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DER KONSTRUKTEUR 12/2015

DER KONSTRUKTEUR 12/2015

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE Der Stoff aus dem die Innovationen sind Werkstofftechnik als treibende Kraft in der Kupplungsentwicklung Als zentrales Antriebselement hat die Kupplung in den vergangenen Jahrzehnten eine enorme technische Entwicklung erfahren. Dabei haben bedeutende Innovationen der Kupplungstechnik ihren Ursprung in der Nutzung neuer Werkstoffe. Wie entstehen wesentliche Innovationen in der Kupplungstechnik und was sind die treibenden Kräfte bzw. Technologien? Ein Rückblick auf die Entwicklungsgeschichte von KTR zeigt: Zentrale Innovationen in der Kupplungstechnik entstehen immer dann, wenn ein neues Grundkonzept etabliert wird. So war es Anfang der 1960er Jahre bei der Bowex, die erstmalig die Werkstoffe Stahl und Kunststoff kombinierte. So war es einige Jahre später auch bei der Rotex mit ihrem Elastomer-Zahnkranz, der zwischen den beiden Nabenhälften angeordnet ist. Auf das Material kommt es an Aber neben dem Konzept kommen weitere Faktoren hinzu. Hier ist vor allem das Knowhow in der Werkstofftechnik entscheidend. Auch dafür sind die bereits erwähnten Kupplungsbaureihen ein gutes Beispiel. Als KTR die Rotex auf den Markt brachte, steckte der Kunststoff als Konstruktionswerkstoff – zumal in der Antriebstechnik, d. h. bei permanent bewegten und belasteten Maschinenelementen – noch in den Kinderschuhen. Entsprechend groß war die Skepsis vieler Anwender gegenüber dem Elastomer- Zahnkranz. Das KTR-Vertriebspersonal musste in vielen Fällen erhebliche Überzeugungsarbeit leisten, um die Kunden zumindest zu einer Test-Installation der neuen Kupplungsbauformen zu bewegen. Die Werkstofftechnik gibt weiterhin Impulse für die Entwicklung neuer Kupplungsbaureihen. So werden die Zwischenstücke von doppelkardanischen Kupplungen, die sich durch eine besonders hohe Verlagerungsfähigkeit auszeichnen, immer häufiger aus faserverstärkten Kunststoffen (GFK/CFK) gefertigt, die sich durch hohe Belastbarkeit bei geringem Gewicht auszeichnen. Hierbei profitieren die KTR-Entwickler von ihrem umfassenden Wissen aus der Windenergietechnik, das sich gut auf andere Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau transferieren lässt. Ein weiteres Beispiel für die Werkstofftechnik als Treiber für Innovationen ist das Elastomer-Material T-PUR, das KTR im Jahr 2011 nach einer intensiven Entwicklungs- und Testphase vorgestellt hat. Dieser neue Elastomer-Werkstoff ersetzt mehrere andere Zahnkranzmaterialien, von denen er sich durch höhere Dauerfestigkeit und ein größeres Temperatur-Einsatzspektrum, unter Beibehaltung anderer positiver Eigenschaften wie Dämpfung und Abriebfestigkeit, unterscheidet. Der neue, universelle Standardzahnkranz bietet aus Kundensicht eine erhöhte Lebensdauer und spart somit Wartungskosten. Funkenfreie Produktneuheit Das aktuellste Beispiel für die Impulse der modernen Werkstoff- und Fertigungstechnik in der Kupplungs-Entwicklung ist die Rotex Non Sparking. Für die Neuentwicklung haben die Kupplungsspezialisten einen leitfähigen Kunststoff entwickelt, der jegliche statische Aufladung verhindert. Die durchschlagsichere Kupplung kann wartungsfrei in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt und auch im Verschleißfall des Elastomer- Zahnkranzes weiterbetrieben werden. Auf die Nabengrundkörper, die weiterhin aus Stahl oder aus anderen Metallwerkstoffen wie Aluminium gefertigt werden, wird eine Nockengeometrie aus hochfestem und widerstandsfähigem Kunststoff aufgespritzt. Das bedeutet: Aufgrund der Material paarung Metall/Kunststoff wird auch im Fall eines Totalverschleißes des Elastomers das Drehmoment weiterhin übertragen. Eine Dämpfungswirkung ist dann zwar nicht mehr vorhanden, aber die aus Sicherheitsgründen erforderliche Notlaufeigenschaft ist gegeben. Weil hier, wie erwähnt, leitfähige Kunststoffe zum Einsatz Die Skepsis vieler Anwender gegenüber dem Elastomer- Zahnkranz war anfangs groß kommen, wird auch jegliche statische Aufladung vermieden. Die drehelastische Rotex Non Sparking ist für Anlagen geeignet, die selbst im Fall eines Elastomerverschleißes ohne Gefahr einer Funkenbildung weiterarbeiten können. Die Rotex Non Sparking ist axial steckbar und kompakt bauend. Sie bietet gute dynamische Eigenschaften, hervorragende Schwingungsdämpfung und niedrige Schwungmomente. Zum Programm gehört auch eine doppelkardanische Ausführung für große Wellenverlagerungen bei geringen Rückstellkräften. Das Aufspritzen der Nockengeometrie eröffnet den KTR-Ingenieuren zudem viele weitere Kupplungsvarianten beispielsweise mit eingezogenen Naben für eine sehr kurze Bauform. Da sehr viele industrielle Antriebe zum Betreiben von Pumpen verwendet werden und Pumpen häufig in Ex-Zonen zum Einsatz kommen, sieht KTR für die Rotex Non Sparking großen Marktbedarf. www.ktr.com 22 Der Konstrukteur 12/2015

Metallbalgkupplungen zur einfachen Montage bei feststehenden Wellenzapfen Das Unternehmen Enemac hat sein Kupplungsprogramm erweitert, um umständliche Montage und Demontage bei feststehenden Wellenzapfen zu vermeiden. Die Typen EWPH, EWMH und EWRH mit Halbschalenausführung wurden entwickelt. Die festen Nabenhälften werden auf die Wellenzapfen aufgelegt und dann die losen Naben - hälften darauf verschraubt. Alle drei Typen sind in fünf Baugrößen für Nennmomente zwischen 10 und 400 Nm erhältlich. Typ EWPH ist ausgestattet mit einem 4-welligen Balg und erreicht die höchste Torsionssteife und die geringste Baulänge der drei Varianten. Typ EWMH hat einen 6-welligen Balg, wodurch der größtmögliche Axialversatz bewältigt werden kann. Typ EWRH besteht aus den vier Nabenhälften sowie einem 2×1-welligen Balg. Diese Variante ist am besten geeignet, wenn hohe axiale sowie geringe laterale Federsteifen gefordert sind. Gleichzeitig ist diese Version die längste der Metallbalgkupplungen. fast forwardsolutions Kraft- Ausdruck www.enemac.de Haltestücke aus Aluminium als Montagehilfe Mit den neuen Haltestücken präsentiert das Unternehmen Heinrich Kipp Werk eine anwenderfreundliche Montagehilfe für viele Produkte, u. a. für Arretierbolzen, Sperrriegel oder federnde Druckstücke. Die Variantenvielfalt von verschiedenen Regeloder Feingewinden bietet eine passende Befestigung der Bauteile. Zudem fixieren Klemmschlitze das Bauteil beim Anschrauben am Haltestück und erleichtern somit die Anwendung. Der leichte Werkstoff Aluminium und die kompakte Baugröße erleichtern die Montage auch bei beengten Platzverhältnissen. Das Unternehmen bietet die Haltestücke in zwei Varianten an: Form A verfügt über eine Befestigungsbohrung parallel zum Gewinde, bei Form B verläuft die Bohrung senkrecht zum Gewinde. Befestigt wird das Haltestück mit Zylinderschrauben DIN ISO 4762 an den entsprechenden Bohrungen. Alle Haltestücke sind schwarzmatt eloxiert und werden ab Werk mit Regel- oder Feingewinde von M6 bis M20 x 1,5 angeboten. www.kipp.com Schmierfreie Polymer-Kugellager für vielseitige Anwendungen Xiros-Kunststoff-Kugellager des Unternehmens Igus bieten eine Alternative zu metallischen Lösungen. Sie eignen sich für Anwendungen, in denen schmiermittelfreier Betrieb und geringes Lagergewicht entscheidende Faktoren sind. Als Herbstneuheit 2015 hat der Hersteller den schwarzen Werkstoff Xirodur S180 vorgestellt – und bietet gleich drei Baugrößen der Kugellager-Serie Xiros S180 an. Die Kugellager stehen in den Abmessungen nach DIN 625 für einreihige Rillenkugellager 608 mit 8 mm Innendurchmesser, 6000 mit 10 mm Innendurchmesser und 6003 mit 17 mm Innendurchmesser zur Verfügung. Weitere Baugrößen sind bereits in Planung. Bei den Kugellagern bestehen Innen- sowie Außenring und der Käfig, der die Kugeln aus Edelstahl 1.4401 in gewünschter Position hält, komplett aus dem neuen Werkstoff, der im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Sie sind außerdem FDA-konform und können somit dort eingesetzt werden, wo mit unverpackten Lebensmitteln gearbeitet wird. Antriebslösungen mit 3 DC/EC Motoren 3 Getriebemotoren 3 Pumpen www.igus.de www.buehlermotor.de

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