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Artikel und Hintergründe zum Thema

Klauenkupplungen
(Klauenkupplung, Elastomerkupplungen, Elastomerkupplung)
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Antriebstechnik

Ohne ruckeln und zuckeln

Bald ist es wieder soweit: Der Winter kommt, und mit ihm der Schnee. Das jedenfalls hoffen die Skianlagenbetreiber in den Skiregionen. Die Skitouristen erwarten ihrerseits einen gut funktionierenden Ski-Service mit funktionsfähigen, sicheren Seilbahnen und Skiliften. Für den reibungslosen Betrieb leisten bei solchen, aber auch andersartigen Förderanlagen, die Kupplungen und Bremsen von KTR einen großen Beitrag. Sie werden an Industriegetrieben antriebs- und abtriebsseitig eingesetzt.
Antriebstechnik: Ohne ruckeln und zuckelnBilder
Die drehelastische Bolzenkupplung Revolex KX am Hauptantrieb einer Seilbahnanlage.

Seilbahnen, ob für Personenbeförderung oder Gütertransport konzipiert, müssen bei Wind und Wetter, Eis und Schnee, aber auch bei Hitze absolut sicher funktionieren. Eine Seilbahn wird von einem Elektromotor direkt oder häufiger noch über ein Getriebe angetrieben. Ist die Antriebswelle des Motors an ein Getriebe gekoppelt, so wird zumeist antriebsseitig eine drehelastische Kupplung eingesetzt. Eine weitere Kupplung verbindet die getriebeabtriebsseitige Welle mit der Seilscheibe, die das Förderseil antreibt. Bei der Auslegung dieser Kupplungen werden hohe Ansprüche an Elastizität, Steifheit, Robustheit und lange Lebensdauer auch bei widrigsten klimatischen Situationen gefordert.

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Einsatz bei Hitze und Kälte

Herrschen bei den Seilbahnen widrige eisige Klimaverhältnisse, so müssen Industriegetriebe in der Hitze Südamerikas die Gurtbandförderer in den Minen ebenfalls störungsfrei und mit hoher Lebensdauer antreiben können. Ein ausfallfreier Betrieb wird von den Getrieben und Kupplungen bei harten Umweltbedingungen u.a. bei Offshore-Anwendungen auf Ölförderplattformen, in Kraftwerken (z. B. Wasserkraftwerke), in Brecher-Anlagen, in Stahlwerken oder in der chemischen Industrie gefordert. Die passenden Kupplungen schützen die Industriegetriebe sowohl bei hohen Drehzahlen auf der Antriebsseite als auch bei hohen Drehmomenten auf der Abtriebsseite vor Schwingungen, Impulsstößen und Verschleiß durch Wellenversatz.

Kompakte Kupplungen vor dem Getriebe

In der Regel steht zwischen dem Antriebsmotor und der Eingangsseite des Getriebes wenig Bauraum zur Verfügung, um eine leistungsstarke effiziente Kupplung anzubauen. Hierfür bietet KTR die kompakt bauende Kupplungsreihe Poly-Norm, die eine relativ geringe Baulänge aufzuweisen hat. Wegen ihrer Haltbarkeit und Robustheit hat sich die kurz bauende, drehelastische Klauenkupplung seit Jahren so gut bewährt, dass KTR einige Innovationen und Varianten hat einfließen lassen. Speziell für die Einsatz-Anforderungen an Industriegetrieben wurde die Baureihe Poly-Norm-AR erweitert und gleichzeitig modifiziert. So werden die geforderten Eigenschaften wie Durchschlagsicherheit, symmetrischer Aufbau, kurze Baulänge und Schwingungsdämpfung nach wie vor eingehalten. Auch den üblichen Wellenversatz bei sicherer Drehmomentübertragung gleichen die Kupplungen zuverlässig aus. KTR liefert sie mit der Kupplungsgröße 28 bis 180 und Bohrungsdurchmesser bis 180 mm. Das übertragbare Drehmoment ist mit einem Elastomerring der Härte 78 Shore A bis 13.400 Nm möglich. Neu bei der Poly-Norm sind die maximal zulässigen Bohrungsdurchmesser. Sie wurden bei den kleinen und mittleren Baugrößen um 2 bis 5 mm bei gleichen Leistungsdaten vergrößert. Mit der Baureihe Poly-Norm ADR erhält der Anwender zusätzlich die Option, dass der Elastomerring im eingebauten Zustand der Kupplung einfach zu wechseln ist. Bei einer Revision der Anlage wird so kostengünstig die Montagezeit verkürzt. Um Anlagen ruckfrei abbremsen bzw. halten zu können, wenn dies nur auf der Antriebseite gefordert wird, können die Klauenkupplungen mit Bremsscheiben und dem KTR-Stop-Bremssystem angewendet werden. Um den Forderungen nach Temperaturbeständigkeit und der damit verbundenen hohen Haltbarkeit und Wartungsfreundlichkeit bei hoher Drehmomentübertragung gerecht zu werden, hat das Unternehmen die Klauenkupplung Rotex weiterentwickelt. Mit dem vor einem Jahr vorgestellten Zahnkranzmaterial T-Pur kommt die Rotex bei allen Umgebungsbedingungen zum Einsatz. Für den Einsatz an Industriegetrieben wurde mit dem neuen Zahnkranz-Werkstoff eine Verbesserung in Bezug auf Dauerfestigkeit und Temperaturbeständigkeit unter Beibehaltung aller positiven technischen Eigenschaften wie Dämpfung und Abriebfestigkeit erreicht. Die Rotex-Klauenkupplung kann sowohl im Bergbau, auf Offshore-Förderanlagen, aber auch in Stahlwerken bei Temperaturen von -50 °C bis +120 °C (Spitzentemperatur bis + 150°C) den harten Einsatzbedingungen standhalten. Sie ist heute die weltweit am häufigsten eingesetzte Klauenkupplung für den unteren und mittleren Leistungsbereich. Durch die präzise, allseitige Bearbeitung wird die Laufeigenschaft positiv beeinflusst und die Lebensdauer der Kupplung erheblich erhöht. Rotex-Kupplungen geben Gewähr für eine drehschwingungsdämpfende Kraftübertragung bei Stößen im Antriebsstrang, wie sie bei den unterschiedlichsten Anwendungen immer wieder auftreten.

Für harte Nüsse

Für den besonders harten Einsatz auf der Antriebsseite bei den großen Industriegetrieben mit hohen Drehmomenten, wie in Brecherwerken üblich, sind Zahnkupplungen wie die KTR Gear-ex prädestiniert. Durch ihre hohe Leistungsdichte bei kompakten Abmessungen sind sie ideal für die hohen Anforderungen und Drehzahlen dieser schweren Antriebe geeignet. Die Baureihe stellt die logische Fortführung des Konstruktionsprinzips der Bo-Wex Bogenzahn-Kupplung für den höheren Leistungsbereich dar. Eingesetzt wird die Gear-ex in anspruchsvollen Antrieben wie im Schwermaschinenbau und in der Eisen- und Stahlindustrie.

Abtriebsseitig hohe Momente aufnehmen

Industriegetriebe sollen die Leistung abtriebsseitig bei niedrigeren Umdrehungen mit hohen Drehmomenten sicher auf Wellen der angetrieben Aggregate, Seilscheiben oder Förderrollen übertragen. Auch hier gilt, Wellenversatz, Schwingungen und Impulsstöße zum Getriebe fernzuhalten und Lager-, Gehäuse- oder gar Zahnflankenschäden zu vermeiden. Für die Abtriebsseite eines Industriegetriebes, das mit niedrigen Drehzahlen höhere Momente an den Antriebsstrang abgibt, müssen bei der Konfigurierung Kupplungen ausgewählt werden, die eine drehschwingungsdämpfende Kraftübertragung ermöglichen und lastseitige Stöße im Antriebsstrang kompensieren. Das Unternehmen mit Sitz in Rheine liefert mit der Baureihe Revolex KX die passende Bolzenkupplung für den Einsatz z.B. bei Förderanlagen wie auch bei Seilbahnen. Als drehelastische Bolzenkupplung bietet sie die vorteilhaften Eigenschaften wie Durchschlagsicherheit, kurze Einbaulänge, axiale Steckbarkeit und Servicefreundlichkeit. Die Bolzenkupplung gleicht Wellenversatz der Komponenten bei sicherer Drehmomentübertragung aus. Sie wird besonders dort angewendet, wo hohe Drehmomente auf langsam drehende Wellen mit großen Durchmessern übertragen werden. Bei den Baugrößen 250 bis 330 wird für die Naben im Allgemeinen Gusseisen der Güte EN-GJL-250 verwendet. Auf Anfrage für besondere Einsatzfälle wird auch in Stahlausführung geliefert. Das Besondere der Bolzenkupplung ist die Möglichkeit der Demontage der Bolzen im eingebauten Zustand. Dies hat den Vorteil, dass keine Aggregate weder an der Abtriebsseite noch an der Antriebsseite verrückt werden müssen. Dabei geschieht die Demontage der Elastomere samt Bolzen im eingebauten Zustand sehr einfach: die Bolzen sind konisch geformt und deren Hülsen sind beschichtet, um Kontaktkorrosion zu vermeiden. Deshalb lassen sich die Bolzenverbindungen auch nach jahrelanger Nutzungsdauer einfach und schnell demontieren.

Höheres Drehmoment

Werden (noch) höhere Drehmomente benötigt, dann bietet KTR seine Baureihe Revolex KX-D Bolzenkupplung an. Die bei dieser Baureihe wechselseitig angebrachten Bolzen erhöhen die Drehmomentübertragung um bis zu 40 % gegenüber der KX mit gleichem Außendurchmesser. Zur Sicherheit wird als Nabenwerkstoff Stahl oder Gußwerkstoff in EN-GJL-250 verwendet. Die Stahlanwendung bis Größe 650 bietet für die schnell drehenden Kupplungen bei hoher Umfangsgeschwindigkeit eine bessere Wuchtgüte. Beim Zusammenbau der Bolzenkupplung werden die Elastomer-Bolzenringe vorgespannt eingebaut. Die vorgespannten Bolzen sorgen für eine Spielfreiheit einer Bolzenkupplung, was zu einem ruckfreien Betrieb am Skilift sorgt, den die Fahrgäste zu schätzen wissen. Bei Container-Portal-Krananlagen ist ein ruckfreies Verfahren ebenso notwendig, um empfindliches Ladegut nicht durch unsanften Betrieb zu zerstören. Für die unterschiedlichsten Anforderungen stehen drei verschiedene Elastomer-Materialien, aus denen die Bolzenringe bestehen, zur Verfügung. Für besonders ausgefallene Konstruktionen haben die Entwicklungsingenieure in Rheine Ausführungen entwickelt wie die schaltbare Bauart KX-D SD mit oder ohne Schaltgestänge für die Unterbrechung des Antriebstrangs.

Ganzstahlkupplungen und Bremsen

Bei hohen Umgebungstemperaturen, wie sie z.B. in der Eisenhüttenindustrie herrschen, bietet sich auf der Abtriebsseite der Industriegetriebe die oben bereits genannte doppelkardanische Ganzstahl-Zahnkupplung Gear-ex ebenfalls an. Die Produktlinie ist für eine Drehmomentübertragung von 930 bis 820.000 Newtonmeter ausgelegt bei Wellenabmessungen bis zu einem Durchmesser von maximal 450 Millimeter. Auf Wunsch sorgen für ein sanftes Abbremsen und Halten von Förderanlagen und Seilbahnen auf der Abtriebseite die KTR-Kupplungen mit integrierter Scheibenbremse und dem Bremssystem KTR Stop mit optionaler Rampen-steuerung Intelli-Ramp.

Sicheres und effektives Abbremsen

Diese Bremssysteme reagieren aufgrund ihrer Bauform mit sehr kleinen Trägheiten, da der Luftspalt zwischen Bremsbelägen und Scheibe sehr klein ist. Bei der KTR-Stop (passiv) handelt es sich um eine federbetätigte Schwimmsattelbremse. Die Bremskraft wird durch abnehmenden Öldruck reguliert. Die KTR-Stop zeichnet sich durch ihren äußerst hohen Wirkungsgrad bei geringem Bauraum aus und ist komplett gekapselt. Mechanische und klimatische Umwelteinwirkungen sowie aggressive Medien werden durch ihre aufwändige Kapselung effektiv von der Bremse ferngehalten. Zusätzliche Verschleißringe und integrierte Schmutzabstreifer sorgen für eine geringere Störanfälligkeit. Mit Intelli-Ramp liefert KTR für die KTR-Stop eine spezielle Rampensteuerung, die in der Lage ist, die Bremswirkung individuell anzupassen und somit einen effektiven und gleichzeitig schonenden Bremseingriff zu regeln. Dadurch werden Antriebskomponenten wie Kupplungen und Getriebe ebenso geschützt wie Seil- und andere Fördersysteme.

ATEX geprüft

Alle oben aufgeführten KTR-Kupplungsbaureihen sind nach ATEX 95 und teils auch DNV geprüft und beurteilt. Somit sind sie geeignet für die Kraftübertragung in Antrieben, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind oder auch in maritimen Applikationen eingesetzt werden können.

Fazit

KTR bietet mit seinen Kupplungsvarianten inklusive dem Bremssystem KTR-Stop und der Bremsregelung Intelli-Ramp ein Komplettpaket an Zuverlässigkeit rund um das Industriegetriebe und deren harte Anwendungsfelder an. kf

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