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Aktuelles über die Kupplung

Sicherheitskupplung, Wellenkupplung, Klauenkupplung, Lamellenkupplung

KTR11013Titelstory

SPS IPC Drives Halle 3, Stand 269

Die Stimmen nach immer kompakteren, leichteren und leistungsstärkeren Antriebselementen, sprich nach Leichtbau, werden zunehmend lauter. Vor allem die Anwender von dynamischen Antrieben melden hier vermehrt Bedarf an. KTR Kupplungstechnik folgte dem Ruf nach mehr Dynamik und machte sich an die Entwicklungsarbeit. Das Ziel Maximale Gewichtsminderung bei hinreichendem Leistungsniveau und optimaler Verfügbarkeit der jeweiligen Anwendung resultierte in dem Ergebnis eines neuen spielfreien Überlastsystems, dem „Syntex-NC“.



Das spielfreie Überlastsystem zeichnet sich durch ein geringes Gewicht, eine hohe Leistungsdichte und ein niedriges Massenträgheitsmoment aus. Die Kupplungsbaureihe gibt es zunächst in den Baugrößen 25, 32 und 42 und sie kann Drehmomente von 8  bis 280 Nm begrenzen.

Konstruiert für den Einsatz in direkten und indirekten Antrieben

KTR21013Die Syntex-NC ist in Hybridbauweise konstruiert und in Verbindung mit einer verschleißfesten Oberflächenbeschichtung gefertigt. Im Vergleich zur Standardbaureihe reduziert sich dadurch das Gewicht der Kupplung um nahezu 75 %. So beträgt das Eigengewicht einer Kupplung der Größe 32 zum Beispiel nur 471 g, bei einer Drehmomentbegrenzung bis 145 Nm und einem Massenträgheitsmoment von 0,00035 kgm2. Das niedrige Massenträgheitsmoment im Antriebsstrang erlaubt eine hohe Dynamik und höhere Drehzahlen in modernen Servoantrieben. Damit trägt das Überlastsystem zur Energieeinsparung in dynamischen Antrieben und zur Erhöhung der Verfügbarkeit der jeweiligen Anlage oder Maschine bei. Zugleich wird ein hohes Sicherheitsniveau im Überlastfall erreicht.

Die Konstruktion der Syntex-NC basiert auf einem formschlüssigen Kugel-Rast-Prinzip, wahlweise in den Funktionssystemen »durchrastend« oder »synchron« lieferbar. Bei der durchrastenden Ausführung rastet die Kupplung selbständig nach 15˚ wieder ein, in der Synchronausführung hingegen erst nach 360˚. In beiden Fällen ist die Kupplung nach Beseitigung der Überlast automatisch wieder betriebsbereit. Hightech-Materialien ermöglichen über die gesamte Lebenszeit eine hohe Wiederholgenauigkeit sowie kurze Ansprechzeiten. Ein weiteres Merkmal der äußerst kompakt bauenden Überlastkupplung sind die Bohrungsdurchmesser, die im Verhältnis zum Außendurchmesser sehr groß ausfallen, sowie die montagefreundliche Klemmringausführung. Die spielfreie Welle-Nabe-Verbindung ist gut zugänglich und vereinfacht so die Wartung.

Die Standardversion der Syntex-NC eignet sich für den Einsatz in direkten Antrieben. Allerdings bietet der Kupplungsaufbau auch die Möglichkeit der direkten Montage, z. B. die Verbindung der Kupplung mit einer Zahnriemenscheibe. Somit lässt sich das Überlastsystem auch in indirekten Antrieben eingesetzen.

Gut kombinierbar und spielfrei zu verbinden

KTR31013Überlastkupplungen, die nach dem Kugel-Rast-Prinzip arbeiten, werden häufig in Kombination mit spielfreien Servo-Kupplungen eingesetzt. Auch für das dieses System gelten die Vorteile der Kombinierbarkeit und Integrationsfähigkeit. Der Antriebsspezialist bietet die Syntex-NC aktuell in Verbindung mit der spielfrei-elastischen Wellenkupplung „Rotex-GS“ und der spielfrei-drehsteifen Servo-Lamellenkupplung „Radex-NC“ an. Aber damit nicht genug: Die KTR-Ingenieure haben aktuell eine dritte Variante entwickelt, welche die Verbindung mit der spielfrei-drehsteifen Metallbalgkupplung „Toolflex“ vorsieht. Diese Baureihe wurde erstmalig auf der Motek 2013 der Öffentlichkeit vorgestellt. Damit ist der Kupplungshersteller aus Rheine der einzige Anbieter am Markt, der die Kupplungsvarianten »Elastomer«, »Lamellen« und »Metallbalg« mit einem Drehmomentbegrenzer standardmäßig anbietet.

Hinsichtlich der Kosten gilt der Grundsatz: Sollte die Kupplung innerhalb der Lebensdauer des jeweiligen Antriebs nur einmal ansprechen, hat sich die Anschaffung mehr als amortisiert. Denn die Schäden, die bei einem Überlastfall entstehen, sind ausnahmslos um ein Vielfaches teurer, als die Anschaffung und der Einbau eines Überlastsystems.

Mechanik schneller als Elektronik

Bei der elektrischen Überwachung des Antriebes erfolgt die Drehmomentmessung mit einem entsprechenden Signal, das bei einem definierten Überlastmoment den Antrieb abschalten lässt. Es gibt Konstrukteure die dieses System für schneller und somit sicherer halten. Ein Trugschluss: Die Elektronik ist in sehr vielen Fällen extrem schnell. Geht es aber um die wirkliche Überlastsicherung in Antriebssystemen, hat die Mechanik in Bezug auf die Schnelligkeit nahezu immer die Nase vorn. Schließlich ist auch bei elektronischer Abschaltung immer noch der Nachlauf im Antrieb zu berücksichtigen. Dieser kann, trotz Abschaltung, noch erheblichen Schaden anrichten. Bei einer Überlastkupplung hingegen muss das Signal nicht den Umweg von der Sensorik über die Steuerung auf den Elektromotor nehmen. Im Überlastfall trennt die Mechanik den Wellenstrang auf direktem Wege. Dies spricht dafür, insbesondere in sehr dynamischen Antrieben ein mechanisches Überlastsystem wie die Syntex-NC einzusetzen.

Das neue Überlastsystem qualifiziert sich insbesondere für den Einsatz in modernen Servoantrieben, in denen eine hohe Dynamik vorherrscht. Ddazu gehören moderne Werkzeug- und Verpackungsmaschinen sowie der gesamte Sondermaschinenbau, aber auch die Steuerungs- und Positioniertechnik.

Der Autor Dirk Kohls ist Produktmanager bei der KTR Kupplungstechnik GmbH, Rheine.


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