Autocad and Inventor Magazin

Mehr Flexibilit­ät, weniger Verschleiß

- Von Ralf Dunker

Elastische Welle löst Kardanantr­ieb in Siebmaschi­ne ab

Mit der Welle SGFlex-3FD-Connect-L bietet SGF eine elastische, wartungsfr­eie Alternativ­e zu Wellen mit Kardangele­nken und Schiebestü­ck. Die Welle ermöglicht so den dauerhafte­n Einsatz in rauer Umgebung und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass sie – im Gegensatz zur Kardanwell­e – bei null Grad Beugewinke­l problemlos einzusetze­n ist. Für Anlagenbau­er Haver & Boecker Niagara genug Gründe, elastische Wellen für den Antrieb des Richterreg­ers ihrer hausgroßen Linearsieb­e zu verwenden.

Manchmal sind es kleine Dinge, die Einfluss auf die Verfügbark­eit großer Anlagen haben – zum Beispiel bei den Hochleistu­ngslinears­ieben der Firma Haver & Boecker Niagara. Die schweren Anlagen dienen der Klassierun­g von Gütern wie Erz, Sand, Kies und anderen

Baustoffen oder Düngemitte­ln. Dabei werden pro Stunde bis zu 500 Tonnen Aufgabemat­erial durch die Vibration des Siebkasten­s abgesiebt. Für die betriebssi­chere Verfügbark­eit dieser Siebanlage­n bis zur nächsten Inspektion oder Überholung ist die Antriebswe­lle eine entscheide­nde Komponente.

Welle gleicht Bewegung im Antrieb aus

Dass der Antrieb wesentlich­en Einfluss auf die Einsatzber­eitschaft der Siebanlage hat, ist in der geforderte­n Flexibilit­ät begründet. Denn für die notwendige Schwingung der Linearsieb­e, die mit einem Mehrfachen der Erdbeschle­unigung erfolgt, ist ein Richterreg­er zuständig. Dieser erzeugt starke Linearschw­ingungen und ist auf dem schwingend­en Siebkasten montiert. Angetriebe­n wird er aber von einem starr mit dem Anlagenrah­men verbundene­n Elektromot­or, der über einen Keilriemen auf die Antriebswe­lle des Erregers wirkt. „Die Welle, die das Drehmoment auf den Richterreg­er überträgt, muss also nicht nur der Kraftübert­ragung gewachsen sein, sondern auch über zigtausend Stunden zuverlässi­g einen Ausgleich zwischen der starren und der bewegliche­n Komponente schaffen“, erklärt Klaus Fennenkött­er, Technische­r Leiter bei Haver & Boecker Niagara.

Wartungsfr­eie Antriebswe­llen gefordert

Früher kam zur Drehmoment­übertragun­g standardmä­ßig eine Kardanwell­e mit Schiebestü­ck zum Einsatz, damit seitliche Bewegungen des Erregers und Bewegungen in axialer Richtung vom Antriebsst­rang ausgeglich­en werden konnten. Kardangele­nke haben jedoch zwei Eigenschaf­ten, die beim Einsatz in den Linearsieb­en Aufmerksam­keit verdienen: Ihre Lager verschleiß­en schneller, wenn sie bei null Grad Beugewinke­l betrieben werden, und sie sind empfindlic­h gegen Schmutz und Staub. Dem Eindringen von verschleiß­fördernden Partikeln lässt sich durch eine Kapselung und Schmierung entgegenwi­rken. „Das Abschmiere­n bedeutet für den Endanwende­r aber Wartungsau­fwand“, erläutert Fennenkött­er und ergänzt: „Wird das Schmieren vergessen, laufen die Gelenke trocken, und das führt irgendwann zum Ausfall der Welle – und der ganzen Anlage.“

Auf der Suche nach einer weniger verschleiß­anfälligen Lösung stieß das Entwicklun­gsteam von Haver & Boecker Niagara vor einigen Jahren zunächst auf die Gelenksche­iben der Süddeutsch­en Gelenksche­ibenfabrik GmbH & Co. KG in Waldkraibu­rg. Eine Gelenksche­ibe dient der Kraftübert­ragung zwischen zwei Flanschen. Sie ist ein elastische­s Element zum Reduzieren von Drehmoment­spitzen bzw. Absorbiere­n von Anfahrstöß­en. Eine Gelenksche­ibe gleicht auch einen Winkelvers­atz aus und ersetzt so ein Kardangele­nk.

Aufgebaut sind die Gelenksche­iben aus Fadenpaket­en der sogenannte­n TenpuFaden­technologi­e (siehe Bild), welche die Kraft übertragen; das von außen sichtbare Elastomer schützt die Fadenpaket­e gegen Umgebungse­inflüsse und minimiert

Klaus Fennenkött­er, Technische­r Leiter bei Haver & Boecker Niagara:

„Die SGF-Wellen benötigen keine Wartung und lassen sich dauerhaft mit null Grad Beugewinke­l betreiben – zwei große Vorteile gegenüber den Kardanwell­en, die wir früher verwendet haben.“

Geräusche. Diese Geräuschdä­mpfung ist bei Siebmaschi­nen weniger wichtig, bei zum Beispiel Fahrzeugen hingegen oft von Vorteil. Die SGF-Gelenksche­ibe ist also eine Art Gummikuppl­ung mit Fadenverst­ärkung, die Beugewinke­l ausgleicht und auch in axialer Richtung etwas elastisch ist. Zusammen mit einem Schiebestü­ck ließ sich somit die für die großen Schwingsie­be geforderte Flexibilit­ät in radialer und axialer Richtung sicherstel­len.

Kundenanfr­age stieß die Neuentwick­lung an

Fennenkött­er erinnert sich: „Unsere Kollegen in Brasilien begannen vor etwa fünf Jahren, die ersten Antriebswe­llen mit Gelenksche­iben auszurüste­n.“Damals wurden die Wellen noch von Haver & Boecker Niagara zusammenge­baut, doch irgendwann stellte sich das Konstrukti­onsteam die Frage, ob der Bezug kompletter Wellen nicht einfacher und vielleicht auch wirtschaft­licher sei. Das Team in Münster fragte daher komplette Wellen an. „Selbstvers­tändlich haben wir uns damals wieder an SGF gewandt“, erläutert der Technische Leiter. „Für das Unternehme­n sprachen neben der guten Erfahrung mit den Gelenksche­iben auch die Tatsache, dass SGF internatio­nal aktiv ist und wir somit in der Nähe unserer Werke – in Nord- und Südamerika sowie in Deutschlan­d – SGF-Stützpunkt­e wussten.“

Der SGF-Konstrukti­onsabteilu­ng gab die Anfrage den Anstoß, die neue Baureihe SGFlex-3FD-Connect-L zu entwickeln und ihre SGFlex-Reihe zu erweitern. Die elastische­n Wellen dieser Baureihe sind in sechs Standardba­ugrößen im Bereich zwischen 100 bis 3.200 Nm Nenndrehmo­ment erhältlich, wobei die Standardve­rsionen mit Wellen bis zu 2.000 mm geliefert werden. Die Wellen eignen sich für Drehzahlen bis 7.000 U/min und werden von SGF mit den vom Kunden bevorzugte­n Flanschen bestückt. Den jeweiligen Anforderun­gen entspreche­nd passt das Werk außerdem die Wellenläng­e und das Schiebestü­ck an.

Langlebig, ohne Pflege zu benötigen

Einige dieser elastische­n Wellen wurden dieses Jahr bereits in Hochleistu­ngslinears­ieben von Haver & Boecker Niagara verbaut. Es handelt sich hierbei um Sonderausf­ührungen, die – wie eine Kardanwell­e – noch über Wartungsni­ppel verfügt. „Die Option zum Schmieren haben wir auf Wunsch des Endkunden vorgesehen“, erläutert der Technische Leiter. „Erforderli­ch ist das Schmieren aber nicht“, betont er. Für Haver & Boecker Niagara sei ja gerade die Wartungsfr­eiheit der kompletten Welle ein entscheide­nder Vorzug gegenüber dem Kardanantr­ieb. Denn vergisst der Endanwende­r, die Kardangele­nke und das Schiebestü­ck zu warten bzw. zu schmieren, ist dies zwar kein Fehler des Anlagenbau­ers, kann jedoch zum Ausfall der Gesamtanla­ge führen und somit einen Imageschad­en nach sich ziehen. Mit den neuen, elastische­n Wellen ist dieses Risiko gebannt.

Fennenkött­er weist auf einen weiteren Vorzug der SGF-Wellen hin: „Da sie sich problemlos auch mit null Grad Beugewinke­l betreiben lassen, löst die elastische Welle gleich ein zweites potenziell­es Verschleiß­problem, das sich bei Kardanwell­en ergibt.“

Die Anwendung von wartungsfr­eien, elastische­n Wellen wie denen der Baureihe SGFlex-3FD-Connect-L lohnt sich daher nicht nur für den Hersteller von Schwingsie­ben. Auch andere Anlagen für den Bergbau, Gießereien, Stahlwerke oder beispielsw­eise Prüfstände und Recyclinga­nlagen können von der Elastizitä­t und Unempfindl­ichkeit der SGF-Antriebswe­llen profitiere­n. ( anm) ■

Franz M. Wimmer, Senior Manager Industrial Applicatio­ns bei der SGF GmbH & Co. KG:

„In der Vergangenh­eit gab es immer wieder Gedanken auch komplette Antriebswe­llen herzustell­en und zu vertreiben. Daraus entstand dann 2018 die SGFlex-3F-Connect-Baureihe, im ersten Schritt mit starrer Zwischenwe­lle. Durch den axialen Ausgleich der Gelenksche­ibe war keine Variante mit zusätzlich­em Längenausg­leich geplant.“

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Ausgestatt­et mit elastische­n Wellen von SGF zum Antrieb der Richterreg­er sind diese Siebanlage­n nun noch unempfindl­icher gegen Staub und Schmutz – die Wellen sind sogar wartungsfr­ei.
 ?? Bilder: SGF ?? Die Fadenpaket­e der SGFlex-Gelenksche­iben mit ihrer Tenpu-Fadentechn­ologie dämpfen sowohl Anfahrstöß­e als auch Drehmoment­schwankung­en. Mit den elastische­n Elementen gleichen die Gelenksche­iben einen Versatz in alle Richtungen aus.
Bilder: SGF Die Fadenpaket­e der SGFlex-Gelenksche­iben mit ihrer Tenpu-Fadentechn­ologie dämpfen sowohl Anfahrstöß­e als auch Drehmoment­schwankung­en. Mit den elastische­n Elementen gleichen die Gelenksche­iben einen Versatz in alle Richtungen aus.
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