Bei der Entwicklung von Antrieben für Pumpen, Rührwerke und Mischer stehen hohe Betriebssicherheit und einfache Montage und Wartung im Fokus. Enthalten gepumpte Medien beispielsweise Feststoffe oder muss das Rührwerk gegen ein hochviskoses Medium anfahren, kann es zu erheblichen Rückwirkungen auf das Antriebssystem kommen. Dieser Effekt verstärkt sich häufig noch dadurch, dass Rührwerk bzw. Mischwerkzeug und Antrieb durch eine mehr oder weniger lange Welle verbunden sind. Das gilt insbesondere für Welle-Welle- bzw. Welle-Nabe-Verbindungen im Antriebsstrang. Hier treten u. a. hohe Biegemomente sowie hohe radiale Belastungen auf, für die konventionelle Verbindungselemente nur bedingt geeignet sind – und das aus mehreren Gründen: Die klassische formschlüssige Passfederverbindung, die bauartbedingt stets ein gewisses Spiel aufweist, kann unter den typischen Wechselbelastungen in derartigen Antrieben schnell verschleißen. Innenspannsätze sind in diesem Fall keine gute Alternative, weil sie sich nicht für hohe Biegemomente eignen.
Vorteile von Schrumpfscheiben
Führende Anbieter von Pumpen, Mischern und Rührwerken setzen deshalb eine besondere Bauform von Reibschlussverbindungen ein, die unter der Bezeichnung Schrumpfscheiben bekannt sind. Schrumpfscheiben stehen für Wellendurchmesser von 12 bis 1000 mm zur Verfügung. Ihr Drehmomentspektrum liegt bei 20 bis 24 000 000 Nm. Da die Schrumpfscheiben außerhalb des Kraftflusses installiert sind, wirken auch bei höchster Antriebsbelastung keine dynamischen Kräfte auf sie ein. Das erhöht die Lebensdauer und die Sicherheit der Verbindung. Die Übertragung höchster Momente und Kräfte erfolgt zeitgleich.
Bei besonders hoher Belastung des Pumpenantriebsstrangs durch Feststoffe in den gepumpten Medien sorgt die reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung bei anwendungsorientierter Auslegung durch das Stüwe-
Engineering dafür, dass die Verbindung auch Laststöße aushält. Bei der Befestigung von Bauteilen (z. B. Pumpenräder) auf Wellen-enden kann eine besonders kompakte Bauweise mit einen innen liegenden Spannsatz realisiert werden. Durch die gute Zugänglichkeit ist die Lösung darüber hinaus sehr wartungsfreundlich.
Aufbau des Verbindungssystems
In seiner einfachsten Form besteht das Verbindungssystem aus einem Innen- und
einem Außenring mit gegenüberliegenden konischen Flächen. Durch axiales Verschieben (mechanisch oder hydraulisch) des Außenrings gegen den Innenring wird eine Pressung erzeugt. Dadurch wird der Innenring nach innen gestaucht und presst die Hohlwelle/Nabe auf die innen liegende Welle. Im Gegensatz zu thermisch oder anderweitig gefügten reibschlüssigen Verbindungen lassen sich die Reibschlussverbindungen von Stüwe einfach montieren und bei Bedarf wieder zerstörungsfrei demontieren. Passungsrost entsteht auch bei wechselnden Belastungen nicht. Die Spielpassungen zwischen Welle bzw. Welle-Nabe und Schrumpfscheibe vereinfachen die Montage und Wartung. Die Schrumpfscheiben sind unempfindlich gegenüber Stößen und Schlägen, bei Wellen und Naben können normale Oberflächengüten verwendet werden. Stüwe bietet drei Baureihen an:
- Die mechanischen Schrumpfscheiben HSD sind wartungsfreie und durch den Presssitz schmutzunempfindliche und vielfältig einsetzbare Verbindungen.
- Die hydraulischen Schrumpfscheiben HYD basieren auf dem gleichen Prinzip wie die HSD, erfordern aber aufgrund der hydraulischen Verspannung nur einen Bruchteil der Zeit zur Montage und Demontage.
- SDG-Schrumpfscheiben sind vierteilig und eignen sich zum platzsparenden Aufschrumpfen von scheibenförmigen Bauteilen wie Zahnrädern. Eine Variante davon sind die zweiteiligen SDGH-Schrumpfscheiben, die häufig bei geringen Bauräumen eingesetzt werden.
Zu den Baureihen gehören auch Edelstahl-Schrumpfscheiben, die in den Antriebssträngen von Rührwerken und Mischern sowie Pumpenantrieben eingesetzt werden, die u. a. in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion sowie in der Chemieindustrie arbeiten und korrosiven Einflüssen ausgesetzt sind.
StüweStüwe GmbH & Co. KG, Hattingen
Autor: Jan Stüwe
Technischer Geschäftsleiter,
Stüwe
