Besondere Anforderungen

Dirk Hasenstab, Marketing/Vertrieb, R+W Antriebselemente

Kupplungen leisten in Verpackungsanlagen an vielen Stellen einen wichtigen Beitrag zu einer zuverlässigen Antriebstechnik. Je nach Applikation müssen diese, neben den generellen Anforderungen wie Drehmomentübertragung, Ausgleich von Fluchtungsfehlern oder einer sicheren Drehmomentbegrenzung als Überlastschutz, häufig jedoch noch weitere Eigenschaften aufweisen. Werden diese in Verpackungsmaschinen für Lebensmittel eingesetzt, spielen z. B. oftmals Hygiene, Lebensmittelsicherheit oder Korrosionsbeständigkeit eine wichtige Rolle. Je nach Anwendung können sich die Anforderungen jedoch deutlich unterscheiden.

Betrachtet man beispielsweise die Prozesskette zur Herstellung und Befüllung von Karton-Getränkeverpackungen, lassen sich die hier geforderten Besonderheiten gut feststellen. Wie für die meisten anderen innerhalb solcher Verpackungsmaschinen verbauten Komponenten gilt auch für Kupplungen: Sie müssen oftmals gegen aggressive Reinigungsmittel sowie gegen flüssige, teilweise säurehaltige Medien resistent und geschützt sein.

Entlang einer solchen Verpackungs- und Befüllungslinie sind an zahlreichen Stellen verschiedene R+W-Kupplungen für unterschiedliche Arbeitsschritte verbaut. Dazu zählen beispielsweise Sicherheitskupplungen für das Schneidwerkzeug des Kartons, der die Basis für die Verpackung bildet, oder Kupplungen für die Füllmaschine, die Milch, Saft oder Ähnliches einfüllt. Beim Schneiden des Kartons kann es jederzeit zu einer Überlast durch verkantete Schneidwerkzeuge kommen. In diesem Fall trennen mechanische Sicherheitskupplungen von R+W innerhalb von wenigen Millisekunden Motor- und Werkzeugseite voneinander, sodass weder das Messer noch der Motor Schaden nehmen. Auch beim Falzen in die typische Getränketütenform sorgen Kupplungen für sichere Abläufe und effiziente Prozesse.

Entlang der Prozesskette gibt es weitere Schritte, bei denen Kupplungslösungen eine wichtige Rolle spielen. Beispielsweise beim Anbringen der Verschlusskappe oder des Strohhalms, bei dem die Maschine zwei kleine Klebepunkte an der Milchpackung anbringt und in einem zweiten Schritt den Strohhalm anklebt.

Ist die Getränkeverpackung fertig produziert und befüllt, bringt der Hersteller sie auf den Versandweg. Dazu werden mehrere Verpackungen zusammengestellt, in Chargen verpackt und auf Paletten verschickt. Auch bei diesen Arbeitsschritten übertragen oder begrenzen Kupplungen das Drehmoment zuverlässig und schützen vor Überlasten bzw. vor damit verbundenen Schäden an den Anlagen. Denkt man im Produktlebenszyklus einer Verpackung noch weiter, so wird deutlich, dass verschiedene Kupplungen diesen umfassend begleiten – sogar nachdem die Verpackung im Müll entsorgt wird. Denn auch in der Recyclingtechnik spielen Kupplungen in diversen Arbeitsschritten eine entscheidende Rolle.

Um den jeweiligen Anforderungen der unterschiedlichen Arbeitsschritte gerecht zu werden, verfügt R+W über zahlreiche Kupplungsbaureihen, die in verschiedenen Versionen bezogen werden können. In vielen Bereichen der Lebensmittelbearbeitung bzw. -verpackung, spielt beispielsweise der verwendete Werkstoff eine entscheidende Rolle. R+W bietet daher das komplette Programm der relevanten Kupplungstypen in rostfreiem Edelstahl an, die viele der dortigen Anforderungen – wie z. B. hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit oder einer sicheren und hygienischen Reinigungsmöglichkeit – erfüllen. Bei Applikationen, in denen kein Edelstahlmaterial erforderlich ist, können die Kupplungskomponenten zudem oberflächenveredelt, wie z. B. eloxiert oder oxidiert, werden. Weitere Oberflächenbehandlungen sind überdies auf Anfrage möglich. Je nach Anforderung gibt es verschiedene Kupplungstypen, die die notwendigen Eigenschaften mitbringen.

Aufgrund der strengen Hygienevorschriften ist bei vielen Applikationen, in denen Sicherheitskupplungen eingesetzt werden, eine Kupplungslösung gefordert, bei der weder Stoffe aus- noch eintreten können. Die Sicherheitskupplung muss so konzipiert sein, dass keinerlei Stoffe, wie z. B. Schmiermittel, an die Lebensmittel gelangen können.

Die Option einer kompletten Abdichtung der Sicherheitskupplungen verhindert hier ein Entweichen von Schmierfett und gleichzeitig ein Eindringen von kupplungsschädigenden Stoffen. Bei dieser Lösung sind alle Dichtungselemente in einem Bauteil integriert. Ein O-Ring wird in den Grundköper der Kupplung eingebracht und durch einen verlängerten Schaltring abgedeckt. Ein wichtiger Vorteil dieser Bauweise ist, dass die Außenabmessungen der Kupplung und damit der benötigte Bauraum unverändert gering bleibt – anders als bei Lösungen, bei denen mit einem aufwendigen Gehäuse die Kupplung abgedichtet wird.

Ist eine torsionssteife Übertragung des Drehmoments von An- zur Abtriebsseite gefordert, kommen oftmals Metallbalgkupplungen zum Einsatz. Muss darüber hinaus noch ein sicherer Einsatz bei sehr hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und im Umfeld aggressiver Medien garantiert werden – der regelmäßig im Bereich der lebensmittelbe- und -verarbeitenden Industrie gefordert wird – kann R+W mit seinem Modell BKS selbst aus dem Standardprogramm eine geeignete Kupplung anbieten. Diese ist komplett aus Edelstahl gefertigt und mit montagefreundlichen Klemmnaben sowie einer geschweißten Balg-Nabenverbindung ausgeführt. Bedingt durch den Metallbalg als Ausgleichselement kann die Kupplung ferner axiale, laterale und angulare Wellenverlagerungen ausgleichen. Aber auch alle anderen Modelle der R+W-Metallbalgkupplungen, von 0,1 bis 100 000 Nm, sind in entsprechender Ausführung erhältlich. Sonderlösungen ermöglichen die Übertragung noch höherer Drehmomente.

In manchen Einsatzgebieten, wo Schwingungen und Stöße auftreten, sind dämpfende Eigenschaften gefordert. Für diese Anwendungsfälle eignen sich die Elastomerkupplungen der Modellreihe EK. Durch ein Verbindungselement aus TPU, den sogenannten Elastomerkranz, ermöglicht die Kupplung genau diese Eigenschaft. Je nach Anforderung kann hierbei aus verschiedenen Shorehärten, also Härtegraden, ausgewählt werden. Die Kupplungen sind, je nach Ausführung u. a. mit (geteilter) Klemmnabe, Konusklemmring oder Passfederverbindung erhältlich und können für Drehmomente bis 25 000 Nm bezogen werden.

Kupplungen spielen in der Verpackungstechnik eine wichtige Rolle. Die Beispiele zeigen, wie viele unterschiedliche Einflussfaktoren berücksichtigt werden müssen. Neben der absoluten Passgenauigkeit sind dabei leistungsfähige Materialien sowie eine hochwertige Verarbeitung entscheidend. Im engen Dialog mit den Konstrukteuren der Anwenderunternehmen entwickelt R+W seine Kupplungen kontinuierlich weiter, um auf die jeweiligen Anforderungen gezielte Lösungen anbieten zu können. I

R+W Antriebselemente GmbH

Klingenberg

Dirk Hasenstab, Marketing/Vertrieb

Tel.: +49 9372 9864-0

Detaillierte Informationen zu den Präzisionskupplungen: tt1p.de/bb66