Aufrufe
vor 7 Jahren

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

KONSTRUKTIONSELEMENTE I

KONSTRUKTIONSELEMENTE I TITEL Standard oder Sonderausführung Kupplungen für alle Anforderungen automatisierter Prozesse Dirk Hasenstab Komplexe automatisierte Verarbeitungslinien machen heute die Herstellung oder Verarbeitung von Produkten schneller, effizienter und günstiger. Dabei müssen sich die Unternehmen jedoch auf die Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Langlebigkeit der hochtechnischen Systeme verlassen können. Verringerte Arbeitskraft oder gar ein Stillstand könnten zu hohen finanziellen Verlusten führen. Hier leisten Kupplungen einen essenziellen Beitrag zu einer zuverlässigen Antriebstechnik. Als einer der führenden Hersteller von Kupplungen bietet die R+W Antriebselemente GmbH zum einen ein breites Sortiment an Standard-Kupplungen für die Zuführ- und Automatisierungstechnik an – zum Beispiel für Montage-, Handhabungsoder Robotik-Einheiten. Zum anderen sind Sonderanfertigungen eine besondere Spezialität des Klingenberger Unternehmens. Hierbei analysieren Experten von R+W die Anforderungen der Kunden ganz genau und entwickeln eine individuell passende Kupplung. erfüllt. Die Sonderanfertigung basiert auf einer Metallbalgkupplung der R+W-Modellreihe BK2 der Serie 15. Aufgrund der vertikalen Verbauung sowie der auftretenden Zug- und Druckbelastungen wurde die Kupplung mit einer speziellen integrierten axialen Abstützung konzipiert, sodass diese auf Zug und Druck bis 100 N belastbar ist. Gleichzeitig werden durch den torsionssteifen Metallbalg als Ausgleichselement die montagebedingten Wellenverlagerungen der An- und Abtriebsseite kompensiert. Letztlich konnte auch die geforderte kompakte Bauweise realisiert werden. So verfügt die Kupplung über eine Gesamtlänge von nur 59 mm sowie einen Außendurchmesser von lediglich 49 mm. Um trotz der geringen Außenmaße diese enorme Leistungsdichte zu erreichen, setzt R+W auf bewährte Hochleistungsmaterialien. Aufgrund der Lebensmittelumgebung und den dort geforderten hohen hygienischen Ansprüchen wurde die Kupplung in der Ausführung „Edelstahl geschweißt“ gefertigt. Diese Variante bietet einen guten Sonderkupplungen für eine Lebensmittel-Abfüllanlage In einem aktuellen Fall benötigte ein Kunde eine Präzisionskupplung für die Drehmomentübertragung zwischen einem Servomotor und einer Ventilstange in einer Lebensmittelabfüllanlage. Die Kupplung sollte hochdynamisch ein Nenndrehmoment von 5 Nm spielfrei übertragen können und darüber hinaus für ein maximales Spitzendrehmoment von bis zu 22,5 Nm ge eignet sein. Zusätzlich zu einer hohen Torsionssteifigkeit sollte sie über eine kurze, kompakte Bauweise verfügen. Aufgrund ihres vertikalen Einbaus musste diese applikationsbedingt zudem für eine dauerhafte Gewichtsbelastung von 3,5 kg ausgelegt sein. Als weitere Herausforderungen mussten bis zu 100 N Zug- und Druckbelastung auf die Kupplung berücksichtigt werden, ebenso wie der 24/7-Dauerbetrieb der Anlage und die vorhandenen Lateral-, Angular- und Axialversätze – ein komplexes Unterfangen. Den Ingenieuren bei R+W ist es gelungen, eine passende Präzisionskupplung zu entwickeln, die alle diese Anforderungen Dirk Hasenstab, R+W Antriebselemente, Klingenberg 78 Der Konstrukteur 10/2016

TITEL I KONSTRUKTIONSELEMENTE Korrosionsschutz und ist beständig gegen die dort eingesetzten aggressiven Reinigungsmittel sowie die teils sehr hohen Temperaturen. Der Kunde profitiert in mehrfacher Weise von der speziell entwickelten Kupplung. Servomotor und Ventilstange nun als eine komplette Einheit in einem geschlossenen System nach oben weggehoben werden. Dies bedeutet nicht nur eine enorme Zeitersparnis beim Reinigen, es konnten zudem die Rüstzeiten zwischen den verschiedenen Anwendungsspezifische Kupplungen können auch zur Optimierung der Maschinenkonstruktion und der Produktivitätssteigerung beitragen 01 Die Modellreihe BK2 ist für Nenndrehmomente von 15 bis 10 000 Nm verfügbar Eine wichtige Verbesserung betrifft die täglichen Reinigungs- und Wartungsarbeiten an der Abfüllanlage. Aufgrund der integrierten Abstützung in der Kupplung können Abfüllvarianten gesenkt und die Taktzeiten der Anlage wesentlich erhöht werden. Die für den 24/7-Dauerbetrieb geeignete Kupplung ermöglichte es dem Anlagenbetreiber somit, seine Produktivität zu steigern und sich hierdurch noch besser auf dem Markt zu positionieren. Komplexe Aufgabenstellung eines Pharma-Unternehmens Die Erhöhung der Effizienz und Sicherheit im Produktionsprozess waren auch für einen weiteren Kunden Anlass, sich an R+W zu wenden. Der Auftraggeber aus der Pharmaindustrie sieht sich im Herstellungsprozess für seine Produkte einem immer größeren Bedarf an Flexibilität ausgesetzt. Häufig müssen Produkt- oder gar Prozesswechsel vorgenommen werden. Die komplette Produktionsanlage ist daher mobil aufgebaut, sodass je nach Bedarf unter anderem die Prozessreihenfolge variiert werden kann. In der Weiterverarbeitung der hergestellten Pharmazeutika/Kosmetika spielt hier auch ein verstellbarer, mobiler Tisch eine tragende Rolle. Dieser besteht aus einer beweglichen Tischplatte, die an einer Drehachse befestigt ist. Nach einem Prozessschritt werden insgesamt 500 bis 1000 befüllte Fläschchen auf die Tischplatte befördert und dort kurzzeitig zwischengelagert. Danach werden sie mit einem Schieber dem nächsten Prozess zugeführt. Diese wichtige Schnittstelle stellt gleichzeitig aber auch eine große Herausforderung dar. Um hochflexibel auf unterschiedliche Flaschenformen und Befüllungen reagieren zu können, wurde bewusst auf eine unflexible Flaschenführung verzichtet. Je nach Last kann die Tischplatte jedoch um einen Drehpunkt bis zu 0,3 mm abkippen. Dies würde dazu führen, dass alle Fläschchen aufgrund der entstandenen Stoßkante zwischen den Abschiebeebenen umfallen würden. Daher benötigte das Pharmaunter- Der Konstrukteur 10/2016 79