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FLUDEX Hochleistungs-Flüssigkeitskupplung
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FLUDEX Hochleistungs-Flüssigkeitskupplung

Kupplung geeignet für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.
Entspricht der aktuellen ATEX-Richtlinie für:
II 2G Ex h IIB T3 Gb X
II 2D Ex h IIIC T160°C Db X
I M2 Ex h Mb X
FLUDEX-Kupplungen mit der Kennzeichnung Ex sind mit Schmelzsicherungen (110 °C) ausgestattet.

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    Produktdetails

    Vorteile

    FLUDEX-Kupplungen sind hydrodynamische Flüssigkeitskupplungen, die nach dem Föttinger-Prinzip arbeiten. Die Kupplungsteile an Ein- und Ausgang sind nicht mechanisch miteinander verbunden. Die Kraftübertragung erfolgt über die Ölfüllung, die sich in der Kupplung dreht und über radial angeordnete Schaufeln geleitet wird.
    FLUDEX-Kupplungen begrenzen das Anlauf- und Maximaldrehmoment im Antriebsstrang und dienen durch die Eigenschaft des Drehschlupfs als Anlaufhilfe für den Motor, als Überlastschutz im Fehlerfall und zur Isolierung von Drehschwingungen.
    Beim Anfahren großer Massen wird der Antriebsstrang nur mit dem durch die Kupplungskennlinie vorgegebenen Drehmoment beschleunigt. Der Anfahrvorgang erstreckt sich über die Zeit, die angetriebene Maschine läuft sanft und gleichmäßig an.
    Bei besonderen Betriebsbedingungen, wie z. B. Überlastung oder Blockierung der angetriebenen Maschine, begrenzt die FLUDEX-Kupplung die maximale Drehmomentbelastung und verhindert die Trägheitswirkung der rotierenden Motormasse auf den Antriebsstrang.
    Die Kupplung fungiert dann als lasthaltende Sicherheitskupplung, bis der Antrieb durch die Motorsteuerung oder das Kupplungsüberwachungssystem abgeschaltet wird.
    Die FLUDEX-Kupplung dient zudem als Entkopplungsmittel bei Torsionsschwingungsanregung.
    Torsionsschwingungsanregung mit einer Frequenz von > 5 Hz wird durch die Kopplung nahezu vollständig absorbiert.
    Um Wellenfluchtungsfehler auszugleichen, wird die FLUDEX-Kupplung mit einer Verschiebungskupplung, z. B. vom Typ N-EUPEX, kombiniert.
    Alle FLUDEX-Kupplungen sind mit radial unversetzten Schaufeln ausgestattet und daher für Drehrichtungswechsel und Reversierbetrieb geeignet. Sie können horizontal, schräg oder vertikal montiert werden.
    Bei FLUDEX-Kupplungen mit Verzögerungskammer muss bei schräger oder vertikaler Montage sichergestellt werden, dass sich die Verzögerungskammer unterhalb der Arbeitskammer befindet.
    Die geteilten flexiblen Ringe können ausgetauscht werden, ohne dass die gekoppelten Maschinen bewegt werden müssen.

    Anwendung

    FLUDEX-Kupplungen werden in Antrieben für Fördersysteme wie Bandförderer, Becherwerke und Kettenförderer eingesetzt. In der Schwerindustrie finden FLUDEX-Kupplungen Anwendung in Bereichen wie Schaufelradantrieben, Brechern, Walzenpressen, Mischern, Großventilatoren, Kesselspeisepumpen, Großkompressoren, Zentrifugen und Hilfsantrieben für Mühlen.
    Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise Pumpenantriebe, Zapfwellengeneratorantriebe, Windkraftanlagen sowie Tür- und Torantriebe.
    Bei Antrieben mit Dieselmotoren werden FLUDEX-Kupplungen an angetriebenen Maschinen mit einem hohen Massenträgheitsmoment eingesetzt.

    Design und Konfigurationen

    FLUDEX-Kupplungen bestehen aus wenigen, robusten Bauteilen. Zu den internen Komponenten gehören die Hohl- oder Vollwelle (106), an der das Schaufelrad (105) befestigt ist. Das Außengehäuse umfasst den Deckel (102) und das Schaufelradgehäuse (101). Die Verbindung ist als verschraubte Flanschverbindung ausgeführt und mit einem O-Ring abgedichtet. Außengehäuse und Welle bzw. Hohlwelle sind doppelt gelagert und mit Radialwellendichtungen nach außen abgedichtet. Die Kupplung verfügt über zwei Einfüllschrauben (153) mit integriertem Überlaufschutz sowie über einen oder zwei Schmelzsicherungsstopfen (103) im Kupplungsgehäuse zum Schutz vor Überhitzung. Der Schmelzsicherungsstopfen oder ein an derselben Stelle angebrachter Schraubverschluss dient gleichzeitig als Ablassschraube und kann mithilfe einer Skala am Gehäuse als Füllstandsanzeige verwendet werden.

    Materialien
    • Schaufelrad und Gehäuse: Aluminiumguss AlSi10Mg oder AlSi9Mg
    • Welle und Hohlwelle: Stahl mit einer Streckgrenze von mehr als 400 N/mm²
    • Statische Dichtungen und Radialwellendichtungen: Perbunan NBR oder Viton FPM
    • Zusatzteile: Grauguss EN-GJL-250, Sphäroguss
    EN-GJS-400 oder Stahl
    Schmelzsicherungsstecker
    Wird eine FLUDEX-Kupplung über einen längeren Zeitraum mit unzulässig hohem Schlupf betrieben, überhitzen die Ölfüllung und das Kupplungsgehäuse. Daher ist jedes Kupplungsgehäuse mit Schmelzsicherungen ausgestattet, die die Ölfüllung bei Erreichen einer voreingestellten Temperatur in die Umgebung abgeben. Diese schützen die Kupplung vor irreparablen Schäden durch Überhitzung oder Überdruck und trennen den Antriebsmotor von der angetriebenen Maschine.

    Thermische Schalteinrichtungen

    Durch den Einsatz von thermischen Schaltvorrichtungen lassen sich Leckagen und der Verlust von Hydraulikflüssigkeit sowie das Risiko einer Umweltverschmutzung im Falle einer Überhitzung der Kupplung vermeiden.
    Die thermische Schalteinrichtung funktioniert nicht, wenn eine Maschinenseite blockiert ist und das Kupplungsgehäuse an dieser Seite angeschlossen ist. Wenn die Kupplung stillsteht, kann der Schaltstift die Schalteinrichtung nicht betätigen.
    Die thermische Schalteinrichtung umfasst den Thermoschalter und die Schaltanlage.
    Die Schaltanlage besteht aus einem Endschalter mit Schließer- und Öffnerkontakt und einem Schwenknocken. Endschalter und Nocken sind auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert. Der Thermoschalter ist anstelle eines Schraubstopfens in das Gehäuse eingeschraubt. Der Schmelzsicherungsstopfen (mit höherer Ansprechtemperatur) verbleibt zur zusätzlichen Sicherheit in der Kupplung.
    Wird die eingestellte Temperatur überschritten, löst sich der Schaltstift vom Schmelzelement, tritt 10 mm aus dem Gehäuse aus und betätigt die Schaltanlage, während sich die Kupplung dreht. Die Schaltanlage kann den Antriebsmotor abschalten und/oder ein optisches oder akustisches Alarmsignal auslösen.
    Das Gehäuse der Kupplung bleibt geschlossen, sodass keine Betriebsflüssigkeit austreten kann.
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    EOC-System

    Im EOC-System wird die temperaturabhängige Stärke des Magnetfelds des EOC-Transmitters gemessen und für einen Schaltimpuls verwendet. Das Transmittersignal wird über den fest installierten Sensor an das Auswertegerät übertragen und dort mit dem Sollwert verglichen. Überschreitet das Signal den Mindestwert nicht oder wird kein Signal empfangen, schaltet das Relais des Auswertegeräts. Dies kann eine Störungsmeldung auslösen und den Motor abschalten. Das Kupplungsgehäuse bleibt geschlossen.
    Zur zusätzlichen Sicherheit verbleibt der Schmelzsicherungsstecker mit höherer Ansprechtemperatur in der Kupplung.
    Die Ansprechtemperatur des EOC-Systems beträgt 125 °C.
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    Funktion

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    Zwei gegenüberliegende, radial beschaufelte Laufräder sind in einem leckagefreien Gehäuse untergebracht. Die Laufräder sind nicht mechanisch miteinander verbunden. Aufgrund der axialen Parallelität
    Bei den angeordneten Schaufeln wird das Drehmoment unabhängig von der Drehrichtung und ausschließlich durch die Ölfüllung übertragen.
    Hydrodynamische Kupplungen weisen die charakteristischen Eigenschaften von Strömungsmaschinen auf. Das übertragbare Drehmoment hängt von der Dichte und der Menge des Arbeitsmediums ab und steigt quadratisch mit der Antriebsdrehzahl und mit der fünften Potenz des Profildurchmessers, der die Kupplungsgröße angibt. Im angetriebenen Pumpenlaufrad wird mechanische Energie in kinetische Strömungsenergie des Arbeitsmediums umgewandelt. Im Turbinenlaufrad, das mit der Abtriebsseite verbunden ist, wird Strömungsenergie wieder in mechanische Energie umgewandelt.
    Um die für die Drehmomentübertragung notwendige Zirkulation des Betriebsmediums zu erzeugen, ist ein Drehzahlunterschied zwischen Pumpen- und Turbinenlaufrad erforderlich. Dadurch entsteht ein Zentrifugalkraftfeld, das im schneller rotierenden Pumpenlaufrad größer ist als im Turbinenlaufrad.
    Der Geschwindigkeitsunterschied, der üblicherweise als „Schlupf“ bezeichnet wird, liegt am kontinuierlichen Betriebspunkt der Kupplung je nach Anwendung und Kupplungsgröße zwischen 2 % und 6 %.
    Unmittelbar nach dem Anlauf des Antriebsmotors beträgt der Schlupf 100 %, d. h. das Pumpenlaufrad wird mit der Drehzahl des Motors angetrieben, das Turbinenlaufrad bleibt jedoch still.
    Der mit der übertragenen Leistung multiplizierte Schlupf entspricht dem Leistungsverlust der Kupplung, der im Öl in Wärme umgewandelt wird. Die entstehende Wärme muss über das Kupplungsgehäuse an die Umgebung abgeführt werden, um einen unzulässigen Temperaturanstieg zu verhindern. Die Nennleistung der Kupplung wird hauptsächlich durch den Leistungsverlust bestimmt, der bei einer noch akzeptablen Betriebstemperatur oder einem angemessen eingestellten Schlupfgrenzwert abgeführt werden kann. Dies unterscheidet die FLUDEX-Kupplung von allen anderen formschlüssigen Kupplungssystemen, bei denen das Nenndrehmoment das bestimmende Merkmal ist.
    Je nach FLUDEX-Kupplungsbaureihe erfolgt der Antrieb entweder über den Innenrotor (Welle/Hohlwelle mit fest verbundenem Schaufelrad) oder über das Schaufelradgehäuse. Das Antriebslaufrad ist das Pumpenlaufrad, das Abtriebslaufrad das Turbinenlaufrad.
    Als Schmierflüssigkeit wird ein niedrigviskoses Mineralöl VG 22/VG 32 verwendet, das auch zur Schmierung der Lager dient. In speziellen Ausführungen kann Wasser, eine Wasseremulsion oder eine schwer entflammbare Flüssigkeit als nicht brennbare Flüssigkeit eingesetzt werden.
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