antriebstechnik 7/2025

KUPPLUNGEN UND BREMSEN

KUPPLUNGEN UND BREMSEN SPIELFREI, STEIF UND SCHNELL MONTIERT POWER-VERBINDUNG FÜR EXTREME EINSÄTZE Abtriebswellen und rotierende Teile müssen sicher und dauerhaft miteinander verbunden werden. Bei hohen Drehmomenten, Schwellbelastungen oder schwierigen Einbaubedingungen stoßen diese Wellenverbindungen jedoch an ihre Grenzen. Konventionelle Kupplungen versagen teilweise aufgrund von Verschleiß, unzureichender Zentrierung oder begrenzter Drehmomentübertragung. Gerade unter rauen Bedingungen, bei hohen Temperaturschwankungen oder Lastwechseln ist besonders robuste, montagefreundliche und wartungsarme Verbindungstechnik gefragt. Robuste Flanschkupplungen bieten hier eine interessante Lösung. Im Maschinen- und Anlagenbau ist eine zuverlässige und kraftschlüssige Verbindung von Wellen und rotierenden Elementen entscheidend, um Kraft- und Drehmoment zu übertragen. Die Verbindung ist Garant für die Funktionsfähigkeit, Langlebigkeit und Betriebssicherheit. Eine der größten Herausforderungen stellt hierbei die Gewährleistung einer spielfreien, belastbaren Verbindung dar, die gleichzeitig leicht zu montieren und zu demontieren ist. Konventionelle Kupplungslösungen oder weiche Kupplungstypen bieten entweder nicht die nötige Steifigkeit oder lassen sich zur Wartung nur mit erhöhtem Aufwand demontieren. Flanschkupplungen kombinieren die Vorteile einer starren, spielfreien Wellenverbindung ähnlich einer Schrumpf- Nadja Müller, Journalistin für Wordfinder im Auftrag der TAS Schäfer GmbH, Wetter (Ruhr) verbindung mit der Flexibilität einer trennbaren Konstruktion. Ein weiterer Vorteil liegt im geringen axialen Platzbedarf beim Trennen der Baugruppen. Dadurch lassen sich Antriebseinheiten schneller austauschen und Stillstandszeiten reduzieren. Flanschkupplungen kommen vor allem in Industrieumgebungen zum Einsatz, in denen hohe Drehmomente, große mechanische Belastungen wie zusätzliche Axial- oder Biegemomente und raue Umgebungsbedingungen zu bewältigen sind. „In der Bergbauindustrie, also dem Mining, werden sie insbesondere bei Förderbandantrieben eingesetzt und müssen Korrosion, Staub, Schlamm oder große Temperaturschwankungen aushalten,“ erläutert Christian Kurz, Geschäftsführer bei der TAS Schäfer GmbH, einem führenden Hersteller für Reibschlussverbindungen in der Antriebstechnik. Flanschkupplungen werden ebenso in Rührwerken eingesetzt, etwa in der Lebensmittel-, Chemie- oder Futtermittelindustrie. „Hier werden durch das Gewicht von Rührelementen oder verti- 18 antriebstechnik 2025/07 www.antriebstechnik.de

KUPPLUNGEN UND BREMSEN 01 03 02 kalen Lasten Axialkräfte auf die Kupplung übertragen,“ sagt Rolf Gertner, Leiter Entwicklung und Konstruktion bei TAS Schäfer. Auch in der Energiegewinnung, etwa in Wasserkraftwerken werden Flanschkupplungen genutzt. Bei größeren Bremsen werden halbe Flanschkupplungen zur Fixierung von Bremsscheiben eingesetzt und fungieren als eine Art Adapterflansch. FUNKTIONSPRINZIP KURZ ERKLÄRT HOCHBELASTBARE VERBINDUNG, DOCH EINFACH DEMONTIERBAR Flanschkupplungen bestehen aus zwei Flanschhälften, auf die jeweils eine dreiteilige Schrumpfscheibe montiert ist. „Jede Flanschhälfte wird über eine Schrumpfscheibe auf die jeweilige Welle gespannt. Die Pressung entsteht durch die Konusgeometrie der Schrumpfscheibe, wodurch eine spielfreie Verbindung mit hoher Übertragungskapazität entsteht,“ erklärt Gertner. „Anschließend werden die beiden Flanschhälften axial miteinander verschraubt.“ Durch die Kombination von radialer Klemmung und axialer Verschraubung sei die Verbindung hochbelastbar, könne aber dennoch schnell demontiert werden. Die einzelnen Kupplungshälften lassen sich dabei auch getrennt voneinander montieren. Die Flansche werden aus hochwertigem, teils geschmiedetem Stahl gefertigt. Für kleinere Bauformen in korrosionskritischen Anwendungen sind beispielsweise rostfreie Varianten verfügbar. Kundenspezifische Anforderungen wie Wellengeometrien, Toleranzen sowie Lastangaben oder extreme Temperaturbereiche werden bei der Auslegung berücksichtigt. Bei Bedarf sind spezifische Lackierungen oder spezielle Oberflächenbehandlungen möglich; auch unterschiedliche Kombinationen aus Flanschen und Schrumpfscheiben lassen sich flexibel realisieren. Außerdem besteht die Möglichkeit, stark voneinander abweichende Wellendurchmesser zu verbinden. BAUFORMEN FÜR UNTERSCHIEDLICHE ANWENDUNGEN Mit Wellendurchmessern zwischen circa 40 und 600 mm decken die Flanschkupplungen von TAS Schäfer einen großen Anwendungsbereich ab. „Unsere Bauformen FK und die platzoptimierte FKB nutzen das gleiche Grundprinzip, unterscheiden sich aber im Hinblick auf ihre konstruktive Ausführung und damit hinsichtlich des Montageaufwands“, sagt Kurz. Die Bauform FK ist die Standardvariante, bei der die Verschraubung der Schrumpfscheibe von außen zugänglich ist. Dies 01 Starre Lösungen zur Verbindung von zwei Wellenenden: Flanschkupplungen von TAS Schäfer können Drehmomente von 830 Nm bis 2.742.000 Nm übertragen und unterstützen Nenndurchmesser von 38 bis 500 mm, im Bild Baureihe FK 02 Flanschkupplungen der Baureihe FK und FKB sind direkt an den Flanschen trennbar, was die Montage auf den jeweiligen Wellenenden vereinfacht, im Bild Baureihe FK 03 Die Montage erfolgt durch das Aufschieben der einzelnen Flanschhälften auf die Wellenenden und dem anschließenden Verspannen der Schrumpfscheiben, im Bild Baureihe FKB erfordert links und rechts neben der Kupplung ausreichend Platz für Werkzeug und Handhabung. Die Bauform FKB hingegen besitzt umgedrehte Schrumpfscheiben, deren Schrauben über zusätzliche Löcher im Flansch von der Innenseite aus festgezogen werden. „Dadurch ist die FKB platzsparender in der Länge und eignet sich besonders bei beengten Einbauverhältnissen“, so Gertner. FKB-Kupplungen können allerdings nur im getrennten Zustand auf der Welle befestigt werden. Die Montage erfolgt per Spielpassung, wodurch keine aufwendige Verpressung auf der Welle notwendig ist. Die Flanschhälften können einfach mit den Schrumpfscheiben auf die Wellen geschoben und verschraubt werden. Dank dieser Bauweise lassen sich ganze Antriebseinheiten unkompliziert austauschen. Die Kupplungen sind zudem wartungsfrei und müssen lediglich im Fall einer Demontage überprüft oder bei Bedarf ersetzt werden. Gerade bei Anwendungen mit langen Laufzeiten, etwa in Förderanlagen, erweist sich das als Vorteil. Größe, Bauform, Passungen und auch die Art der Schrumpfscheiben können individuell an den Antriebsstrang angepasst werden. Auch Sonderanfertigungen mit außergewöhnlichen Wellendurchmessern oder besonderen Anforderungen sind möglich. Da solche Flanschkupplungen keinen Industrienormen unterliegen, orientiert sich der Hersteller an den Vorgaben und den Anforderungen der jeweiligen Branche, etwa hinsichtlich Korrosionsschutz, Materialverhalten oder Sicherheitsfaktoren. WORAUF ES ANKOMMT Wie man die passende Lösung auswählt, hat TAS Schäfer in einem Fragenkatalog strukturiert. Er erlaubt eine anwendungsspezifische Auslegung der Flanschkupplung und ermittelt dazu alle relevanten Parameter. Zwingend erforderlich für die Auslegung sind Wellenmaße und die Art der auftretenden Lasten. Temperaturbereiche, Umgebungseinflüsse, Korrosionsschutzklassen sowie Toleranzen werden ergänzend erfasst. „Biegemomente sind www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/07 19