Kupplungen von R+W für manuelle Antriebe

Der Autor: Christopher Monka, R+W, Gebietsverkaufsleiter, Büro Nord-West, Bochum-Wattenscheid

Manuell bezeichnet an dieser Stelle den tatsächlich rein von Muskelkraft betriebenen Antrieb, ohne die Unterstützung einer Motortechnik. Der Verzicht auf einen elektronischen Antrieb impliziert jedoch nicht den Verzicht auf die sonst üblicherweise eingesetzten Antriebskomponenten wie Lager, Getriebe oder eben Kupplungen. Doch warum gibt es überhaupt noch manuelle Antriebe – in einer Welt, in der scheinbar alles automatisiert werden muss? Ursächlich sind u. a. Einsparpotenziale. Diese betreffen zum einen die monetäre Seite im Hinblick auf Energieeffizienz und Investitionskosten, zum anderen aber auch die technische Seite im Hinblick auf z. B. Gewichtsersparnis oder den Mangel an erforderlichen Versorgungswegen wie Stromzuführungen. In anderen Anwendungen ist wiederum ein motorischer Antrieb schlichtweg überflüssig. R+W Antriebselemente bietet mit ihren verschiedenen Kupplungsbaureihen auch für diese Applikationen die passende Kupplung.

Wie beispielsweise in einem Projekt im Bereich Gebäudetechnik. Die Produktionshalle eines Industrieunternehmens erhält ihre Innenraumbeleuchtung unter anderem von einer Fensterreihe im oberen Bereich der Seitenwände. Jedes zweite der insgesamt 84 Fenster lässt sich über eine Handkurbel, die eine Spindel antreibt, manuell kippen. Durch die Höhe der Halle von mehr als 20 m sind auch die Spindeln entsprechend lang dimensioniert. Zur leichteren Bedienung wird der Antrieb durch ein Getriebe zwischen Kurbel und Spindel unterstützt. Ärgerlich für den Hallennutzer: In Abhängigkeit von der Windrichtung müssen bei Regenwetter die Fenster manuell geschlossen werden, da es sonst hinein regnet. Hierbei kann es durchaus vorkommen, dass die Handkurbel mit aller individuell zur Verfügung stehenden menschlichen Kraft betätigt wird. Durch die zusätzlich vom Getriebe eingebrachte Kraft bleibt dies natürlich nicht immer ohne Folgen für die Fensteraufhängung. Es existiert zwar eine Fangsicherung, sodass die Scheibe nicht von oben herabfällt, jedoch kann eine defekte Mechanik das Fenster nicht mehr schließen. Jeder Hallenbetreiber hat natürlich schon über eine Automatisierung der Fenstersteuerung nachgedacht. Diese Gedanken werden jedoch oftmals aufgrund der hohen Umrüstkosten schnell wieder verworfen.

Die Lösung: Zwischen Handkurbel und Getriebe wurde eine an die Einbausituation angepasste R+W-Sicherheitskupplung auf Basis des Modells SKP/30 installiert. Das durch die Kurbel aufgebrachte Drehmoment wird hierdurch nun mechanisch begrenzt und selbst der unerfahrenste Fensterbediener kann jetzt mit aller Kraft den Antrieb betätigen, ohne diesen zu beschädigen. Vorteilhaft an dieser Stelle ist auch die Verschleiß- und Wartungsfreiheit dieser Kupplung. Versuche mit einer alternativen Reibbelagskupplung hatten ergeben, dass diese zwar geringfügig günstiger in der Anschaffung war, jedoch schon nach wenigen Wochen der Nichtbedienung festbackte und ein Drehmomentschutz nicht mehr gegeben war.

Ähnlich wie die beschriebene Fenstersteuerung funktionieren auch viele Industriearmaturen. Wie eine Kupplung besteht auch eine Armatur quasi aus einem zylindrischen Körper mit einer Zu- und Abflussseite. Diese wird mittels Flanschverbindung in ein Rohrleitungssystem integriert. Das Herzstück der Armatur bildet eine schwenkbare Scheibe, die den Durchfluss des Mediums beeinflusst. Diese Scheibe im Inneren lässt sich über eine vertikal verbundene Spindel drehen. Der außen liegende Antrieb erfolgt oft über spezielle Armaturenantriebssysteme oder eben auch über rein manuelle Handräder. Die Scheibe im Inneren lässt sich nicht immer frei um 360° drehen, sondern ist in ihrem Schwenkwinkel durch einen Festanschlag begrenzt. Besonders bei Armaturen größeren Durchmessers wird die Kraft der Antriebsspindel durch ein Getriebe unterstützt. Bei den dadurch erzielten hohen Untersetzungen wird eine Kraft auf Spindel und Scheibe erzeugt, die der Bediener am Handrad oft gar nicht einschätzen kann. Als Folge des zu großen Drehmoments erfährt z. B. die Scheibe oder die Antriebsspindel eine plastische Verformung. In der Folge muss die defekte Armatur getauscht werden.

R+W hat für diesen Zweck eine spezielle Handradkupplung auf Basis der Elastomerkupplung EK7 entwickelt. Diese besteht auf der einen Seite aus einer Klemmnabe mit optionaler Passfedernut oder Anbindung für eine Vierkantwelle zur Montage auf der Antriebsspindel. Die andere Seite der Kupplung ist mit einem Spreizdorn ausgeführt. Auf diesen kann schnell und sicher das Handrad montiert werden. Integraler Bestandteil dieser Sonder-EK7 ist eine mechanische Überlastbegrenzung auf Grundlage der Sicherheitskupplung vom Typ ESL. Diese trennt auf rein mechanische Weise innerhalb weniger Millisekunden den Kraftfluss. Durch diese Drehmomentbegrenzung kann der Bediener die Stellklappe mit der erforderlichen Energie sicher betätigen.

Ein weiteres interessantes Beispiel für Kupplungen in manuellen Antriebssystemen findet sich bei der Herstellung von Zündschlössern für Motorräder. Zur Qualitätssicherung werden die Schlösser auch einem händischen Drehbelastungstest unterzogen. Der Prüfer dreht den Schlüssel im Schloss mehrmals mit der maximal zulässigen Kraft. Diese wird vorgegeben durch eine Drehmomentbegrenzung in Form einer Sicherheitskupplung vom Typ ESL/60, die auf der Abtriebsseite mittels eines speziellen Stecksystems an den Prüfling adaptiert wird, um gleichzeitig die Rüstzeiten für den Prüflingswechsel auf ein Minimum zu reduzieren. I

R+W Antriebselemente GmbH

Dirk Hasenstab, Marketing/Vertrieb

Tel.: 09372 9864-0

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