Für die Anbindung eines Getriebes an die Motorwelle gibt es eine Reihe von Optionen. Viele Komponenten-Hersteller bieten aber nur eine begrenzte Auswahl an Antriebselementen an. Bei einem Kupplungshersteller aus Klingenberg am Main hingegen finden Getriebebauer und Anwender die gesamte Bandbreite an spielfreien Welle-Nabe-Verbindungen.

Das Antriebstechnik-Produktprogramm von KBK umfasst unzählige Kupplungsvarianten, sowie Schrumpfscheiben und Klemmringe. „Wir haben die mit Abstand größte Auswahl an Antriebselementen auf dem Markt“, so Geschäftsführer Sven Karpstein. Da Getriebe-Hersteller bei dem Unterfränkischen Unternehmen vielfältige Lösungen für die spielfreie, drehmomentstarke Anbindung ihres Produktes an die Motorwelle bekommen, reduziert sich der Beschaffungsaufwand enorm.

Passfeder-Verbindung vs. ­Schrumpfscheibe 

KBK bietet sowohl für Vollwellen- als auch für Hohlwellengetriebe die passende Welle-Nabe-Verbindung an. Für die Anbindung von Hohlwellen-Getrieben an die Antriebswelle wird meist eine spielfreie Lösung wie zum Beispiel eine Schrumpfscheibe gewählt. „Eine Passfeder-Verbindung wäre zwar theoretisch auch möglich, aber die schlägt im Reversierbetrieb früher oder später aus“, erklärt Sven Karpstein. „Zudem entsteht mit der Zeit Passungsrost, der zum Ausfall der Passfeder-Verbindung führen kann und eine Demontage sehr schwierig macht.“ Schrumpfscheiben sind deshalb in diesen Anwendungen eindeutig die bessere Wahl.
 

Schrumpfscheiben für hohe Drehmomente KBK hat zwei verschiedene

Schrumpfscheiben-Varianten im Programm – eine dreiteilige (KBS19) und eine zweiteilige (KBS19/1). Während die KBS19 für Hohlwellen-Durchmesser von 14 bis 280 mm und Drehmomentbereiche von 40 bis 327.000 Nm ausgelegt ist, kann die KBS19/1 auf Hohlwellen mit Durchmessern von 14 bis 240 mm verwendet werden und überträgt Drehmomente zwischen 29 Nm und 164.000 Nm.

Die Schrumpfscheiben werden zunächst über den Außendurchmesser der Getriebe-Hohlwelle geschoben. Danach steckt der Anwender die Motorwelle in die Hohlwelle und zieht die Schrauben an. Da die axialen Schraubenkräfte über den Kegel umgelenkt werden, presst sich der Innenring der Schrumpfscheibe auf den Außendurchmesser der Hohlwelle. So entsteht eine spielfreie Verbindung zwischen der Hohlwelle des Getriebes und der Antriebswelle. Dadurch wird die höchstmögliche Drehmomentübertragung erreicht.

Individuell ausgelegte Klemmringe 
für mittlere Drehmomente
In vielen Anwendungen müssen Hohlwellengetriebe allerdings gar nicht so hohe Drehmomente übertragen, wie es mit Schrumpfscheiben möglich ist. Wenn das Getriebe über eine geschlitzte Hohlwelle verfügt, sind in solchen Fällen Klemmringe eine gute Alternative – diese Welle-Nabe-Verbindung baut zudem etwas kompakter und lässt sich noch leichter montieren als Schrumpfscheiben. 

KBK bietet – laut eigener Aussage – seinen Kunden als einziger Hersteller am Markt die individuelle Kalkulation und Auslegung von Klemmringen an. Der Service stößt auf reges Interesse bei den Kunden, denn viele Anwender finden am Markt nicht die Klemmringe, die ihren Anforderungen entsprechen. KBK kann aufgrund seiner schlanken, effizienten Strukturen auf jeden Wunsch bei der Bauteilgestaltung eingehen: „Da sind wir deutlich flexibler als unsere Wettbewerber“, so Sven Karpstein.

Drehmomente definieren und in der Praxis prüfen 

Um den Service anbieten zu können, war einiges an Vorarbeit nötig. Zusammen mit einem Getriebe-Hersteller haben die Antriebstechnik-Spezialisten die Drehmomente definiert, die von einem Klemmring auf eine Hohlwelle übertragen werden können. Die berechneten Drehmomente wurden anschließend in der Praxis überprüft und bilden seither die Grundlage für die individuelle Auslegung der Klemmringe. Neben der kundenspezifischen Kalkulation bietet KBK zudem Modifikationen an: So werden die Klemmringe auf Wunsch mit Passfedernuten oder individuellen Bohrungen versehen oder in verschiedenen Verhältnissen von Außen- zu Innendurchmesser geliefert. Auch die Verwendung spezieller Materialien, die Integration eines Verdrehschutzes oder die Auslegung mit niedrigen Massenträgheitsmomenten ist möglich.

KBK hat Klemmringe in den Ausführungen KR-G (geteilt) und KR (geschlitzt) im Programm – beide gibt es sowohl aus Edelstahl als auch aus brüniertem Stahl. Die geschlitzte Version eignet sich für die Herstellung einer Verbindung zwischen Getriebehohlwelle und Motorwelle ebenso wie zur axialen Fixierung von Bauteilen auf der Welle. Klemmringe der Baureihe KR übertragen Axialkräfte von 867 N bis 8135 N und können auf Hohlwellen mit Durchmessern von 4 mm bis 50 mm montiert werden.

Kupplungen mit Spreiznabe

Eine andere Variante, Hohlwellengetriebe und Motorwelle spielfrei miteinander zu verbinden, sind Metallbalgkupplungen mit Spreiznabe respektive Elastomerkupplungen mit Spreiznabe von KBK. Das Funktionsprinzip ist einfach: „Man steckt die Kupplungen in die Hohlwelle, geht mit dem Schraubschlüssel durch die Kupplung hindurch und zieht die Schraube an, sodass sich die Kupplung mit der Hohlwelle des Getriebes verspannt“, erklärt Sven Karpstein. Die Metallbalgkupplung mit Spreiznabe (KB8) eignet sich für Wellen mit Durchmessern von 10 bis 60 mm und überträgt Drehmomente zwischen 18 und 500 Nm, die Elastomerkupplung mit Spreiznabe (KBE4) ist für Wellen mit Durchmessern von 4 bis 62 mm geeignet und kann Drehmomente zwischen 4 und 655 Nm übertragen.
Bei Vollwellen-Getrieben sind viele Hersteller dazu übergegangen, die Kupplung über eine Montage-Glocke direkt in das Getriebe zu integrieren. Der Anwender muss hier also gar nicht mehr entscheiden, über welches Antriebselement er seine Motorwelle mit dem Getriebe verbindet. Die Antriebswelle wird einfach in die Kupplung des Getriebes eingeführt und mittels einer Schraube in der Montage-Öffnung fest mit dieser verspannt.

Kupplungen für Roboter

KBK bietet für diese Vollwellen-Getriebe eine große Bandbreite spielfreier Kupplungen an. Die Metallbalg-, Elastomer- und Schlitzkupplungen übertragen Drehmomente zwischen 0,05 Nm und 5.000 Nm und eignen sich für Wellendurchmesser von 1 mm bis 100 mm. Für hochpräzise respektive hochdynamische Anwendungen empfiehlt sich der Einsatz von Metallbalgkupplungen, denn sie weisen eine sehr hohe Verdrehsteifigkeit auf. Ein gutes Beispiel sind die Metallbalgkupplungen der Serie KB4K, die ursprünglich für Hersteller von Drehmoment-Messwellen entwickelt wurden. Die KB4K können hohe Drehmomente übertragen, bauen zugleich aber mit Längen von 35 mm bis 96 mm und Außendurchmessern von 32,5 bis 122 mm sehr kompakt. Ebenfalls beliebt bei Getriebebauern ist die KB4LV. Die Kupplung lässt sich in der Länge verstellen und kann deshalb aus der Montage-Glocke herausgezogen werden, um die Klemmschraube frei zugänglich zu haben. Montagebohrungen oder -öffnungen sind nicht erforderlich. Eine weitere Besonderheit ist die Metallbalgkupplung der Serie KB4FA für Roboter: Hier liefert KBK einen Adapterflansch als Standardteil, der genau auf die genormte Schnittstelle passt.

Schnelle Montage

Optimal geeignet für die Anbindung von Servomotoren ist die Metallbalgkupplung KB4P. Diese Kupplung überträgt Drehmomente zwischen 18 Nm und 500 Nm und eignet sich für Wellendurchmesser von 10 mm bis 70 mm. Die KB4P lässt sich durch axiales Stecken montieren und demontieren – aufwändige Bohrungen sind nicht erforderlich. Die KB4P wird aus hochfestem Aluminium gefertigt und mit einer speziellen Beschichtung versehen. Sie besitzt eine hohe Torsionssteifigkeit, gleicht Wellenversatz aus und erzeugt nur minimale Rückstellkräfte.
Elastomerkupplungen: Wenn geringer Wellenversatz unkritisch ist 
In Applikationen, in denen geringer Wellenversatz nicht kritisch ist, können auch die etwas günstigeren Elastomerkupplungen (Klauenkupplungen) verwendet werden. Diese Kupplungen lassen sich ebenfalls durch axiales Stecken montieren. Der Anwender muss die Motorwelle hier nicht in die Getriebe-Kupplung einfädeln: Stattdessen kann er eine Kupplungshälfte vormontieren und dann mit der anderen, im Getriebe befindlichen Hälfte zusammenstecken. Zudem ermöglichen Elastomerkupplungen eine relativ einfache Lagerhaltung, denn sie können modular bevorratet werden. Schlitzkupplungen wiederum sind etwas präziser als Elastomerkupplungen und bieten höhere Drehmomente als Metallbalgkupplungen vergleichbarer Baugröße.