Zertifiziert verlässlich

Antriebstechnik

Sicherheitskupplungen – Anwender von Sicherheitskupplungen fordern extrem zuverlässige Produkte. Eine innovative Leichtbaukupplung wurde vom TÜV offiziell getestet und zertifiziert.

17. Februar 2011

Ein wesentliches Element für den sicheren Betrieb von Maschinen und Anlagen sind Sicherheits- bzw. Überlastkupplungen in den Antriebssträngen, die im Schadensfall die Zerstörung von Komponenten wie Getriebe, Spindeln oder Motoren verhindern. Entscheidend für die Funktion dieser kritischen Maschinenelemente ist, dass sie im Überlastfall sofort ansprechen und die Drehmomentüberlast schnell aus dem System entziehen. Sie müssen daher absolut zuverlässig arbeiten. Der Kupplungshersteller R+W aus Klingenberg lässt deshalb als einziges Unternehmen weltweit die Zuverlässigkeit seiner Produkte bei einer offiziellen Prüfstelle des TÜV testen und zertifizieren.

Bisher zertifizierte Kupplungen sind die torsionssteifen Ausführungen SK1, SKP, SK2, SK3 und SK5 sowie die schwingungsdämpfende Ausführung ES2. Im Jahr 2010 präsentierte das Unternehmen zudem die neue Leichtbau-Serie SL, deren Zuverlässigkeit und Qualität jetzt ebenfalls durch die staatlich anerkannte Prüfstelle überprüft und durch das TÜV-Zeichen mit der Aussage »Bauart geprüft/Produktion überwacht« zertifiziert wurde.

Simulierter Störfall

Der entsprechende Prüfstand wurde an einer Universität eingerichtet und bestand neben dem Elektromotor, den Lagerböcken und einer Wirbelstrombremse aus zwei Drehmomentsensoren, die eigens für die Versuchsreihen mit dem TÜV Süd kalibriert wurden. Durch die Möglichkeit der aktiven Veränderung des Drehmomentes oder der Drehzahl während des Betriebes konnten alle relevanten Schadens- und Überlastfälle simuliert werden. Bei der Prüfung wurde mehrfach hintereinander eine Überlast simuliert, bis die Kupplung trennt und danach automatisch wieder einrastet. Nach jedem Takt wurde erneut geprüft und die Ausrückdrehmomente direkt an der Kupplung gemessen. Im Ergebnis wurde bei insgesamt 10.000 Testzyklen die Toleranzgrenze von ±3 Prozent nie überschritten. Damit ist sodass gewährleistet, dass die Sicherheitskupplung SL selbst nach mehrfachem Durchrasten immer noch die vom Hersteller angegebenen Werte einhält.

Die kompakte Kupplung arbeitet über das bewährte federvorgespannte Kugelrastprinzip absolut spielfrei. Durch die Kombination von neuartigen Materialen und speziellen Beschichtungen sowie durch eine Komprimierung der einzelnen Bauteile erreichen die Maschinenelemente eine Gewichtsreduzierung von bis zu 70 Prozent im Vergleich zur entsprechenden Standardbaureihe bei zugleich unveränderter Lebensdauerfestigkeit und Genauigkeit. So besitzt zum Beispiel eine Kupplung für eine Drehmomentbegrenzung bis 160 Newtonmeter ein Eigengewicht von lediglich 370 Gramm und ein Massenträgheitsmoment von 0,8 × 10-3 kgm2. Speziell für R+W entwickelte Tellerfedern sowie eine Weiterentwicklung des Kugelrastprinzips ermöglichen eine Drehmomenterhöhung im Vergleich zum Standard von bis zu 40 Prozent.

Die Kupplungsbaureihe umfasst vier Baugrößen in verschiedenen Ausführungen für indirekte und direkte Antriebe, mit denen sich Drehmomente von fünf bis weit über 700 Newtonmeter sicher begrenzen lassen. Im Einsatz kann die Baureihe SL ebenso mehr als 10.000 Ausrastungen realisieren wie die Standard-Baureihe SK von R+W.

Spezielle Feder

Die Sicherheitskupplungen SL sind mit speziellen Hochleistungstellerfedern ausgerüstet, die in einem Temperaturbereich von –30 bis +120 Grad Celsius eingesetzt werden können. Die Federn besitzen zwei exakte Federkennlinien, von denen sich je nach Formgebung der Tellerfeder und der axialen Druckbeanspruchung eine nutzen lässt. Für den Einsatz in der Sicherheitskupplung verwendet wird der degressive (abfallende) Teil, weil die Federkraft im Verhältnis zum Federweg hier über einen weiteren Bereich proportional verläuft als im progressiven Bereich der Kennlinie.

Bei Tellerfedern, die mit einer degressiven Kennlinie arbeiten, werden die Gegenkräfte umso geringer, je mehr die Tellerfeder zusammengedrückt wird. Dieie maximale Federkraft bzw. das maximale Ausrastdrehmoment treten deshalb bei geringstmöglicher axialer Druckbeanspruchung der Feder auf. Ein weiterer Vorteil der degressiven Kennlinie ist die sehr geringe Restreibung bei Ausrastung, weil die maximal gedrückte Tellerfeder nahezu keine Höhe hat und somit nur über eine geringe axiale Federkraft verfügt. Zudem verlängern der geringe Verschleiß an den mechanisch beanspruchten Komponenten sowie die hohe Schaltgeschwindigkeit im abfallenden Ast die Standzeit der Kupplung deutlich. bt

Erschienen in Ausgabe: 01/2011