Kupplungstypen, Funktionen und Einsatzmöglichkeiten

Kupplungen sind essenziell für viele industrielle Anwendungen und präzise Antriebssysteme, doch die Auswahl der Passenden kann komplex sein. In diesem Beitrag bieten wir Ihnen einen Überblick über die Welt der Kupplungen: Wir erklären, was Kupplungen sind, welche Funktionen sie erfüllen und welche Typen es gibt.

Zudem vergleichen wir schaltbare und nicht schaltbare Kupplungen und zeigen, wie wir die optimale Lösung für Ihre Anwendung finden. Entdecken Sie das vielfältige Sortiment von TAT und erfahren Sie, wie unsere Kupplungssysteme unter anderem Schutz und Schwingungsdämpfung bieten sowie Wellenversatz ausgleichen können.

Was sind Kupplungen?

In der modernen Industrie sind Kupplungssysteme unverzichtbar, da erst Kupplungen eine starre, elastische, bewegliche oder lösbare Verbindung von Maschinenelementen ermöglichen und dadurch einen Kraftfluss gestatten. Genauer gesagt sind sie Maschinenkomponenten, die verwendet werden, um zwei Wellen mechanisch zu verbinden, sodass Drehmoment und Drehzahl von einer Welle zur anderen übertragen werden können. Diese Art der Verbindung unterscheidet sich zu der von Getrieben, da sie lediglich Drehmoment und Drehzahl überträgt, aber nicht umwandelt.

Kupplungen kommen in vielen Branchen und Anwendungen zum Einsatz, von der Automotivbranche über industrielle Antriebe bis hin zu komplexen Produktionsanlagen. 

Nachfolgenden einige typische Anwendungsbereiche von Kupplungen:

Welche Funktionen hat eine Kupplung?

Kupplungen sind entscheidende Komponenten in mechanischen Systemen, deren Hauptaufgabe darin besteht, den Kraftfluss von einer Welle zur anderen sicherzustellen. Aber Sie erfüllt auch noch einige weitere Funktionen.

1. Kraftübertragung: Die zentrale Funktion einer Kupplung besteht darin, das Drehmoment von der Antriebswelle auf eine Abtriebswelle zu übertragen. Durch eine präzise Verbindung sorgt die Kupplung dafür, dass mechanische Energie effektiv weitergeleitet wird, ohne dass es zu einem Energieverlust kommt. Dies ist besonders in Antriebssystemen wichtig, wo eine kontinuierliche und zuverlässige Kraftübertragung für die Funktionalität und Effizienz der gesamten Maschine entscheidend ist.

2. Wellenversatzausgleich: Einige Arten von Kupplungen können zudem Wellenversätze kompensieren, die durch Montagefehler oder Betriebsbedingungen entstehen können. Sie gleichen axialen, radialen oder winkeligen Versatz schonend sowie – je  nach Art der Kupplung – teils rückstellkräftefrei aus und verhindern so eine übermäßige Belastung der Lager, was die Lebensdauer der gesamten Anlage verlängert.

3. Überlastschutz: Eine wesentliche zusätzliche Funktion ist der Überlastschutz, der durch Sicherheitskupplungen übernommen wird. Diese Kupplungen begrenzen das Drehmoment und schützen so Maschinen oder Anlagen vor kostspieligen Beschädigungen und längeren Ausfallzeiten infolge einer Überlastung des Systems.

4. Schwingungsdämpfung: Neben der Hauptaufgabe der Kraftübertragung tragen Kupplungen auch zur Schwingungsdämpfung bei. Sie absorbieren Vibrationen, die während des Betriebs entstehen, und verhindern so, dass diese auf andere Teile des Systems übertragen werden. Dies sorgt für einen ruhigeren und stabileren Betrieb und reduziert den Verschleiß an den Maschinenkomponenten.

5. Lösbare Verbindungen: Schaltbare Kupplungen basieren meist auf dem elektromagnetischen Effekt und ermöglichen es, Wellen bei Bedarf zu trennen und wieder zu verbinden.

Auslegung und Auswahl von Kupplungen

Bei der Auswahl von Kupplungen sind verschiedene technische Aspekte entscheidend, um deren optimale Leistung und Langlebigkeit sicherzustellen. All diese Faktoren werden von unseren Spezialist:innen bei der Auslegung bzw. Auswahl berücksichtigt, um Ihnen die optimale Kupplungslösung für Ihre Anwendung zu bieten.

1. Nenndrehmoment: Ein wesentlicher Faktor ist das sogenannte Nenndrehmoment. Dieses gibt an, welches maximale Drehmoment eine Kupplung unter idealen Bedingungen im Dauerbetrieb sicher übertragen kann. Diese Kenngröße ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Kupplung den mechanischen Anforderungen des Systems entspricht und auch sicher standhält

2. Versatz, Wellendurchmesser & Drehzahl: Bei der Auswahl der passenden Kupplung sind der Wellenversatz, der Wellendurchmesser und die Drehzahl wesentliche Faktoren.
   

   • Wellenversatz: Bestimmte Kupplungstypen können in der Lage sein, unterschiedliche Arten von Versatz auszugleichen, wie radialen, axialen oder winkeligen Versatz. Dies sorgt unter anderem dafür, dass die Kupplung auch bei ungenauer Ausrichtung der Antriebs- und Abtriebswelle zuverlässig funktioniert.

   • Wellendurchmesser: Der Durchmesser der Wellen, sowohl der Antriebswelle als auch der Abtriebswelle, bestimmt die passende Größe und Bauart der Kupplung. Die Kupplung muss zu den Durchmessern der Wellen passen, um eine sichere und stabile Verbindung zu gewährleisten.

   • Drehzahl: Die Kupplung muss für die vorgesehenen Drehzahlen ausgelegt sein. Hohe Drehzahlen erzeugen Fliehkräfte, die das Kupplungssystem belasten können. Deshalb muss die Kupplung sowohl die maximale Drehzahl als auch die Betriebsbedingungen sicher handhaben können.

3. Stoßbelastungen und Anlaufhäufigkeit: In der Auslegung der Kupplung müssen die erwarteten Stöße und Spitzenmomente sowie die Häufigkeit der Anläufe berücksichtigt werden. So wird eine sichere Kraftübertragung ermöglicht und eine ausreichende Lebensdauer der Kupplung unter der Beachtung der realen Betriebsbedingungen garantiert.

4. Temperatureinflüsse: Hohe oder niedrige Temperaturen können die Leistungsfähigkeit und die Materialeigenschaften der Kupplung beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, die Temperaturbedingungen der jeweiligen Anwendung in die Auswahl der Kupplung einfließen zu lassen.

Zusammenfassend ist es unerlässlich, alle relevanten technischen Aspekte bei der Auswahl und Auslegung von Kupplungen zu berücksichtigen. Dies gewährleistet nicht nur eine effiziente Kraftübertragung, sondern auch die langfristige Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der gesamten Anlage.

Welche Arten von Kupplungen gibt es?

Wellenkupplungen lassen sich grob in zwei Hauptkategorien unterteilen: schaltbare und nicht schaltbare. Jede dieser Kategorien umfasst verschiedene Bauarten, die sich in ihrer Funktionsweise und ihrem Einsatzgebiet unterscheiden.

Vor- & Nachteile: Schaltbare vs. nicht schaltbare Kupplungen

Welche ist die richtige Wahl für Ihre Anwendung?

Die Entscheidung zwischen schaltbaren und nicht schaltbaren Kupplungen hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung ab. Schaltbare Verbindungselemente sind ideal, wenn eine Trennung und Wiederverbindung bzw. ein Überlastschutz der Wellen während des Betriebs erforderlich ist. Während nicht schaltbare Kupplungen einen dauerhaften und zuverlässigen Anschluss bieten, die unter extremen Bedingungen stabil bleibt.

Die richtige Kupplung ist entscheidend für die Leistung und Langlebigkeit Ihrer Maschinen und Anlagen. Bei TAT bieten wir eine umfangreiche Auswahl an Drehmomentüberträgern. Unser erfahrenes Team steht Ihnen gerne zur Verfügung, um Sie bei der Auswahl der optimalen Kupplung zu unterstützen und sicherzustellen, dass Ihre Maschine mit höchster Effizienz und Zuverlässigkeit arbeitet.