Kupplungsarten: Eigenschaften, Funktionen & Einsatzgebiete

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

Welche Kupplungsarten gibt es?

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

Sicherheitskupplungen

Sicherheitskupplungen sind dazu da, Maschinen und Anlagen vor Überlastschäden zu schützen. 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. Um es anders auszudrücken: Sie unterbrechen für eine bestimmte Zeit die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung. Je nachdem, ob sie eine lineare oder eine Drehbewegung absichern, werden sie den Kraft- bzw. den Drehmomentbegrenzern zugeordnet.

Lasthaltend (Drehmomentbegrenzer)

Lasthaltende Sicherheitskupplungen begrenzen das Drehmoment auf einen festgelegten Wert, wie auch die Sicherheitskupplungen (daher ebenfalls Drehmomentbegrenzer) , allerdings halten sie die entsprechende Last mit dem dafür 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 von einem Wellenende an ein anderes Wellenende oder bspw. auf ein Zahnrad zu übertragen. Sie sind zudem dafür da, Fluchtungsfehler, Winkleversatz  sowie axialen Wellenversatz auszugleichen. Wellenkupplungen werden in folgende zwei Gruppen eingeteilt:

Drehsteif (Lamellenkupplungen & Metallbalgkupplungen)

Drehsteife Kupplungen besitzen eine hohe Verdrehsteife. Das heißt, sie unterliegen bei einer Torsionsbeanspruchung einer geringen Verformung. Das stabilisierende Element in diesen Kupplungen können entweder ein Metallbalg oder ein Lamellenpaket darstellen. Beide Varianten überzeugen mit hoher Torsionssteifigkeit und geringer Massenträgheit.

Elastisch (Elastomerkupplungen)

Elastische Kupplungen setzen sich aus zwei Kupplungshälften und einem dazwischen liegenden, flexiblen Zahnkranz zusammen. Auf der Innenseite der beiden Kupplungshälften befinden sich zusätzlich Klauen. Diese sorgen bei dieser Art der Kupplungen für die Kraftübertragung. Das elastische Element in diesen Kupplungen bilden meist Elastomersterne aus Polyurethan, weshalb diese Kupplungen auch Elastomerkupplungen genannt werden.

Elastische Wellenkupplungen kommen überall dort zum Einsatz, wo Vibrationen oder unkritische Lastspitzen auftreten, die nicht in den Antriebsstrang übertragen werden sollen. Der dämpfende Zahnkranz federt diese Belastungen ab, sorgt damit für Laufruhe im Antriebsstrang und schützt vor schädlichen Belastungen.

Elektromagnetische Kupplungen

Elektromagnetische Kupplungen übertragen Drehmomente reibschlüssig und schließen, sobald eine Gleichspannung angelegt ist. Fließt kein Strom mehr, öffnen Federn die Kupplung. Das Schaltverhalten solcher Kupplungen bleibt stets konstant und macht sie damit sehr zuverlässig – sie sorgen für Betriebssicherheit an Maschinen und Anlagen. Elektromagnetische Kupplungen werden meist für statische und quasistatische Anwendungen genutzt.

Welche Funktionen erfüllen Kupplungen?

Im Grunde sind Kupplungen in der Industrie dazu da, Maschinen und Anlagen vor Schäden zu schützen – dies bewahrt Firmen vor ungeplanten Kosten, Produktionsausfällen und steigert die Produktivität. Je nach Kupplungstyp unterscheiden sich jedoch die Funktionsweisen zum Teil erheblich. Zu den wichtigsten Aufgaben industrieller Kupplungen zählen bspw. folgende:

• Drehmoment- und Kraftübertragung
• Begrenzung oder Unterbrechung des maximal zulässigen Drehmomentes zum Schutz der Komponenten
• Begrenzung bzw. Unterbrechung der Kraftübertragung
• Dämpfung von Schwingungen zwischen den Einzelmaschinen
• Ausgleich von Fluchtungsfehlern sowie Wellenversatz bei geringen Rückstellkräften

Wofür werden die verschiedenen Kupplungstypen eingesetzt?

Je nach Bauart und Funktionsweise eignen sich die verschiedenen Kupplungstypen für unterschiedliche Anwendungen in der Industrie. Welche das beispielsweise sind, sehen Sie hier:

• Produktionsanlagen
• Stahl- und Walzwerke
• Tunnelbohrmaschinen
• Petrochemie
• Servoantriebe
• Hochdynamische Antriebe mit hohen Drehzahlen (Werkzeug-, Verpackungsmaschinen)
• Schwerlastanwendungen
• etc.

_{Titelbild: © pavlodargmxnet – stock.adobe.com}