Met de Sinulastic introduceert KTR een nieuwe serie uiterst torsieflexibele schotelkoppelingen die zijn ontwikkeld voor gebruik in hoofdaandrijvingen van dieselmotoren voor stroomgeneratoren (zogenaamde gen-sets), zware bouwmachines, compressoren, tandwielkasten en grote hydraulische pompen. Bij deze toepassingen moet de koppelingsserie een bijzonder torsievrije elasticiteit bezitten om de trillingen in de aandrijving die door de dieselmotor worden veroorzaakt, te neutraliseren.
Bij de Sinulastic, die is ontworpen als een schijvenkoppeling met een radiaal krachtverloop, wordt tussen de buitenste flensring en de koppelingsnaaf een uiterst torsieflexibel elastomeerelement gebruikt om de torsietrillingen te dempen die door de motor in het systeem worden gebracht of om het werkingsgebied te verleggen tot boven het kritische toerental. Afhankelijk van de Shore-hardheid van het elastomeer worden draaiingshoeken van 13° tot 18° bereikt.
Berekening van het materiaalgedrag
De uitdagingen bij de ontwikkeling van deze extreem torsiestijve koppeling waren onder meer de berekening van het materiaalgedrag in geval van hyperelasticiteit, alsmede de selectie van de materialen en de verbinding van de verschillende koppelingselementen, en voorts een gerichte modulariteit binnen de serie.
Op basis van FEM-berekeningen en testreeksen in het KTR-testveld in Rheine hebben de ontwikkelaars bij het Sinulastic-design ‘A’ gekozen voor een sinusvormige buitenomtrek van de elastomeerschijf, die, waaraan de nieuwe serie haar naam ontleent, bijzonder nauw en positief in een flensring grijpt.
Kleinste axiale inbouwruimte
Jochen Exner, innovatiemanager bij de denktank van KTR in Hilden: “Dit ontwerp is optimaal gebleken om ten eerste de vereiste technische karakteristieke waarden te bereiken in de kleinste axiale inbouwruimte. Ten tweede om de constant dichte verbinding van elastomeer en flensring te garanderen onder de permanente wisselende belastingen en snelheden. Ten derde om een scheurontwikkeling in de vertanding van het elastomeer te vermijden die bekend is in het kader van de levensduur, zelfs in zeer dynamische toepassingen. Hier hebben we duidelijke mogelijkheden gevonden.”
Vormvast en licht
Het concept wordt ondersteund door de uitvoering en vervaardiging van de verbindingsflens, die positief verbonden is met het elastomeer. Dit is een gelast onderdeel van koudgeperst plaatstaal met een gelaserde, variabel aanpasbare verbindingsflens.
Jochen Exner: “Deze zeer vormvaste en lichte constructie maakt een precies passende contactopening mogelijk en schept tegelijkertijd de voorwaarde voor een hoge mate van aanpassingsvermogen bij de montage van de koppeling aan het vliegwiel. Het aldus gladde contactoppervlak heeft duidelijke voordelen ten opzichte van de bekende gegoten en dus ruwe oppervlakken van aluminium flenzen”.
Bowex-vertanding
Bij het Sinulastic ontwerp ‘B’ ontbreekt de uitwendige vormsluiting tussen elastomeer en flens; in plaats daarvan wordt een diepgetrokken hoekring rechtstreeks aan de elastomeer schijf aan de buitenzijde gevulkaniseerd. De insteekbaarheid van de koppeling wordt bereikt door de bekende BoWex vertanding aan de binnenzijde van het elastomeer.
Jochen Exner vervolgt: “Met dit ontwerp gebruiken we het brede standaardassortiment van BoWex-naven en waren we dus in staat om het maximumkoppel en de uitlijnfouten van het koppelingselement te verhogen in dezelfde inbouwruimte. Het is zelfs mogelijk om het element van de koppelrijke schijf te gebruiken als een hoekverbinding in de aandrijflijn, waardoor veel eenvoudiger ontwerpen in een groot aantal toepassingen mogelijk worden.”
Vier uitvoeringen, negen maten
In totaal omvat de SINULASTIC-serie vier uitvoeringen, die ondanks hun individuele kenmerken qua aansluitgeometrie, inbouwruimte en technische gegevens volledig compatibel zijn, zodat voor de individuele aandrijvingstaak altijd een optimale oplossing beschikbaar is. De serie is verkrijgbaar in negen maten voor nominale koppels van 1.800 tot 25.000 Nm, en in diverse elastomeertypes.