Allgemeines zu Gelenkscheiben

Im gesamten SGF Industriegelenkscheiben-Programm vollzieht sich ein stetiger technischer Fortschritt. Dieser Überblick dokumentiert den in den letzten Jahren erreichten Produktstandard. Um Ihnen die not-wendigen Informationen zu übermitteln, wurde bei der Erstellung großer Wert auf eine übersichtliche Form gelegt. Sie sind damit in der Lage, eine Ihren Anforderungen gerechte Vorauswahl zu treffen.
Die masslichen und physikalischen Daten für den Einbau und den Betrieb sind den jeweiligen Tabellen zu entnehmen. Kommentare und Richtlinien zu einigen wichtigen Punkten finden Sie auf den folgenden Sei-ten.
Die Erstellung aller Angaben erfolgte in Erfüllung unserer Sorgfaltspflicht. Für etwaige Fehler oder Unvoll-ständigkeit übernehmen wir keine Haftung. Dieses Dokument mit allen Anlagen unterliegt nicht dem Än-derungsdienst, technische Änderungen vorbehalten.

Technische Beratung

Auf www.sgf-kupplungen.de enthalten Sie die gängigsten Gelenkscheiben-Typen (Elastische-Kupplungen)  für industrielle Anwendungen.
Eine erste Auswahl kann vom Kunden mit unserem Konfigurator eigenständig durchgeführt werden. Die Auswahl von Gelenkscheiben ist von vielen Einflussfaktoren und Bedingungen abhängig. Diese Daten stehen in der Praxis jedoch häufig aus verschiedenen Gründen nicht oder nur zum Teil zur Verfügung. Eine Übernahme von Gelenkscheiben, von bereits erfolgreich abgewickelten Einsatzfällen auf andere, neue Anwendungsfälle, ist daher immer mit einem Restrisiko verbunden. Aus diesem Grund empfehlen wir dringend, auf die fachliche Unterstützung unseres Beraterteams zurückzugreifen, sowie ausführliche Testläufe unter reellen Einsatzbedingungen und unter Beachtung der gesetzlichen Unfallverhütungsvor-schriften durchzuführen. Für Anwendungen, die ohne Absprache mit SGF erfolgen, übernimmt die SGF keinerlei Haftung und Kosten für Schäden, sowie für etwaige Folgeschäden, die in direktem und/oder indirektem Zusammenhang mit dem Einsatz von SGF - Produkten stehen.

SGF - Gelenkscheiben sind fadenarmierte Gummiverbundteile. Durch die Verwendung verschiedener Elastomere, in Kombination mit unterschiedlichen technischen Fäden und Variation im Aufbau der Schlingenpakete, ist SGF in der Lage, Gelenkscheiben gezielt auf Kundenanforderungen hin zu entwickeln. Die hierbei erzielbaren charakteristischen Kennlinien decken einen breiten Anwendungsbereich ab.

Das Einbetten der Fäden in den Gummi führt nebenbei auch zu einem hohen Schutz gegen äußere Beschädigungen. Risse an der Gummioberfläche müssen daher nicht zwangsweise zum sofortigen Ausfall der GS führen, da die Drehmomentübertragung fast ausschließlich über die Schlingenpakete erfolgt. Die Verschleißmerkmale unterscheiden sich deutlich von reinen Gummikupplungen. Selbst wenn einzelne Fäden durch äußere Gewalteinwirkung zerstört wurden, kann die GS in den meisten Fällen bei reduziertem Lastkollektiv ihre Funktion über eine gewisse Zeit noch erfüllen (Restlebensdauer) Sicherheitsvorschriften sind jedoch unabhängig von den vorherigen Ausführungen einzuhalten.

Ein Vergleich mit reinen gummielastischen Bauteilen ohne Fadenarmierung ist nur bedingt möglich. Die Berechnung nach DIN 740 kann somit nur in Anlehnung erfolgen. SGF - Gelenkscheiben gleichen Fertigungstoleranzen durch Aufnahme von Axial- und Radialversatz aus und können unter Beugewinkel (kardanische Funktion) eingesetzt werden.

Bedingt durch ihre Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften haben Gelenkscheiben von SGF eine stoßdämpfende und isolierende Wirkung. Neben der Geräuschabkopplung und der Dämpfung von Drehmomentspitzen gehört die Veränderung der Eigenfrequenzen von Wellensträngen zu den kennzeichnenden Merkmalen. Dies hat eine Verbesserung des mechanischen und akustischen Komforts, sowie der Schonung des Antriebs zur Folge. Gleichzeitig führt dies auch zu einer Verlängerung der Lebensdauer von Maschinen- und Fahrzeugantrieben bei völliger Wartungsfreiheit. Diese positiven Eigenschaften der SGF - Gelenkscheiben hebt sie deutlich von anderen am Markt erhältlichen elastischen Kupplungen ab.

Die SGF - Industriegelenkscheiben sind hauptsächlich symmetrische Gelenkscheiben. Das heißt die Gelenkscheiben sind sowohl auf Zug wie auch auf Schub mit dem gleichen Nenndrehmoment belastbar. Bedingt durch diesen Aufbau besteht beim Einbau dieser Kupplungen, unter den unterschiedlichsten Einbaubedingungen, nicht die Gefahr der Streckenvertauschung.

 

SGF - Gelenkscheiben werden vorwiegend im Kraftfahrzeugbau und Industrieantrieben eingesetzt.
Nahezu alle wesentlichen Automobilhersteller werden von uns beliefert.

 

Auch in landwirtschaftlichen Maschinen, in Flurförderfahrzeugen, in Schienenfahrzeugen, im Schiffsbau und in der Luftfahrt, sowie bei stationären Antrieben von Kompressoren und Prüfständen finden diese universellen, leistungsstarken und kostengünstigen Bauteile ihre Anwendung.

 

 

 

• Anwendung im Reversierbetrieb

Das Bild veranschaulicht eine typische Hysteresekurve einer symmetrisch aufgebauten Gelenkscheibe.Schub- und Zugstrecken sind identisch aufgebaut. Die Verdrehkurve eines GS-Typs wird in erster Linie vom verwendeten Gewebematerial bestimmt.Der Nulldurchgang (Drehrichtungswechsel) erfolgt besonders weich, somit ist ein komfortableres und schonenderes Anfahren oder Anlaufen für den Antrieb garantiert.

• Rechnerische Ermittlung des Drehmoments

Neben dem rechnerischen Drehmoment, ermittelt aus Leistung und Drehzahl, muss die Stößigkeit (Drehungleichförmigkeit) des Antriebs mit berücksichtigt werden. Mit einzubeziehen sind Stöße, resultierend aus dem Anlassen und Abstellen von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Diesel- und Einzylindermotoren.

Für die vereinfachte Berechnung des Drehmoments gilt folgende Formel.

 

Tknenn [mkp]	= 716,2 x P(PS)  / n	Tknenn	= Drehmoment der Kupplung
Tknenn [mkp]	= 973,5 x P(KW) / n	P	= Leistung
Tknenn [Nm]	= 7067 x  P(PS)  / n	n	= Drehzahl [1/min]
Tknenn [Nm]	= 9550 x  P(KW) / n

• Technische Angaben in Anlehnung an DIN 740
  Definition der einzelnen Drehmomente  bezüglich der Leistungsfähigkeit der Gelenkscheibe.

Tknenn: Nenndrehmoment, das im gesamten zulässigen Drehzahlbereich übertragen wird.

Tkmax:  Maximaldrehmoment (bei SGF - Gelenkscheiben = 2 x Tknenn), das gelegentlich kurzzeitig als schwellender Drehmomentstoß im gleichen Drehsinn oder als wechselnder Drehmomentstoß übertragen werden kann.

MDbruch:rechnerisch ermitteltes Bruchdrehmoment der Kupplung über die Anzahl der Fäden und deren Reißfestigkeit.

• Lebensdauer von Gelenkscheiben:

Gelenkscheiben sind keine Verschleißteile. Sie sind für Dauerbeanspruchung ausgelegt. Einfluss auf die Lebensdauer haben das Drehmoment, der Beugewinkel, Radial- und Axialversatz, Umgebungstempera-tur, Charakteristik von Antrieben (Massenträgheitsmomente, Drehungleichförmigkeiten, Lastkollektiv, etc.) und die einwirkenden Medien.

Eine Dauerbeanspruchung der GS in Kombination mit der max. Belastungs- bzw. Auslenkungsrichtung führt zu deutlichen Einbußen in der Lebensdauer.

 

 

Radialversatz:

Ein Radialversatz kann nur in geringem Maße, abhängig von der Baugröße und der Steifigkeit der Gelenkscheibe, aufgenommen werden.

 

 

Beugewinkel:

Der maximale Dauerbeugewinkel liegt je nach Ausführung zwischen 2-3°.

 

 

Axialversatz:

Der Axialversatz kann max. ±2mm betragen.

• Umgebungstemperatur:

Es ist zwischen Dauertemperatur und Kurzzeittemperatur (bis 15 Minuten) zu unterscheiden. Kurzzeitig hohe Temperaturen entstehen größtenteils durch Stauwärme und nach dem Abstellen des Antriebs. Die Temperaturbelastbarkeit der Gelenkscheibe ist im Wesentlichen vom verwendeten Elastomer abhängig. In der Tabelle  „Eigenschaften von Elastomeren“ sind Richtwerte angegeben.

• Medienbeständigkeit:

Das umgebende Medium, einer sich im Einsatz befindlichen Gelenkscheibe, muss Luft sein. Beständig-keit gegenüber anderen Medien sind in der Tabelle „Einsatztemperaturen u. Medienbeständigkeit von Elastomeren“ aufgelistet.

 

• Drehschwingungsgefährdete Antriebe (z. b. Motorenprüfstände)

Eine eindeutige Zuordnung der Charakteristik einer Gelenkscheibe zu ihrem Einsatz kann nicht erfolgen, da für definierte Einsatzfälle einmal eine, ein andermal eine völlig andere Kupplungsausführung optimale Betriebsverhältnisse ergeben kann.
Beispielsweise ist es in einem drehschwingungsgefährdeten Antrieb möglich, dass einerseits eine Gelenkscheibe mit möglichst geringer, andererseits eine Gelenkscheibe mit sehr großer Federsteife oder sogar eine fast völlig drehstarre Kupplung am besten geeignet ist.
Es ist durchaus denkbar, dass in manchen Fällen eine Gelenkscheibe mit geringerer Drehelastizität in solchen Antrieben die besten Betriebsverhältnisse ergibt, wenn es mit dieser gelingt, die kritischen Dreh-zahlen des Antriebs genügend hoch über den Betriebsdrehzahlbereich zu verlagern, sodass eine nen-nenswerte Schwingungsdämpfung durch die Kupplung nicht erforderlich ist.
Im gleichen Einsatzfall kann eine hochdrehelastische Gelenkscheibe mit großer relativer Dämpfung versagen, falls durch unglückliche Abstimmung eine Resonanz von Erreger- und Eigenfrequenz erzielt wird. Auch mit Hilfe von computergestützten Berechnungsverfahren kann in vielen Fällen keine sichere Auswahl der Kupplung, bezüglich ihrer Torsionssteifigkeit und Dämpfung, getroffen werden.

 

Verbau von Industrie -  Gelenkscheiben

• Einbauraum und Flanschgestaltung
  Eine Gelenkscheibe verformt sich im Betrieb. Deshalb benötigt sie einen über ihre Abmessungen hinaus-gehenden Einbauraum.
  Verformungen entstehen durch Drehmomentbelastung, wobei der gestauchte Gummikörper flanschseitig und umfangseitig ausbaucht. Auch unter dem Einfluss der Fliehkraft baucht der Gummikörper umfangsei-tig aus. Der Rotationsdurchmesser der Kupplung kann sich durch diese Verformungen um bis zu 7 mm vergrößern (abhängig von der Gelenkscheiben-Konstruktion).
  In der Regel sind 3 mm Freigängigkeit in diese Richtungen ausreichend. Im Mittellochbereich muss dieser Abstand ebenfalls gesichert sein. Die Flansche sind entsprechend zu dimensionieren, damit die Funktion der Kupplung garantiert ist.

• Montagehinweis / Verschraubung
  Anzugsdrehmoment / Axiale Druckfestigkeit der Buchse.
  Bei der Festlegung des Anzugsdrehmomentes ist zu berücksichtigen, dass die Druckfestigkeit von Rohr-buchsen einzelner Gelenkscheibenvarianten unter der max. Vorspannkraft einer vergüteten Schraube liegen kann.

• Festziehen der Verschraubung
  Es ist der Lebensdauer der Gelenkscheibe abträglich, wenn beim Anziehen der Verschraubung nicht ver-hindert wird, dass die Buchse mitdreht. Das führt zu Verspannungen im Elastomer und im Betrieb zur    Radialrissbildung im Buchsenbereich. Im fortgeschrittenen Stadium kommt es zum vollständigen Lösen der einvulkanisierten Rohrbuchse aus ihrem Gummi-Faden-Verbund, wodurch sich die vorteilhaften Ei-genschaften der Gelenkscheibe erheblich verschlechtern und schließlich ihren Ausfall zur Folge hat.
  Damit sich die Buchse nicht mitdreht, empfehlen wir generell, dass der Verschraubungsprozess über eine Drehbewegung auf der Flanschseite erfolgt, während auf der gegenüberliegenden Seite (GS-Seite) ge-gengehalten wird. Sollte dies aus montagetechnischen Gründen nicht möglich sein, ist das Einlegen einer Unterlegscheibe mit entsprechender Festigkeit unter den Schraubenkopf/Mutter vorzusehen, oder das Einfetten bzw. das Ölen der Schraubenkopf-/Mutterauflagefläche vorzunehmen. Der Flansch soll in jedem Fall fettfrei sein. Eine Alternative wäre die Verwendung einer Schraube mit „Torque and Tension“-Beschichtung (reibungsmindernd) unter der Schraubenkopfauflagefläche.

 

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