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antriebstechnik 12/2020

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antriebstechnik 12/2020

SPECIAL:

SPECIAL: PRÜFSTANDTECHNIK PRÜFSTAND-KUPPLUNGEN MIT SICHERHEIT IM ROTEN BEREICH Prüfstände für Highspeed-Anwendungen benötigen besonders zuverlässige Kupplungen. Sonst drohen Fehlfunktionen, die große Schäden verursachen. Gerade im Motorsport, wo Drehzahlen-Werte jenseits der 30 000 erreicht werden, führen massenoptimierte Messflansch- und Sicherheitskupplungen die Systeme an neue Grenzen. Motoren werden auch in Prüfständen immer kompakter, gleichzeitig steigen die Drehzahlen. So auch bei den Leistungsprüfständen, z. B. für (E-)Motoren, Getriebe und Pumpen, mit denen sich die ganze Bandbreite an Beanspruchungen für den Antriebsstrang und seine Komponenten praxisnah simulieren lässt. „Bei den Industrie-Prüfständen, auch im Bereich E-Mobilität, liegen die Drehzahlen im Moment bei 25 000 min -1 bis 30 000 min -1 “, erklärt Ralf Epple, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik. „Allerdings gibt es im Bereich Forschung und Entwicklung, wo wir mit Hochschulen und anderen Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten, oder auch im Motorsport, Projekte mit Drehzahlen deutlich über 30 000 min -1 . Die Erfahrungen aus diesen Projekten nutzen wir, um unseren Standard permanent weiterzuentwickeln.“ So hat das Unternehmen aktuell z. B. massenoptimierte Messflansch-Kupplungen aus Aluminium oder Titan entwickelt. GEOMETRISCHE DATEN DER KUPPLUNG BESTIMMEN Messflansch-Kupplungen oder Wellenausgleichskupplungen sind ein entscheidendes Zubehörteil in Prüfständen. Sie minimieren auf den Messflansch wirkende Störgrößen. Diese Störgrößen oder so- Ralf Epple ist Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten genannte parasitäre Kräfte entstehen oftmals durch Ausrichtfehler im Antriebsstrang. So treten in fast allen Anwendungen Versätze zwischen An- und Abtriebsseite auf. Zusammen mit dem Messflansch kommen daher Wellenausgleichskupplungen zum Einsatz. Dafür hat Mayr auf Basis der spielfreien und drehsteifen Roba-DS Baureihe eine speziell für Messflansche angepasste Ausführung seiner Ausgleichskupplung entwickelt. „Die geometrische Grundlage muss stimmen. Es bringt nichts, eine große Kupplung einfach in Alu oder Titan auszuführen. Denn ggf. passt eine kompakte Ausführung in Stahl, die steifer ist und mehr Wechsellasten kann, besser zur Anwendung.“, erläutert Epple. Daher sollte bei der Auswahl der Kupplung und des Materials immer die Anwendung ausschlaggebend sein. Hier gilt es zwischen den Materialeigenschaften z.B. Gewicht, Steifigkeit oder Dauerfestigkeit und der finalen Kundenanwendung, also den tatsächlichen Drehzahlen, Lastwechsel, Lastzyklen, Lagerabständen und Bohrungsdurchmessern abzuwägen. Letztendlich spielt natürlich auch das Preis-Leistungsverhältnis eine Rolle. PASSENDE KUPPLUNG FÜR UNI-MOTORENPRÜFSTAND GESUCHT Anhand der genannten Abwägungen fand auch das Racing Team e.V. der TU Darmstadt zur passenden Hochgeschwindigkeitskupplung. „Für unseren Motorenprüfstand ist ein kompakter Aufbau wichtig und wir möchten nach Möglichkeit kritische Biegeschwin- 34 antriebstechnik 2020/12 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: PRÜFSTANDTECHNIK DIE IDEE „Mayr Antriebstechnik hat einen neuen Online-Konfigurator entwickelt. Mit diesem können sich Anwender jetzt Wellenkupplungen aus dem Portfolio selbst zusammenstellen, unkompliziert im Web-Browser. Damit lassen sich einfache Standard-Aufgaben schneller und bequemer lösen als bisher. Für komplexe Fragen und Beratung steht das kompetente Team natürlich weiterhin wie gewohnt zur Verfügung.“ gungen vermeiden“, sagt Sven Franek, Alumnus und ehemaliger Vorsitzender des Uni-Rennstalls. Mit seinem Team konstruiert und fertigt Franek Rennfahrzeuge für die Teilnahme an den Wettbewerben der Formula Student. „Wir haben deshalb nach einer Kupplung gesucht, die nicht nur die hohen Drehzahlen kann, sondern selbst auch kompakt ist und eine geringe Masse und Massenträgheit hat.“ Die geometrischen Eigenschaften der Roba-DS Messflansch-Kupplungen von Mayr konnten die gesuchten Anforderungen des Motorenprüfstandes erfüllen. Zudem überzeugte die Kupplung durch ihre hohe Laufruhe und Wuchtgüte. KOLLISIONSSCHUTZ DANK SICHERHEITSKUPPLUNG Messflansch und Kupplung, wie auch Antrieb und Welle leisten in Prüfständen Die Highspeed-Kupplungen sind speziell auf die hohen Anforderungen in der Prüfstandtechnik zugeschnitten. Sie bieten zuverlässigen Schutz, ohne dabei die Messsignale zu beeinflussen. hochpräzise Arbeit. Eine unpräzise Kupplung, die das Messsystem beeinflusst, macht die Bewertung im Prüffeld schwierig. Das Messergebnis wird verfälscht. Hinzu kommt bei Highspeed-Anwendungen auch die Sicherheit von Menschen und Maschinen. Die Sicherheitskupplung muss in der Lage sein, die Prüflinge und Messeinheiten vor Schäden durch Überlast effizient zu schützen. Lösen sie zum richtigen Zeitpunkt aus, lassen sich Kollisionen verhindern, die bei hohen Drehzahlen schwere Schäden verursachen. „Nur mit der richtigen Kupplung macht die Absicherung Sinn. Man sollte sich hier vorher genau überlegen, was eingesetzt wird. Denn die eine Kupplung für alle Anwendungen gibt es nicht“, betont Epple. „Deshalb haben wir bereits im Standard ein sehr großes Produktspektrum, in das wir permanent unsere langjährigen Erfahrungen, auch aus dem Highspeed-Bereich mit einbringen.“ NEUE BAUREIHEN UND BAUGRÖSSEN Dazu gehört auch die neue Standardbaureihe für die bewährte EAS-compact-F Freischaltkupplung. Mit bis zu 12 000 min -1 trägt die Hochgeschwindigkeitskupplung den stetig steigenden Anforderungen an Drehzahl und Dynamik Rechnung. Bei der neuen Baureihe sorgt z.B. eine interne Abdichtung für eine zuverlässige Schmierung der Funktionsbauteile. Denn gerade bei den sehr hohen Drehzahlen ist es wichtig, dass der Schmierstoff überall dort ist, wo er benötigt Ralf Epple, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten wird. Dies gewährleistet ein zuverlässiges Ausrasten auch unter extremen Bedingungen und hohen Drehzahlen. Daneben wurden auch die EAS-HSE Highspeed-Sicherheitskupplungen um neue Baugrößen erweitert. „Wir bieten damit Sicherheitskupplungen für Highspeed-Anwendungen mit Drehmomenten im Standard von 30 bis 15 000 Nm und Drehzahlen von 25 000 min -1 für die kleinen und 8 000 min -1 für die großen Baugrößen an“, ergänzt Epple. Übersteigt in einem Prüfstand das Drehmoment den an der Sicherheitskupplung eingestellten Grenzwert, rastet die Kupplung aus und trennt An- und Abtrieb innerhalb von Sekundenbruchteilen. Nach einem Überlastfall muss somit schlimmstenfalls die Messwelle neu kalibriert werden. Einen teuren Schaden an Antriebstrang oder Prüfling hingegen verhindert die Sicherheitskupplung zuverlässig. Fotos: Mayr Antriebstechnik und Formula Student Germany /Johannes Zenker www.mayr.de www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/12 35

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