Betriebssicherheit mittels Wellenkupplungen steigern

Die Baggerschifffahrt wird von wichtigen Entwicklungen der modernen Gesellschaft beeinflusst. Durch den intensiven Welthandel müssen beispielsweise Häfen ausgebaut werden. Offshore Windparks erfordern Arbeiten am Meeresboden und Landgewinnungsprojekte sind für eine wachsende Weltbevölkerung notwendig.

Für dies und vieles andere werden spezielle Baggerschiffe eingesetzt. Nach Auskunft des Branchenverbands der Baggerschifffahrt, der International Association of Dredging Companies (IADC), beziffert sich der Wert des Sektors auf 5,5 Milliarden Dollar. Angesichts der Dynamik der Branche ist Zuverlässigkeit eines der wichtigsten Kriterien für die Betreibergesellschaften, denn die Projektpläne sind eng getaktet. Verzögerungen durch unerwartete Ausfälle können mit hohen Kosten für die Projekteigner verbunden sein – ganz zu schweigen von Umsatzeinbußen und Konventionalstrafen für die Baggerschiffbetreiber.

Die Eigentümer und Betreiber von Schwimmbaggern haben daher hohe Ansprüche an die Leistung und Zuverlässigkeit ihrer Arbeitsgeräte. Sie müssen sich darauf verlassen können, dass ihre Schiffe und die Ausrüstung an Bord ein Höchstmaß an Verfügbarkeit und produktivem Betrieb bieten. Als ein großer Hersteller von Baggersystemen eine zuverlässige und platzsparende Wellenkupplung für eine neue Schwimmbaggerplattform benötigte, wandte er sich daher an Stromag, eine Marke der Altra Industrial Motion Corporation.

Die Plattform besteht aus einem 1200 PS starken Dieselmotor mit einem komplexen, maßgeschneiderten Getriebe mit einem Hauptabtrieb für die über eine Zwei-Gang-Kupplung verbundene Hauptpumpe, sowie acht Nebenabtrieben für Hydraulikpumpen zum Betreiben eines Krans und von Hilfsgeräten.

Wichtig für die Zuverlässigkeit der Anwendung war daher die zwischen Motor und Getriebe eingesetzte Kupplung. Im Einsatz ist das System einem hohen Maß an Drehschwingungen ausgesetzt, die Verschleiß beschleunigen und zum vorzeitigen Ausfall wichtiger Komponenten führen können, wenn sie nicht ausreichend gedämpft werden.

Die Kupplungstechnologie muss daher die hohen Leistungen, Drehmomente und Schwingungen aufnehmen und andere mechanische Komponenten vor übermäßigen Vibrationen und Stoßbelastungen schützen. Zudem muss sie kompakt sein, um in den verfügbaren Bauraum in der bereits vorhandenen Kupplungsglocke zu passen.

Hierfür entwarf das Engineering-Team des Kupplungsherstellers eine hybride Wellenkupplung vom Typ Periflex CR (PCR), die die anspruchsvollen Anforderungen erfüllt. Die modifizierte Kupplung hat das Gummielement des ähnlichen Modells PCS sowie eine geschraubte Adapternabe mit Innenverzahnung. Bei dieser Kupplungsbauart überträgt ein elastisches Ringelement das Drehmoment und nimmt Drehstöße auf.

Die Periflex-Wellenkupplung ist eine hochelastische Gummi-Gewebe-Kupplung und besonders geeignet für die Verbindung zweier Wellen in dieselmotorischen und elektrischen Antrieben. Wegen der besonderen Ausbildung des Wellenreifens kann die Wellenkupplung große Verlagerungen bei geringen Rückstellkräften in jeder Richtung aufnehmen ohne zu verschleißen. Der Reifen ist durch eine werkseitige Trennfuge radial montier- und demontierbar, ohne die verbundenen Maschinen zu verschieben. Die Übertragung des Drehmomentes mit der Wellenkupplung ist spielfrei. In der Standardausführung deckt die Serie den Drehmomentbereich von 480 bis 14.800 Nm ab. Damit die Lösung den erwarteten Betriebsbedingungen gerecht wird, führten die Ingenieure eine Drehschwingungsanalyse an einem Modell des Getriebesystems und seiner angetriebenen Komponenten durch.

Wie dieser Anwendungsfall zeigt, unterstützt die der Kupplungshersteller seine Produkte mit fundiertem Anwendungs-Know-how und hilft Kunden bei der Spezifikation, Auswahl und Integration der individuell am besten geeigneten Kupplungstechnologie. Diese Arbeiten können bei Bedarf auch kundenspezifische Anpassungen, Modifikationen oder auch komplette Sonderanfertigungen umfassen. ck