In der Auswahl muss der Konstrukteur mehrere Punkte beachten, etwa die Aufstellungsart, der primäre und sekundäre Anschluss, der verfügbare Einbauraum, Montier- und Demontierbarkeit sowie maximale Drehzahl und Nachgiebigkeit der Kupplung. Um physikalische Größen oder Veränderungen, die nicht offensichtlich sind, zu berücksichtigen, wird zudem ein Sicherheitsfaktor, auch Sicherheitszahl oder Sicherheitskoeffizient gewählt.
Dieser gibt an, um welchen Faktor die Grenzen eines Bauteils oder Materials höher ausgelegt werden, als es theoretische Ermittlungen durch statische / dynamische Berechnungen vorgeben.
Ein Sicherheitsfaktor von 1 bedeutet, dass das Bauteil keine Sicherheitsreserven gegen Versagen hat. Bekannte Versagensmechanismen sind Biegung, Bruch, Knicken oder Ermüdungsbruch (Ausfall der Dauerfestigkeit). Durch Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors wird vermieden, dass unbekannte Toleranzen bei Material, Herstellung, Lastannahmen und andere Einflüsse zu einem Versagen des Bauteils führen. Zu diesen möglicherweise auftretenden Einflüssen zählen kritische Umwelteinflüsse, Stöße bei Reversierbetrieb, dynamische Zusatzbelastungen durch ungünstige Massenverhältnisse, Wechselmomente und Schwingungen.
Abhängig von der angestrebten Sicherheitsrelevanz liegt der Faktor meist zwischen 1,1 und 2,1. Bei extrem kritischen und essentiellen Bauteilen, wie beispielsweise Aufzugseilen, kann er auch bei 10 liegen. Oft neigen Konstrukteure beim Festlegen der Belastung zu einer konservativen Annahme, wodurch sich die tatsächlich vorhandene Sicherheit noch erhöht.
Bestimmung der Kupplung
Sollte eine detaillierte dynamische Betrachtung notwendig sein, kann der Konstrukteur die Kupplungsgröße auf Basis einer Drehschwingungs-Analyse bestimmen. Mit einem Simulations-Programm werden dann die besonderen Betriebszustände – wie zum Beispiel Anfahr- oder Blockiervorgänge – simuliert. Meist jedoch wird eine überschlägige Auslegung nach dem Motordrehmoment vorgenommen, abhängig von der Gleichförmigkeit des Drehmomentverlaufs und es wird ein allgemeiner Sicherheitsfaktor von Ss = 1,4 - 1,6 angesetzt. Es gilt:
- Sicherheitsfaktor von Ss von 1,4 für kleine Ungleichförmigkeitsgrade, zum Beispiel mehrzylindrige Dieselmotor-Generatorantriebe
- Sicherheitsfaktor von Ss = 1,6 für große Ungleichförmigkeitsgrade, zum Beispiel Dieselmotor-Kompressorantriebe
Darüber hinaus muss sich der Konstrukteur mit einem weiteren Punkt auseinander setzen: der Wärmentwicklung. Die während des Arbeitsprozesses entstehende Wärme wird über die Außenfläche des Antriebsaggregats auf die angrenzenden Flächen übertragen, somit auch auf die Kupplung. Der Konstrukteur muss also auf das Material der Kupplung achten. Bei der Auswahl elastischer Kupplungen ist daher auch der Temperaturfaktor Sθ zu berücksichtigen. Der Faktor, der die Veränderung der Festigkeit der Elastomerelemente bei erhöhter Temperatur berücksichtigt.
Bezüglich ihrer Funktionalität gelten Kupplungen heute als weitgehend ausoptimiert. Dennoch sollte bei der Auswahl der Fokus auf die bestmöglich geeignete Ausführung gelegt werden, da es zu wesentlichen Unterschieden hinsichtlich der Langlebigkeit der Kupplung kommen kann.
Kommentieren