Hier werden Maschinen auf Herz und Nieren geprüft
Unter Prüfständen bezeichnet man mit Messgeräten ausgestattete Anlage zum Prüfen von Maschinen, Geräten, Bauteilen oder Werkstoffen auf bestimmte Eigenschaften, insbesondere Funktionstüchtigkeit, Betriebssicherheit, Verhalten bei längerer Belastung oder unter hohen Geschwindigkeiten. Um hierbei genaueste Messergebnisse, sowie eine exakte Reproduzier- u. Skalierbarkeit von Prüfvorgängen zu gewährleisten, müssen Hard- und Softwarekomponenten sorgfältig ausgewählt werden, damit sie ein perfektes Zusammenspiel im Prüfstand ermöglichen. Ausgleichskupplungen als wichtiger integraler Bestandteil im Antriebsstrang von Prüfständen müssen hierbei die unterschiedlichsten und vielfältigsten Anforderungen erfüllen.
Hohe Leistungsdichte im Hochgeschwindigkeitsprüfstand
High-Speed gepaart mit Präzision ist hier gefragt
Hochgeschwindigkeitsprüfstände spielen in heutigen Prüfszenarien eine immer größere Rolle, da in Testverfahren umfangreiche Kenntnisse über das mechanische Materialverhalten oder die Geräuschentwicklung verschiedenster Werkstoffe oder Komponenten in immer höheren Geschwindigkeitsbereichen gewonnen werden sollen. Drehzahlen von 15.000 min-1 und mehr sind an der Tagesordnung bei diesen High-Speed Prüfständen. Um exakte Messergebnisse ausgeben zu können, legen die Entwickler dieser Testsysteme besonderes Augenmerk auf eine optimale Laufruhe des gesamten Antriebsstranges bei diesen hohen Geschwindigkeiten. Für einzusetzende Ausgleichskupplungen bedeutet das, dass sie durch ihre Bauart den hohen Drehzahlen gerecht werden und Unwucht minimieren müssen, um in der Kombination mit den anderen Bauteilen eine optimale Laufruhe des Antriebsstrangs zu erreichen.
Für die Antriebseinheit eines Prüfstandes musste eine Hochgeschwindigkeitskupplung in einem Drehzahlbereich bis zu 16.000 min-1 präzise arbeiten. Zusätzlich sollte die Kupplung über kompakte Abmessungen und dabei über eine höchstmögliche Drehsteifigkeit und Drehmomentkapazität verfügen. Zum Einsatz kommt die Lamellenkupplung Servoflex SFF-050.
Deren geschichtete, biegeelastische Lamellen aus rostfreiem Edelstahl bilden ein Lamellenpaket mit ausgeprägter Torsionssteifigkeit.
Äußerst kompakt mit hoher Laufruhe
Die Kupplung mit einem Außendurchmesser von 48 mm baut als einfachkardanische Version mit einer Gesamtlänge von 48,4 mm kurz und erfüllt damit die Forderung nach einer platzsparenden Kupplungslösung gepaart mit einer hohen Leistungsdichte. Die spielfreie Kupplung besitzt eine Torsionssteifigkeit von 32.000 Nm/rad und ist für Drehzahlen bis zu 18.000 min-1 ausgelegt. In diesen Hochgeschwindigkeitsprüfständen kommt es nicht selten vor, dass die Ausgleichskupplungen zusätzlich in Wuchtgüte von G 2,5 bei einer definierten Bezugsdrehzahl dynamisch gewuchtet sein müssen.
Gelenkig im Getriebeprüfstand
Kombinierter angularer- und radialer Verlagerungsausgleich im Getriebeprüfstand
Zur Verbindung der Messwelle und dem jeweils zu prüfenden Getriebe in einem Getriebeprüfstand musste die einzusetzende Kupplung die durch Achsabstands- und Positionierungsanpassungen entstehenden kumulierten Winkel- und Parallelverlagerungen auszugleichen. Für diese Aufgabe erweist sich die Loewe GK 35 der Serie Torque als prädestiniert. Diese Kupplung kombiniert die kinematischen Eigenschaften eines Wellengelenkes mit denen einer Kreuzschieberkupplung. D.h. das einem Gelenkkreuz ähnelnde Mittelteil der Gelenkkupplung kann in den selbstschmierenden Hochleistungsgleitlagern, die in den jeweiligen Aluminiumklemmnaben eingepresst sind, eine kombinierte Schwenk- u. Verschiebebewegung ausführen. Resultierend kompensiert die Kupplung parallele Verlagerungen von bis zu 1,5 mm bzw. Winkelverlagerungen bis zu 3° in einer kurzen Baulänge von 37 mm. Die axial steife Kupplung mit einem Nabenaußendurchmesser von 35 mm eignet sich für Nenndrehmomente bis 7 Nm.
Kraft und Schlankheit im Materialprüfstand
Hohe universelle Verlagerung und Drehmomentanforderungen bis 9.000 Nm im Materialprüfstand
Werkstoffe von Bauteilen werden häufig auf Prüfständen hinsichtlich ihrer mechanischen Belastbarkeit untersucht. Die Beanspruchungsarten können dabei abhängig vom Bauteil unterschiedlich sein. So können Bauteile auf Zug- und Biegebelastungen, auf entgegengesetzte Verschiebungen, auf Torsionsbeanspruchungen oder durch mehrachsige äußere Belastungen auf alle drei erwähnten Belastungen zusammen geprüft werden.
In einem dieser Materialprüfstände wird der jeweilige Prüfling im letztgenannten Verfahren geprüft. Zur Verbindung der Pulserzylinder mit den Prüflingen musste die Kupplung gemäß der kombinierten Belastungsart eine entsprechend hohe universelle Verlagerungskapazität ermöglichen, um Auswirkungen der Prüflingsverformung auf den Belastungsprozess auszuschließen. Zur Integration der Kupplung stand dabei nur ein knapper axialer Einbauraum zur Verfügung, so dass die einzusetzende Kupplung über kompakte Abmessungen verfügen musste. Aber nicht nur die Anforderung hinsichtlich der universellen Verlagerung und Kompaktheit waren hoch. Robustheit und eine hohe Torsionssteifigkeit sowie eine hohe Drehmomentkapazität von bis zu 9.000 Nm waren Grundkriterien an die Kupplung. Zusätzlich wurde eine reibschlüssige Wellenanbindung in Form von Konusnaben gewünscht.
Hoher Versatz geht auch in Kurz
Für dieses Anforderungsprofil konzipierte SCHMIDT-KUPPLUNG mit der Omniflex RGF 16.32/2 eine exakt auf diese technischen Rahmenbedingungen angepasste kundenspezifische Kupplungslösung. Die Kupplung bietet eine hohe universelle Verlagerungskapazität in Verbindung mit einer kompakten Bauform. Die Erklärung dieser Symbiose liegt in der Kinematik des Kupplungssystems. Dieses beruht auf einem sogenannten Parallellenkersystem. Die Übertragung der Drehbewegung und des Drehmomentes erfolgt bei diesem Kupplungsprinzip mittels zweier um 90° versetzt angeordneter paralleler Lenkerpaare. Sie verbinden die An- bzw. Abtriebseite mit der Mittelscheibe. In den Kupplungsgliedern arbeiten angepasste Gelenklager.
Die Kupplung in Spannnabenausführung besitzt mit einem Außendurchmesser von 325 mm und ihrer Nennlänge von 267 mm kompakte Abmessungen. Trotz dieser Kompaktheit ermöglicht sie eine hohe universelle Verlagerungskapazität von angular bis zu 3°, radial von bis zu 20 mm und.axial von bis zu 6 mm.
Präzision und Dynamik pur im Universalprüfstand
Hier ist die Masse zwingend gering zu halten
Auf Universalprüfständen für Elektromotoren werden Klein- und Servomotoren hinsichtlich Kennzahlen wie Drehmoment, Drehzahl, Spannung oder Reibdrehmoment evaluiert. Die Erfassung dieser liefert dabei wichtige Rückschlüsse auf den Wirkungsgrad des jeweiligen Prüflings. Neben einem geringstmöglichen Massenträgheitsmoment spielt die Präzision der einzusetzenden Kupplung zur Erzielung genauester Messergebnisse eine entscheidende Rolle. Zum Einsatz in solch Prüfanlagen kommt die Spinplus SP10-A. Die Spinplus bietet neben einer hohen Drehmomentübertragungskapazität und Torsionssteifigkeit ein geringstmögliches Massenträgheitsmoment.
Grund hierfür liegt in dem für die Funktionswerte und Leistungsparameter der Kupplung verantwortlichen Funktionselement. Dieses ermöglicht den universellen Verlagerungsausgleich - d.h. die Kompensation radialer, axialer und angularer Wellenverlagerungen - in einer Ebene. Diese Fähigkeit verleiht der spielfreien Kupplung den Vorteil einer sehr kurzen Bauform und einer hohen Leistungsdichte, verbunden mit einem minimierten Massenträgheitsmoment.
Als eingesetzte Version mit abgesetzten Aluminiumklemmnaben besitzt die Kupplung ein Massenträgheitsmoment von nur 125 gcm2. In Verbindung mit ihrer hohen Torsionssteifigkeit erfüllt sie die Forderung nach präzisesten Messergebnissen im dynamischen Bewegungsablauf.
Trotz der kompakten Bauform von 40 mm bei einem Außendurchmesser von 39,5 mm ermöglicht die leichte Kupplung einen Wellenverlagerungsausgleich von radial bis zu 0,2 mm, angular von bis zu 1° und axial von bis zu 0,3 mm.
