Da Getriebe-Hersteller bei KBK Antriebstechnik GmbH vielfältige Lösungen für die spielfreie, drehmomentstarke Anbindung ihres Produktes an die Motorwelle bekommen, reduziert sich der Beschaffungsaufwand der Unternehmen. Sowohl für Vollwellen- als auch für Hohlwellengetriebe bietet der Spezialist aus Unterfranken die passende Welle-Nabe-Verbindung an. Für die Anbindung von Hohlwellengetrieben an die Antriebswelle wird meist eine spielfreie Lösung wie z.B. eine Schrumpfscheibe gewählt. Eine Passfeder-Verbindung wäre zwar theoretisch auch möglich, aber die schlägt im Reversierbetrieb früher oder später aus. Außerdem entsteht mit der Zeit Passungsrost, der zum Ausfall der Passfeder-Verbindung führen kann und eine Demontage extrem schwierig macht. Schrumpfscheiben sind deshalb in diesen Anwendungen die bessere Wahl.
Schrumpfscheiben für hohe Drehmomente
KBK hat eine dreiteilige (KBS19) und eine zweiteilige (KBS19/1) Schrumpfscheibe im Programm. Während die KBS19 für Hohlwellen-Durchmesser von 14 bis 280mm und Drehmomentbereiche von 40 bis 327.000Nm ausgelegt ist, kann die KBS19/1 auf Hohlwellen mit Durchmessern von 14 bis 240mm verwendet werden und überträgt Drehmomente zwischen 29 Nm und 164.000Nm.
Die Schrumpfscheiben werden zunächst über den Außendurchmesser der Getriebe-Hohlwelle geschoben. Danach steckt der Anwender die Motorwelle in die Hohlwelle und zieht die Schrauben an. Da die axialen Schraubenkräfte über den Kegel umgelenkt werden, presst sich der Innenring der Schrumpfscheibe auf den Außendurchmesser der Hohlwelle. So entsteht eine spielfreie Verbindung zwischen der Hohlwelle des Getriebes und der Antriebswelle, die höchstmögliche Drehmomentübertragung ermöglicht.
Individuell ausgelegte Klemmringe
In vielen Anwendungen müssen Hohl-wellengetriebe allerdings gar nicht so hohe Drehmomente übertragen, wie es mit Schrumpfscheiben möglich ist. Wenn das Getriebe über eine geschlitzte Hohlwelle verfügt, sind Klemmringe eine gute Alternative – diese Welle-Nabe-Verbindung baut zudem etwas kompakter und lässt sich noch leichter montieren als Schrumpfscheiben.
KBK bietet seinen Kunden die individuelle Kalkulation und Auslegung von Klemmringen an, sodass Anwender am Markt genau die Klemmringe bekommen, die ihren Anforderungen entsprechen. Um den Service anbieten zu können, war einiges an Vorarbeit nötig. Zusammen mit einem Getriebe-Hersteller haben die Antriebstechnik-Spezialisten erst einmal die Drehmomente definiert, die von einem Klemmring auf eine Hohlwelle übertragen werden können. Anschließend wurden die berechneten Drehmomente in der Praxis überprüft und bilden seither die Grundlage für die individuelle Auslegung der Klemmringe. Neben der kundenspezifischen Kalkulation bietet KBK zudem Modifikationen an: So werden die Klemmringe auf Wunsch mit Passfedernuten oder individuellen Bohrungen versehen oder in verschiedenen Verhältnissen von Außen- zu Innendurchmesser geliefert. Auch die Verwendung spezieller Materialien, die Integration eines Verdrehschutzes oder die Auslegung mit niedrigen Massenträgheitsmomenten ist möglich.
Das KBK-Programm umfasst Klemmringe in den Ausführungen KR-G (geteilt) und KR (geschlitzt) – beide gibt es sowohl aus Edelstahl als auch aus brüniertem Stahl. Die geschlitzte Version eignet sich für die Herstellung einer Verbindung zwischen Getriebehohlwelle und Motorwelle ebenso wie zur axialen Fixierung von Bauteilen auf der Welle. Klemmringe der Baureihe KR übertragen Axialkräfte von 867 bis 8135N und sind auf Hohlwellen mit Durchmessern von 4 bis 50mm montierbar.
Kupplungen mit Spreiznabe
Eine andere Variante, Hohlwellengetrie-be und Motorwelle spielfrei miteinander zu verbinden, sind Metallbalg- bzw. Elastomerkupplungen mit Spreiznabe. Für die Montage muss man lediglich die Kupplungen in die Hohlwelle stecken, mit dem Schraubenschlüssel durch die Kupplung hindurchgehen und die Schraube anziehen, sodass sich die Kupplung mit der Hohlwelle des Getriebes verspannt. Die Metallbalgkupplung mit Spreiznabe (KB8) eignet sich für Wellen mit Durchmessern von 10 bis 60mm und überträgt Drehmomente zwischen 18 und 500Nm. Die Elastomerkupplung mit Spreiznabe (KBE4) ist für Wellen mit Durchmessern von 4 bis 62mm geeignet und kann Drehmomente zwischen 4 und 655Nm übertragen.
Bei Vollwellen-Getrieben sind viele Hersteller dazu übergegangen, die Kupplung über eine Montage-Glocke direkt in das Getriebe zu integrieren. Der Anwender muss hier also gar nicht mehr entscheiden, über welches Antriebselement er seine Motorwelle mit dem Getriebe verbindet. Die Antriebswelle wird einfach in die Kupplung des Getriebes eingeführt und mittels einer Schraube in der Montage-Öffnung fest mit dieser verspannt.
Kupplungen für Roboter und Motoren
Metallbalg-, Elastomer- und Schlitzkupplungen von KBK können Drehmomente zwischen 0,05 und 5.000Nm übertragen und eignen sich für Wellendurchmesser von 1 bis 100mm. Für hochpräzise bzw. hochdynamische Anwendungen empfiehlt sich der Einsatz von Metallbalgkupplungen, da sie eine hohe Verdrehsteifigkeit aufweisen. Beispielsweise können die Metallbalgkupplungen der Serie KB4K hohe Drehmomente übertragen, bauen zugleich aber mit Längen von 35 bis 96mm und Außendurchmessern von 32,5 bis 122mm recht kompakt. Ebenfalls beliebt bei Getriebebauern ist die KB4LV. Die Kupplung lässt sich in der Länge verstellen und kann deshalb aus der Montage-Glocke herausgezogen werden um die Klemmschraube frei zugänglich zu haben. Montagebohrungen oder -öffnungen sind nicht erforderlich. Zur Metallbalgkupplung der Serie KB4FA für Roboter liefert KBK einen Adapterflansch als Standardteil, der genau auf die genormte Schnittstelle passt.
Für die Anbindung von Servomotoren bietet sich die Metallbalgkupplung KB4P an. Diese Kupplung aus hochfestem Aluminium und einer speziellen Beschichtung überträgt Drehmomente zwischen 18 und 500Nm und eignet sich für Wellendurchmesser von 10 bis 70mm. Die KB4P lässt sich durch axiales Stecken einfach montieren und demontieren – aufwändige Bohrungen sind dafür nicht erforderlich. Sie besitzt eine hohe Torsionssteifigkeit, gleicht Wellenversatz aus und erzeugt nur minimale Rückstellkräfte.
Wenn geringer Versatz unkritisch ist
In Applikationen, in denen geringer Wellenversatz nicht kritisch ist, können auch die etwas günstigeren Elastomerkupplungen (Klauenkupplungen) verwendet werden. Diese Kupplungen lassen sich ebenfalls ganz einfach durch axiales Stecken montieren. Der Anwender muss die Motorwelle hier nicht in die Getriebe-Kupplung einfädeln: Stattdessen kann er eine Kupplungshälfte vormontieren und dann mit der anderen, im Getriebe befindlichen Hälfte zusammenstecken. Darüber hinaus ermöglichen Elastomerkupplungen eine relativ einfache Lagerhaltung, denn sie können modular bevorratet werden. Schlitzkupplungen wiederum sind etwas präziser als Elastomerkupplungen und bieten höhere Drehmomente als Metallbalgkupplungen vergleichbarer Baugröße.
