Antriebstechnik

Stirnräder sind zentrale Elemente vieler mechanischer Systeme und stellen eine der grundlegendsten und weit verbreitetsten Formen von Zahnrädern dar. Sie ermöglichen effiziente Kraftübertragungen und Wandlungen von Drehgeschwindigkeiten. Doch wie genau funktionieren Stirnräder und in welchen Anwendungen sind sie zu finden?
Funktionsweise von Stirnrädern

Ein Stirnrad (z. B. https://holtech-antriebstechnik.de/antriebstechnik/stirnraeder) besteht aus einem zylindrischen Radkörper, an dessen Außenseite in radialer Anordnung Zähne angebracht sind. Diese Zähne greifen in die Zähne eines anderen Zahnrades, meist eines weiteren Stirnrades, ein. Das Grundprinzip der Kraftübertragung basiert auf der Umwandlung von Drehmomenten: Ein angetriebenes (primäres) Stirnrad überträgt über seine Zähne ein Drehmoment auf ein anderes (sekundäres) Stirnrad.

Selbst inmitten der Vielzahl an Komponenten und Technologien, die die Antriebstechnik prägen, verdienen Klemmringe und Stellringe eine besondere Aufmerksamkeit. Oftmals im Schatten größerer und komplexerer Bauteile zeichnen sie sich dennoch durch ihre entscheidende Rolle und bemerkenswerte Vielseitigkeit aus. Diese vermeintlich simplen Elemente sind in der Lage, in zahlreichen Anwendungen unersetzbar zu sein.

In der Welt der Maschinenbauindustrie spielen Schalenkupplungen eine entscheidende Rolle, doch sie bleiben oft im Schatten von bekannteren Bauteilen wie Getrieben und Motoren. Trotzdem sind Schalenkupplungen eine Schlüsselkomponente in vielen industriellen Anwendungen, da sie die Übertragung von Drehmomenten zwischen verschiedenen Wellen ermöglichen. In diesem Artikel werden wir einen genaueren Blick auf Schalenkupplungen werfen, ihre Funktionsweise, Anwendungen und Vorteile.

In fast allen Bereichen der Technik müssen Maschinen oder Produkte vor Überlast geschützt werden. Hierfür bietet ENEMAC eine Vielzahl von mechanischen Überlastkupplungen. Speziell für Zahnriemenantriebe wurde die Sicherheitskupplung ECA entwickelt.

Innerhalb weniger Winkelgrade trennt die Überlastkupplung Antrieb und Abtrieb zuverlässig voneinander. Einfache, leichte Elemente verhindern dabei nachteilige Massenträgheit. Diese wurden gewählt, weil zu schwere Schaltelemente das (statisch eingestellte) Ausrückmoment und somit auch zerstörerische Kollisionskräfte bei einer dynamischen Kollision noch beträchtlich erhöhen können.

Die ECA hat sich seit Jahrzehnten in vielen Anwendungen bewährt. Hieraus resultiert eine große Variantenvielfalt. Im Programm sind 17 Baugrößen für Einstellbereiche zwischen 0,5 und 470 Nm. Die Sicherheitskupplung ist mit Konusbuchse oder Passfedernut erhältlich. Zudem sind zahlreiche Sondervarianten auf Anfrage möglich.

Das ausgereifte Prinzip garantiert hohe Sicherheitsstandards. Die ECA bildet mit der Zahnriemenscheibe eine kompakte Einheit, sodass kaum zusätzlicher Raum im Motorbereich beansprucht wird.

Mit Zuverlässigkeit und Qualität teure Ausfallzeiten von Maschinen zu vermeiden, dafür steht der deutsche Antriebsspezialist ENEMAC.

Die kurz bauende Sicherheitskupplung Typ ECH für Kettenantriebe von ENEMAC ist mit einem integrierten Kettenrad ausgestattet. Hierdurch ist sie schmal wie eine Rutschkupplung, bietet jedoch mit ihrer hohen Wiederholgenauigkeit und dem exakt einzustellenden Ausrückmoment die Vorteile einer Kugelrastkupplung.

Im Überlastfall rastet die Kupplung sekundenschnell aus und stoppt die Übertragung des Drehmomentes. Um den Notstop der Maschine zu betätigen muss lediglich die Schaltbewegung durch einen Näherungsschalter abgetastet werden. Bei langsamen Anfahren des Motors rastet die Kupplung selbstständig nach einer Umdrehung wieder ein.

Die Kupplung ist in 11 Baugrößen für Ausrückmomente zwischen 2 und 900 Nm erhältlich; die Kettenradgröße kann dabei vom Kunden bestimmt werden.

Die Type ECH wird bevorzugt im allgemeinen Maschinenbau, überall wo Kettenantriebe als Antriebselemente verwendet werden, eingesetzt.

ENEMAC Maschinentechnik GmbH bietet eine neue Produktreihe, die Distanzkupplung EWLC.

Auch in anspruchsvollen Bereichen, wie Medizin-, Pharma-, Lebensmittel- und Getränketechnik müssen oft weit auseinanderliegende Wellen verbunden werden. Um hierbei aufwendige und kostenintensive konstruktive Leistungen für notwendige Zwischenlagerungen zu umgehen, wurden Distanzkupplungen entwickelt.
Die Distanzkupplung EWLC, mit einer Baulänge von bis zu 3 m, hat ein längenvariables Zwischenrohr aus Edelstahl A2 oder A4, das dem Kundenwunsch entsprechend angepasst wird. Verbunden wird dieses Rohr mit zwei Metallbalgkupplungen aus Edelstahl A4. In vielen Fällen kann die EWLC Distanzkupplung als spielfreie Verbindungs-, Gelenk- oder Synchronwelle eingesetzt werden. Fluchtungsfehler, insbesondere Parallelversatz, können in erheblicher Größenordnung mit dieser Type ausgeglichen werden.
Die Halbschalennaben erleichtern die Montage und gewährleisten eine sichere, kraftschlüssige Verbindung. Die Type ist besonders torsionssteif und eignet sich für hohe Betriebsdrehzahlen bis zu 6.000 min-1 bei geringem Trägheitsmoment.
Die EWLC ist erhältlich in 7 Baugrößen mit einem Nennmoment von bis zu 1.200 Nm. Wellendurchmesser zwischen 7 mm und 85 mm können aufgenommen werden.

Neu im Programm des Kupplungsspezialisten Enemac aus Kleinwallstadt ist die Halbschalen-Variante EWR aus Edelstahl. Diese ist durch die Verwendung von A4 bzw. A2 Edelstählen geeignet für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen und in sterilen oder gar säurehaltigen Anwendungen, sowie im Lebensmittel- und Medizinbereich.

Sie ist besonders geeignet für den Einsatz in schwer zugänglichen Anlagen, bei denen die Platzverhältnisse sehr gering und die An- und Abtriebsaggregate starr bzw. in axialer Richtung nicht verschiebbar sind.

Bei der Type EWR können die beiden unteren Nabenhälften zunächst demontiert und die Kupplung dann radial auf die Wellenenden aufgesetzt werden. Anschließend werden die losen Nabenhälften auf der gegenüberliegenden Seite der Welle angesetzt und mittels Edelstahl-Klemmschrauben verbunden.

Die Demontage ist ebenfalls mit geringem Aufwand möglich und erfordert keine weiteren Hilfsmittel wie bspw. Abzieher oder sonstiges Werkzeug. Die Metallbalgkupplung im Hygienic Design ist in 7 Baugrößen für Nennmomente von 10 Nm bis 1.200 Nm und für Wellendurchmesser von 7 bis 85 mm erhältlich.

Eine kostengünstige Überlastkupplung für Direktantriebe bietet die Firma Enemac aus Kleinwallstadt mit der Type ECUD.

Sie ist eine Kombination aus Sicherheitskupplung mit Passfedernutverbindung, zum Verhindern oder Minimieren von Schäden durch Kollisionen; sowie einer Elastomerkupplung mit Klemmnabe. Der Elastomerteil der Kupplung kompensiert sowohl Stöße als auch Vibrationen und wirkt elektrisch isolierend.

Die Type ECUD kann axialen Wellenversatz von 1 mm, sowie lateralen Versatz von bis zu 0,15 mm ausgleichen. Erhältlich für Ausrückmomente zwischen 1,8 Nm und 2.000 Nm, in 15 verschiedenen Baugrößen, ist die extrem kurze Kupplung mit Elastomeranbau, vielseitig einsetzbar. Die Naben können Bohrungen zwischen 6 mm bis maximal 90 mm fassen.

Diese Sicherheitskupplung bietet eine hohe Torsionssteife und ist verschleiß- und wartungsfrei. Die einseitig angebrachte, montagefreundliche Klemmnabe verbindet Welle und Kupplung spielfrei und kraftschlüssig, kann aber auf Kundenwunsch auch mit einer Passfedernut ausgestattet werden.
Auf Anfrage sind auch Sondervarianten möglich.

Komplett aus Edelstahl gefertigt ist die Metallbalgkupplung Type EWC von Enemac. Bei dieser Wellenkupplung, die in 10 verschiedenen Baugrößen für Nennmomente zwischen 4 Nm und 1000 Nm erhältlich ist, sind über den Balg hinaus auch die Klemmnaben aus schweißbarem, nichtrostendem Stahl (1.4301) gebaut. Die witterungsbeständige Edelstahl-Kupplung ist robust gegen jegliche Umwelteinflüsse und ermöglicht den Einsatz in den rauesten Umgebungen und bei Temperaturen zwischen -40 °C und 350 °C. Z..B. für Anwendungen im Freien, Offshore oder in säurehaltigen Medien wie bei Beschichtungsanlagen zur Stahloberflächenveredelung. Außerdem eignet sich die EWC Metallbalgkupplung perfekt für die nahrungsmittelverarbeitende Industrie sowie für pharmazeutische Anwendungen oder gar für Reinräume.

Eine neue Produktreihe wurde in das Portfolio von ENEMAC aufgenommen, die Elastomerkupplung EWN.

Die technisch ausgereiften, steckbaren Elastomer- oder Klauenkupplungen werden hauptsächlich in anspruchsvollen Antrieben des allgemeinen Maschinenbaus eingesetzt, wo Spielfreiheit und problemloses Handling erforderlich sind.

Die neue Baureihe EWN, mit Halbschalennaben, vereint genau diese beiden Eigenschaften und wirkt, durch den evolventenförmigen, elastischen Kunststoffstern, zudem elektrisch isolierend. Dieser Elastomerstern verbindet die beiden Naben mit geringer Vorspannung und absorbiert die im Antriebsstrang auftretenden Schwingungen.

Die Type EWN ist sehr gut geeignet für schwer zugängliche Wellen, eine sichere kraftschlüssige Wellenbefestigung ist stets gewährleistet.

Die kompakte Baureihe ist in 13 Baugrößen erhältlich und ist für Drehmomente bis 2.000 Nm bei bis zu 120 °C ausgelegt. Wellen zwischen 8 und 100 mm können aufgenommen werden.