Sicherheitskupplungen für Highspeed-Anwendungen in Prüfständen

In der Prüfstandtechnik müssen Drehmoment begrenzende Sicherheitskupplungen bei extrem hohen Drehzahlen das Drehmoment spielfrei und drehsteif übertragen. Hierfür eignen sich nur restmomentfrei trennende, sprich freischaltende Sicherheitskupplungen, damit bei Überlast die gespeicherte Rotationsenergie in den abgekoppelten Massen frei auslaufen kann.

Sicherheitskupplungen in High-Speed-Anwendungen müssen in jeder Einzelkomponente eine hohe Wuchtgüte haben, damit in Kombination der Bauteile eine optimale Laufruhe des Antriebsstranges gewährleistet ist. Deshalb stand bei der Entwicklung der High-Speed Kupplung die Optimierung der Massenunwucht ganz oben im Pflichtenheft. Neben ihrer äußerst kompakten Konstruktion reduziert eine hohe Leistungsdichte die rotierenden Massen. Das wirkt sich positiv auf Laufruhe und Maschinendynamik aus. Die Kupplung wird in komplett montiertem Zustand auf eine Wuchtgüte von G 2,5 bei einer Bezugsdrehzahl 3000 min-1 gewuchtet.

Überschreitet das Drehmoment im Antriebsstrang den an der EAS-HSC eingestellten Grenzwert, rastet die EAS-HSC über einen einzigartigen Freischaltmechanismus aus. Dieser hält sie sicher in ausgerasteter Position. Das Drehmoment fällt sofort ab, ein eingebauter Endschalter nimmt die Ausrastbewegung auf und schaltet den Antrieb ab. Das Signal des Endschalters lässt sich zudem für weitere Steuerfunktionen verwenden. Die Kupplung trennt An- und Abtrieb vollständig und bleibt in diesem Zustand, bis sie von Hand oder über Vorrichtungen wieder eingerastet wird.

Im Normalbetrieb wird bei der EAS-HSC das Drehmoment von Kugeln übertragen, die gleichzeitig in Senkungen von Nabe und Abtriebsflansch eingreifen. Tellerfedern spannen die Kugeln über einen Ring vor. Die Höhe der Federkraft ist proportional zum übertragbaren Drehmoment. Dieses Prinzip bleibt auch bei Verschleiß der Senkungen spielfrei. Die Tellerfedern haben eine fallende Kennlinie. Dadurch wird bis zum voreingestellten Auslösewert das Drehmoment drehsteif übertragen. Im Überlastfall reduziert sich die Vorspannkraft der Feder und die Kupplung löst sehr genau aus.

Die Kupplungen übertragen das Drehmoment im Betrieb spielfrei und sorgen bei Überlast für einen freien Auslauf der Antriebskomponenten. Während der Nachlaufzeit entstehen keine Raststöße, die sich negativ auf den Antriebsstrang auswirken würden. Ein Wiedereinrasten geschieht „synchron“ nur an der Ausrastposition. Das wird häufig dann benötigt, wenn An- und Abtrieb immer die gleiche Winkelstellung zueinander haben müssen.

Die Baureihe EAS-HSC bietet mit fünf Baugrößen Nenndrehmomente von 5 bis 1000 Nm. Je nach Größe sind Drehzahlen von 6000 bis 12.000 min-1 zulässig.

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