Turbokupplung

Die Ausmaße einer Turbokupplung können im Durchmesser sogar den angeschlossenen Motor übertreffen. Das Ausrichten kann entsprechend kompliziert sein. (Bild: Prüftechnik)

  • Turbokupplungen können schwere Schäden an Motoren und Maschinen verhindern, sind aber insbesondere bei großen Anlagen kompliziert mit ausreichender Präzision zu installieren.
  • Das vorgestellte Werkzeug erleichtert das Ausrichten von Turbokupplungen und vereinfacht dadurch deren Installation deutlich.

Angenommen, ein Motor treibt eine Maschine an, die mit einem langsam ansteigenden Drehmoment hochgefahren werden muss – aber im Betrieb jederzeit plötzlich und ungewollt mechanisch zum Stillstand kommen kann. Wäre dieser Antrieb mittels einer festen Verbindung an diese Maschine gekoppelt, also durch eine Klauen- oder eine Lamellenkupplung, könnten bei jedem Stillstand Schäden an Motor, Kupplung, Lagern und am Maschinenfundament auftreten.

Um das zu verhindern, kommt zwischen Motor und Maschine eine Turbokupplung zum Einsatz. Sie überträgt die Kraft zwischen ein- und ausgehender Welle im Betrieb mittels Fluiddynamik: Der Motor treibt ein Schaufelrad an, das mithilfe der Zentrifugalkraft eine Betriebsflüssigkeit in ein gegenüberliegendes Schaufelrad fördert. Dieses wird durch die kinetische Energie der Flüssigkeit angetrieben. Dadurch wird die Bewegung der Antriebswelle des Motors, die am ersten Rad hängt, auf die Welle der Maschine, die an das zweite Rad gekoppelt ist, übertragen. Bei einem plötzlichen Halt der Maschine wird nun auch das an die Welle der Maschine gekoppelte Rad abrupt gestoppt – das motorseitige Schaufelrad jedoch nicht. Denn die Kraft wird von der zwischen den Rädern liegenden Betriebsflüssigkeit so stark absorbiert, dass – die korrekte Ausrichtung vorausgesetzt – weder die Kupplung noch der Motor und seine Komponenten Schaden nehmen können. Das bedeutet, dass nach der Störungsbeseitigung der Motor wieder wie gewohnt anlaufen und die Maschine in Betrieb gehen kann.

Aufwendige Montage bei Platzproblemen

Turbokupplung
Da das Gehäuse einer Turbokupplung aus Aluminium besteht, haften hier keine Magnethalterungen. Eine Spannkette anzubringen ist aufgrund des großen Durchmessers sehr zeitaufwendig. (Bild: Prüftechnik)

Turbokupplungen sind an verschiedenen Maschinentypen hervorragend einsetzbar. Das Ausrichten jedoch kann eine komplizierte Angelegenheit sein, denn diese Kupplungen haben in der Regel einen Durchmesser über 40 cm. Bei diesen Ausmaßen kommen gängige Laserausrichtgeräte an Grenzen. Diese werden normalerweise mithilfe einer Kettenspannvorrichtung um die zu messende Welle gespannt. Bei so großen Durchmessern ergeben diese Dimensionen ein Problem, da die Faustregel gilt, dass ein Drittel der Kettenlänge dem maximalen Wellen- oder Kupplungsdurchmesser entsprechen soll. Die vermeintlich einfachste Lösung – eine längere Kette – brächte bei der Ausrichtung aber weitere Probleme mit sich. Denn auch das Gegenstück des Lasermesssystems ist auf die Antriebswelle zu montieren, und diese sitzt bei der Verwendung einer Turbokupplung wesentlich tiefer. Also wären sehr lange Messgestänge und überaus lange Spezialketten notwendig, was über die aufwendigen Montage hinaus zu Platzproblem beim Ausrichten führt.

Sichere und intelligente Platzierung

Turbokupplung
Der Messaufbau inklusive Laser- und Sensor-Einheit ragt nur wenige Zentimeter über die Turbokupplung hinaus. (Bild: Prüftechnik)

Da Turbokupplungen in der Regel groß dimensioniert sind, werden sie im Betrieb platzsparend verbaut. Entsprechend ist kein Platz für das Aufbringen von Laserausrichtsystemen vorgesehen. Die Herausforderung liegt also darin, Laser und Sensor der Messeinrichtung sicher und intelligent am Gehäuse der Kupplung anzubringen. Das Unternehmen Prüftechnik hat darum für diese Kupplungen ein spezielles Verfahren entwickelt, wie die Teile der Messeinheit angebracht werden können.

Im Flanschbereich des stirnseitigen Bereichs einer Turbokupplung befinden sich mehrere Gehäuseverschraubungen. Die Messeinheit von Prüftechnik kann nun vor der Ausrichtung mittels des sogenannten Sechskantklemmers sicher auf den Kopf einer dortigen Gehäuseschraube gesetzt werden. So ist der Messgeräteaufnehmer fest und platzsparend an der Stirnseite der Turbokupplung befestigt. Das Gegenstück kann wie üblich per Kettenspannvorrichtung an der Welle montiert werden. Aber Achtung: Das Gestänge des Messgeräteaufnehmers muss so lang sein, dass Laser und Sensor bei der Ausrichtung auf die identische Höhe ausgerichtet sind. Je kleiner der Durchmesser der Welle, umso länger muss also das Gestänge sein. Sonst erreicht der Laserstrahl nicht sein Gegenstück.

Für eine in der Praxis durchführbare, saubere Messung beim Ausrichten ist es jedoch entscheidend, dass der Messgeräteaufnehmer, der auf der Kupplung angebracht wird, möglichst niedrig gehalten wird. Sonst wird der Durchmesser der Kupplung unnötig erweitert, und wegen des entsprechend großen Durchmessers einer Turbokupplung können Kettenspannvorrichtungen meist nicht oder nur ungenügend befestigt werden. Auch Magnetsysteme scheiden aus, da die Gehäuse der Kupplungen aus nicht magnetischem Aluminium hergestellt werden.

Der Sechskantklemmer in Verbindung mit dem passenden Messgeräteaufnehmer erfüllt laut Entwickler jedoch alle nötigen Eigenschaften, um eine Turbokupplung sicher und bedarfsgerecht auszurichten. Er ist in Schlüsselweiten von 19 bis 55 mm erhältlich. Wichtig zu wissen: Die groß dimensionierten Turbokupplungen wirken durchaus massiv, allerdings besteht im Ruhemodus kein Kraftschluss zwischen Motorwelle und Maschinenwelle. Darum sind beim Ausrichten am Gerät die Messmodi „Sweep“ oder „Mehrpunkt“ auszuwählen.

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