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Der Konstrukteur 11-12/2021

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Der Konstrukteur 11-12/2021

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK MANIPULATION AUSGESCHLOSSEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Sicherheitskupplungen bleiben als mechanisches Bauteil unverzichtbar. Sie lösen zuverlässig aus, schützen Antriebskomponenten vor Schäden durch Überlast und arbeiten unabhängig von der Regelung. Und: Sie sind nicht manipulierbar. In zunehmend mehr Fabrikhallen werden elektrische Antriebe eingesetzt. Zugleich erhöhen sich Produktionsgeschwindigkeiten, die Auslastung von Maschinen steigt – bei gleichbleibend hoher Präzision. Entsprechend steif sind die Maschinenkonstruktionen. Diese Konstellation allerdings führt bei Anlagenstörungen zu harten Kollisionen mit teuren Folgeschäden. „Nur ein rein mechanisches System wie eine Sicherheitskupplung, das regelungsunabhängig arbeitet, kann hier zuverlässigen Schutz bieten“, erläutert Ralf Epple, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. „Sicherheitskupplungen begrenzen das Drehmoment exakt auf den eingestellten zulässigen Grenzwert, öffnen den Antriebsstrang und entkoppeln die laufenden Massen innerhalb von Sekundenbruchteilen.“ ARBEITSPROZESS PERMANENT ÜBERWACHEN, ABER WIE? Mit elektronischen Überwachungsfunktionen der Maschinensteuerung, etwa der Motorstrom-Messung, lässt sich der Arbeitsprozess permanent überwachen. Auftretende Störungen und Kollisionen lassen sich damit aber nur in gewissen Grenzen erkennen. Besonders bei Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit ist die Motorstrom-Messung zu langsam, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können. In der Praxis ist eine Stromregelung nur bei Anwendungen mit wenig Dynamik und weicher Kollision als Alternative zu Sicherheitskupplungen in Betracht zu ziehen. „Heute arbeiten zwar viele Maschinen vollautomatisch, und die Gefahr durch Bedienfehler von Personen sinkt, dafür entste- 12 DER KONSTRUKTEUR 2021/11-12 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK 01 01 Spielfreie, lasttrennende Sicherheitskupplung EAS-compact-F: Die Freischaltkupplung trägt den steigenden Anforderungen an Drehzahl und Dynamik Rechnung 02 EAS-HSE-Highspeed-Kupplung für hohe Anforderungen im Highspeed-Bereich 02 DIE EINSATZGEBIETE REICHEN VON WERKZEUGMASCHINEN ÜBER DIE FÖRDERTECHNIK BIS ZUR LEBENSMITTELINDUSTRIE hen aber andere Fehlerquellen“, umschreibt Ralf Epple die wachsenden Anforderungen. So können im Betrieb beispielsweise durch die Vielzahl an Sensoren Störgrößen in der Elektronik entstehen. Oder aber Sensoren fallen aus, und eine falsche Regelgröße wird eingespeist. Daneben sind auch Einrichtungsfehler eine Gefahrenquelle. Zugleich sind in den schelldrehenden Antriebsachsen hochwertige, teure Komponenten im Einsatz, beispielsweise Planetengetriebe mit hoher Übersetzung, die vor Schäden durch Überlast geschützt werden müssen. Ein Schaden verursacht hier nicht nur hohe Kosten, sondern führt auch zu langen Stillstandszeiten. MECHANISCHE SICHERHEITSKUPPLUNGEN VERMEIDEN STILLSTANDSZEITEN Deshalb werden mechanische Sicherheitskupplungen benötigt. Diese Kupplungen rasten bei einem definierten und nachvollziehbaren Drehmoment aus und schützen Motor, Getriebe und Antriebsstrang. So werden lange Stillstandszeiten vermieden. Die Kupplungen sind nicht anfällig für Manipulation – das Drehmoment wird werkseitig eingestellt und ist nach dem Ausrasten sofort wieder verfügbar. Der Sicherheitsaspekt ist nicht von der Wiederinbetriebnahme abhängig. Generell gilt: eine Sicherheitskupplung, die den Antriebsstrang und seine Komponenten vor Schäden durch Überlast schützen soll, muss zum jeweiligen Anwendungsfall passen. „Die eine Kupplung für alle Fälle gibt es nicht“, präzisiert Ralf Epple. Wichtig ist zudem, besonders bei hohen Drehzahlen, dass die Kupplungen das Drehmoment spielfrei und mit hoher Drehsteifigkeit übertragen. Zum Beispiel sind die EAS-HSE- Highspeed-Elementekupplungen kompakt konstruiert mit hoher Leistungsdichte und einem geringen Massenträgheitsmoment“, erklärt der Produktmanager, der den kleinen Außendurchmesser und den verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser hervorhebt. Auch die integrierten Elemente, über die bei der EAS-HSE- Kupplung die Drehmomentübertragung erfolgt, sind speziell ausgewählt und symmetrisch angeordnet. Für die Auslegung gilt immer, dass Bohrungsdurchmesser, Außendurchmesser und Elementegröße harmonieren müssen, um ein schwingungsarmes System zu erhalten, das im Auslösefall präzise und zuverlässig funktioniert. Bilder: Eisenhans – stock.adobe.com, Sonstige Mayr Antriebstechnik www.mayr.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/11-12 13

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