DAS ERGEBNIS ANWENDUNGSORIENTIERTER ENTWICKLUNG

Die aktive Gestaltung des Marktes mit innovativen Produkten sowie die Realisierung unterschiedlichster Kundenanforderungen ist heutzutage unabdingbar, um sich auf globalisierten Märkten behaupten zu können. Der Kupplungshersteller R+W trägt durch seine eigene Entwicklungsabteilung und hoher Innovationskraft diesem Trend Rechnung. Dabei orientiert sich der Kupplungsspezialist konsequent am jeweiligen Kundennutzen. 

Die Tendenz nach immer kompakter und leichter werdenden Komponenten, die dabei aber gleichzeitig auch immer sicherer und leistungsstärker sein müssen, macht auch vor dem Kupplungsmarkt nicht Halt. Die stets steigenden Anforderungen nach Qualität und Kosteneffizienz führen unter anderem zu einer immer höheren Auslastung von Maschinen. 

Was aber, wenn es durch Störungen der NC-Elektronik, Bedienungs- und Programmierfehler oder  dem Einsatz falscher Werkzeuge zu Maschinenkollisionen kommt? Innerhalb von Millisekunden müssen im Falle einer Kollision die An- und Abtriebsseite voneinander getrennt werden. Ist dies nicht der Fall, sind lange und teure Maschinenstillstands- und Ausfallzeiten die Folge. Durch den Einsatz von Sicherheitskupplungen werden Schäden an den Investitionsgütern vermindert, Ausfallzeiten reduziert und die Prozesssicherheit erhöht.


Sicherheitskupplungen: kompakt, sicher, TÜV-geprüft

Die praktischen Anforderungen für den Einsatz von Sicherheitskupplungen können sich von Anwendung zu Anwendung deutlich unterscheiden. So gleichen sich zwar grundlegend Anforderungen wie schnelle und zuverlässige Zwangstrennung von An- und Abtrieb, jedoch müssen individuelle und applikationsbedingte Anforderungen berücksichtigt werden. Mit seinen verschiedenen Baureihen der drehmomentbegrenzbaren Sicherheitskupplungen (SK / ES und SL) bietet R+W hierfür die passenden Lösungen. Diese zeichnen sind grundsätzlich durch ihre Spiel- und Wartungsfreiheit sowie durch ihre Präzision aus und sind zudem TÜV-geprüft. Weiterhin sind diese in verschiedenen Funktionsprinzipien erhältlich.

Die klassische Modellreihe (SK / ES) eignet sich für Drehmomente zwischen 0,1 und 2.800 Nm (Bild 1). Diese ist für direkte und indirekte Anbindung mit Klemmnaben-, Konusklemmring- oder Passfederanbindung und in torsionssteifer Metallbalg- (SK) sowie in einer schwingungsdämpfenden Elastomerausführung (ES) erhältlich. Die Kupplungen der Baureihe dienen dem Schutz beispielsweise von Bauteilen wie Motoren oder Getrieben und werden unter anderem in Werkzeug- oder NC-Fräsmaschinen eingesetzt. Das Ausrückmoment ist stufenlos und exakt einstell- und damit begrenzbar. Sie arbeiten, wie alle Sicherheitskupplungen von R+W, nach einem federvorgespannten Kugelrastprinzip absolut spielfrei und mit eigens für die Anwendung entwickelten Tellerfedern mit spezieller degressiver Federkennlinie. Diese ermöglicht im Überlastfall ein sofortiges Abfallen des Drehmoments und gewährleistet so das Trennen zwischen An- und Abtrieb. Die Federkraft der Tellerfeder fällt nach dem Ausrasten auf einen niedrigen Wert. Dies sorgt für kürzeste Schaltzeiten im Millisekundenbereich und eine niedrige Restreibung. 

Die Modellreihe ist je nach Anforderung in verschiedenen Varianten verfügbar. Bei der winkelsynchronen/durchrastenden Ausführung wird die Tellerfeder im ausgerasteten Zustand so weit durchgedrückt, bis sie auf einen sehr geringen Wert zurückfällt. Die geringe Restkraft reicht jedoch aus, um die Kupplung automatisch wieder zum Einkuppeln zu bringen. Sobald die Überlast beseitigt wurde, rastet die Kupplung in der winkelsynchronen Ausführung nach exakt 360° ein und ist wieder betriebsbereit. Die durchrastende Variante versucht in der Standardausführung alle 60° wieder einzurasten. Optional sind auch andere Einrastwinkel möglich. 

Die gesperrte Ausführung wird zur Gewährleistung der Lastsicherung zum Beispiel in Pressen oder Lasthebezeugen verwendet. Hier verdrehen sich An- und Abtriebsseite nur einige Winkelgrade, um den Schaltweg des Schaltrings zu ermöglichen, der wie bei allen anderen Ausführungen abgefragt werden kann.

Bei der Freischaltausführung springt die Tellerfeder komplett um und sorgt für eine Zwangstrennung der An- und Abtriebsseite. Im Anschluss läuft die Kupplung frei durch und wird manuell wieder eingerastet. Nach dem Ausrastvorgang fällt die Federkraft der Tellerfeder auf einen sehr niedrigen Wert. Der Vorgang garantiert Schaltzeiten von 1 bis 3 Millisekunden, geringen Verschleiß und eine sehr niedrige Restreibung von nur 2 bis 5 Prozent. Diese Ausführung ermöglicht insbesondere hohe Drehzahlen.


Intelligenter Leichtbau: Modellreihe SL TORQLIGHT®

Über die bewährten und klassischen Sicherheitskupplungen hinaus hat R+W mit Blick auf Trends wie Kompaktheit, höhere Drehzahlen und effizientere Prozesse das Sortiment gezielt erweitert. Steigende Bearbeitungsgeschwindigkeiten und kürzere Beschleunigungszeiten erfordern möglichst leichte und kompakte Lösungen, die gleichzeitig höchste Ansprüche an Robustheit und Leistungsstärke der Produkte stellen. R+W hat bereits 2010 mit der Modellreihe SL (Bild 2) die Anforderungen aus der Industrie aufgegriffen und in eine innovative Lösung umgesetzt, um höhere Leistungsdichten, geringeres Gewicht und geringere Kosten im Vergleich zur Standardbaureihe zu realisieren. 

Als Ergebnis entwickelte man innerhalb dieser Modellreihe beispielsweise eine Kupplung für eine Drehmomentbegrenzung von bis zu 135 Nm, mit einem Eigengewicht von nur 200 Gramm und einem Massenträgheitsmoment von 0,1 x 10-3 kgm2. Entscheidend für die Reduzierung des Gewichts waren die Auswahl spezieller Werkstoffe und die Komprimierung der verwendeten Komponenten. Die Modellreihe wird aus High-Tech-Materialien und in Kombination mit neuartigen Oberflächenbeschichtungen gefertigt. Diese ist, wie die klassischen Modellreihen (SK / ES),  ebenfalls TÜV-geprüft, lebensdauerfest und wartungsfrei. Die speziell entwickelten Tellerfedern und der optimierte Kugelrastmechanismus in Verbindung mit neuen Materialien ermöglichen eine Drehmomenterhöhung von bis zu 40 Prozent bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewichts um 60 Prozent im Vergleich zu den Standard-Sicherheitskupplungen. Es lassen sich dabei Taktzahlen von teilweise bis zu 10.000 Ausrastungen oder mehr realisieren. 

Die Funktionsprinzipien der Baureihe sind grundsätzlich identisch mit denen der Modellreihe SK bzw. ES. Die SL ist für die Verwendung in direkten und indirekten Antrieben, torsionssteif (SL) und schwingungsdämpfend (SLE), in winkelsynchroner, durchrastender und in einer Freischaltversion erhältlich. Die vier verschiedenen Modelle sind in jeweils vier verschiedenen Serien / Größen erhältlich. 

Auf Basis der intensiven Entwicklungsarbeit mit Blick auf den Bedarf der Märkte und Kunden hat sich R+W über die Jahre über die Sicherheitskupplungen hinaus umfassende Kompetenzen auch im Bereich von Elastomerkupplungen erarbeitet und aufgebaut. So entwickelte der Antriebsspezialist beispielsweise mit dem Modell TX ECOLIGHT® eine innovative Kunststoff-Elastomerkupplung (Bild 3).


Kunststoff-Elastomerkupplung: 

leicht – korrosionsbeständig – preiswert

Die preiswerten und leichten Kupplungen mit Passfederverbindung kommen zur Drehmomentübertragung zum Beispiel in Pumpen, Rolltorantrieben oder Rührwerken zum Einsatz. Das geringe Massenträgheitsmoment und die hohe Korrosionsbeständigkeit sind zentrale Eigenschaften dieser Kupplung. Zudem ist sie elektrisch isolierend, schwingungsdämpfend, gleicht hohe Versatzwerte aus und ist zwischen -20 °C und +100 °C einsatzfähig. Sie besteht aus zwei Kupplungsnaben mit hoher Rundlaufgenauigkeit aus extrem steifem, glasfaserverstärktem Hochleistungskunststoff mit konkaven Klauen und je einer Stellschraube. Der ballige Elastomerkranz besteht aus präzise gefertigtem und verschleißfestem Hochleistungs-TPU. Seine spezielle Geometrie ermöglicht einen höheren Versatzausgleich. Er überträgt das Drehmoment schwingungsdämpfend und verbessert somit die Laufruhe und Eigenschaften des gesamten Antriebsstranges. R+W bietet unterschiedliche Shorehärten der Elastomerkränze an, die zwecks der Erkennbarkeit leicht farblich zu unterscheiden sind: 1.) 98 Sh A, rot, mit guter Dämpfung; 2.) 64 Sh D, grün, mit hoher Torsionssteife; 3.) 80 Sh A, gelb, mit sehr guter Dämpfung. Somit stehen dem Anwender für unterschiedlichste Anwendungsfälle die passenden Elastomerkranzausführungen zur Verfügung.


Breites Lösungsspektrum für vielfältige Anwendungen

Die drei beschriebenen Modellreihen sind nur eine kleine Auswahl aus dem Produkt- und Leistungsportfolio von R+W, die der Entwickler von Präzisions- und Schwerlastkupplungen für die unterschiedlichsten Anforderungen der verschiedenen Industrien und Branchen bietet. Je spezieller die Produkte an die jeweiligen Voraussetzungen angepasst sind, desto besser tragen sie in der Praxis zu sicheren und effizienten Prozessen bei. Rund die Hälfte der R+W Kupplungen sind dabei das Ergebnis aus konkreten Kundenanforderungen. 


Autor: Dirk Hasenstab, Vertrieb / Marketing, R+W Antriebselemente GmbH Klingenberg 


Artikel Übersicht