Kupplungen

In modernen Maschinen treten vermehrt Direktantriebe auf. In den meisten Fällen werden allerdings lineare Wellenverbindungen mit Kupplungen realisiert. Der Antriebsstrang besteht oft aus mehreren Einzelmaschinen wie z. B. Motor, Getriebe und Arbeitsmaschine. Kupplungen dienen als leistungsstarke und bauraumoptimierte Maschinenelemente dazu, die Ein- und Ausgangswellen der Komponenten miteinander zu verbinden. Neben der Übertragung der Drehbewegung und des Drehmomentes erfüllen Kupplungen je nach Bauart auch weitere Aufgaben: Begrenzung oder Unterbrechung des maximal zulässigen Drehmomentes zum Schutz der Komponenten Dämpfung von Schwingungen zwischen den Einzelmaschinen Aufnahme von Anbauteilen (z. B. Bremstrommel) Elektrische Isolierung Ausgleich von Wellenversatz bei geringen Rückstellkräften Der Wellenversatz ist montage- oder betriebsbedingt und führt bei starrer Verbindung zweier Komponenten zu unnötig hoher statischer Belastung der Wellenlagerung. Ein präzises Ausrichten von Komponenten alleine wäre in vielen Fällen nicht ausreichend, um diese Belastungen von den Lagerstellen fern zu halten, da sich durch elastische Verformung der Rahmen, bzw. durch thermische Einflüsse der dynamische vom statischen Maschinenzustand unterscheidet. Zur Auslegung von hoch belasteten Lagerstellen sind bei der Verwendung von Kupplungen die Rückstellkräfte zu berücksichtigen. Kupplungsarten Wellenkupplungen werden in zwei Hauptgruppen unterteilt: „schaltbare“ und „nicht schaltbare“. Schaltbare Kupplungen beziehen ihren Schaltimpuls entweder aus der übertragenen Leistung oder durch Fremdbetätigung. In der Antriebstechnik werden zumeist elastische, formschlüssige Kupplungen in den unterschiedlichen Elastizitätsgraden eingesetzt. Einteilung von Kupplungen nach dem elastischen Verhalten Drehstarre Kupplungen sind in Umfangsrichtung verdrehsteif und in Axial- und Radialrichtung nachgiebig ausgeführt. Drehwinkel und Drehmoment werden ohne Phasenversatz durch die Kupplung geleitet. Der Wellenversatz wird durch die Konstruktion der Kupplung ausgeglichen. Drehelastische Kupplungen besitzen Federkörper, die zumeist aus Elastomerwerkstoffen hergestellt sind. Durch eine entsprechende Ausführung des Elastomers in geeigneter Shore-Härte und Form kann die für den Anwendungsfall vorteilhafte Drehfedersteifigkeit und Dämpfung realisiert werden. Bei diesen Kupplungen wird der Wellenversatz durch die Verformung des Federkörpers kompensiert. Hochelastische Kupplungen zeichnen sich durch einen großvolumigen (Elastomer-) Federkörper aus, der große Federwege ermöglicht. Im Allgemeinen sind diese Elastomerkörper mit geringer Steifigkeit ausgestattet. Sowohl Drehmoment, als auch Drehwinkel, werden mit deutlichem Phasenversatz durch die Kupplung geleitet. Durch diese Eigenschaften wird auch ein starker Wellenversatz ausgeglichen.