Eine sichere Verbindung von Stüwe für Rührwerks- und Mischer-Antriebe in der Lebensmittelindustrie
Die Entwicklungstendenzen bei Rührwerken- und Mischern zeigen, dass besonders der Einsatz von Antriebssystemen, die eine hohe Betriebssicherheit bieten und die Montage und Wartung vereinfachen im Focus stehen. Bei der Konstruktion des Antriebsstranges muss berücksichtigt werden, dass es zu erheblichen Rückwirkungen auf das Antriebssystem kommen kann, wenn z. B. das Rührwerk gegen ein hochviskoses Medium oder das Mischwerkzeug gegen schwer fließende Schüttgüter anfährt.
Dieser Effekt verstärkt sich häufig noch dadurch, dass Rührwerk bzw. Mischwerkzeug und Antrieb durch eine mehr oder weniger lange Welle verbunden sind, auf die entsprechend hohe Kräfte wirken. Das gilt insbesondere für die Welle-Welle- bzw. Welle-Nabe-Verbindungen im Antriebsstrang. Hier treten u. a. hohe Biegemomente sowie hohe radiale Belastungen auf, für die konventionelle Verbindungselemente nur bedingt geeignet sind.
Die klassische formschlüssige Passfederverbindung, die bauartbedingt stets ein gewisses Spiel aufweist, kann unter den typischen Wechselbelastungen in derartigen Antrieben schnell verschleißen. Innenspannsätze sind in diesem Fall keine gute Alternative, weil sie sich nicht für hohe Biegemomente eignen.
Führende Anbieter von Mischern und Rührwerken für die Lebensmittelindustrie setzen deshalb eine besondere Bauform von Reibschlussverbindungen ein (Abb. 1), die unter der Bezeichnung Schrumpfscheibe bekannt sind. Da die Schrumpfscheiben außerhalb des Kraftflusses installiert sind, wirken bei hoher Antriebsbelastung keine dynamischen Kräfte auf sie ein. Das erhöht die Lebensdauer und die Sicherheit der Verbindung.
In seiner einfachsten Form besteht das Verbindungssystem aus einem Innen- und einem Außenring mit gegenüber liegenden konischen Flächen. Durch axiales Verschieben (mechanisch oder hydraulisch) des Außenrings gegen den Innenring wird eine Pressung erzeugt. Dadurch wird der Innenring nach innen gestaucht und presst die Hohlwelle/Nabe auf die innenliegende Welle. Im Gegensatz zu thermisch oder anderweitig gefügten reibschlüssigen Verbindungen lassen sich Stüwe-Reibschlussverbindungen einfach montieren und bei Bedarf wieder zerstörungsfrei demontieren. Die Spielpassungen zwischen Welle bzw. Welle-Nabe und Schrumpfscheibe vereinfachen die Montage und Wartung. Die Schrumpfscheiben sind unempfindlich gegenüber Stößen und Schlägen, bei Wellen und Naben können normale Oberflächengüten verwendet werden.
Zu den Baureihen (Abb. 2) gehören Edelstahl-Schrumpfscheiben. Sie werden in den Antriebssträngen der Rührwerke eingesetzt, die u. a. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie arbeiten bzw. korrosiven Einflüssen ausgesetzt sind.
