TRENDS » Perspektiven
TRENDS » Perspektiven Trendinterview: Zuverlässigkeit von Sicherheitskupplungen hat oberste Priorität „Wichtig sind hohe Leistungsdichte und ein geringes Massenträgheitsmoment“ IM ÜBERBLICK Trendinterview: Experten erklären Trends im Bereich Sicherheitskupplungen. Sicherheitskupplungen schützen Maschinen und Anlagen zuverlässig vor teuren Überlastschäden. Denn sie trennen bei Überschreiten des eingestellten Drehmoments An- und Abtrieb in wenigen Millisekunden. Im Trendinterview der KEM Konstruktion erklären Experten aus der Kupplungsbranche, welche Entwicklungen es im Bereich Sicherheits - kupplungen gibt und welche Herausforderungen die Hersteller dabei zu meistern haben. »Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur KEM Konstruktion KEM Konstruktion: Welche Trends (Kompaktheit, höhere Drehzahlen, etc.) beziehungsweise Entwicklungen gibt es derzeit bei Sicherheitskupplungen? Roland Arnold (Jakob Antriebstechnik): Es gibt keinen einheitlichen Trend. Einerseits sind kostengünstige Lösungen gefragt, andererseits liegen die benötigten technischen Parameter, wie zum Beispiel maximal Betriebsdrehzahl, im Grenzbereich des derzeit machbaren. Die Firma Jakob Antriebstechnik hat hierfür eine neue Generation für eine Sk-Type mit Freischaltmechanik entwickelt, um eine Überlastbegrenzung auch bei sehr hohen Drehzahlen zu gewährleisten. Ralf Epple (Mayr Antriebstechnik): Sicherheitskupplungen werden heute immer kompakter. Wichtig sind eine hohe Leistungsdichte und ein geringes Massenträgheitsmoment. Dies wird erreicht durch einen kleinen Außendurchmesser bei einem verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser. Die Grenzen dieser Entwicklung liegen in einer soliden Konstruktion als Basis, das bedeutet beispielsweise, dass bestimmte Grundregeln eingehalten werden müssen, zum Beispiel sind vernünftige Lager unerlässlich. Sven Karpstein (KBK Antriebstechnik): Das sind im Wesentlichen dieselben 26 KEM Konstruktion » 10 | 2021 Roland Arnold, Konstruktion bei Jakob Antriebstechnik Bild: Jakob Antriebstechnik »Die Sicherheitskupplungstypen von Jakob Antriebstechnik erfüllen von jeher die Anforderungen hinsichtlich Spiel- und Wartungsfreiheit. Diese wird durch eine hochpräzise Fertigung und spezielle Kugelrastmechanik garantiert.« Trends wie bei den Standard-Wellenkupplungen: Die Leistungsdichte wird immer höher, das heißt, es werden selbst in Anwendungen mit geringem Bauraum immer höhere Momente erwartet. Und die Komponenten werden immer leichter – der Trend geht auch bei den Überlastkupplungen eindeutig Richtung Leichtbau. Ebenso wird eine breitere Variantenvielfalt immer wichtiger, um immer die perfekt auf die Anwendung abgestimmte Kupplung anzubieten. Aus diesem Grund erweitern wir auch diese Produktsparte permanent um weitere Größen und Bauformen. Auch ist die Montagefreundlichkeit immer ein Thema – hier sind wir mit unseren Halbschalenausführungen ganz besonders diesem Wunsch nachgegangen. Frank Kronmüller (R+W Antriebs - elemente): Die Anforderungen an die Komponente Kupplung sind nach wie vor teilweise sehr speziell und immer wieder werden individuelle Lösungen gefordert. Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht für unsere Kunden die optimale Lösung auch unter Einbezug der eigenen Konstruktionsabteilung zu finden. Ein Trend ist das Thema rund um die „smart factory“. Durch die Zusammenarbeit mit den Darmstädter Startup core sensing bieten wir seit 2020 die Intelligente Kupplung an. Durch die an der Kupplung angebrachte Sensorik tragen wir einen Teil zur
Bild: Jiri Dolezal/stock.adobe.com Eine Sicherheitskupplung, die den Antriebsstrang und seine Komponenten vor Schäden durch Überlast schützen soll, muss zum jeweiligen Anwendungsfall passen. vorausschauenden Wartung und letztlich auch zur vernetzten Produktion bei. Frank Mietke (Flender): Der Trend bei Sicherheitskupplungen ist neben der Realisierung höherer Drehzahlen auch die Einsetzbarkeit in explosionsgefährdeter Atmosphäre (ATEX). Für die meisten Wellenkupplungen existieren bereits entsprechende Freigaben, für Sicherheitskupplungen besteht hier noch ein Nachholbedarf. KEM Konstruktion: Im Maschinenbau besteht eine Tendenz zu immer kompakter und leichter werdenden Komponenten, die dabei aber gleichzeitig auch immer sicherer und leistungsstärker sein müssen. Was bedeutet das für Sicherheitskupplungen? Arnold (Jakob Antriebstechnik): Diese Tendenz ist seriös nicht zu realisieren, da eine immer größere Leistungsdichte mit Leichtbauwerkstoffen zu physikalischen Widersprüchen führt, gerade im Hinblick auf Verschleiß und Funktionssicherheit. Bereits jetzt werden hochfeste Werkstoffe und optimierte Härte- bzw. Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt. Epple (Mayr Antriebstechnik): Trotz der Weiterentwicklungen und dem Trend hin zu mehr Kompaktheit, müssen die Sicherheitskupplungen in erster Linie sicher sein und im Auslösefall präzise funktionieren. Ein gutes Kupplungsdesign ist die Basis dafür. Es reicht zum Beispiel nicht, eine große Kupplung einfach in Titan oder Alu auszuführen, um ein geringeres Massenträgheitsmoment zu erreichen. Die Basis muss stimmen. Generell gilt: Aus unterschiedlichen Materialien resultieren unterschiedliche Kupplungseigenschaften. Welches Material zum Einsatz kommt ist häufig auch eine Abwägung von Kosten und Nutzen. Karpstein (KBK Antriebstechnik): Es bedeutet, dass wir in zunehmendem Maße die Besonderheiten der jeweiligen Anwendung berücksichtigen müssen, um diese Anforderungen erfüllen zu können. Das ist bei uns im Bereich Überlastkupplungen ohnehin ein Trend: Immer mehr Kunden wünschen sich ein maßgeschneidertes Produkt. Das kann die individuelle Anpassung der Wellendurchmesser sein oder ein bestimmtes Extra. Wir gehen gerne darauf ein und versuchen, alles möglich zu machen. Kronmüller (R+W Antriebselemente): Auch hier gilt nach wie vor, dass Bauraum meistens knapp ist und durch leichtere Komponenten die Anlage oder Maschine energieeffizienter „gefahren“ werden kann. Das Thema Sicherheit spielt ebenso eine große Rolle, denn Maschinenausfälle bedeuten meistens einen großen zusätzlichen Kostenfaktor. Wir bieten im Standardproduktprogramm einige kompakte sowie Leichtbau-Kupplungen an. Das Ganze kann durch Kombination mit Sicherheitsmodulen zur exakten Drehmomentbegrenzung genutzt werden. Mietke (Flender): Unsere Sicherheitskupplungen vom Typ AKR werden mit Stahllamellenkupplungen kombiniert, um neben der Sicherung des Antriebes gegen Überlast auch unvermeidbare Wellenversätze auszugleichen. Um hier zukünftig kompakter und leichter zu werden, ist eine Kombination mit unserer neuen Kupplungsbaureihe N-ARPEX geplant. KEM Konstruktion: Höhere Qualität zu niedrigeren Kosten zu produzieren, führt unter anderem zu einer stetig erhöhenden Auslastung von Maschinen. Welche Anforderungen müssen Sicherheitskupplungen vor diesem Hintergrund erfüllen? Arnold (Jakob Antriebstechnik): Die meisten Hersteller von Sk-Kupplungen bieten ausgereifte Produkte mit hoher Leistungsdichte zu einem vernünftigen Preisniveau an, sodass eine Automatisation der Mehrkosten, durch verhinderte Folgeschäden und Ausfallzeiten, bereits nach wenigen Crash-Situationen gegeben ist. KEM Konstruktion » 10 | 2021 27
