Baustoffgewinnung und Fördertechnik

Für den robusten Einsatz die richtige Antriebskomponente

D‌ie Forderungen an mechanische Antriebe in Anlagen der Bau- und Baustoffindustrie sind eindeutig: Bauraumreduktion, hohe Dynamik, robust, korrosionsbeständig und wartungsfreundlich. Die rauen Einsatzbedingungen in der Baustoffgewinnung, der Zementindustrie und in Recyclinganlagen verlangen bei der Auswahl von Antriebskomponenten anwendungsspezifische Lösungen, die mit möglichst geringem konstruktivem Aufwand realisierbar sind und Standardisierung erlauben.

Ein typisches Beispiel dafür sind Welle-Nabe-Verbindungen, die kompakte Bauweisen des Antriebsstrangs ermöglichen, hohe Biegemomente sowie starke radiale Belastungen zulassen und den Ein- und Ausbau von Getrieben und/oder Motoren erleichtern. Konventionelle Verbindungselemente erfüllen diese Anforderungen nur bedingt. Das hat mehrere Gründe: Die klassische formschlüssige Passfederverbindung, die bauartbedingt stets ein gewisses Spiel aufweist, kann unter den typischen Wechselbelastungen in derartigen Antrieben schnell verschleißen. Auch Vielkeilwellen, die hohen fertigungstechnischen Aufwand verlangen, sind in diesem Anwendungsfeld kritisch zu sehen.

Führende Anbieter z.B. von Förderanlagen, Brechern und Mischern setzen deshalb eine besondere Bauform von Reibschlussverbindungen ein, die unter der Bezeichnung Schrumpfscheiben bekannt sind. Da diese Welle-Nabe-Verbindung außerhalb des Kraftflusses installiert sind, wirken bei hoher Antriebsbelastung keine dynamischen Kräfte auf sie ein. Das erhöht die Lebensdauer und die Sicherheit des Antriebsstrangs.

In ihrer einfachsten Form bestehen die Schrumpfscheiben (Bild 1) aus einem Innen- und einem Außenring mit gegenüberliegenden konischen Flächen. Durch axiales Verschieben (mechanisch oder hydraulisch) des Außenrings gegen den Innenring wird die Nabe auf die Welle gepresst. So entsteht durch die Flächenpressung eine spielfreie, schmutzresistente Verbindung, die keine Spaltkorrosion zulässt.

Im Gegensatz zu thermisch oder anderweitig gefügten reibschlüssigen Verbindungen lassen sich Stüwe-Reibschlussverbindungen (Bild 2) einfach montieren und bei Bedarf zerstörungsfrei demontieren und wieder verwenden. Die Spielpassungen zwischen Welle bzw. Welle-Nabe und Schrumpfscheibe vereinfachen die Montage und Wartung. Die Schrumpfscheiben sind unempfindlich gegenüber Stößen und Schlägen. Die Wellen und Naben können normale Oberflächengüten aufweisen.

Beispielhaft ist ihr Einsatz in Förderbandanlagen zum Transport von Schüttgut. Hier treten im Antriebsstrang hohe dynamische Belastungen auf. Der Antrieb wird entweder mittels Schrumpfscheibe HSD (Aufsteckgetriebe) oder per Flanschkupplung FKH angebunden. Die Reibschlussverbindungen stellen trotz hoher Biegemomentbeanspruchung und extremer Anfahrmomente eine dauerfeste Verbindung sicher (Bild 3 und Bild 4). Eine besonders wartungsfreundliche Lösung bieten die hydraulische Schrumpfscheibe HYD beim Einsatz in Zementbrechern. Durch die geringen Montagezeiten werden die Ausfallzeiten beim Wechsel des Brecherwerkzeuges deutlich verkürzt.

Die Anwendungsbereiche sind so vielfältig wie die Getriebe der Antriebsstränge: Von Hohlwellen- und Aufsteckgetrieben, Riementrieben sowie schweren Brechergetrieben bis zu Getriebeschwingen. Die von den verschiedenen Bauformen übertragbaren Drehmomente reichen in den Standardausführungen von 0,15 kNm bis 14 726 kNm. Für besonders anspruchsvolle kundenspezifische Entwicklungen stützt sich das Stüwe-Engineering auf den eigenen hydraulischen Prüfstand (Bild 5), mit dem es möglich ist, die Übertragung von Drehmomenten zu simulieren.

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