antriebstechnik 4/2019

SPECIAL: HANNOVER MESSE

SPECIAL: HANNOVER MESSE 2019 TORSIONSSTEIFE KUPPLUNGSWELLEN ALTER SCHWEDE… Bei der Fertigung von Stahlrohren wird trotz der rauen Arbeitsumgebung höchste Präzision und Maschinensteifigkeit gefordert. Diese beginnt vor allem bei der Antriebstechnik, die in den Produktionsanlagen zum Einsatz kommt. Einen nicht unbeträchtlichen Einfluss auf die Gesamtleistung der Antriebstechnik haben dabei die Kupplungssysteme. Diese sind für die präzise und zuverlässige Übertragung drehender Kräfte verantwortlich. Ein Bereich, in dem der unterfränkische Kupplungsspezialist R+W Antriebselemente seit über 30 Jahren seine Technologieführerschaft erfolgreich behauptet. Sina Odenwald ist Marketing Referentin bei der R+W Antriebselemente GmbH in Klingenberg Wohl annähernd jede Branche verfügt über Fachbegriffe außerhalb ihrer offiziellen Nomenklatur. Begriffe, mit denen jeder etwas anzufangen weiß, jedoch kaum einer ihren wahren Ursprung kennt. So verhält es sich auch mit dem „Schwedenhebel“. Dieser Begriff taucht in diversen Patentschriften auf und wird von etlichen Unternehmen als Produkt angepriesen. Doch eigentümlicher Weise finden involvierte Branchenvertreter ebenso wenig wie das allwissende Google eine Antwort auf Bedeutung und Ursprung. Um zwei Dinge vorweg zu nehmen: Auch hier und heute wird es darauf leider keine Antwort geben, und – der Schwedenhebel ist weder der Kosename einer nordeuropäischen Automarke, noch ein Synonym für eine besonders stabile Brechstange. Betrachten wir den Schwedenhebel daher aus Sicht des Maschinenbaus, denn dort ist er thematisch zu finden. Der Schwedenhebel ist im Grunde nichts anderes als die Komponente einer Förderanlage. Genauer gesagt spielt er eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Stahlrohren – sowohl bei längsgeschweißten, als auch bei nahtlosen... WAS HABEN KUPPLUNGSSYSTEME MIT SCHWEDENHEBEL ZU TUN? Betrachten wir dazu einmal ausschnittweise die Herstellung nahtloser Rohre, wie sie z. B. in der Petrochemie, der Automobilindustrie oder Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen. Die Rohre werden bspw. aus Stranggussknüppeln hergestellt, die direkt vom Stahlwerk kommen. Nach dem Vorwärmen bei über 1 200 °C in einem Drehofen werden die Blöcke über einen Kettenförderer auf 124 antriebstechnik 2019/04 www.antriebstechnik.de

01 Gelenkwellen zur radialen Montage oder Demontage überbrücken große Achsabstände einer Vorbank zwischengelagert, bevor sie in der nächsten Stufe, dem Schrägwalzwerk, zu einem gelochten Hohlblock geformt werden. Die heißen Knüppel müssen daher zunächst ihren Weg von der Vorbank zum Walzgerüst finden. Dieser Transport erfolgt über einen Rollgang. Als Einlegevorrichtung in den Rollgang kommt nun besagter Schwedenhebel zum Einsatz. Mehrere in Reihe geschaltete Hebelarme greifen das künftige Rohr und heben es an. Nach einer vertikalen Schwenkbewegung von etwa 180° legen sie es präzise in den Rollgang. Dies ist auf den ersten Blick ein sehr einfaches Prinzip, in Anbetracht der Antriebstechnik steckt aber mehr dahinter und ist technisch aufwändiger. Ein Elektromotor mit einer Leistung von nicht selten 10 bis 20 kW bringt bei einer sehr hohen Untersetzung bis zu 10 kNm auf eine Schwenkachse. Die Schwenkachse als Herzstück des Schwedenhebels ist, je nach Anlage, bis zu 15 m lang, nach dem Königswellenprinzip ausgelegt und bestehend aus mehreren Segmenten. Jedes Segment wiederum besteht aus einer starren Welle auf der mittig ein Greifhebel verschweißt ist. Diese Welle wird zu beiden Seiten des Hebels von einem Stehlager aufgenommen. Mehrere dieser Segmente stehen nun im Abstand von 1 bis 3 m parallel zum Rollgang. Nun gilt es diese Segmente über entsprechende Kupplungstypen miteinander zu verbinden. VIELE VERSCHIEDENE ANSÄTZE Durch den zentralen Antrieb muss sichergestellt sein, dass die Position der Hebel an jedem Segment absolut winkelsynchron zueinander ist. Dies wird nur durch den Einsatz torsionssteifer Kupplungswellen möglich. Im Laufe der Jahre wurden diverse Varianten getestet. Starre Schalenkupplungen beidseitig auf einer massiven Stahlwelle waren zunächst eine in der Anschaffung preiswerte Lösung. Jedoch gibt es auch bei der exaktesten Ausrichtung immer wieder montagebedingte Fluchtungstoleranzen zwischen den Wellenenden. Dem physikalischen Gesetz zur Folge, dass jede Kraft eine gleichgroße Gegenkraft ausübt, wirken sich die Versätze jedoch nachhaltig äußerst schadhaft auf die Lager aus. Es mussten also Kupplungswellen her, die neben der Drehmomentübertragung auch die Fluchtungsfehler ausgleichen konnten. Schnell kam man auf die Idee zur Verwendung von Zahnkupplungen. Die flexiblen Zahnkupplungen finden u. a. Anwendung in Pumpen, Prüfständen, Stahlwerken, Förderanlagen und Walzwerken und übertragen zuverlässig Drehmomente von 1 900 bis 2 080 000 Nm. Betrachtet man die Eigenschaften dieser Kupplungsart, kommen zu den zahlreichen Vorteilen auch zwei Nachteile, die Verbindungselemente sind nicht wartungs- und spielfrei. Auf die Applikation bezogen bedeutet das, der Schwedenhebel macht lediglich eine Schwenkbewegung. Der Antrieb ist also quasi reversierend. Durch Zahnspiel permanent COOLING ROTEK.indd 1 27.02.2019 09:26:17 Die optimale Fremdbelüftung für drehzahlvariable Motoren in allen Anwendungsbereichen. Durchgängiges Design von Bg 63 bis 400. HMI,Halle 16, Stand H03 Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe 2019 Halle 16, Stand H03 www.wistro.com www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/04 125 wistro_Anz_90x130_102018_Stoerer_HMI2019.indd 1 27.02.19 16:23 WISTRO.indd 1 28.02.2019 08:13:20