Die Gehäusefreiläufe vom Typ FHHS sind eine der jüngsten Neuentwicklungen von Ringspann. Sie eignen sich für hohe Drehzahlen von bis zu 12.000 U/min und sind ausgelegt, um Überholfunktionen in stationären Mehrmotor-Antrieben und Turbinen zu realisieren. In Anlagen mit redundanten Antriebssystemen mit schnelllaufenden Wellen lassen sie sich als verschleißfreie und automatisch schaltende Kupplungen einsetzen.
Die Gehäusefreiläufe der Baureihe FHHS sind für hohe Drehzahlen von bis zu 12.000 U/min ausgelegt
Dank der Inbetriebnahme eines Prüfstands in Bad Homburg (Bild oben), der nach eigenen Angaben weltweit einmalig ist, konnte die Innovation umgesetzt werden. Bei den einsatzfertig bereitgestellten Freiläufen handelt es sich um vollständig eingehauste Überholfreiläufe mit eigener An- und Abtriebswelle, die mit Drehzahlen von bis zu 12.000 U/min gefahren werden können. Sie arbeiten verschleißfrei, benötigen keine weitere Schalteinrichtung und übertragen, je nach Ausführung, Nenndrehmomente von 1.356 Nm bis 24.405 Nm.
Die Freiläufe sind für den stationären Einbau gedacht. In Anwendungen mit schnelllaufenden Wellen können sie das bedarfsgerechte Ein- und Auskuppeln verschiedener Motoren desselben Antriebsstranges managen. Die Drehzahlen im Leerlauf- und Mitnahmebetrieb dürfen hierbei auf gleichem oder ähnlichem Niveau liegen.
„Mit den Gehäusefreiläufen unserer Baureihe FHHS bieten wir insbesondere den Herstellern von Antrieben für Anlagen der Raffinerietechnik, der chemischen Verfahrenstechnik sowie der Petrochemie eine innovative Kupplungslösung für die Realisierung flexibel schaltbarer und energieeffizienter Mehrmotoren-Antriebe“, sagt Manuel Aßmann, Kundenberater bei Ringspann.
In den Antriebssystemen von Pumpenanlagen ermöglicht der FHHS-Gehäusefreilauf das bedarfsgerechte Ein- und Auskuppeln von Startermotoren, im Bild ebenfalls zu sehen sind die Wellenverbindungen von Ringspann
Schlüsselfaktor Hydrodynamik
Dreh- und Angelpunkt für die Leistungsfähigkeit der FHHS-Gehäusefreiläufe ist die hydrodynamische Klemmrollenabhebung, bei welcher die Abhebekraft durch einen im Lager des Freilaufs geführten Ölstrahl erzeugt wird. Das ermöglicht sowohl die hohen Drehzahlen als auch einen verschleißfreien Leerlaufbetrieb.
Die relative Drehzahl zwischen dem Innen- und Außenring des Freilaufs sei das entscheidende Momentum für die Wirkung der hydrodynamischen Abhebung der Klemmrollen, so Aßmann. „Sinkt sie, so verringert sich auch die Abhebekraft. Schon vor dem Einsetzen des Synchronlaufs legen sich die Klemmrollen – sie werden hier in einem Käfig geführt – über die zentrale Anfederung an der Laufbahn des Außenrings an und sind bereit zum Sperren“, erklärt Aßmann. „Das gewährleistet eine sofortige Lastübernahme beim Erreichen der Synchrondrehzahl.“
Die Gehäusefreiläufe mit hydrodynamischer Klemmrollenabhebung eignen sich besonders als Lösung, wenn der Antrieb eines Stellglieds einer Anlage wahlweise von zwei oder mehreren Motoren oder Turbinen mit ähnlicher oder sogar gleicher Drehzahl erfolgt. Der Betreiber der Anlage profitiert hierbei gleich dreifach: 1. einzelne Aktoren des Antriebsstranges können ohne komplexe Steuerungstechnik bedarfsorientiert ein- oder ausgekuppelt werden, 2. selbst bei Ausfall einer Energiequelle oder eines Antriebsaggregats ist die unterbrechungsfreie Prozessführung sichergestellt, sowie 3. kann der Anlagenbetreiber – besonders im Teillastbetrieb – deutlich Energie sparen.
Zur Serienausstattung eines FHHS-Gehäusefreilaufs gehört eine Sensorüberwachung der Lagertemperaturen. Optional integrieren lassen sich die Sensor- und Telematik-Module des herstellereigenen Condition-Monitoring-Systems – hierzu gehören ebenso die Datenanalyse, die Fernwartung sowie die Anbindung an übergeordnete Leitsysteme. Betreiber und Instandhalter komplexer Antriebssysteme können damit wichtige Leistungs- und MRO-Parameter der verbauten Freiläufe in Echtzeit überwachen.
Konstruktiver Schlüsselfaktor: Bei der hydrodynamischen Klemmrollenabhebung wird die Abhebekraft durch einen im Lager des Freilaufs geführten Ölstrahl erzeugt
Prüfstand mit Mehrwert für den Kunden
Mit dem Ziel, die Leistungsfähigkeit seiner FHHS-Gehäusefreiläufe zu validieren, entwickelte Ringspann einen neuen Prüfstand, der Ende 2025 im Bad Homburger Stammwerk in Betrieb genommen wurde. „Weltweit dürfte das der derzeit modernste Prüfstand für Gehäusefreiläufe sein“, meint Manuel Aßmann und erläutert: „Er versetzt uns erstmals in die Lage, Drehzahlen von bis zu 12.000 U/min zu erzeugen und die Performance unserer Gehäusefreiläufe zu dokumentieren.“ Für die Hersteller der Antriebssysteme bietet das den Vorteil, dass sie die Mess- und Prüfergebnisse in ihre eigene Qualitätssicherung mit einbinden können.
Ringspann sieht die Baureihe FHHS als weiteren Beleg für seine internationale Marktführerschaft im Bereich der Freilauftechnik. Das Unternehmen bietet damit auch eine hochwertige Alternative für High-Speed-Anwendungen mit kundenseitiger Ölversorgung – als Ergänzung seines Portfolios an Standard-Gehäusefreiläufen der FH-Serie und mechanisch trennbaren Gehäusefreiläufen vom Typ FHD, die sich durch eine OSHA-konforme Lockout-Tagout-Sicherheitsfunktion auszeichnen.
Hauseigener Prüfstand erlaubt Verifizierung der Leistungsfähigkeit aller Baureihen unter Praxisbedingungen.
„Zudem erfährt unser gesamtes Gehäusefreilauf-Sortiment mit den Möglichkeiten des hauseigenen Prüfstands einen deutlichen Innovationsschub, da sich hier die Leistungsfähigkeit der Modelle aller Baureihen unter Praxisbedingungen verifizieren lässt“, so Aßmann.
Aufmacherbild (oben): Mit dem neuen High-Speed-Prüfstand kann Ringspann den Nachweis erbringen, dass die neuen FHHS-Gehäusefreiläufe sich als Überholfreilauf für hohe Drehzahlen eignen.
Autor: Michael Stöcker, Freier Fachjournalist, Darmstadt, im Auftrag der Ringspann GmbH
Quelle: Ringspann
