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Flanschkupplung

Unter einer Flanschkupplung versteht man eine starre Kupplung mit fehlendem Ausgleich.
Bei einem Flansch handelt es sich um ein Bauteil, das zum Schließen, Verbinden und Dichten von Maschinenteilen (Gehäusen, Muttern, Schrauben, etc.) verwendet wird. Flansche positionieren aber auch Teile. Darüber hinaus werden sie zur Übertragung von Betriebskräften eingesetzt.
Unter Kupplung wird ein Maschinenelement zur lösbaren, beweglichen, elastischen oder starren Verbindung zweier Wellen verstanden. Diese Verbindung kann sowohl kraft- als auch formschlüssig sein.

Wellenkupplungen kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein Drehmoment von einem Element zum Wellenende oder von Wellenende zu Wellenende übertragen werden soll. Darüber hinaus sorgen sie für den Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Wellenkupplungen werden nach der Funktion und Art der Übertragung des Drehmomentes unterschieden:

• Flanschkupplungen sind starre Kupplungen ohne Ausgleich.
• Metallkupplungen sind drehsteife Kupplungen ohne Drehwinkelausgleich.
• Elastische Bolzenkupplungen sind elastische Kupplungen mit Drehwinkelausgleich.

Flanschkupplungen sind starre Verbindungen zwischen zwei Wellenenden. Hiebei werden keine Fluchtungsfehler ausgeglichen. Der Zweck ist die reine Verbindung der Wellen sowie Trennung im Falle einer Reparatur. Die Befestigung einer senkrechten Welle, wie zum Beispiel einer Rührwerkswelle ist eine weitere mögliche Anwendung. Diese wird mit einer starren Kupplung am Antrieb montiert.

Flanschkupplungen werden hauptsächlich in mobilen Maschinen verbaut. Sie bilden die Verbindung zwischen den Elementen des Antriebes. Handelt es sich dabei um einen hydrostatischen Antrieb, wird mit der Flanschkupplung die Hydraulikpumpe direkt gekoppelt. Darüber hinaus wird damit die Verdichtereinheit bei Mobilkompressoren unmittelbar angetrieben.

Diese Art von Kupplungen ist direkt an den Flanschen trennbar. Durch das Pressen der Flanschnaben auf die Wellen entsteht eine spielfreie Verbindung. Dabei können sowohl Dreh- als auch Biegemomente sowie Axialkräfte übertragen werden. Die Schrumpfverbindung sorgt nur für die nötigen Kräfte, ist selbst aber nicht im Kraftfluss integriert.

Wie erfolgt die Montage?

Flanschkupplungen werden in der Regel einbaufertig geliefert und werden vor Ort mit herkömmlichen Schraubwerkzeugen oder hydraulischen Spannwerkzeugen gespannt. Die Funktionsflächen der Gewinde, Konen sowie Kopfauflagen der Schrauben sind ab Werk geschmiert.
Verschiedene Arten von Flanschkupplungen im Überblick!
Die torsionselastische Verbindung zwischen einer angetriebenen Maschine und dem Verbrennungsmotor erfolgt häufig durch eine axial steckbare, hochelastische Flanschkupplung.

Vorteile dieser Verbindung

Bei linearer Drehfederkennlinie besteht eine sehr große Torsionselastizität. Die Übertragung des Drehmoments erfolgt spielfrei. Diese sind in vielen verschiedenen Bauformen erhältlich. Die Größenskala umfasst in der Regel 200 Nm bis 110.000 Nm. Die Steckmontage ist mit großem Längenausgleich einfach durchführbar. Größere Fluchtungsfehler können leicht ausgeglichen werden. Durch die Drehmomentbegrenzung wird der Antrieb vor Überlastung geschützt. Die EG-Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) regelt den Ex-Schutz-Einsatz.

Für Wellendurchmesser von 95 bis 320 mm stehen Flanschkupplungshälften FKHA zur Verfügung. Das übertragbare Drehmoment liegt zwischen 17 und 800 kNm. Bei dieser Ausführung ist es möglich, diese an bereits vorhandene Flansche anzupassen.Flanschkupplungen FKH können bei einem Wellendurchmesser zwischen 70 und 350 mm verbaut werden. Hier liegen die Drehmomente zwischen 6 und 911 kNm.Flanschkupplungen FK-HYD werden bei Wellendurchmessern zwischen 120 und 440 mm verwendet. Die übertragbaren Drehmomente liegen bei dieser Variante zwischen 40 und 2.300 kNm. Die Flanschhälften werden hydraulisch gespannt.

Wissenswertes über Flanschkupplungen

Aufgrund der Vielzahl an verschiedenen Ausführungen, welche aber vor allem in Druckgeräten verbaut werden, findet prinzipiell die mandatierte und harmonisierte Norm zur Druckgeräterichtlinie 97/23/EG Anwendung. Darüber hinaus gilt für Flanschverbindungen PN 10 die DIN EN 1092-2. Natürlich finden zusätzlich die DIN Normen für die jeweiligen verbauten Flansche Anwendung. Außendurchmesser und Abmessungen sind den jeweiligen Datenblättern sowie der betreffenden Norm zu entnehmen. Am gängigsten sind Edelstahl- oder C-Stahl Ausführungen.

Gerade Flanschkupplungen müssen robust, widerstandsfähig und langlebig sein. Daher ist besonderes Augenmerk auf hochwertige Verarbeitung und Materialien zu legen. Regelmäßige, ordnungsgemäße Wartung der Maschine sowie Maschinenteile ist eine Grundvoraussetzung für einen optimalen Betrieb und zufriedenstellende Resultate. Flanschkupplungen stehen im Dauerbetrieb und sind anfällig für Beschädigungen. Diese sind sofort zu beheben, da kleine Schäden unter Umständen einen Betriebsstillstand hervorrufen können.

Der Kundendienst der gängigsten Hersteller reagiert in der Regel rasch und unkompliziert und steht mit Rat und Tat zur Seite (Kooperationen mit anderen Herstellern bei Lieferengpässen!). Flanschkupplungen können auf Wunsch und nach Zeichnung gefertigt werden. Dafür werden natürlich die Spezifikationen der bereits vorhandenen Bau- und Maschinenelemente benötigt. Manchmal ist ein Besuch vor Ort ratsam, um sich besser ein Bild von der Anlage machen zu können. Dies dient dazu, um eventuelle andere Alternativvorschläge (Kooperationen) sowie Lösungen als die Angedachten unterbreiten zu können.