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Hochelastische Kupplungen

Drehschwingungen unter Kontrolle

    Die hochelastischen Kupplungen von Voith verschieben in einem Antriebsstrang Resonanzfrequenzen unterhalb der Leerlaufdrehzahl. Sie dämpfen gleichzeitig kritische Drehschwingungsamplituden und Drehmomentstöße.

    Hersteller und Betreiber haben immer größere Erwartungen an die Produktivität von Ihren Fahrzeugen und Anlagen. Diese sollen eine hohe Zuverlässigkeit und kurze Stillstandszeiten aufweisen und das bei gleichzeitig geringen Gesamtbetriebskosten.

    Unsere hochelastischen Kupplungen wurden speziell für diese Anforderungen entwickelt: Sie erhöhen die Lebensdauer und die Verfügbarkeit aller angeschlossenen Antriebskomponenten und steigern so die Produktivität des Fahrzeugs oder der Anlage.

    Die Erfahrungen in der Auslegung von drehschwingungserregten Antriebssträngen sind seit 45 Jahren die Basis für die Zusammenarbeit mit unseren Kunden.

    Kundennutzen

    • Erhöhte Verfügbarkeit aller Antriebskomponenten
      durch Dämpfung von Drehschwingungen und Stößen im Antriebsstrang
    • Geringere Lebensdauerkosten
      durch erhöhte Lebensdauer aller Komponenten im Antrieb
    • Höherer Komfort
      durch weniger Vibrationen und Geräusche

    Unser Produktportfolio

      Unsere Produkte erhöhen die Verfügbarkeit aller Antriebskomponenten und senken dadurch die Lebensdauerkosten für die Anlage. Die übertragbaren Drehmomente reichen bis zu 1 300 kNm.

      K-Kupplung
      K-Kupplungen sind der Standard unserer hochelastischen Kupplungen. Ihr Aufbau ist modular und sie lassen sich sehr flexibel in Ihren Antrieb inte­grieren. Dadurch ist dieser Kupplungstyp für viele Anwendungen in den unterschiedlichsten Branchen eine optimale und kostengünstige Lösung.

       

      K-Kupplungen dämpfen Drehschwingungen und verschieben Resonanzfrequenzen unterhalb der Leerlaufdrehzahl. Zusätzlich gleicht die Kupplung axiale, radiale und winklige Verlagerungen aus. Die Betriebsfestigkeit und die Lebensdauer Ihrer Anlage oder Ihres Fahrzeugs steigen. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit und die Lebenszykluskosten sinken.

      Die Ausführung als Anflanschlager und eine Verdrehsicherung sind optional.
      Typische Anwendungen: Bahnfahrzeuge, Baumaschinen, Motorenprüfstände, Naturgas-Kompressorstationen, allgemeine Industrieanwendungen

      Technische Daten

      Drehmoment bis 1 300 kNm
      Drehzahl bis 13 000 min-1
      Aufstellungsarten
      • Gelenkwellen-Aufstellung
      • Separate Aufstellung
      • Anflansch-Aufstellung
      Elastomertypen
      • Naturkautschuk (NR): 45 ShA, 50 ShA, 60 ShA, 70 ShA
      • Silikon: 50 ShA
      • Elektrisch isolierend: 55 ShA
      Umgebungstemperaturen
      • Naturkautschuk (NR): -40 bis +90°C
      • Silikon: -40 bis +120°C
      • Elektrisch isolierend: -40 bis +90°C
      Optional
      • Radial ausbaubar
      • Verdrehsicherung
      • Ausführung als Anflanschlager (falls die Kurbelwellenlagerung des Motors das Gewicht der Gelenkwelle und der Kupplung nicht aufnehmen kann)

       

      Vorteile und Nutzen

      • Resonanzdrehzahlen verlagern sich in unkritische Drehzahlbereiche. Das erhöht die Laufruhe und den Komfort beim Bedienen Ihrer Anlage oder Ihres Fahrzeugs.
      • Elastomerelemente im Inneren der Kupplung dämpfen Drehschwingungsspitzen, die im Antriebsstrang auftreten. Diese Elemente reduzieren durch ihre Elastizität die Belastungen für den Antrieb, die der Verbrennungsmotor oder lastseitige Aggregate mit ihren natürlichen Drehmomentschwankungen verursachen. Ihre Anlage oder Ihr Fahrzeug erreicht eine hohe Betriebsfestigkeit. Schließlich steigern Sie die Produktivität.
      • Die Kupplung entlastet alle angeschlossenen Antriebskomponenten. Dadurch steigt deren Lebensdauer und der Instandhaltungsaufwand sinkt. Das wirkt sich positiv auf die Betriebskosten Ihrer Anlage oder Ihres Fahrzeugs aus. Dazu vermeiden Sie Folgekosten, die bei Stillstand entstehen.
      • Der modulare Aufbau macht die Kupplung hinsichtlich Funktion und Konstruktion sehr flexibel. Sie erhalten eine Kupplung, die exakt Ihren antriebstechnischen und konstruktiven Anforderungen entspricht. Standardisierte Bauteile sorgen für ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis.
      • Die K-Kupplung hat eine hohe Drehmomentkapazität. Sie sparen Bauraum und übertragen gleichzeitig hohe Drehmomente sicher und zuverlässig.

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      H-Kupplung
      Hochelastische H-Kupplungen sind speziell für Baumaschinen mit Drehmomentwandler und Wandlerüberbrückung sowie für Antriebe mit  Pumpenverteilergetriebe geeignet. Dieser Kupplungstyp arbeitet mit einem Feder-Masse-System und einem viskohydraulischen Dämpfungssystem. Sie sind besonders kompakt, temperaturunempfindlich und vielseitig in der Adaption.
      H-Kupplungen dämpfen Drehschwingungen und Drehmomentstöße im Antriebsstrang. Die Betriebsfestigkeit und die Lebensdauer Ihres Fahr­zeuges steigen. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit und die Betriebskosten sinken.
      Typische Anwendung: Baumaschinen

      Technische Daten

      Drehmoment bis 3 700 Nm
      Drehzahl bis 2 500 min-1
      Aufstellungsart
      • Unterglocke-Aufstellung
      Federhärten
      • mehrstufig anpassbar
      Umgebungstemperatur
      • -40°C bis +110°C

       

      Vorteile und Nutzen

      • Das viskohydraulische Dämpfungssystem arbeitet mit einem temperaturbeständigen Dämpfungsfett. Die Dämpfungswirkung steigt proportional zum Verdrehwinkel der Kupplung. Das heißt: Starke Drehschwingungen, wie sie beim An- und Abstellen des Motors oder bei Laststößen vorkommen, führen auch zu einer hohen Dämpfung. Damit hat die Kupplung im gesamten Nenndrehzahlbereich ein optimales Dämpfungsverhalten.
      • Während des Betriebs wird das Isolationssystem der H-Kupplung aktiviert: Innerhalb des definierten Spiels des Dämpfungsrings werden Vibrationen absorbiert und isoliert. Dadurch ist auch im unteren Betriebsdrehzahlbereich eine optimale Schwingungsisolation gewährleistet.
      • Resonanzdrehzahlen verlagern sich in unkritische Drehzahlbereiche. Das erhöht die Laufruhe und den Komfort beim Bedienen Ihrer Anlage oder Ihres Fahr­zeugs.
      • Radial angeordnete Druckfedern aus Stahl übertragen das Drehmoment vom Motor zum Leistungsabnehmer. Die Federn arbeiten praktisch verschleißfrei und die Kupplung hat sehr hohe Standzeiten. Ihre Wartungs- und Instandhaltungskosten bleiben gering.
      • Die Dämpfungswirkung der Stahlfedern bleibt über einen sehr großen Temperaturbereich konstant. Große Temperaturschwankungen haben nahezu keinen Einfluss auf die Funktion der Kupplung. Der Betrieb Ihres Fahrzeugs ist auch bei extremen Umweltbedingungen sicher.

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      D-Kupplung
      Hochelastische D-Kupplungen sind der Standard für Motorenprüfstände zum Testen von 1- bis 3-Zylinder-Verbrennungsmotoren. D-Kupplungen weisen eine hohe Drehelastizität und eine hohe Drehmomentkapazität auf. Entwicklungsprüfstände, Dauerlaufprüfstände und End-of-Line-Prüfstände arbeiten mit dieser Kupplung bis zu Drehzahlen von 10 000 min-1 sicher und zuverlässig.
      D-Kupplungen verschieben kritische Resonanzfrequenzen des Systems unterhalb des Betriebsdrehzahlbereichs. Zusätzlich dämpfen die Kupplungen unerwünschte Wechseldrehmomente. Dadurch verlängert sich die Lebensdauer aller Antriebskomponenten des Prüfstands. Ihr Prüfsystem hat eine hohe Verfügbarkeit.

      Der modulare Aufbau der D-Kupplung erlaubt eine sehr flexible Integration in die unterschiedlichsten Motorenprüfstände. Wir passen die Kupplung in der Länge, in den Anschlüssen und in der Drehsteifigkeit an Ihr Prüfsystem an.
      Typische Anwendung: Motorenprüfstände

      Technische Daten

      Drehmoment bis 2 560 Nm
      Drehzahl bis 10 000 min-1
      Aufstellungsart
      • Gelenkwellen-Aufstellung
      Elastomertypen
      • Naturkautschuk (NR): 45 ShA, 50 ShA, 60 ShA
      Umgebungstemperatur
      • -40°C bis +90°C

       

      Vorteile und Nutzen

      • D-Kupplungen weisen eine hohe Drehelastizität auf. Damit lassen sich im über­kritischen Betrieb Testzyklen genauer reproduzieren und besonders exakte Testergebnisse erzielen.
      • Ein eingebautes sphärisches Gelenk gewährleistet den Ausgleich von Verlagerungen zwischen Motor und Leistungsabnehmer. Dadurch ist diese Prüfstandskupplung für Motordrehzahlen bis 10 000 min-1 geeignet. Hochtourige Motoren lassen sich in den meisten Fällen bis zu ihrer Maximaldrehzahl testen.
      • Die Kupplung lässt sich durch ihren modularen Aufbau leicht in unterschiedlichste Motorenprüfstände integrieren. Die Anschlüsse sind für nahezu alle Motoren und Bremsen adaptierbar. Sie sparen Kosten bei der Adaption und bauen mit kürzerem Hebelarm konstruktiv günstiger.
      • Alle angeschlossenen Aggregate werden beim Durchfahren der Resonanzdrehzahl (Motorstart) und im weiteren Drehzahlbereich entlastet. Damit verlängern Sie die Lebensdauer aller Antriebskomponenten des Prüfstands. Ein höhere Verfügbarkeit und niedrigere Betriebskosten Ihres Prüfsystems steigern Ihren Gewinn.

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      CT-Kupplung
      Elastische CT-Kupplungen sind speziell für Industrieanwendungen geeignet. Dieser Kupplungstyp ist praktisch ausfallsicher und für viele Anwendungen eine optimale und kostengünstige Lösung. Auf Druck beanspruchte Elastomerelemente erzielen die Dämpfungswirkung.
      CT-Kupplungen dämpfen Drehschwingungen und Drehmomentstöße im Antriebsstrang. Zusätzlich gleicht die Kupplung axiale und radiale Verlagerungen aus. Die Betriebsfestigkeit und die Lebensdauer Ihrer Maschine oder Anlage steigen. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit und die Betriebskosten sinken.

      Die Ausführung als Steckverbindung für den Einbau unter Glocke ist optional.
      Typische Anwendungen: Stromgeneratoren, Brecher, Mühlen, Schredder, allgemeine Industrieanwendungen

      Technische Daten

      Drehmoment bis 130 kNm
      Drehzahl bis 2 650 min-1
      Aufstellungsarten
      • Separate Aufstellung
      • Unterglocke-Aufstellung
      Elastomertypen
      • Naturkautschuk (NR): 60 ShA, 70 ShA, 80 ShA
      • Silikon: 70 ShA
      Umgebungstemperaturen
      • Naturkautschuk (NR): -40 up to +90°C
      • Silikon: -40 up to +130°C

       

      Vorteile und Nutzen

      • Die Kupplung arbeitet ohne Rückstellkräfte im Antriebsstrang zu erzeugen. Dies erhöht die Sicherheit und die Verfügbarkeit aller angeschlossenen Komponenten. Das wirkt sich positiv auf die Betriebskosten Ihrer Maschine oder Anlage aus. Dazu vermeiden Sie Folgekosten, die bei Stillstand entstehen.
      • Die Konstruktion der CT-Kupplungen ist praktisch ausfallsicher. Im höchst unwahrscheinlichen Fall einer Beschädigung der Elastomerelemente überträgt die Kupplung weiterhin Drehmoment. Lediglich die Dämpfungseigenschaften der Kupplung sind beeinträchtigt. Für Ihre Maschine oder Anlage ist ein Notbetrieb möglich. Sofortige Stillstände sind damit vermeidbar.
      • Resonanzdrehzahlen verlagern sich in unkritische Drehzahlbereiche. Das erhöht die Laufruhe und den Komfort beim Bedienen Ihrer Maschine oder Anlage.
      • Die Kupplung ist praktisch wartungsfrei und erfordert keine Schmierstoffe. Lediglich die Elastomerelemente unterliegen einem natürlichen Verschleiß. Ein Austausch der Elemente ist sehr einfach, da die Kupplung aus nur drei Haupt­bau­teilen besteht. Sie senken damit die Stillstandzeiten und vermeiden Folgekosten. Mit geringeren Instandhaltungskosten optimieren Sie die Betriebskosten.

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      • Transmitting maximum torques safely - Flexible CT-P Coupling

        Transmitting maximum torques safely - Flexible CT-P Coupling

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      • Safe power transfer in small Installation spaces - Flexible CT-H Coupling

        Safe power transfer in small Installation spaces - Flexible CT-H Coupling

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      HP-Kupplung
      Hochelastische HP-Kupplungen sind speziell für realistische Testszenarien von Verbrennungsmotoren entwickelt, bei denen ein Getriebedummy am Motor montiert ist. In diesen Szenarien schützt die HP-Kupplung den Prüfstand vor schädlichen Drehschwingungen und verschiebt die Eigenfrequenz unter die Leerlaufdrehzahl. Ein viskosehydraulisches Dämpfungssystem und eine Isolationsfunktion geben der Kupplung ein optimales Dämpfungsverhalten über den gesamten Nenndrehzahlbereich.
      Das viskohydraulische Dämpfungssystem der HP-Kupplung erhöht die Dämpfung im Verhältnis zum Verdrehwinkel der Kupplung. Starke Drehschwingungen, wie sie in typischen Testszenarien auftreten, führen in diesem Fall zu einer hohen Dämpfung. Bei niedrigen Drehschwingungen arbeitet die HP-Kupplung im Isolationsbereich. Ein Dämpfungsring absorbiert und isoliert Vibrationen innerhalb des definierten Spiels. Dies ist der entscheidende Vorteil gegenüber Bogenfederkupplungen: die Verlustleistung des Prüfstandes sinkt auf ein Minimum und ermöglicht sehr genaue Testergebnisse.
      Typische Anwendungen: Motorenprüfstände

      Technische Daten

      Drehmoment bis 1 600 Nm
      Drehzahl bis 8 500 min-1
      Aufstellungsart
      • Unterglocke-Aufstellung
      Federhärten
      • mehrstufig anpassbar
      Umgebungstemperatur
      • bis +150°C

       

      Vorteile und Nutzen

      • Die viskohydraulische Dämpfung und die Isolationsfunktion geben der Kupplung ein optimales Dämpfungsverhalten über den gesamten Nenndrehzahlbereich. Die Verlustleistung wird auf ein Minimum reduziert und Testergebnisse sind genauer.
      • Ein temperaturbeständiges PEEK-Material erhöht die Widerstandsfähigkeit der Federpakete gegen Verschleiß, Temperatur und Beanspruchung bei hoher Geschwindigkeit. Dies ermöglicht ein praxisnahes Testen des Motors mit bis zu 8 500 min-1.
      • Kritische Resonanzfrequenzen des Systems werden unter die Leerlaufdrehzahl verschoben und unerwünschte Wechselmomente werden gedämpft. Dies erhöht die Lebensdauer aller Antriebskomponenten des Prüfstands.
      • Die internen Stahlfedern ermöglichen eine mehrstufige Steifigkeitskennlinie und sind in 16 verschiedenen Steifigkeitswerten erhältlich. Dadurch kann die Kupplung exakt an die Anforderungen des Kunden angepasst werden.
      • Das Dämpfungsfett ist für hohe Drehzahlen und die damit verbundenen Temperaturen ausgelegt und gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb der Kupplung bis zu einer Temperatur von 150°C. Der optimierte Schmierstoff sorgt für die Dämpfung, die die Wechselmomente im Antriebsstrang auf ein Minimum reduziert.

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      • Realitätsnahe Tests bei allen Drehzahlen - Hochelastische HP-Kupplung

        Realitätsnahe Tests bei allen Drehzahlen - Hochelastische HP-Kupplung

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        J.M. Voith SE & Co. KG

        Centrumstraße 2 45307 Essen, Deutschland highflex@voith.com

         

        t +49 201 55783-61

        f +49 201 55783-65

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          • Stationäre Brecher
          • Stationäre Mühlen
          • Stationäre Schredder

          Technische Informationen

            Die einzelnen Komponenten eines Antriebsstrangs sind aus elastischen Materialien (z.B. Stahl) gefertigt und haben eine Masse. Damit bilden sie ein schwingungsfähiges System. Wird dieses System angeregt, schwingt es mit einer bestimmten Frequenz und Amplitude.

            Mit dem Einbau einer hochelastischen Kupplung nimmt die Schwingungsamplitude einen endlichen Wert an. Ein Dieselmotor, der nach dem Hubkolbenprinzip arbeitet, gibt seine Leistung nicht gleichmäßig während einer Umdrehung der Kurbelwelle ab. Deshalb belastet ein Dieselmotor den Antriebsstrang stark.

            Dies wird durch die neuen Einspritztechnologien mit sehr hohen Einspritzdrücken, die in den letzten Jahren eingeführt wurden, verstärkt. Darüber hinaus gibt es einen Trend zur Verringerung der Dimensionierung der Motoren, was weniger Zylinder, geringere Massenträgheit und einen weiter erhöhten Einspritzdruck bedeutet.

            Ein Antriebsstrang besteht in der Regel aus:

            • Einem treibenden Element (Antriebsmaschine)
            • Kopplungselementen (Kupplungen, Getriebe etc.)
            • Einem angetriebenen Element (Leistungsabnehmer, Arbeitsmaschine)

            Häufig wird erst mit dem Einbau einer hochelastischen Kupplung eine brauchbare Betriebsfestigkeit und Lebensdauer der Anlage erreicht.

            Alle vorkommenden Antriebsstränge können in drei Aufstellungsarten eingeteilt werden:

            Gelenkwellen-Aufstellung

            • Dieselmotor und Leistungsabnehmer sind auf unterschiedlichen Fundamenten montiert und relativ weit voneinander entfernt.
            • Das Lager zur Führung der Gelenkwelle ist in die Kupplung integriert.
            • Das Gewicht der Gelenkwelle wird zusammen mit dem Kupplungsgewicht in das Lager der angeflanschten Arbeitsmaschine eingeleitet.
            • Je nach Baureihe kommen dabei Gleit‑ oder Wälzkörperlager zum Einsatz.
            • Diese Lager führen bei Relativverdrehungen der Kupplung eine oszillierende Drehbewegung aus, was bei der Auswahl der Lagerbauarten und -werkstoffe Berücksichtigung findet.

            Separat-Aufstellung

            • Dieselmotor und Leistungsabnehmer sind auf unterschiedlichen Fundamenten montiert und relativ nahe beieinander.
            • Der elastisch gelagerte Motor und der starr oder ebenfalls elastisch gelagerte Leistungsabnehmer können in axialer, radialer und winkeliger Richtung gegeneinander schwingen.
            • Diese Bewegungen gleicht die Kupplung aus, da sie allseitig nachgiebig ist.

            Anflansch-Aufstellung

            • Der Leistungsabnehmer wird direkt an das Motorgehäuse angeflanscht.
            • Die Hochelastische Kupplung ist steckbar, da sie gleichzeitig mit dem Zusammenbau von Antriebsaggregat und Leistungsabnehmer montiert wird.

            Ingenieurdienstleistungen

              Wir liefern nicht nur Produkte sondern auch Ideen. Profitieren Sie von unserer langjährigen Erfahrung in allen Fragen der Projektierung von Antriebssträngen:

              • Auslegung des Antriebsstrangs
              • Drehschwingungsberechnung (TVC)
              • Drehschwingungsmessung (TVM)
              • Lebensdaueranalyse (FA)

              Service für hochelastische Kupplungen

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                  • Drehschwingungen unter Kontrolle

                    Drehschwingungen unter Kontrolle

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                  • Minimum downtimes with high flexibility for test rigs

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                  • Protecting gensets in the long-term

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                  • Increasing the reliability of steel mill drives

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                  • Optimierter Betrieb von Shredder-Anlagen

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