Faktoren, die die Lebensdauer von Gummikupplungen beeinflussen
Gummikupplungen sind in der Industrie zu unverzichtbaren Elementen bei der Kraftübertragung geworden. Die Bauteile sorgen für eine reibungslose, vibrationsarme und stoßdämpfende Übertragung von Drehmomenten an Maschinen. Moderne Gummikupplungen sind robust und wartungsarm. Jedoch hängt ihre Lebensdauer von verschiedenen Faktoren ab. Welche das sind und wie man die Lebensdauer von Gummikupplungen beeinflussen beziehungsweise verlängern kann, erläutert dieser Beitrag.
Aufbau von Gummikupplungen
Gummikupplungen sollen Stöße, Vibrationen und Lastenspitzen minimieren. Um diese ausgleichende Verbindung zwischen zwei Wellen zu schaffen, sind die Kupplungen aus mehreren Komponenten aufgebaut.
Hauptbestandteile sind metallische Naben aus Stahl, Guss oder Aluminium, die mit einem elastischen Element verbunden sind. Die Naben sind die Verbindungsstücke, mit denen die Kupplung mit den Wellen der Maschine verbunden ist. Sie übertragen also das Drehmoment auf das zwischen ihnen sitzende elastische Element.
Das elastische Element wiederum, die eigentliche Kupplung, besteht zumeist aus Naturkautschuk, Neopren oder Silikon. Das sind hochbelastbare Elastomere, die Lastwechsel, Stöße und Schwingungen auffangen. Diese gummiartigen Komponenten sind auch in der Lage, geringfügige Wellenversätze axial, radial und angular abzufangen.
Als dritter Bestandteil einer Kupplung kommen die Verbindungselemente hinzu, welche die metallischen Naben mit dem Gummielement verbinden. Das sind in der Regel Klemmringe oder Schrauben.
Optional sind Schutzvorrichtungen für die Gummikupplung wie Abdeckungen, die das ganze System vor Witterungseinflüssen, Schmutz oder chemischen Substanzen schützen. Dies ist auch schon ein Punkt des Themas, welche Faktoren die Lebensdauer von Kupplungen beeinflussen, zu dem wir sogleich kommen.
Faktoren, die die Lebensdauer von Gummikupplungen beeinflussen
1. Überhöhte oder ungleichmäßige Belastungen
Auch Kupplungssysteme haben ihre Belastungsgrenzen. Ungleichmäßige Belastungen oder zeitweise zu hohe Belastung von Gummikupplungen können dazu führen, dass die Lebensdauer verkürzt wird. Eine zu hohe Beanspruchung führt zu früherem Verschleiß, sogar Schäden an der Kupplung sind möglich. Sollte eine Kupplung dauerhaft über Ihre Belastungsgrenzen (max. Nm) getrieben werden oder in einem Drehmomentbereich betrieben werden, für den sie nicht ausgelegt bzw. berechnet wurde, ist ein Ausfall vorprogrammiert. Es ist somit wichtig, genau die richtige Kupplung für seine Zwecke auszuwählen. Etwaiges Sparen, indem eine kleine Kupplung installiert wird, führt oft nur zu noch höheren Kosten.
2. Schockbelastungen und Materialermüdung
Neben dauerhafter Überlastung kann auch eine nur kurzzeitige, dafür aber enorme Belastung der Gummikupplung zu einer Verkürzung der Lebensdauer führen. Plötzliches Abschalten oder auch abrupter Stillstand der Maschine durch eine Störung schwächen die Materialstruktur der Kupplung und führen zur vorzeitigen Alterung. Solche Schocks verkraften nur hochelastische Kupplungen, die es schaffen, auch sehr starke Stöße und Schwankungen adäquat zu dämpfen.
3. Umgebungsbedingungen: Temperatur, Feuchtigkeit und Chemikalien
Neben außergewöhnlichen Belastungen zählen vor allem Umwelt- und Witterungseinflüsse zu den häufigsten lebensverkürzenden Faktoren bei Gummikupplungen. Vor allem extreme Temperaturen, hohe Luftfeuchte und aggressive Chemikalien beeinträchtigen die Elastizität der Kupplungsmaterialien. Müssen Gummikupplungen unter solchen Bedingungen arbeiten, was ja nicht auszuschließen ist, gehören regelmäßige Prüfung und Austausch unbedingt dazu.
Darüber hinaus lohnt es sich, nach Gummikupplungen zu fragen, die speziell für solche Umweltbedingungen ausgelegt sind und diese unsanfte Behandlung besser verkraften als normale elastische Gummikupplungen. Ein Beispiel wäre in diesem Fall eine elastische Kupplung aus Silikon für den Betrieb in höheren Umgebungstemperaturen.
4. Unwuchten und Vibrationen
Eine schlechte Ausrichtung der Wellen oder Unwuchten im System erzeugen zusätzliche Vibrationen, die die Kupplung belasten. Eine präzise Laser-Wellenausrichtung, wie sie von der PMP Service GmbH angeboten wird, kann die Belastung verringern und die Lebensdauer verlängern.
5. Vernachlässigte Wartung
Ein weiterer Faktor, der die Lebenszeit der Gummikupplungen verkürzt, wird vom Betreiber der Anlage selbst beeinflusst. Zu geringe oder keine Wartung der Kupplungs- und Antriebssysteme führt dazu, dass Verschleiß und Schäden nicht rechtzeitig erkannt werden. Wartung in regelmäßigen Intervallen ist daher bei Gummikupplungen Pflicht.
6. Falsche oder unzureichende Schmierung
Eng verwandt mit der unzureichenden Wartung als Faktor für eine geringere Lebensdauer von Gummikupplungen ist die Pflege und Schmierung dieser. Viele moderne Gummikupplungen benötigen keine Schmierung während ihrer Betriebsdauer. Aber es gibt spezielle Bauarten, bei denen sie notwendig ist. Keine, unzureichende oder falsche Schmierung und Pflege können hier zu vorzeitigem Verschleiß und Funktionsunfähigkeit führen. Kupplungen mit installierten Kugellagern sollten beispielsweise, wenn möglich, regelmäßig nachgefettet werden.
7. Falsche Ausrichtung von Wellen
Der letzte Faktor, der hier Erwähnung finden soll, wird in der Praxis oft vernachlässigt, trägt aber in hohem Maße zur Verkürzung der Lebensdauer von Gummikupplungen bei. Sind die Wellen falsch ausgerichtet, dann werden die Lasten und Kräfte im System ungleichmäßig verteilt. Das führt zu schnellerer Materialermüdung und zu Spannungen in den Gummielementen. Mehr Vibrationen führen zu schnellerem Verschleiß und Effizienzverlust.
Wie kann die Lebensdauer von Gummikupplungen verlängert werden?
Einige der Faktoren, die zur Verkürzung der Lebensdauer von Gummikupplungen führen, kann man beeinflussen, andere wiederum nicht. Grundsätzlich gilt es bei der Auswahl einer Kupplung und beim Betrieb folgendes zu beachten:
Beachten Sie einerseits, dass die ausgewählte Kupplung auf Grundlage einer Drehschwingungsrechnung oder eine Drehschwingungsanalyse ausgewählt wurde und dieses Dokument zugänglich ist.
Andererseits ist es wichtig, die Kupplung regelmäßig durch eine Sichtprüfung zu begutachten und die vom Hersteller vorgegebenen Wartungsintervalle und die empfohlene Lebensdauer zu beachten. Auf eine professionelle Auswahl und eine hohe Qualität sollte geachtet werden. Namhafte Hersteller wie beispielsweise CENTA, STROMAG, VULKAN oder REICH sind Garanten für eine hohe Qualität und Robustheit der Kupplungen.
Regelmäßige Inspektionen und optimale Betriebsbedingungen leisten ihren Beitrag zur Langlebigkeit der Kupplungssysteme. Die PMP Service GmbH ist dafür stets an Ihrer Seite. Ausführliche Tipps zu einer erhöhten Lebensdauer lesen Sie in unserem Beitrag Strategien zur Erhöhung der Lebensdauer von Gummikupplungen.
