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Artikel und Hintergründe zum Thema

Sicherheitskupplung

Mit dem richtigen Drive

Flexibilität, Sicherheit und eine hohe Leistungsfähigkeit – Faktoren, die in der modernen Arbeitswelt in vielerlei Hinsicht gefordert sind. Dies gilt auch für Maschinen, die aufgrund des stetigen technologischen Fortschritts immer effizienter sein müssen.

Die Sicherheitskupplung von R + W kann für noch höhere Drehmomente und Anforderungen konzipiert werden – bei weiterhin sehr geringen Abmessungen und Massenträgheitsmomenten.

Diese finden in den unterschiedlichsten Branchen und Sektoren, wie zum Beispiel in der Automotive-Industrie oder im Prüfstandbau, ihren Einsatz. Die dort eingesetzten Komponenten, beispielsweise Kupplungen, müssen dabei oftmals für immer höhere Drehzahlen und Drehmomente geeignet sein.

Die bewährte Sicherheitskupplung der Baureihe ST diente bei der Neuentwicklung als Basis.

Insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsprüfständen, wo unter anderem teure Messflansche eingesetzt werden, ist ein zuverlässiger Schutz der wertvollen Komponenten vor zu hohen Drehmomenten (Überlasten) unerlässlich. Wo bisher Kupplungen als „preiswerte Sollbruchstelle“ dienten, soll eine Neuentwicklung von R+W Kosten sparen und einen sicheren Betrieb garantieren. Um dem Trend nach immer höherer Prozesssicherheit und immer leistungsstärkeren Antrieben Rechnung zu tragen, entwickelte der Kupplungsspezialist aus Klingenberg eine flexible Sicherheitskupplung, die für besonders hohe Drehzahlen geeignet ist.

Mit ihr wird das Testen unter immer extremeren Bedingungen überhaupt erst möglich. Bei der Entwicklung des Produkts ging es darum, die spezielle Anforderung eines Kunden zu erfüllen. Dieser kontaktierte den Hersteller auf der Suche nach einer individuellen Lösung für seine Einbausituation in einem Prüfstand im Automotive-Bereich. Bei den geforderten 16.000 U/min die An- und Abtriebsseite bei Überlast sauber zu trennen, verlangte ein Umdenken und eine neuartige Konstruktion der Sicherheitskupplung. Bisher wurde die maximale Drehzahl der Kupplung durch Faktoren wie Fliehkräfte, Massenträgheit oder den Sicherheitsmechanismus begrenzt. Diese Faktoren bezog R+W in die Berechnungen mit ein, führte die bewegten Massen anders als zuvor und konnte infolgedessen sowie mithilfe des neuen Kupplungsdesigns derartige Drehzahlen mit dem neuen Produkt realisieren. Auch müssen oftmals Achsversatz und Vibrationen ausgeglichen bzw. kompensiert werden, damit auf dem Prüfstand garantiert reproduzierbare Messwerte möglich sind.

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Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist eine kompakte Sicherheitskupplung, die grundsätzlich auf dem Prinzip der bewährten ST-Modellreihe basiert. Im Vergleich dazu ist die Neuentwicklung unter anderem jedoch weitaus kompakter. Dies erlaubt die Integration der Sicherheitskupplung auf kleinstem Bauraum. Zusätzlich ermöglicht die spezielle Konstruktion die Verwendung anderer, leichterer Materialien. Der gesamte Sicherheitsmechanismus ist in einem Ring als zentralem Element integriert und speziell geführt.

In der konkreten Kundenanforderung konnten die Spezialisten aus Klingenberg somit eine Sicherheitskupplung realisieren, die bei den geforderten Außenabmessungen von lediglich 150 mm Durchmesser und einer Gesamtlänge von nur 140 mm eine Leistungsdichte von 1.000 Nm bei 16.000 U/min aufweist. Dieser Kundenbedarf ist jedoch nur ein Beispiel, wie die innovative Sicherheitskupplung genutzt werden kann. Konstrukteure aus anderen Industrien können hiervon ebenfalls profitieren, denn die Bauweise ist erweiterbar. So kann die Kupplung beispielsweise für noch höhere Drehmomente und Anforderungen konzipiert werden – bei weiterhin sehr geringen Abmessungen und Massenträgheitsmomenten.

Weitere Vorteile der mechanischen Sicherheitskupplung sind die einfache Handhabung und die problemlose Verstellmöglichkeit. Sind beispielsweise zu hohe Massenträgheitsmomente im gesamten Antriebsstrang vorhanden, sodass die Sicherheitskupplung beim Abbremsen und Beschleunigen des Antriebsstrangs regelmäßig auslösen würde, kann das Ausrückmoment durch den großen Einstellbereich problemlos an die Gegebenheiten angepasst werden. Durch die variablen Einbaumöglichkeiten kann die Kupplung genau dort im Antriebsstrang eingesetzt werden, wo die Wahrscheinlichkeit einer Überlast am höchsten ist. Ein besonderer Vorteil der neuen Sicherheitskupplung von R+W ist die Möglichkeit zur Erweiterung, denn die Kupplung wurde in vielerlei Hinsicht flexibel entworfen – dies bezieht sich auf Drehmomente, Drehzahlen oder Anbauoptionen.

Durch den möglichen Anbau von versatzausgleichenden Kupplungen ist eine individuelle Integration in bestehende Anlagen bzw. eine optimale Anbindung an An- und Abtrieb problemlos zu realisieren. Für die Kunden ist der Nutzen dieser Lösung äußerst vielfältig. Mit der kompakten Sicherheitskupplung können hohe Drehmomente nun auch bei hohen Drehzahlen sicher begrenzt werden. Dies reduziert das Schadensrisiko bei einer Überlast oder einem Crash entscheidend und hilft teure Maschinenkomponenten vor unkontrollierbaren Überlasten zu schützen und Stillstandszeiten deutlich zu minimieren. Einfache Kupplungen, deren Zerstörung als Sollbruchstelle in Kauf genommen wird, können somit zudem dauerhaft ersetzt werden. Weiterhin kann der Mechanismus durch Elektronik und Pneumatik erweitert werden, die nach dem Ausrücken ein automatisches Einrücken und Rückfahren auf die Ausgangsposition ermöglichen, ohne dass ein manueller Eingriff nötig ist. ee

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