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Der Konstrukteur 6/2022

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Der Konstrukteur 6/2022

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK MODULARES KONZEPT ERFÜLLT INDIVIDUELLE ANFORDERUNGEN Komponenten in Leichtbauweise findet man dort, wo durch eine Massenreduzierung Geschwindigkeits- und Steifigkeitserhöhungen oder Energieeinsparungen erzielt werden sollen. Neben dem traditionellen Einsatz in der Luft- und Raumfahrttechnik wird eine Leichtbaukupplung mit modularem Konzept auch zur Gewichtseinsparung in Produktionsmaschinen wie Industrierobotern, Werkzeugmaschinen oder handgeführte Maschinen verwendet. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Nadine Distl-Paulus, Marketing, R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main Die Sicherheitskupplungen von R+W folgen dem Trend im Maschinen- und Anlagebau immer höherer Qualität bei gleichbleibender Präzision zu immer niedrigeren Kosten zu produzieren. Geringere Massenträgheitsmomente durch die Wahl neuer Hightech-Werkstoffe in Kombination mit neuartigen Beschichtungen ergeben eine enorme Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Steigerung der Ausrückdrehmomente. Die kompakte Kupplungsbaureihe arbeitet über das bewährte federvorgespannte Kugelrastprinzip absolut spielfrei. Die Innovationen und Entwicklungen wurden innerhalb von nur zwei Jahren in Zusammenarbeit mit Universitäten vollzogen. R+W beschränkte sich nicht auf Weiterentwicklungen oder Optimierungen, sondern 30 DER KONSTRUKTEUR 2022/06 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK entwarf, konstruierte und fertigte eine komplett neue Baureihe. Denn das Ziel, 50 % Gewichtsreduzierung, konnte ausschließlich in einer Neuentwicklung erreicht werden. Die Kupplungsbaureihe SL wird aus hochtechnologischen Materialen in Kombination mit einzigartigen Beschichtungen gefertigt. Dadurch wird eine Gewichtsreduzierung von bis zu 60 % im Vergleich zur Standardbaureihe erreicht. Eine Kupplung für eine Drehmomentbegrenzung von bis zu 160 Nm hat nur ein Eigengewicht von 370 g und ein Massenträgheitsmoment von 0,8 × c kgm 2 . Die Kupplungsbaureihe umfasst vier Baugrößen. Beginnend bei 10 Nm bis 700 Nm können Drehmomente sicher begrenzt werden. Neben der Materialwahl wurde die Gewichtsreduzierung ebenfalls durch eine Komprimierung der einzelnen Bauteile erzielt. Selbstverständlich ohne Einfluss auf die Lebensdauerfestigkeit oder die Genauigkeit. Die Sicherheitskupplungen in Leichtbauweise Serie SL können im Einsatz, Taktzahlen von teilweise bis zu nach Luftfahrzeugtyp zwischen 40 und 135 Nm mit einer max. Gesamtlänge von 30 mm und einem maximalen Gesamtgewicht von 200 g in einem Scherenhubtisch auf engstem Raum integriert werden. Hier entschied sich das Unternehmen für die neuartige Sicherheitskupplung in Leichtbauweise. Die Sicherheitskupplung SLP Serie 30 wurde dabei den weiteren Kundenanforderungen angepasst: mit Überlastschutz in abgedichteter Ausführung, geschützt vor flüssigen Medien und Schmutz, einsetzbar bei jeder Witterung. Durch den Einsatz von Hightech-Materialien wurde eine Gewichtseinsparung von bis zu 60 % erzielt. So hat zum Beispiel die SLP 30 bei einer Drehmomentbegrenzung von bis zu 135 Nm, nur noch ein Eigengewicht von 200 g und ein Massenträgheitsmoment von 0,1 × 10 -3 kgm². Dank der speziellen Verzahnung von Grundkörper und Anbauflansch reagiert die Sicherheitskupplung im Millisekundenbereich, mit einer Wiederholgenauigkeit von ± 5 %. SICHERHEITSKUPPLUNGEN IN ELEKTROFAHRZEUGEN Auch wenn man ein Elektroauto fährt, kann es Situationen geben, in denen man zu einer Vollbremsung gezwungen wird. Die Bremsenergie, die dabei freigesetzt wird, bringt allerdings ein hohes Moment auf das Getriebe – ein höheres als es verkraften würde. Für dessen Schutz sorgt daher eine Sicherheitskupplung. Mechanisch schaltende Sicherheitskupplungen schützen Anlagen und Maschinen im Falle einer Kollision oder Fehlbedienung. Doch die Kupplungen können mehr – mit Anpassungen lassen sie sich auch in Elektrofahrzeugen einsetzen. Die Ingenieure von R+W entwickelten hier für ein Pilotprojekt eine mechanische Sicherheitskupplung. Sie befindet sich zwischen den beiden Antriebswellen am Getriebe und den Bremsen. Bei einer Vollbremsung wird die entstehende Kraft unterschiedlich an die Bremsen verteilt. Da die Bremsenergie ein höheres Moment aufbringt als das Getriebe zulässt, muss das Getriebe vor dem Rückmoment der Bremsen geschützt werden. Die Vorgabe des Auftraggebers war es, eine mechanische Sicherheitskupplung mit einem Maximalgewicht von 1,5 kg, für eine Überlast von mehr als 600 Nm bei 1.100 min -1 zu entwickeln. Dies konnte durch die Tüv-zertifizierte Modellreihe SLN der 01 10.000 Ausrastungen oder mehr realisieren. Der Einsatz neuer speziell für R+W entwickelten Tellerfedern in Kombination mit einer Weiterentwicklung des Kugelrastprinzips führt zu einer Drehmomenterhöhung von bis zu 40 %. MOBILER SCHERENHUBTISCH Ein führender Hersteller von Flugzeugen und Luftfahrtgeräten suchte nach einer Sicherheitskupplung für eine intelligente Hebevorrichtung in mobilen Kabinen für Transport und Servicearbeiten. Die Zielvorgabe: Reduzierung der Massenträgheitsmomente bei kompakter Bauweise. Dabei sollte das Ausrückmoment je 01 Durch Veränderungen des Kugelrastprinzips und dem Einsatz neuer Materialien konnte eine spielfreie Sicherheitskupplung entwickelt werden, die mit ihrer leichten und kompakten Bauform sowie einer höheren Leistungsdichte überzeugt www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2022/06 31

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