Kupplungsarten: Eigenschaften, Funktionen & Einsatzgebiete

Eine Kupplung ist ein unverzichtbares Bauteil in industriellen Anlagen, da sie die Übertragung von Bewegungen und Drehmomenten vom Antriebsmotor auf andere Maschinenteile ermöglicht. Doch welche Kupplungsarten gibt es bei mayr Antriebstechnik und wofür werden sie konkret eingesetzt? Im folgenden Beitrag möchten wir Ihnen einen Überblick über unser Kupplungsangebot geben und Sie dabei unterstützen, die richtige Wahl für Ihre industrielle Anwendung zu treffen.

Welche Kupplungsarten gibt es bei mayr® Antriebstechnik?

Erfahren Sie nachfolgend mehr über die verschiedenen Kupplungstypen für industrielle Anwendungen.

Sicherheitskupplungen

Sicherheitskupplungen schützen Maschinen und Anlagen vor Überlastschäden. Sie werden nach ihrem Funktionsprinzip in eine der beiden folgenden Kategorien eingeteilt:

Lasttrennend (Drehmomentbegrenzer & Kraftbegrenzer)

Lasttrennende Sicherheitskupplungen trennen bei Überlast oder Kollision An- und Abtrieb. Sie rasten aus und unterbrechen so die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung. Nach Beseitigung der Überlast rasten sie entweder automatisch wieder ein oder werden von Hand, über Vorrichtungen bzw. Reversieren wieder eingerastet. Kupplungen zur Absicherung von Drehbewegungen werden oft Drehmomentbegrenzer genannt,  Sicherheitskupplungen für lineare Bewegungen heißen auch Kraftbegrenzer.

Lasthaltend (Drehmomentbegrenzer)

Lasthaltende Sicherheitskupplungen begrenzen das Drehmoment auf einen festgelegten Wert. Sie halten die Last mit dem an der Kupplung eingestellten Drehmoment. Im Unterschied zu den lasttrennenden Ausführungen unterbrechen sie die Drehmomentübertragung bei Überlast nicht.

In der folgenden Tabelle finden Sie eine Aufstellung der Eigenschaften von lasttrennenden und lasthaltenden Sicherheitskupplungen – am Beispiel einiger ausgewählter Kupplungen von mayr® Antriebstechnik:

Wellenkupplungen

Wellenkupplungen werden dafür eingesetzt, Drehmomente zwischen zwei Wellen zu übertragen. Sie haben zudem die Aufgabe, Fluchtungsfehler zu kompensieren, also Winkelversatz, Radialversatz und axialen Wellenversatz auszugleichen. Wellenkupplungen werden in folgende zwei Gruppen eingeteilt:

Drehsteif (Lamellenkupplungen & Metallbalgkupplungen)

Drehsteife Kupplungen besitzen eine hohe Torsionssteifigkeit. Sie bieten bei Drehmomentbelastung einen sehr hohen Widerstand gegen Verdrehung und verformen sich nur gering. Das drehsteife, drehmomentübertragende Element in diesen Kupplungen können entweder ein Metallbalg oder ein Lamellenpaket sein. Demzufolge wird zwischen diesen beiden Kupplungsarten unterschieden:

• Lamellenkupplungen

• Metallbalgkupplungen

Beide Varianten überzeugen mit hoher Verdrehsteife und geringer Massenträgheit.

Elastisch (Elastomerkupplungen)

Elastische Kupplungen bestehen aus zwei Kupplungshälften und einem dazwischen liegenden, flexiblen Zahnkranz. Die Klauen auf der Innenseite der beiden Kupplungshälften greifen von beiden Seiten in den Zahnkranz ein und sorgen so für die Drehmomentübertragung. Das elastische Element in diesen Kupplungen – meistens ein Elastomerstern aus Polyurethan – ist Namensgeber für diese Art von Wellenkupplungen.  Sie werden häufig Elastomerkupplungen genannt.

Elastische Wellenkupplungen kommen überall dort zum Einsatz, wo Vibrationen oder kritische Lastspitzen auftreten, die nicht in den Antriebsstrang übertragen werden sollen. Der elastische Zahnkranz dämpft Schwingungen und Drehmomentspitzen, sorgt damit für Laufruhe im Antriebsstrang und schützt vor schädlichen Belastungen.

Elektromagnetische Kupplungen

Elektromagnetische Kupplungen schließen, sobald eine Gleichspannung angelegt ist und übertragen Drehmomente reibschlüssig. Fließt kein Strom mehr, öffnen diese Kupplungen, die Drehmomentübertragung ist unterbrochen. Das Schaltverhalten dieser Kupplungen bleibt über die gesamte Lebensdauer konstant. Das erhöht die Positioniergenauigkeit und Zuverlässigkeit der Kupplungen und damit auch die Betriebssicherheit von Maschinen und Anlagen. Elektromagnetische Kupplungen werden meist für statische und quasistatische Anwendungen genutzt.

Welche Funktionen erfüllen Kupplungen?

Kupplungen in der Industrie sind in erster Linie dazu da, Komponenten in Maschinen und Anlagen miteinander zu verbinden sowie Drehmomente und Bewegungen zu übertragen. Eine hohe Zuverlässigkeit ist unabdingbar, um Unternehmen vor Schäden, ungeplanten Kosten und Produktionsausfällen zu bewahren. Die verschiedenen Kupplungsarten unterscheiden sich in ihrer Eigenschaften zum Teil erheblich. Zu den wichtigsten Aufgaben industrieller Kupplungen zählen zum Beispiel:

• Verbinden von zwei Wellen

• Übertragen von Drehmomenten und Kräften

• Ausgleich von Fluchtungsfehlern sowie Wellenversatz bei geringen Rückstellkräften

• Dämpfung von Schwingungen und Drehmomentspitzen

• Begrenzung von Drehmomenten oder Kräften auf den maximal zulässigen Wert zum Schutz teurer Maschinenkomponenten

• Unterbrechung der Drehmoment- oder Kraftübertragung bei Überlast bzw. Kollision

Wofür werden die verschiedenen Kupplungstypen eingesetzt?

Elektromagnetische Kupplungen werden bevorzugt dann eingesetzt, wenn – wie häufig in Verpackungsmaschinen – mit hoher Schaltfrequenz positioniergenau getaktet werden soll. Wellenkupplungen und Sicherheitskupplungen eigen sich abhängig von Baugröße und Bauart für ganz unterschiedliche Anwendungen in der Industrie. Welche das beispielsweise sind, sehen Sie hier:

• Antriebs- und Automatisierungstechnik

• Hochdynamische Antriebe und Servoantriebe

• Prüfstände

• Abfüllanlagen

• Produktionsanlagen

• Werkzeugmaschinen

• Verpackungsmaschinen

• Stahl- und Walzwerke

• Tunnelbohr- und Bergbaumaschinen

• Extruder

• Petrochemie

• etc.

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