antriebstechnik 1/2025

HYDRAULIK UND

HYDRAULIK UND PNEUMATIKROBUST, EFFIZIENT UND WARTUNGSFREUNDLICHHYDRAULISCHE SCHRUMPFSCHEIBENAN GETRIEBEWELLENGetriebe sollen leichter und kleiner werden. Auch die Anforderungen an dieEffizienz und Wartbarkeit steigen. Das gilt besonders für industrielleAnwendungen mit hohen Drehmomenten, in denen es auf eine verlustfreieKraftübertragung ankommt. Hydraulische Schrumpfscheiben stellen hiereine vorteilhafte Lösung für reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen dar.Sie sind robust, haltbar, schnell zu spannen und zu lösen. Das macht sieeffizienter in der Wartung und über den gesamten Lebenszyklus.Nadja Müller, Journalistin im Auftrag der Wordfinder GmbH & Co. KG, Schenefeld;Rolf Gertner, Leiter Entwicklung/Konstruktion, TAS Schäfer GmbH, Wetter (Ruhr)In sämtlichen Industriezweigen herrscht enormer Kostendruck– und damit auch im Maschinenbau. Es gilt, Erzeugungskostenzu senken, Wartungskosten gering zu halten undLanglebigkeit zu gewährleisten. Deswegen haben Forderungennach mehr Effizienz auch bei der Antriebstechnik und in derEntwicklung und Konstruktion von Getrieben zugenommen: Reibungsverlustesollen verringert und bewegte Massen reduziertwerden. Die Leistungsdichte von Getrieben wird größer, die angeschlossenenWellen und zugehörigen Bauteile kleiner undleichter: Je weniger Gewicht beim Anlaufen und Stoppen bewegtwerden muss, desto geringer sind Energiekosten und Verbrauch.Weitere Faktoren für mehr Effizienz sind eine vereinfachte Wartungund Handhabung, erhöhte Robustheit sowie eine längereLebensdauer der Komponenten.KRAFTSCHLÜSSIGE VERBINDUNGHier kommt die Schrumpfscheibe als Verbindungselement vonNabe und Welle ins Spiel. Sie schafft eine feste Verbindung zwischenden Komponenten, erlaubt es, hohe Drehmomente zuver-28 antriebstechnik 2025/01 www.antriebstechnik.de

HYDRAULIK UND PNEUMATIK01 Hydraulische Schrumpfscheibe02 Aufbau einer hydraulischen Schrumpfscheibeder SHS-Reihe03 Hydraulisch spannbare Schrumpfscheiben der SHS-Reihewerden für reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungenüberall in der Antriebstechnik eingesetzt, als kundenspezifischeLösung zum Beispiel auch für Getriebeprüfstände01 0203lässig zu übertragen, Bewegungen präzise auszuführen und damitdie Funktionalität eines Gesamtsystems sicherzustellen. DieSchrumpfscheibe ist deswegen eine Lösung, die branchenübergreifendbei verschiedensten Anwendungen eingesetzt wird. Unteranderem werden Getriebe, Hydraulik- und Elektromotorenmit Schrumpfscheiben ausgestattet.Schrumpfscheiben schaffen eine kraftschlüssige Verbindungzwischen Welle und Nabe: Die Oberflächen werden so fest aneinandergepresst,dass eine starke Haftreibung entsteht und dieTeile nicht verrutschen können. Die kraftschlüssige Verbindungist in der Regel spielfrei, was eine hohe Präzision bei der Kraftübertragungsicherstellt. Sie kann nicht nur hohe Kräfte aufnehmen,sondern auch schwellende und damit schwankende Belastungen,Lastspitzen und Lastwechsel zuverlässig aushalten.EINFACHE MONTAGE UND DEMONTAGEWeiterer Vorteil der kraftschlüssigen Verbindung: Ihre Teile sindnicht fest miteinander verbunden, indem sie etwa verschweißtwerden, sondern lassen sich leicht wieder lösen. Durch die vereinfachteMontage und Demontage verringert sich der Wartungsaufwand.Zugleich erhöht dies die Lebensdauer der Welleund der Verbindung, da beim Lösen keine Bauteile beschädigtwerden.Das ist bei formschlüssigen Verbindungen, wie zum BeispielStecksystemen oder Passfedern, hingegen nicht der Fall: Sie erfordernmechanische Eingriffe, die Nutungen gehen mit einerSchwächung der Verbindung einher. Die Kraftübertragung erfolgthier durch die Geometrie der Bauteile, etwa durch Verzahnung,Passfedern oder Bolzen. Eine formschlüssige Verbindungbenötigt aufgrund des vorhandenen Spiels eine gleichmäßige Belastung.Ein weiterer Nachteil ist der geringere Effizienzgrad, waseine größere Welle und damit mehr Material erfordert.Schrumpfscheiben erlauben dagegen den Einsatz von kleinerenWellen und kommen dadurch mit weniger Material aus. Ihrekraftschlüssige Verbindung ermöglicht zudem eine zylindrischeForm der Bauteile und Wellen, was in der Herstellung wenigeraufwendig ist als eine Verzahnung mit Nuten.MECHANISCH ODER HYDRAULISCHBei der mechanischen Schrumpfscheibe wird die Kraft für dieVerbindung von Welle und Nabe über eine Verschraubung aufgebracht,bei der hydraulischen hingegen durch Öldruck. Der zentraleUnterschied besteht in der Geschwindigkeit beim Spannenund Lösen, die bei hydraulischen Schrumpfscheiben um einVielfaches höher ist. Ist eine schnelle Montage oder Demontagenotwendig, können mit hydraulischen Schrumpfscheiben dieStillstandszeiten reduziert und im Vergleich zu mechanischenSchrumpfscheiben bis zu 95 Prozent der Montagezeit gespartwerden: Denkt man an Windkraftanlagen, kommen hier Wellenund Getriebe zum Einsatz, deren Schrumpfscheiben einen Innendurchmesservon bis zu einem Meter erfordern.Mit mechanischem System werden für die Verspannung sehrgroßer Schrumpfscheiben bis zu zwei Arbeitsschichten benötigt.Ein hydraulisches System benötigt für eine Schrumpfscheibegleicher Größe nur wenige Minuten. Dementsprechend werdenmechanische Schrumpfscheiben in der Regel in Anwendungeneingesetzt, die konstant und über lange Zeiträume laufen undvielleicht zwei- oder dreimal in einer Einsatzzeit von bis zu dreiJahrzehnten verspannt und nur im Schadensfall gelöst werden.Eine hydraulische Schrumpfscheibe ist hingegen für Industrieanwendungengeeignet, wo ein Stillstand der Anlage besondersteuer ausfällt und der Ein- und Ausbau schnell erfolgen muss,wie etwa in Fertigungsstraßen, Förderanlagen oder der Papierindustrie.GERINGER DRUCK NUR EIN VORTEILHYDRAULISCHER SCHRUMPFSCHEIBENDaneben gibt es weitere Besonderheiten von hydraulisch spannbarenSchrumpfscheiben: Die Baureihe SHS PA der TAS SchäferGmbH lässt sich zum Beispiel mit einem geringeren Druck von200 bar öffnen und schließen. Bei anderen sind 300 bis 400 bar,manchmal sogar mehrere Tausend bar notwendig. Die Schrumpfscheibensind kompakt und bestehen aus einfachen Teilen, ihrAufbau ist gut zu verstehen. Betreiber können Wartungen undwww.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/01 29