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Präzisionskupplungen Leicht, präzise, intelligent – die zukunftsfähige Kupplung

Mit der R+W Antriebselemente GmbH verbindet man eine hohe Entwicklungs- und Lösungskompetenz im Bereich der spielfreien Drehmomentübertragung. Im Zentrum der Entwicklungsarbeit stehen schon immer innovative Kupplungssysteme für die verschiedensten Branchen der Antriebstechnik.

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Das Bild zeigt einen Teil der spielfreien Sicherheitskupplungen Torqlight für Drehmomente von 0,1 bis 2.800 Newtonmeter.
Das Bild zeigt einen Teil der spielfreien Sicherheitskupplungen Torqlight für Drehmomente von 0,1 bis 2.800 Newtonmeter.
(Bild: R+W Antriebselemente)

Die Devise bei der Konstruktion und Weiterentwicklung für Maschinen und Anlagen heißt „leicht bauen“. Das oberste Ziel seit Jahrzehnten zum Beispiel in der Fahrzeugindustrie und Luft- und Raumfahrt ist es Masse zu reduzieren, Geschwindigkeit zu erhöhen und so Energie einzusparen. Für Produktionsmaschinen wie Industrieroboter oder Werkzeugmaschinen gilt Ähnliches: eine Reduzierung der Masse kann Ressourcen schonen oder die Leistungsfähigkeit erhöhen. Eben auch höhere Verfahrensgeschwindigkeiten und kürzere Beschleunigungszeiten beispielsweise in der Servoantriebstechnik sind ein Grund für den Leichtbau in Kombination mit Hightech-Werkstoffen in der Kupplungstechnik.

„Leichte“ Materialien bei Sicherheitskupplungen

Das Bild zeigt einen Teil der spielfreien Sicherheitskupplungen Torqlight für Drehmomente von 0,1 bis 2.800 Newtonmeter.
Das Bild zeigt einen Teil der spielfreien Sicherheitskupplungen Torqlight für Drehmomente von 0,1 bis 2.800 Newtonmeter.
(Bild: R+W Antriebselemente)

Die kompakten Sicherheitskupplungen Torqlight (SL) arbeiten über das bewährte federvorgespannte Kugelrastprinzip absolut spielfrei.

R+W entwarf, konstruierte und fertigte zusammen mit Universitäten eine komplette Leichtbau-Serie. Das Ziel, 50 Prozent weniger Gewicht, konnte ausschließlich in einer Neuentwicklung erreicht werden. Die Kupplungsbaureihe SL wird aus hochtechnologischen Materialien in Kombination mit einzigartigen Beschichtungen gefertigt. Dadurch wird eine Gewichtsreduzierung von bis zu 60 Prozent im Vergleich zur Standardbaureihe erreicht. Eine Kupplung für eine Drehmomentbegrenzung von bis zu 160 Nm hat ein Eigengewicht von nur 370 Gramm und ein Massenträgheitsmoment von 0,8 × 10-3 kgm². Dieses Verhältnis von Drehmomentleistung zu Abmessungen und Gewicht ist besonders.

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 der Serie SL können im Einsatz eine hohe Anzahl an Ausrastungen realisieren. Der Einsatz von speziell für R+W entwickelten Tellerfedern in Kombination mit einer Weiterentwicklung des Kugelrastprinzips führt zu einer Drehmomenterhöhung von bis zu 40 Prozent.

Gefordert: Präzision

Die steckbare Metallbalgkupplung BK5 eignet sich für den einfachen Einbau.
Die steckbare Metallbalgkupplung BK5 eignet sich für den einfachen Einbau.
(Bild: R+W Antriebselemente)

Als führender Hersteller von Präzisionskupplungen und Gelenkwellen ist die dauerhafte Technologieführerschaft im Bereich der Kupplungstechnik der zentrale Anspruch von R+W. Die Kupplungen sorgen für Effizienz und Prozesssicherheit. Musterbeispiel hierfür ist die Metallbalgkupplung mit Klemmnabe und Konusstecksegment, BK5. Sie bewirkt eine zuverlässige Drehmomentübertragung von 15 bis 1.500 Newtonmeter, je nach Serie. Durch die kraftschlüssige Klemmverbindung und axiale Vorspannung der kegeligen Stecksegmente arbeitet die Kupplung absolut spielfrei. Drehzahlen bis 10.000 min-1 im Standard und über 10.000 min-1 bei der feingewuchteten Ausführung sind möglich. Weiterhin steht die steckbare Kupplung für eine einfache Montage oder Demontage und verhält sich somit sehr service- und wartungsfreundlich. Begrenzte Einbausituationen sind kein Problem.

Präzisions-Metallbalgkupplungen eignen sich im Allgemeinen besonders für direkte Antriebe. Der typische Metallbalg ist das Kernstück dieser Kupplungsart. Er gleicht laterale, axiale und angulare Wellenversätze bei geringen Rückstellkräften aus. Spielfreie, torsionssteife Metallbalgkupplungen garantieren eine exakte Positionierung des Antriebsstranges und können in hochdynamischen Applikationen in feingewuchteter Ausführung je nach Modell bis zu 200.000 min-1 eingesetzt werden.

Typische Anwendungsgebiete sind in hochdynamischen Servoachsen von Werkzeugmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen, Verpackungsmaschinen, Automatisierungsmaschinen, Druckmaschinen, Blechbearbeitungsmaschinen, Verzahnungsmaschinen usw.

Mit Predictive Maintenance zur Smart Factory

Lamellenkupplungen können um die Sensortechnik von R+W ergänzt werden und so Daten aus dem Antriebsstrang übertragen.
Lamellenkupplungen können um die Sensortechnik von R+W ergänzt werden und so Daten aus dem Antriebsstrang übertragen.
(Bild: R+W Antriebselemente)

Prozesse verschlanken und optimieren sind oberste Ziele in der Fertigungstechnik. Basis dafür ist die Lieferung von instandhaltungsrelevanten Daten in Echtzeit. Im besten Fall liefern Komponenten innerhalb der Anlagen und Maschinen betriebskritische Daten. Mit integrierten Sensoren ist die Erfassung kein Problem mehr. Bei der R+W Antriebselemente GmbH ist die integrierte Messelektronik ohne externe Verkabelung in jeder Antriebskomponente einsetzbar. Messdaten wie beispielsweise Drehmoment, Drehzahl, Vibration, Temperatur sowie Zug- und Druckkräfte werden direkt im Antriebsstrang erfasst. Der Einsatz erfolgt ohne Hilfskonstruktionen auf engstem Raum und ist auch für mobile Anwendungen geeignet. Die Datenübertragung erfolgt zum Beispiel über Bluetooth nahezu in Echtzeit. Durch das dynamische Verhalten im rotierenden Antriebsstrang können problematische Belastungen und Beschädigungen der Antriebskomponenten frühzeitig erkannt werden.

Mit Hilfe von Data Analytics und Machine Learning kann eine Prognose der voraussichtlichen Entwicklung von Zustand und Verschleiß ermittelt werden.

Die Sensorik ist sogar nachrüstbar und geeignet für Lamellenkupplungen, Gelenkwellen und Sicherheitskupplungen oder als einfacher starrer Flansch. Darüber hinaus ist der Einsatz der Sensorik prinzipiell in allen Antriebskomponenten und in jeder Applikation möglich.

* Sina Odenwald ist Marketing-Referentin bei der R+W Antriebselemente GmbH in 63939 Wörth am Main

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