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Eine Lamel­len­kupp­lung für alle Fälle

25. September 2020
in Aktuelles
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Die Che­mie- und Pro­zess­tech­nik sind tech­no­lo­gisch höchst inter­es­san­te Anwen­der­bran­chen. Schnell trennt sich dort aller­dings die Spreu vom Wei­zen; das gilt auch bei antriebs­tech­ni­schen Lösun­gen wie Kupp­lun­gen: Schwie­ri­ge Umge­bungs­be­din­gun­gen in Ver­bin­dung mit che­mie- und pro­zess­tech­nisch höchst anspruchs­vol­len Auf­ga­ben­stel­lun­gen – und das nicht sel­ten im Rund-um-die-Uhr-Betrieb. Gleich­zei­tig sol­len die­se Maschi­nen­ele­men­te kos­ten­güns­tig, kom­pakt und ser­vice­freund­lich sein. Alles kein Pro­blem – mit einer leis­tungs­star­ken Uni­ver­sal­lö­sung wie der Ganz­stahl-Lamel­len­kupp­lung N‑Arpex von Flender.
Wes­halb das so ist, lässt sich aus vie­ler­lei Blick­win­keln erklä­ren. Im Vor­der­grund steht das Kon­struk­ti­ons­prin­zip, das ein­fach, durch­dacht und welt­weit bewährt ist: Zwei Lamel­len­pa­ke­te – als Herz­stü­cke der Kupp­lung – zwi­schen zwei Naben und einer Zwi­schen­hül­se über­tra­gen höchs­te Dreh­mo­men­te bis zu 2.000.000 New­ton­me­ter. Auf­grund ihrer Bau­wei­se las­sen sich die N‑Arpex Kupp­lun­gen selbst bei hohen Dreh­zah­len, bei ver­gleichs­wei­se hohem Wel­len­ver­satz und bei gerin­gem Platz­an­ge­bot ein­set­zen. Selbst ein pro­zess­be­ding­ter, teils „unru­hi­ger“ Dreh­mo­ment­ver­lauf bringt die­se Kupp­lungs­lö­sung noch lan­ge nicht ins Schwit­zen. Sie stellt rund um die Uhr eine war­tungs- und ver­schleiß­freie Dreh­mo­men­tüber­tra­gung sicher.
Seit gut fünf Jahr­zehn­ten hat sich ihr Vor­gän­ger, die welt­weit bekann­te und ein­ge­setz­te Arpex-Kupp­lung, in unter­schied­lichs­ten Bran­chen bewährt. Mit der wei­ter opti­mier­ten Uni­ver­sal­lö­sung N‑Arpex knüpft Flen­der nun an die Erfolgs­ge­schich­te die­ser Hoch­leis­tungs­ver­bin­dung an und setzt erneut Maß­stä­be bezüg­lich Tech­nik und Öko­no­mie. Bei­spiels­wei­se wur­den kon­se­quent auf eige­nen Prüf­stän­den Leis­tungs­tests durch­ge­führt, die nicht nur zur Opti­mie­rung der N‑Arpex, son­dern auch zu Test­ver­fah­ren geführt haben, die als Bench­marks im Markt gel­ten – wovon die gesam­te Kupp­lungs­tech­nik pro­fi­tiert. Ein Grund für die hohe Wirt­schaft­lich­keit der neu­en Kupp­lung ist, dass der Her­stel­ler sei­nen Blick wei­ter auf die Fer­ti­gungs­op­ti­mie­rung gerich­tet hat. Ein wesent­li­cher Aspekt dabei ist die hohe Fer­ti­gungs­tie­fe, weil die Ganz­stahl-Lamel­len­kupp­lung kom­plett im eige­nen Haus pro­du­ziert wird. So konn­te nicht nur deren Ver­füg­bar­keit suk­zes­si­ve erhöht wer­den, son­dern auch das Preis-Leis­tungs­ver­hält­nis hat sich wei­ter verbessert.
Sowohl für die Che­mie und Petro­che­mie als auch für ande­re Pro­zess­in­dus­trien – mit ihren vie­len Tau­send unter­schied­li­chen Ein­satz­fäl­len – ist die N‑Arpex auch des­halb so inter­es­sant, weil der Her­stel­ler einen äußerst umfang­rei­chen Bau­kas­ten an Stan­dard­grö­ßen und Stan­dard­kom­bi­na­ti­ons­mög­lich­kei­ten anbie­tet. Die­sen lie­fert er indi­vi­du­ell zusam­men­ge­stellt und kom­plett kon­fek­tio­niert direkt ab Lager. Ein­fach for­mu­liert heißt das: Die neue N‑Arpex bedient sich einer redu­zier­ten Anzahl an Bau­tei­len und lässt eine erhöh­te Anzahl an ver­füg­ba­ren Vari­an­ten zu, was zu einer hohen Ein­satz­brei­te und Ver­füg­bar­keit führt.
Somit stellt die­se spiel­freie und dreh­star­re Ganz­stahl-Lamel­len­kupp­lung eine leis­tungs­star­ke Uni­ver­sal­lö­sung für die unter­schied­lichs­ten Anwen­dun­gen und Ansprü­che dar. Zum Bei­spiel las­sen sich Pum­pen ein­fach und sicher mit Moto­ren ver­bin­den. Lüf­ter, Kom­pres­so­ren, Axi­al- und Radi­al­ge­blä­se, Mischer, Rühr­wer­ke, Extru­der und auch Schne­cken­an­trie­be zäh­len eben­falls zu den typi­schen Appli­ka­tio­nen die­ser Hochleistungs-Lamellenkupplungen.

Höchs­te Sicherheitsansprüche

Den uni­ver­sel­len Cha­rak­ter die­ses moder­nen Ver­bin­dungs­sys­tems unter­streicht die Erfül­lung der Richt­li­nie 2014/34/EU (Atex). Die­se besagt, dass die Kupp­lun­gen in explo­si­ons­ge­fähr­de­ten Umge­bun­gen ein­ge­setzt wer­den dür­fen. Des Wei­te­ren erfül­len sie die Anfor­de­run­gen API610/ISO 13709 und API671/ISO 10441 wie sie in der Petro­che­mie sowie der Gas- und Erd­öl­in­dus­trie gefor­dert sind. Als wenn die­se Her­aus­for­de­run­gen nicht schon genug wären, wur­de die Kon­struk­ti­on sowie die Werk­stoff­aus­wahl der N‑Arpex der­art opti­miert, dass die Lamel­len­kupp­lun­gen stan­dard­mä­ßig in einem Tem­pe­ra­tur­be­reich von ‑50 bis +280 Grad Cel­si­us ein­ge­setzt wer­den kön­nen. In Ein­zel­fäl­len lässt sich die­ser Ran­ge sogar noch bis ‑60 Grad Cel­si­us nach unten erwei­tern. Über­dies arbei­ten die Kupp­lun­gen war­tungs- und ver­schleiß­frei, so dass bei einer fach­ge­rech­ten Mon­ta­ge eine unbe­grenz­te Lebens­dau­er zu erwar­ten ist.
Inso­fern lohnt sich ein kur­zer Blick in das Innen­le­ben die­ser inno­va­ti­ven Ver­bin­dungs­lö­sung. Die Lamel­len­pa­ke­te sind als Sechs‑, Acht- oder Zehneck aus­ge­führt. Das Stan­dard­pro­gramm erstreckt sich von einem Kupp­lungs­durch­mes­ser 86 Mil­li­me­ter bis zu einem Kupp­lungs­durch­mes­ser 988 Mil­li­me­ter. Wäh­rend bei den Sechs­eck­la­mel­len im klei­nen Dreh­mo­ment­be­reich zylin­dri­sche Ver­schrau­bungs­punk­te zum Ein­satz kom­men, haben sich bei den bei­den ande­ren Vari­an­ten im hohen Dreh­mo­ment­be­reich spe­zi­el­le, noch kom­pak­te­re Flen­der Konus­ver­schrau­bun­gen bewährt. Die­se neu ent­wi­ckel­te Konus­ver­schrau­bung hat dazu geführt, dass die Ein­hei­ten noch kom­pak­ter aus­ge­führt wer­den konn­ten und eine deut­lich leich­te­re Mon­ta­ge der Kupp­lun­gen – spe­zi­ell bei gro­ßen Dreh­mo­men­ten – mög­lich ist. Daher ermög­licht die neue Leis­tungs­dich­te der N‑Arpex Kupp­lun­gen einen Bau­grö­ßen­sprung im Ver­gleich zu den bis­he­ri­gen Arpex-Bau­rei­hen, was nichts ande­res heißt, als dass bei glei­cher Dreh­mo­men­tüber­tra­gung eine klei­ne­re Bau­grö­ße aus­ge­wählt wer­den kann, wodurch eine Ein­spa­rung von Bau­raum und Redu­zie­rung von Inves­ti­ti­ons­kos­ten erreicht wer­den kann.

Kon­struk­ti­ve Optimierungsmaßnahmen

Ein wei­te­rer Vor­teil der kon­struk­ti­ven Opti­mie­rungs­maß­nah­men gegen­über frü­he­rer Kupp­lungs­de­signs ist die Redu­zie­rung der Vari­an­ten­viel­falt inner­halb der Bau­rei­hen von 67 auf aktu­ell 37. Das för­dert die Über­sicht beim Maschi­nen- und Anla­ge­nen­gi­nee­ring, ver­ein­facht Mon­ta­ge- und Ser­vice­auf­wand und führt letzt­lich auch zu Zeit- bezie­hungs­wei­se Kos­ten­ein­spa­run­gen im gesam­ten Logistikprozess.
Dabei haben Anwen­der die Wahl zwi­schen unter­schied­li­chen Kupp­lungs­ge­stal­tun­gen inner­halb der drei Bau­rei­hen (ARN‑6, ARN‑8, ARN-10) mit sechs, acht und zehn Schraub­ver­bin­dun­gen. Wäh­rend bei­spiels­wei­se N‑Arpex NEN zwei Naben und eine Zwi­schen­hül­se besitzt, sind die Aus­füh­run­gen MCECM und MFEFM mit einer vor­mon­tier­ten Zwi­schen­ein­heit (CEC oder FEF) aus­ge­stat­tet. Der Vor­teil die­ser bei­den Lösun­gen ist, dass die Lamel­len­pa­ke­te zur Dreh­mo­men­tüber­tra­gung werk­sei­tig bereits mit Zwi­schen­hül­se und Zen­trier­flan­schen ver­schraubt wer­den. Dadurch müs­sen auf der Bau­stel­le ledig­lich die Naben mit den Zen­trier­flan­schen ver­schraubt wer­den. Das spart Zeit und ver­ein­facht sowohl die Erst­mon­ta­ge als auch spä­te­re Ser­vice­ein­sät­ze beim Tausch von Moto­ren oder Pum­pen et cetera.
Eine spe­zi­el­le Fang­vor­rich­tung dient zum Sichern der Zwi­schen­hül­se bei Lamel­len­bruch, was auch eine For­de­rung aus den API-Richt­li­ni­en ist. Außer­dem gibt es vor allem für Pum­pen-Anwen­dun­gen eine Rei­he genorm­ter Zwi­schen­hül­sen, so dass im Regel­fall eine Lösung von der Stan­ge zum Ein­satz kom­men kann. Die uni­ver­sel­len Eigen­schaf­ten der N‑Arpex zei­gen sich auch in der fle­xi­blen Gestal­tung der Zwi­schen­hül­sen. Denn allein mit dem Reper­toire an Stan­dard­lö­sun­gen hat Flen­der Kupp­lungs­län­gen bis zu 6.500 Mil­li­me­ter zu bie­ten. Die­ser eh schon beacht­lich hohe Wert kann auf Anfra­ge appli­ka­ti­ons­spe­zi­fisch noch wei­ter aus­ge­dehnt wer­den. Die­ser Vor­teil ergibt sich durch die bereits erwähn­te hohe Fer­ti­gungs­tie­fe in Ver­bin­dung mit der jahr­zehn­te­lan­gen Erfah­rung der Flender-Spezialisten.

Leis­tungs­star­ke Universallösung


Schließ­lich kommt es in der Che­mie­bran­che, der Petro­che­mie sowie in der Pro­zess­tech­nik dar­auf an, dass Anla­gen im Dau­er­be­trieb stö­rungs­frei und sicher arbei­ten. Inso­fern trifft Flen­der mit der neu­en Gestal­tung der Lamel­len­pa­ke­te in Ver­bin­dung mit der geschlos­se­nen Flansch­geo­me­trie sowie der stan­dard­mä­ßi­gen Fang­vor­rich­tung der Zwi­schen­hül­se genau die Anfor­de­run­gen die­ser Bran­chen. Auch die FEM-opti­mier­te Kraft­ver­tei­lung inner­halb der Kupp­lung und die damit ein­her gehen­de geschlos­se­ne Flansch­kon­tur haben zu ent­schei­den­den Tech­no­lo­gie­sprün­gen geführt, so dass bei kom­pak­te­ren Gesamt­lö­sun­gen spür­ba­re Leis­tungs­stei­ge­run­gen erreicht wur­den. Ein wei­te­rer Vor­teil, der sich aus dem gerin­ge­ren Gewicht der Kupp­lun­gen ergibt, ist die damit ver­bun­de­ne redu­zier­te Lager­be­las­tung sowohl für die Antriebs- als auch für die Abtriebsmaschine.
Eine Viel­zahl von wei­te­ren Anbau­kom­po­nen­ten und Zusatz­fea­tures wie Axialspielbeg
ren­zun­gen, Kriech­strom­iso­lie­run­gen, stei­fig­keits­op­ti­mier­te Zwi­schen­wel­len und unter­schied­li­che Naben­aus­füh­run­gen unter­strei­chen das brei­te Appli­ka­ti­ons­feld der neu­en Flen­der N‑Arpex Kupp­lun­gen. Inter­es­sant ist nicht nur, aber spe­zi­ell auch für die hohen Ansprü­che der Che­mie- sowie der Petro­che­mie und der Pro­zess­tech­nik, die Rück­ver­folg­bar­keit aller Tei­le und die Mög­lich­keit auf­grund der durch­gän­gi­gen Mate­ri­al­kenn­zeich­nung die Mate­ri­al­her­kunft zu bestim­men. Umfang­rei­che Qua­li­täts­do­ku­men­ta­ti­on inklu­si­ve der Mate­ri­al­zer­ti­fi­ka­te ste­hen zur Ver­fü­gung und unter­stüt­zen damit bewusst den Trend zu ver­stärk­ter Doku­men­ta­ti­on im gesam­ten Entwicklungs‑, Her­stel­lungs- und Lie­fer­pro­zess von Maschi­nen und Anla­gen.
Die spiel­frei­en, dreh­star­ren Lamel­len­kupp­lun­gen N‑Arpex in drei- und fünf­tei­li­ger Aus­füh­rung mit ihrer geschlos­se­nen Flansch­geo­me­trie las­sen sich zudem ein­fach mon­tie­ren bezie­hungs­wei­se demon­tie­ren und glei­chen dabei Win­kel­ver­la­ge­run­gen von bis zu einem Grad aus. Zudem sind sämt­li­che Kupp­lun­gen war­tungs- und ver­schleiß­frei und über­tra­gen Dreh­mo­men­te von bis zu 2.000.000 New­ton­me­ter bei Umfangs­ge­schwin­dig­kei­ten von bis zu 110 Meter pro Sekunde.

Poten­ti­al für vie­le Applikationen

Allein die­se Eck­wer­te ver­deut­li­chen das rie­si­ge Poten­ti­al, das der Ein­satz die­ses „leis­tungs­star­ken Uni­ver­sal-Genies“ birgt. Die ers­ten Bau­grö­ßen wur­den im Jahr 2017 erst­mals einer brei­ten Öffent­lich­keit vor­ge­stellt und nun ist der Stan­dard-Bau­kas­ten mit sei­nen 37 Bau­grö­ßen kom­plett. Die­se unter­tei­len sich in 14 Grö­ßen für 6‑Eck, 14 Grö­ßen in 8‑Eck und neun Grö­ßen in 10-Eck. Die N‑Arpex führt damit die Erfolgs­ge­schich­te der Arpex fort und baut auf den Erkennt­nis­sen aus vie­len Tau­send Anwen­dun­gen auf. Der Her­stel­ler Flen­der setzt mit der N‑Arpex als uni­ver­sell ein­setz­ba­res Kupp­lungs-High­light ein wei­te­res Mal beson­de­re Maß­stä­be und unter­streicht sei­ne tech­no­lo­gi­sche Stel­lung im Markt. Die Lamel­len­kupp­lung zeigt aber auch, dass ein neu­er Markt­stan­dard in Tech­no­lo­gie und Preis vie­le Gewin­ner hat, zu denen auch die Chemie‑, Petro­che­mie- und Pro­zess­tech­nik gehören.
Kurz und bündig:
N‑Arpex Ganz­stahl-Lamel­len­kupp­lung
• Spiel­freie, dreh­star­re Ganzstahl-Lamellenkupplung
• Nenn­dreh­mo­ment­be­reich 350 bis 2.000.000 Newtonmeter
• Ein­fa­che Mon­ta­ge, war­tungs- und verschleißfrei
• Umfangs­ge­schwin­dig­keit bis 110 Meter pro Sekunde
• Stan­dard-Tem­pe­ra­tur­be­reich: ‑50 bis +280 Grad Celsius
• Wel­len­ver­satz­aus­gleich (radi­al, axi­al, wink­lig) bis maxi­mal 1,0 Grad
• Stan­dard­mä­ßig zer­ti­fi­ziert nach 2014/34/EU (Atex), API 610/API 671
• Nied­ri­ges Gewicht, stan­dard­mä­ßig bis 6.500 Mil­li­me­ter Länge

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