Die starre Kupplung: Drehstark!
Wenn es um eine einfache und direkte Wellenverbindung geht, sind starre Kupplungen ideal geeignet.
Allgemeines
Die Hauptaufgabe der Kupplungen ist das Weiterleiten von Rotationsenergie.
Die Leistung bei Drehbewegung wird mit der Formel: *P = M x w* berechnet. Dabei entspricht P der Leistung, welche in Watt (W) angegeben wird,
M ist das Drehmoment in Newtonmeter (Nm) und w (Omega) ist die Winkelgeschwindigkeit in pro Sekunde(1/s).
Als Zusatzaufgabe kann das Schalten des Drehmoments M dazukommen. Es können auch gezielt dynamische Eigenschaften verbessert werden.
Deshalb werden starre Kupplungen beliebt im Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt. Auch in der Fahrzeug- und Feinwerktechnik leisten diese
Kupplungen zuverlässig ihre Arbeit.
Die Grundformen
Feste oder auch starre Kupplungen dienen der fluchtenden Verbindung von Wellen und Getriebeteilen.
Hier gibt es verschiedene Ausführungsformen:
Die technische Auslegung
Die Scheibenkupplungen sind wie Flanschbunde aufgebaut. Sie sind geeignet für einseitige und wechselnde Momente.
Beide Scheiben sollten möglichst mit Passschrauben reibschlüssig
verschraubt werden. Befestigt werden die Scheibenkupplungen auf den Wellenenden durch Passfedern.
Die Schalenkupplung kann wie die Scheibenkupplung verwendet werden, jedoch nur für einseitige Drehmomente. Dabei werden die beiden
Schalenelemente von zwei Seiten auf die Wellenelemente geklemmt, d. h., dass das Drehmoment durch Reibschluss übertragen wird. Der
Reibschluss erfolgt durch die Klemmkraft der Befestigungsschrauben. Ratsam ist es,
zusätzlich noch Passfedern einzusetzen, dadurch wird die Klemmkraft durch Formschluss der
Passfeder unterstützt.
*Achtung:* Keinen Keil einsetzen! Dieser wirkt der Klemmkraft der Befestigungsschrauben entgegen.
Konstruktiver Tipp hilft dem Praktiker
Wenn möglich sollte immer eine Schalenkupplung verwendet werden. Der Ein- und Ausbau kann hierbei ohne den Ausbau von Wellenteilen erfolgen. Das spart Zeit.
Die Leistungsfähigkeit von starren Kupplungen
Der Wellendurchmesser reicht von der Miniaturgröße bis zu gut 200 mm.
Das Übertragungsmoment M erstreckt sich bis zu 6000 x 104 Nmm.
Der Wellendurchmesser erstreckt sich ebenso bis 200 mm.
Das Übertragungsmoment M erreicht maximal 4000 x 104 Nmm.
Bedingt durch die gestreckte Länge sind Schalenkupplungen etwas schwerer wie Scheibenkupplungen.
Die Norm
Nach der VDI Richtlinie 2240 sind Wellenkupplungen, dazu zählen auch die starre Kupplungen, systematisch nach den Eigenschaften eingeteilt.
Die Schalenkupplungen sind nach der DIN 115 genormt.
Die Scheibenkupplungen sind nach der DIN 116 genormt.
In den DIN-Normen sind auch Länge, Ausführungsform und Bohrungsdurchmesser aufgeführt.
Besonderheiten
Zum Schutz gegen Unfälle können Schalenkupplungen mit einem zylindrischen Schutzmantel versehen werden. Dieser ist einteilig und wird seitlich über die Kupplung geschoben. Starre Kupplungen sind keine richtungsfestgelegten Wellenkupplungen, d. h. sie funktionieren in beiden Drehrichtungen.
Belastungsfähigkeit
Die Verbindung einer starren Wellenkupplung entspricht der Klemmverbindung einer geteilten Scheibennabe.
Die abgewandelte Formel lautet: *M = Fs x n x m x D*
Die übertragbaren Momente sind nach Herstellerangaben auszuwählen. Dies ist mit den Wellendurchmessern abzugleichen.
Die Materialwahl
Starre Kupplungen werden in folgenden Materialien angeboten:
- Stahl
- Aluminium
- Rostfreier Stahl
Für Einsatzgebiete im Laborbereich kann Aluminium verwendet werden. Es sollte aber unbedingt auf die Materialpaarung von Wellenzapfen und Kupplung geachtet werden.
Die Bestellung
Wenn starre Kupplungen mit Passfedernuten bestellt werden, sind entsprechende Passfedern nach DIN zusätzlich mit zu bestellen.
Die Austausch und Montage
Der Austausch von Schalenkupplungen ist im Gegensatz zu Scheibenkupplungen einfacher. Sie brauchen keine Wellenteile ausbauen!
Bei beiden Ausführungen muss unbedingt auf sicher angezogene Schrauben geachtet werden. Sitzen die Klemmschrauben nicht fest, reibt der Wellenzapfen in der Kupplungsbohrung und es erfolgt eine Beschädigung beider Teile.
Lagerhaltung
Starre Kupplungen sollten unbedingt trocken gehalten werden. Durch Feuchtigkeit können die Bohrungen und Nuten für die Wellenenden Korrosion ansetzen.
Zum Expertenwissen
