Auswahlkriterien für Wellenkupplungen

Fertigungs- und Montagetoleranzen sowie Lagerspiel und Temperatureinflüsse verursachen in der Antriebstechnik Fluchtungsfehler zwischen Wellen. Diese führen zu teilweise erheblichen Lagerbelastungen. Die Folgen sind erhöhter Verschleiß und vorzeitiger Ausfall der Maschine oder Anlage. Durch den Einsatz von Wellenkupplungen können diese Fluchtungsfehler ausgeglichen und die Lagerbelastungen auf ein Minimum reduziert werden.

Es wird unterschieden zwischen drei verschiedenen Fluchtungsfehlern:

Radial-, Lateral- oder Parallelversatz

Angular- oder Winkelversatz

Axial- oder Längsversatz

Während bei spielfreien, torsionssteifen aber biegeelastischen Wellenkupplungen axiale Wellenverlagerungen nur statische Kräfte in der Kupplung erzeugen, ergeben radiale und winklige Verlagerungen Wechselbeanspruchungen, Rückstellkräfte und Momente, die die benachbarten Bauteile, vorrangig die Wellenlagerungen, belasten können. Je nach Kupplungstyp gilt besonderer Aufmerksamkeit der radialen Wellenverlagerung, die so klein wie möglich gehalten werden sollte. Weitere nützliche Eigenschaften der Wellenkupplungen sind die mechanische, thermische und bei einigen Ausführungen auch elektrische Entkopplung des Drehgebers vom Antrieb oder der Maschinen.
Um Eigenresonanzen und damit Schwingneigungen des Regelkreises, in dem sich die Wellenkupplung befindet, zu vermeiden, sollte die Drehfedersteife ausreichend groß sein. Abhängig vom Konstruktionsprinzip der Kupplung bewirkt eine steigende Drehfedersteife leider auch eine Vergrößerung der Rückstellkräfte, diese haben, wie bereits erwähnt, eine Zunahme der Lagerbelastungen zur Folge.

Grundsätzlich gilt für die Auswahl einer Wellenkupplung:

Die Drehfedersteife muß so groß wie nötig und die Rückstellkräfte sollen so klein wie möglich sein.

Berücksichtigen Sie folgende Fragen bei der Auswahl einer Wellenkupplung:

• Welche Wellendurchmesser müssen verbunden werden und welcher Einbauraum steht für die Kupplung zur Verfügung?
• Soll der Kraftschluss zwischen Drehgeberwelle und Kupplungsnabe über eine Schraub- oder über eine Klemmverbindung ausgeführt werden?
• Welche maximale Drehzahl muß die Kupplung übertragen können?
• Welches Drehmoment wirkt auf die Kupplung?

Anfangsmoment = Losbrechmoment Massenträgheit des Drehgebers Beschleunigungswert des Antriebes

• Welcher maximale Lateral-, Angular- und Axialversatz muss ausgeglichen werden?
• Welchem Klima wird die Kupplung ausgesetzt?

Temperatur, Feuchtigkeit, aggressive Medien, Druck, Vakuum

• Ist elektrische Isolation erforderlich?
• Ist die Torsionssteifigkeit für den Anwendungsfall ausreichend?

Auflösung des Drehgebers Genauigkeit der Positionierung

• Harmoniert die Kupplung mit der Regelzeitkonstanten des Regelkreises?
• Ist die Kupplung als Serienprodukt auch für späteren Ersatzbedarf kurzfristig verfügbar?