MIT KLEINEM GROSSES LEISTEN. MINIATURKUPPLUNGEN IM ÜBERBLIK

Um die Leistung und die Geschwindigkeiten im Maschinen- und Anlagenbau zu steigern, werden Bauteile immer kleiner und leichter. Diesen Trend zur Miniaturisierung hat auch ein Kupplungs-Hersteller erkannt und bietet hierzu ganze Produktfamilien.

Der Kupplungshersteller R+W bietet ein breit gefächertes Spektrum an Miniaturkupplungen: Das aktuelle Portfolio umfasst einen Leistungsbereich von 0,01 bis 10 Nm mit Bohrungsdurchmessern von 1,0 bis 28,0 mm. Die kleinste Kupplung, das Modell FK1 Microflex, entwickelte das Unternehmen für Mikroanwendungen im Bereich der Medizin- und Messtechnik. Mit einer Länge von 9 mm und einem Außendurchmesser von 5,5 mm ist sie für Wellendurchmesser bis 1,5 beziehungsweise 2 mm verfügbar. Der mit Schlitzen versehene Federkern der Kupplung besteht aus Polyamid. Dadurch erreichten die Entwickler eine gewisse Flexibilität der Kupplung, die gleichzeitig laterale, axiale und angulare Wellenverlagerungen auszugleichen vermag. Die Klemmung der Kupplung erfolgt über einen radial angebrachten Gewindestift mit Schlitz und einer Klemmhülse aus rostfreiem Edelstahl. Wird eine steifere Auslegung der Applikation benötigt, werden Miniaturkupplungen mit Tombakbalg eingesetzt. Durch die Konzentrizität der Bohrungen erreicht R+W eine hohe Laufruhe und genaueste Messergebnisse. Diese Kupplungen werden beispielsweise in Mikropumpen oder Manipulatoren eingesetzt. Der kleinstmögliche Außendurchmesser beträgt hierbei 6,5 mm bei einer Gesamtlänge von 14 mm.


Metallbalgkupplungen


Miniatur-Metallbalgkupplungen übertragen nur kleine Drehmomente − ihre primäre Aufgabe ist die exakte Drehwinkelübertragung. Im Bereich der Produktreihe MK bietet R+W verschiedene Lösungen für die Anbindung an Impulsgebern, Mess- und Regelsystemen oder kleinen Servoantrieben an. Hier ist eine hohe Verdrehsteifigkeit bei gleichzeitiger Flexibilität sowie die exakte Übertragung des Winkels und des Drehmoments ein wichtiges Kriterium. Diese beiden Eigenschaften werden durch den Einsatz eines Metallbalges, der als Ausgleichs- und Übertragungselement dient, erreicht. Um die technischen Eigenschaften der Kupplungen voll auszunutzen und Wellenversätze ohne Übertragungsfehler ausgleichen zu können, ist die genaue Montage der Kupplung entscheidend. Jede einzelne Miniaturkupplung wird deshalb auf einem Montagedorn montiert.

Das Produktportfolio der Miniatur-Metallbalgkupplungen umfasst auch das Modell Ecoflex® als Economy Variante. Dieses ist für Nenndrehmomente von bis zu 3 Nm und Bohrungsdurchmessern von 3 bis 12,7 mm ausgelegt. Durch ein spezielles Fügeverfahren für die Nabenanbindung kann die Kupplung in einem Temperaturbereich von -40° C bis +200°C eingesetzt werden. Diese Variante findet beispielsweise ihren Einsatz in Encodern und Projekten mit hohen Stückzahlen, bei denen eine kostenoptimierte Lösung bei gleichzeitiger Qualität gefragt ist. 

Durch die hohe Präzision und Fertigungsqualität sind die steckbaren Miniatur-Metallbalgkupplungen mit radialen Madenschrauben oder Klemmnaben der Baureihe MK4 und MK5 für genaue Winkelübertragungen in Mess-, Steuerungs- und Regelsystemen geeignet. Sie sind in der Lage, alle drei Versatzarten bei geringen Rückstellkräften auszugleichen. Durch das steckbare, aber spielfreie Prinzip können beispielsweise voreingestellte Encoder einfach auf die bereits montierte Antriebseinheit aufgeschoben werden. Montagebohrungen an Zwischenflanschen entfallen und Montagezeiten werden verkürzt. 

Die Hochgeschwindigkeitskupplung der Baureihe MKS wurde für Anwendungen mit hohen Drehzahlen bis zu 120.000 1/min. entwickelt. Durch den konzentrischen Aufbau der einzelnen Komponenten wie der Kupplungsnabe mit Konusklemmring sowie eine standardmäßige Wuchtung mit der Qualität Q 2,5 können diese Drehzahlen realisiert werden. Die Miniatur-Metallbalgkupplungen der Serie MKS werden beispielsweise in Mikropumpen eingesetzt.


Elastomer- und Kunststoffkupplungen


Auch im Bereich der schwingungsdämpfenden Kupplungen sind Miniaturausführungen verfügbar. Der Anwender kann aus Elastomerkupplungen der Produktreihen Servomax® und Ecolight® wählen. Während die Naben der Servomax-Elastomer-Miniaturkupplungen aus hochfestem Aluminimum bestehen, sind die Naben der Ecolight®-Baureihe aus einem steifen, faserverstärkten Hochleistungskunststoff gefertigt. Dies gewährleistet eine hohe Leistungsdichte bei gleichzeitig kompakten Abmessungen. Um die Kupplung auf die jeweiligen Applikationsanforderungen anpassen zu können, sind beide Modellreihen mit unterschiedlichen Shorehärten der Elastomerkränze erhältlich.


Sicherheitskupplungen


Wird eine Kupplung zum Schutz vor Drehmomentüberlast gebraucht, werden Miniaturvarianten der Baureihe SK eingesetzt. Diese Sicherheitskupplungen gewährleisten bei einem Ausrückmoment von nur 0,1 Nm und Bohrungsdurchmesser ab 3 mm einen sicheren Überlastschutz. Im Falle einer Drehmomentüberlast, bedingt durch etwa eine Maschinenkollision, rasten die spielfreien Sicherheitskupplungen in Millisekunden aus und trennen An- und Abtriebseite. Dadurch werden teure Stillstandzeiten und Reparaturkosten vermieden. Die Anlage kann nach Beseitigung der Überlast in kürzester Zeit wieder in Betrieb genommen werden. 

Mit dem Modell ESL bietet R+W zudem eine Economy-Variante in diesem Bereich an. Das Sicherheitsteil dieser Elastomer-Kupplung ist aus hochbelastbarem Stahl, während die Rastkugeln aus gehärtetem Stahl bestehen. Die Kupplungsnabe ist aus einem hochfesten Aluminium und der Elastomerkranz wird aus einem verschleißfreien Kunststoff gefertigt. Diese Kupplung findet hauptsächlich Verwendung in Applikationen mit hohen Stückzahlen, wie beispielsweise Flaschenrücknahmeautomaten.


Sonderlösungen


Das breite Sortiment verschiedenster Miniaturkupplungen ergänzt R+W schlussendlich durch Sonderlösungen. Diese werden auf die jeweiligen Wünsche der Kunden und entsprechend der Applikation zugeschnitten. Die Ingenieure und Entwickler greifen hier auf jahrelange Erfahrung in der Auslegung und Konstruktion von Sonderkupplungen zurück.


Autor:
Jörg Stang, Vertriebsleiter

 

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