommt der „test-and-measure“-Prüfung eine zentrale Bedeutung zu. Auf speziellen Prüfständen werden Kenngrößen wie der Wirkungsgrad, das max. Drehmoment oder die Langzeit-Stabilität von Motoren und Getrieben gemessen. Das Ziel ist in der Regel eine Energieeinsparung bei gleicher Leistung durch eine Gewichts- und Volumenminimierung der Antriebseinheiten. Die entsprechenden Prüfstände für Einzelmessaufgaben stehen entweder beim industriellen Antriebshersteller selbst oder bei speziellen Prüfstandbetreibern. Zentrales Element der Prüfstände ist das Messsystem. Hochpräzise Übertragung NCTE – die Abkürzung steht für Non Contact Torque Engineering – hat sich auf die Entwicklung und Fertigung kontaktfreier Messsysteme für solche Prüfstände spezialisiert. Die Technologie ermöglicht die direkte Messung von Drehmomenten und Kräften auch unter extremen Bedingungen. NCTE nutzt dafür das physikalische Prinzip der inversen Magnetostriktion. NCTE-Messsys- Thomas Walzel ist Vertriebsmitarbeiter bei der KBK Antriebstechnik GmbH in Klingenberg am Main teme zeichnen sich besonders durch ihre Präzision und Robustheit aus. „Viele Kunden wählen unsere Produkte, weil sie auch bei hoher Luftfeuchtigkeit und bei Schmutz absolut zuverlässig und genau arbeiten“, erklärt Joachim Heckler, Vertriebsleiter bei NCTE. Da die Messwellen berührungslos wirken, sind sie verschleiß- und wartungsfrei. Für die Integration in den Antriebsstrang sind Kupplungen erforderlich. Damit das Sensorsystem präzise Messwerte liefern kann, muss zwischen Hauptantriebsstrang und Messwelle eine hochgenaue Übertragung stattfinden. In der Regel kommen hierbei Metallbalgkupplungen zum Einsatz. Sie sind im Gegensatz zu anderen Kupplungsarten in der Lage, den beim Einbau unausweichlichen Wellenversatz auszugleichen. NCTE verlässt sich auf Metallbalgkupplungen der Serien KB4 und KB4C des Kupplungsspezialisten KBK Antriebstechnik GmbH. Die spielfreien Metallbalgkupplungen mit Klemmnabe zeichnen sich durch eine hohe Torsionssteife und ein niedriges Massenträgheitsmoment aus. Sie gleichen den beim Einbau unvermeidlichen Wellenversatz bei minimalen Rückstellkräften aus, schonen dadurch die Lager und sind montagefreundlich. Die Kupplungen der Serie KB4 eignen sich für Wellendurchmesser von 10 bis 80 mm und einen Drehmomentbereich von 18 bis 1400 Nm. Damit stellt diese Kupplungsvariante eine Anbindung von Servomotoren z. B. in Werkzeug-, Verpackungs- oder Holz- verarbeitungsmaschinen und in der Automatisierungstechnik dar. Die Baureihe KB4C ist die kompakte Leichtbauvariante. Ihr Balg besteht aus Edelstahl, die Nabe aus hochfestem Aluminium. Der Wellendurchmesser liegt bei 10 bis 70 mm, der Drehmomentbereich zwischen 30 und 500 Nm. Kupplungen vom Typ KB4C sind geeignet für die Anbindung von Servomotoren in Prüfmaschinen, eignen sich jedoch für den Einsatz in anderen Applikationen. Besondere Überlastfähigkeit Sven Karpstein, Verkaufsleiter der KBK Antriebstechnik GmbH, stellt einen klaren Trend hin zu den leichten, leistungsfähigen 01 Auch die Messwellen der NCTE-Serie 3000 können mit KBK-Metallbalgkupplungen kombiniert werden 26 antriebstechnik 5/2015

KUPPLUNGEN UND BREMSEN 02 In Prüfständen für die Antriebstechnik bilden KBK-Metallbalgkupplungen eine spielfreie und hochgenaue Verbindung zwischen Messwelle und zu testendem Motor Kupplungen fest: „Die Metallbalgkupplungen der KB4C-Reihe wurden von uns in Bezug auf Leistungsdichte und Gewicht maximal optimiert. Sie sind zurzeit die kompaktesten Kupplungen ihrer Art und bei den Kunden ausgesprochen beliebt.“ Das bestätigt auch Joachim Heckler und erklärt: „Die KBK-Metallbalgkupplungen sind genauso robust und verschleißfrei wie unsere Messwellen. Sie arbeiten spielfrei und absolut präzise. Dabei überzeugen sie durch eine gute Momentübertragung und nicht zuletzt durch ihren Preis. Deshalb setzen wir sie auch in unseren eigenen Prüfständen ein. Wir wissen also genau, was sie leisten können, und bieten sie mit gutem Gewissen und aus Überzeugung im Paket mit unseren Sensorsystemen an, wenn wir Prüfstände ausstatten.“ Eine besondere Eigenschaft sowohl der NCTE-Messwellen, als auch der KBK-Kupplungen ist ihre hohe Überlastfähigkeit. Diese Eigenschaft verhindert eine Beschädigung des Messsystems durch Lastspitzen. Sie ist speziell beim Einsatz in Prüfständen von großer Bedeutung, da hier über den spezifizierten Messbereich hohe Lastspitzen praktisch vorprogrammiert sind. Inverse Magnetostriktion Qualitätsmerkmal die Doppelklebung Die höhere Belastbarkeit erreicht KBK bei seinen Kupplungen durch die doppelte Verklebung von Balg und Nabe. Das Verkleben ist die erfolgreichste, weil wirtschaftlichste Fügetechnik, die bei Metallbalgkupplungen zum Einsatz kommt. Geklebte Kupplungen sind extrem langlebig und bei den für 95 % aller Anwendungen gängigen Arbeitstemperaturen von -30 bis +120 °C absolut prozesssicher. Darüber hinaus kommt diese Fügetechnik dem Leichtbautrend entgegen. Magnetostriktion selbst ist definiert als „jegliche Änderung der Dimension eines Körpers durch Änderung seines magnetischen Zustands“. Bei ferromagnetischen Materialien ist der magnetostriktive Effekt am größten und wurde erstmals von Joules 1842 nachgewiesen. Beim Joules-Effekt, der - von einem unmagnetisierten Material ausgehend - die Änderung des Körpers durch Magnetisierung beobachtet, spricht man von einem direkten magnetostriktiven Effekt. Geht man hingegen von einem bereits magnetisierten Material aus und beobachtet man die Änderung des Magnetfeldes im betrachteten Körper bei Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Körpers, so spricht man von inversen magnetostriktiven Effekten. Der bekannteste inverse magnetostriktive Effekt ist der Villari Effekt. 03 Die spielfreien KBK-Metallbalgkupplungen vom Typ KBC4 sorgen für eine präzise Übertragung zwischen Hauptantriebsstrang und der NCTE-Messwelle Im Gegensatz zu anderen Herstellern, verklebt KBK bei seinen Metallbalgkupplungen beide Lagen des aus dünnem Edelstahlblech bestehenden Balgs über die gesamte Bordlänge mit der Nabe – innen, außen und stirnseitig. „Dadurch erreichen wir eine sehr gleichmäßige Spannungsverteilung über alle Lagen und jede der beiden Balglagen muss nur das halbe Drehmoment tragen“, erläutert Sven Karpstein. Auch die Belastung durch den Achsversatz wird durch diese spezielle Klebetechnik auf beide Seiten der Klebung aufgeteilt. Wie die NCTE-Messwellen sind auch die KBK-Kupplungen Plug-and-Play-Lösungen. Der Kunde muss also keine besonderen Vorkehrungen vor dem Einbau treffen. Beide Komponenten können unabhängig von den herrschenden radialen und Querkräften eingesetzt werden. Zudem kann KBK z. B. Wellendurchmesser liefern, die nicht der Norm entsprechen. „KBK ist in dieser Hinsicht unglaublich flexibel und realisiert kundenspezifische Anpassungen teilweise sogar ohne Aufpreis“, meint Heckler. Auch wenn höhere Momente gefragt sind, kann KBK Kupplungen liefern, die trotz Normdurchmesser höhere Lastspitzen tragen können. www.kbk-antriebstechnik.de HOCH PRÄZISE. SPIELFREI. ZUVERLÄSSIG. Ausgleichskupplungen. Kreuzschieberkupplungen. Sicherheitskupplungen. Schnellspannelemente. Drehmomentbegrenzer. vma-antriebstechnik.de

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