Sicherheitskupplungen und ihre Variabilität: Beitrag zur Sicherheit

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Seit der industriellen Revolution beherrscht die Automation Fertigungsprozesse in hohem Maße. In der Folge verringern sich die Taktzeiten, Motoren von Maschinen und Robotern werden stärker, Antriebe schneller. Gleichzeitig verstärken sich die Abhängigkeiten der einzelnen Schritte. Prozessstabilität gerät so immer stärker in den Fokus und damit auch Sicherheitsmechanismen. Mechanische Sicherheitskupplungen leisten hier einen Beitrag. Von Dirk Hasenstab

Seit der industriellen Revolution beherrscht die Automation Fertigungsprozesse in hohem Maße. In der Folge verringern sich die Taktzeiten, Motoren von Maschinen und Robotern
werden stärker, Antriebe schneller. Gleichzeitig verstärken sich die Abhängigkeiten der einzelnen Schritte. Prozessstabilität gerät so immer stärker in den Fokus und damit auch Sicherheitsmechanismen. Mechanische Sicherheitskupplungen leisten hier einen Beitrag.  Von Dirk Hasenstab

Sicherheitskupplungen und ihre Variabilität

Was macht eine gute Sicherheitskupplung aus? Grundsätzlich gilt: Sie muss unbedingt zuverlässig und effizient arbeiten. Schließlich erfüllen Sicherheitskupplungen einen sehr wichtigen Zweck: Sie schützen Antriebsstrangkomponenten, beispielsweise Motoren und Getriebe, vor Drehmomentüberlasten und vermindern somit mögliche Schäden und teure Maschinenstillstandszeiten. Es gleichen sich zwar oftmals grundlegend benötigte Eigenschaften wie eine sichere Drehmomentübertragung oder ein Versatzausgleich, jedoch müssen individuelle und applikationsbedingte Anforderungen, zum Beispiel geringe Massenträgheitsmomente oder ein begrenzter Bauraum, bei deren Auswahl ebenso mit berücksichtigt werden.

Spezialist für Sicherheitskupplungen

Um für die jeweiligen Gegebenheiten die passende Kupplung anbieten zu können, verfügt die R+W Antriebselemente GmbH über verschiedene Baureihen von drehmomentbegrenzbaren und TÜV-geprüften Sicherheitskupplungen. Diese sind jeweils in den unterschiedlichsten Varianten, Größen und Versionen erhältlich und zeichnen sich grundsätzlich durch ihre Spiel- und Wartungsfreiheit sowie durch ihre hohe Präzision aus. Sie arbeiten, wie alle Sicherheitskupplungen von R+W, nach einem federvorgespannten Kugelrastprinzip sowie mit eigens dafür entwickelten Tellerfedern. Dies gewährleistet im Überlastfall ein Trennen von An- und Abtrieb im Millisekundenbereich und eine niedrige Restreibung. R+W Sicherheitskupplungen werden im Werk auf das benötigte Drehmoment (Ausrückmoment) eingestellt und markiert. Je nach Modellreihe kann dieses durch einfaches Justieren einer sogenannten Einstellmutter oder der Schaltsegmente, stufenlos, innerhalb eines möglichen Einstellbereichs, an die Gegebenheiten angepasst werden.

Die klassische Modellreihe (SK/ES) eignet sich hierbei für Drehmomente zwischen 0,1 und 2.800 Nm.


Die klassische Modellreihe (SK/ES) (Bild 1) eignet sich hierbei für Drehmomente zwischen 0,1 und 2.800 Nm. Die verschiedenen Modelle der Baureihe sind sowohl für eine direkte oder indirekte Anbindung, mit Klemmnaben-, Konusklemmring- oder Passfederanbindung sowie als torsionssteife Metallbalg- (SK) oder als schwingungsdämpfende Elastomerversion (ES) erhältlich. Die Modellreihe ist, je nach Anforderung, zudem in unterschiedlichen Funktionsweisen verfügbar – mit winkelsynchroner Wiedereinrastung, als Durchrastkupplung, in einer Freischaltausführung und als gesperrte Version.
Bei der winkelsynchron/durchrastenden Ausführung wird die Tellerfeder im ausgerasteten Zustand so weit durchgedrückt, bis sie auf einen sehr geringen Wert zurückfällt. Die geringe Restkraft reicht aus, um die Kupplung automatisch wieder zum Einkuppeln zu bringen. Nach Beseitigen der Überlast rastet die Kupplung in der winkelsynchronen Ausführung nach exakt 360 Grad ein und ist wieder betriebsbereit. Die durchrastende Variante versucht in der Standardausführung alle 60 Grad wieder einzurasten. Optional sind auch andere Einrastwinkel möglich. Diese Ausführung wird beispielsweise oftmals  in Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen oder in Automatisierungssystemen eingebaut.

Modellreihe SL, gewichtsoptimiert und in verschiedenen Funktionsweisen verfügbar.


Die gesperrte Ausführung wird zur 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 auch, 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 einen geringen Verschleiß und eine sehr niedrige Restreibung. Diese Ausführung ermöglicht besonders hohe Drehzahlen.

Kompakte Leichtbaumodelle mit hoher Leistungsdichte

Steigende Bearbeitungsgeschwindigkeiten und kürzere Beschleunigungszeiten sowie der Trend nach immer effizienter werdenden Prozessen erfordern zudem möglichst leichte und kompakte Lösungen, die gleichzeitig höchste Ansprüche an Robustheit und Leistungsstärke der Produkte stellen. R+W hat bereits sehr früh mit seiner Modellreihe SL (Bild 2) die Anforderungen aus der Industrie aufgegriffen und diese in eine innovative Lösung umgesetzt – um höhere Leistungsdichten, ein geringeres Gewicht und geringere Kosten im Vergleich zur klassischen Standardbaureihe zu realisieren.
Entscheidend für die Reduzierung des Gewichts waren die Auswahl spezieller Werkstoffe sowie die Komprimierung der verwendeten Komponenten. Die Modellreihe wird aus High-Tech-Materialien in Kombination mit neuartigen Oberflächenbeschichtungen gefertigt. Diese ist, wie die klassischen Modellreihen, 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 50 Prozent bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewichts um 60 Prozent im Vergleich zu den Standardkupplungen.


Baureihe ST: Sicherheitskupplungen für indirekte und direkte Antriebe im Schwerlastbereich.


Die SL-Baureihe ist ebenfalls in verschiedenen Funktionsweisen verfügbar und für die Verwendung in direkten oder indirekten Antrieben, in unterschiedlichen Versionen torsionssteif (SL) oder schwingungsdämpfend (SLE) erhältlich. Die vier verschiedenen Modelle gibt es zudem jeweils in vier verschiedenen Größen.

Sicherheit auch im Schwerlastbereich

Im Schwerlastbereich bietet R+W mit der Baureihe ST (Bild 3) Sicherheitskupplungen für indirekte und direkte Antriebe. Je nach Modellreihe ist diese zudem in torsionssteifen als auch schwingungsdämpfenden Versionen zu haben. Die robusten Antriebselemente können je nach Größe und Ausführung standardmäßig Drehmomente bis 165.000 Nm sicher begrenzen und sind für Konusklemmring- oder Passfederverbindungen geeignet. Sonderausführungen, beispielsweise mit Flansch­anbindung oder für höhere Drehmomente, sind zudem auf Anfrage möglich.

Mehr als Sicherheitskupplungen

Sicherheitskupplungen sind jedoch nur ein Teilbereich aus dem großen Produkt- und Leistungsportfolio von R+W. Der Entwickler von Präzisions- und Schwerlastkupplungen verfügt weiterhin über vielfältigste Kupplungsbaureihen, die für die unterschiedlichsten Bedürfnisse der verschiedensten Industrien und Branchen geeignet sind. Je spezieller die Produkte an die jeweiligen Voraussetzungen angepasst sind, desto besser tragen sie in der Praxis zu sicheren und effizienten Prozessen bei. Eine wichtige Grundlage für die Entwicklung anwendungsnaher Lösungen ist hierbei die intensive Beschäftigung mit den tatsächlichen Kundenanforderungen in der Praxis. Das Unternehmen baut daher die Variantenvielfalt seiner Produkte kontinuierlich aus und entwickelt diese weiter.  
Um das Produktportfolio noch anschaulicher zu präsentieren, hat R+W eine neue App für iOS- und Android-Geräte entwickelt. Mithilfe von Augmented-Reality-Technologie werden Standardkupplungen in einer virtuellen 3D-Ansicht dargestellt. In einer Animation zerlegt sich die Kupplung in ihre Einzelteile, sodass der komplette Aufbau sichtbar wird.
Die kostenlose R+W App kann aus dem Apple Store, dem Google Play Store oder von der R+W-Website herunterladen werden und ist für alle iOS-Geräte ab Version 7.0 oder für Android ab Version 4.1 geeignet. Mit der App erhalten Kunden und potenzielle Auftraggeber mehr als nur reine Informationen über eine R+W-Kupplung. Neben den 3D-Modellen können Nutzer beispielsweise zudem auch Videos und weitere Daten abrufen. (anm)

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