Spolehlivé lehké spojky pro zkušební stolice

Hřídelová spojení pro přesné výsledky měření

Měřicí technika prochází změnami, zejména v oblasti pohonů vozidel. Vítězný pochod elektromobility hluboce mění také procesy a postupy při testování pohonů. Existují však také konstanty: Přesnost a spolehlivost u zkušebních stolů jsou i nadále nezbytné. S novou hřídelovou spojkou ROBA® DS Type 9120 má nyní mayr® Antriebstechnik v programu lehkou spojku speciálně pro snímače točivého momentu, která se s nízkými momenty setrvačnosti a zmenšeným průměrem pozitivně projevuje na přesnosti a navíc zvládá vysoké otáčky.

Elektromobil přišel, aby zůstal. Elektromobily jsou mezitím samozřejmou součástí portfolia výrobců automobilů, tendence je rostoucí. S vítězným pochodem elektrických pohonů se mění také kontrolní rutiny a testovací metody – elektrické pohony jsou obecně méně náročné na testování a kladou jiné požadavky na zkušební stoly než spalovací motory. Co však stále platí bez omezení: Vyrovnávací hřídelové spojky jsou a zůstávají základní součástí zkušebních stolů, i když právě tyto zdánlivě jednoduché komponenty jsou často podceňovány. „Výběru hřídelových spojek – takříkajíc jako standardní součásti – se často věnuje málo pozornosti," vysvětluje Ralf Epple, produktový manažer u mayr® Antriebstechnik v Mauerstetten. „Ale když hřídelová spojka selže, na konci zařízení se také nic netočí. Proto je důležité, aby spojky přesně odpovídaly dané aplikaci. Rozhodující je však také, že právě takové standardní součásti lze např. snadno vybrat přes online konfigurátor a pak jsou také rychle dodatelné."

Hřídelové spojky jsou nezbytné pro přesné výsledky měření, protože minimalizují rušivé veličiny působící na měřicí přírubu. Tyto rušivé veličiny nebo tzv. parazitní síly vznikají často chybami zarovnání v pohonném ústrojí. Téměř ve všech aplikacích tak dochází k nesouososti mezi vstupní a výstupní stranou. Spolu s měřicí přírubou se proto používají vyrovnávací hřídelové spojky. Zde je důležité, aby geometrický základ byl správný a spojky již ve svém standardním provedení byly navrženy pro měřicí příruby a splňovaly vysoké požadavky na přesnost, spolehlivost a zatížitelnost, které jsou v měřicí technice každodenní. „Jde o nalezení rovnováhy mezi tuhostí a elasticitou, aby se zabránilo zpětným silám na systém," shrnuje Daniel Brecheisen, konstruktér u mayr® Antriebstechnik, požadavky na vyrovnávací spojky.

Lehká konstrukce pro přesné výsledky měření

Právě s ohledem na zamezení zpětných sil mohou lehké hřídelové spojky s nízkým momentem setrvačnosti plně uplatnit své výhody. Na základě osvědčené ocelové lamelové spojky ROBA® DS vyvinula mayr® s ROBA® DS Type 9120 hmotnostně optimalizovanou variantu z hliníku. Ve srovnání s ocelovým provedením je vnější průměr této nové spojky zmenšen až o 10 mm, hmotnost a moment setrvačnosti leží na 40 % až 60 % ocelového provedení v závislosti na konstrukci a velikosti. Výkonová hustota naproti tomu zůstává nezměněná. „Naše hřídelové spojky ROBA® DS pro snímače točivého momentu pocházejí ze světa vysokootáčkových aplikací. Proto je nová ROBA® DS 9120 vhodná také pro vysoké otáčky až 32 000 min⁻¹," říká Ralf Epple. „Aktuálně však vidíme výrazný trend směrem ke zkušebním aplikacím v nižších otáčkových oblastech, což podle našeho pozorování souvisí s nárůstem elektrických pohonů. Naše hřídelová spojka přináší i zde měřitelné výhody." Koneckonců je přesnost i v nižších otáčkových oblastech alfou a omegou v měřicí technice. Vyvažovací kvalita G 2,5 při 5 000 min⁻¹ zajišťuje potřebný klidný chod a provoz s nízkými vibracemi, což také přispívá k vysoké přesnosti.

Odolná navzdory lehké konstrukci

Obecně je důležité, aby konstruktéři při výběru spojky a materiálu měli vždy na paměti aplikaci. Zde je třeba zvážit vlastnosti materiálu, jako je například hmotnost, tuhost nebo trvalá pevnost, a finální aplikaci, tedy skutečné otáčky, změny zatížení, zatěžovací cykly, vzdálenosti ložisek a průměry vrtání. V konečném důsledku samozřejmě záleží také na poměru ceny a výkonu. V aplikacích například, které kladou nižší požadavky na přesnost nebo kde se vyskytující otáčky nedostávají do extrémních oblastí, mohou být standardní spojky z oceli možná dobrou volbou. Obvykle však nedosahují úrovně speciálních hřídelových spojek pro zkušební stoly. Pro tuto oblast aplikace jsou vhodné speciálně vyvinuté spojky, také proto, že jsou nutné nižší výrobní tolerance. ROBA® DS 9120 vykazuje standardně výrobní toleranci IT6. „S našimi typy 9110 a 9210 řady ROBA® DS máme již mnoho let v programu hřídelové spojky speciálně pro měřicí techniku," vysvětluje Ralf Epple. „S těmito spojkami jsme nasbírali mnoho zkušeností, mimo jiné z projektů ve výzkumu a vývoji nebo také v oblasti motorsportu a z našich vlastních zkušebních prostředí. Tato poznání spolu s dalšími zkušenostmi z praxe jsme využili k dalšímu rozvoji standardu. Nová hliníková varianta je jednou z nejlehčích vyrovnávacích hřídelových spojek s těmito výkonnostními daty, které jsou aktuálně k dispozici."

Kromě přesnosti je také spolehlivost důležitým faktorem při výběru hřídelových spojek. V některých scénářích může koroze vést k problémům. Zde nabízí ROBA® DS 9120 rovněž výrazné výhody: Poniklovaný povrch, lamelové pakety z nerezové oceli a galvanizované spojovací šrouby zajišťují komplexní ochranu proti korozi.

Modulární konstrukce činí flexibilní

ROBA® DS 9120 je, stejně jako všechny hřídelové spojky řady ROBA® DS, modulárně konstruována. To znamená, že spojku lze již ve standardu individuálně sestavit z různých variant připojení a modulů. Díky tomu je použitelná pro nejrůznější scénáře a oblasti aplikací, od vysokovýkonných zkušebních stolů ve výzkumu a vývoji až po sériové testování. U nábojů se používají především rozpínací kroužkové náboje nebo smršťovací diskové náboje. Díky jejich třecímu spojení lze realizovat hřídelová spojení bez vůle – nezbytný předpoklad pro reprodukovatelné, přesné výsledky měření a šetrný provoz zkušebních stolů. Důležitým dodatečným aspektem právě pro měřicí techniku je kompatibilita spojky se všemi běžnými snímači točivého momentu. U hřídelových spojek ROBA® DS pro zkušební stoly je to sériově, na rozdíl od celocelových provedení pro širší použití.

Obrazový materiál

ROBA® DS Type 9120 je hřídelová spojka z hliníku speciálně přizpůsobená požadavkům v měřicí technice. Spojuje lehkou konstrukci s vysokou spolehlivostí a výkonností.

Díky modulární konstrukci ve stavebnicovém systému lze ROBA® DS 9120, stejně jako všechny hřídelové spojky řady ROBA® DS, flexibilně přizpůsobit různým scénářům.

Měřicí technika prochází změnami, zejména v oblasti vozidlové techniky. Přesnost a spolehlivost jsou však i nadále nezbytné při konstrukci zkušebních stolů.