Dynamische Torsionsbelastung zu hoch?

Während der Inbetriebnahme eines Kühlaggregates wurde beim Anfahrvorgang die elastische Kupplung zwischen dem Schraubenkompressor und E-Motor zerstört. Teile der Elastomereinlage brachen heraus, so dass eine Überbelastung der Kupplung vermutet wurde. Die Kontrolle der Kupplungsauslegung mittels einfacher analytischer Gleichungen nach DIN 740 durch den Anlagenhersteller ergab zunächst, dass die Kupplung ordnungsgemäß dimensioniert war.
Zur Überprüfung, ob eine kritische Torsionsbelastung der elastischen Kupplung insbesondere in der Startphase des Kompressors aufgetreten ist, wurde KÖTTER Consulting Engineers mit der rechnerischen Untersuchung des Drehschwingungsverhaltens betraut.
Die Berechnungsergebnisse zeigten, dass die maximale Kupplungsbelastung während der Startphase des Elektromotors auftritt, bis ca. t = 1 s. Alle berechneten Kupplungsmomente liegen jedoch unterhalb der maximal zulässigen Belastung nach Angabe des Herstellers. Im ungünstigsten Fall wird das zulässige Kupplungsmoment zu ca. 90 % erreicht. Tendenziell zeigt die Wahl eines hörteren Elastomers eine geringere Maximalbelastung der Kupplung. Zusätzlich ist zu erkennen, dass beim Hochfahren auf Nennbetriebsdrehzahl auch während des Resonanzdurchlaufes keine überhöhten Kupplungsbelastungen auftreten. Bei der Nennbetriebsdrehzahl liegt der instationäre Belastungsanteil weit unterhalb der unzulässigen Werte. Insgesamt lassen die Berechnungsergebnisse in dem hier vorliegenden Fall eindeutig darauf schließen, dass das Versagen der Kupplung kein Drehschwingungsproblem ist.