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Effiziente Sicherheitskupplung von Perantec am Getriebeeingang

Kritische Bewegungsabläufe zusätzlich absichern
Effiziente Sicherheitskupplung von Perantec am Getriebeeingang

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Wer kennt nicht das folgende Problem: Im Einrichtbetrieb oder beim Umrüsten einer Anlage kommt es zum Crash. Die vertikale Hubachse steht an einer schwer zugänglichen Stelle und bewegt sich nicht mehr. Dies hätte eine Sicherheitskupplung von Perantec verhindert. Bei Überlast trennt die Kupplung den Antriebsmotor vom Getriebeeingang, verbindet aber sofort wieder beim Unterschreiten dieser Belastung. Die Anlage bleibt in jeder Situation fahrbereit.

Klaus Perabo, Inhaber, Perantec, Konstruktionsbüro für Automationstechnik, Lorch am Rhein

Inhaltsverzeichnis

1. Thermischer Schutz genügt nicht
2. Einfach und effizient zu mehr Sicherheit
3. Trennen, wo es sinnvoll ist
4. Risiko Inbetriebnahme
5. Simples Funktionsprinzip
6. Speziell für den Einsatz in vertikalen Hubachsen

 

Beim Einsatz von elektrischen Antriebsmotoren in der Produktion und den sich daraus ergebenen Risiken gibt es keinerlei Verpflichtung für eine Zustandskontrolle, Betriebsartüberwachung oder ähnliches. Und das, obwohl dies dringend angeraten und im Sinne eines zuverlässigen, sicheren Betriebs in der laufenden Produktion absolut notwendig ist. Die Konstrukteure sind also zum Handeln aufgefordert.

Thermischer Schutz genügt nicht

Allgemein gilt: Elektromotoren sind für einen bestimmten Einsatzbereich ausgelegt, ihre Bauteile müssen im Betrieb zwingend im zulässigen Temperaturbereich bleiben, schon kurze zeitliche Überlastungen können sich gefährdend auswirken. Eine Grundbedingung für den Einsatz von elektrischen Antriebsmotoren in der Produktion ist immer deren Überwachung durch einen Motorschutz, der sicherstellt, dass drohende Überlastungen des Antriebsmotors rechtzeitig erkannt und somit Schäden oder gar eine Zerstörung verhindert werden können.

Hier hilft in erster Linie ein temperaturabhängiger Schutz, der als Temperaturfühler in den Motor integriert ist. Dieser kann jedoch nur eine sich langsam erhöhende Temperatur der kritischen Bauteile im Motor erfassen. Um plötzlich auftretende Überlastungen zu erkennen, ist dieser Schutz zu träge. Solche Überlastungen lassen sich nur durch eine zusätzliche Strommessung oder kraft- bzw. drehmomentabhängige Schutzmaßnahmen überwachen.

Einfach und effizient zu mehr Sicherheit

Kostenintensive Beschädigungen im Antriebsstrang durch plötzlich auftretende Überlastung kann aber nur eine kraft- bzw. drehmomentabhängige Schutzmaßnahme zuverlässig verhindern. Eine dauerhaft sichere Lösung hierfür bietet das einfache und effiziente Sicherheitskonzept der Firma Perantec, Lorch am Rhein. Die Basis bildet dabei eine intelligente Kupplung am Getriebeeingang – und das quasi ohne nennenswerte Zusatzkosten.

So lassen sich Kupplung, Motor, Getriebe- und Anlagenschutz, alles zusammen, in einem Motoradapter vereinen. Das sichert zusätzlich die Produktion und erhöht somit die Produktivität. Überlastete Motoren, durchgebrannte Wicklungen, gebrochene Getriebe oder beschädigte Verfahrachsen gibt es damit nicht mehr.

Trennen, wo es sinnvoll ist

Da der Energiefluss an der richtigen Stelle, nämlich am Getriebeeingang, unterbrochen wird, werden im Fall eines Crashs die auftretenden Maximalkräfte sowie die häufig zerstörerische Rotationsenergie, die aufgrund der hohen Motordrehzahlen und der sich bewegten Massen im Motor steckt, nicht durch den Antriebsstrang geleitet. Die Anlage bleibt somit immer fahrbereit. Eine kleine, kostengünstige Maßnahme bewirkt einen großen Schritt in Richtung bestmöglicher Anlagenverfügbarkeit. Wenn man schon kritische Bewegungsabläufe zusätzlich absichert, dann sollte dies am Getriebeeingang geschehen. Vorteile sind hier insbesondere die kleineren auftretenden Kräfte sowie der für die zusätzlich integrierte Sicherheitsmaßnahme benötigte geringe Bauraum.

Ungleichförmige, untereinander wechselnde Bewegungsabläufe bergen in sich immer ein erhöhtes Risiko bezüglich Fehlbedienungen oder den Ausfall von sicherheitsrelevanten Bauteilen wie z. B. Näherungsschaltern. Typische Anwendungsbeispiele findet man in Transport-, Be- und Entlade-, Dreh- oder Schwenk- sowie Palettiereinrichtungen. Gleichförmige Bewegungsabläufe bergen hingegen ein geringeres Risiko. Beispiele hierfür sind Bandantriebe, Rührwerke oder ähnliches.

Risiko Inbetriebnahme

Elon Musk, CEO und Product Architect des Fahrzeugherstellers Tesla, begrüßte das Publikum bei der Präsentation eines neuen Fahrzeugmodels mit den Worten „Willkommen in der Produktionshölle“. Hierbei stand er noch unter dem Eindruck der zahlreichen Probleme, die er während der Inbetriebnahme unter Zeitdruck einer neuen Tesla-Fabrik intensiv erlebt hatte. So waren beispielsweise in der Karosserieproduktion durch einen Crash komplette Roboterarme abgerissen worden. Vorsorglich getroffene, sinnvolle Schutzmaßnahmen hätten solche Ärgernisse sicher und kostengünstig verhindern können.

Nichts kann eine Produktion nachhaltiger zum Erliegen bringen, als Kollisionen während der Inbetriebnahme komplexer ineinander greifender Automatismen oder bei deren späteren Produktionsanpassungen. Zerstörte Getriebe und deformierte oder gebrochene Roboterachsen an schwer zugänglichen Stellen der Produktion können dann die unerfreuliche Folge sein. Der damit verbundene Zeit- und Kostenaufwand für Austausch und Reparatur der Komponenten kann aber verhindert werden. Sicherheits- und Überlastkupplungen von Perantec helfen dabei.

Simples Funktionsprinzip

Bei Überlast – also im Crash-Fall – trennt die Sicherheitskupplung den Antriebsmotor vom Getriebeeingang, verbindet aber sofort wieder beim Unterschreiten dieser Belastung. Das bedeutet: Die Anlage bleibt in jeder Situation fahrbereit. Bei Verfahrachsen, die mit einem Messsystem arbeiten, genügt nach einer Kollision in der Regel eine einfache Referenzfahrt, um die Produktion fortzusetzen.

Bei der Inbetriebnahme oder später in der Produktion verhindert diese neue Überlastkupplung zwar keine Kollisionen oder Unfälle, aber sie sorgt dafür, dass weder komplexe Roboterarme abgerissen noch teure Getriebe zerstört werden. Die Betreiber haben nach einem Crash immer die Möglichkeit, die Verfahrachse aus dem Kollisionsumfeld – meist ein enger Maschinenraum – herauszufahren und an einer besser zugänglichen Stelle den möglichen entstandenen Schaden dieser Kollision genauer zu beurteilen.

Die intelligente und kompakte Perantec-Kupplung lässt sich einfach und kostengünstig in alle gängigen Getriebe integrieren. Mit nur drei Baugrößen und je drei Ausführungen deckt die Produktpalette den größten Bereich aller Automationsanwendungen ab. Darüber hinaus sind anwendungsspezifische Varianten möglich, auch in kleinen Stückzahlen. bec

Detaillierte Informationen zu den Sicherheitskupplungen:
https://perantec.de/wp-content/uploads/2020/03/so_einfach_geht_es.pdf

Kontakt:
Perantec
Konstruktionsbüro für Automationstechnik
Binger Weg 34
65391 Lorch am Rhein
Tel.: 06726 839718
E-Mail: info@perantec.de
Website: www.perantec.de
Inhaber: Klaus Perabo


INFO

Speziell für den Einsatz in vertikalen Hubachsen

Ganz neu am Markt und somit wohl einzigartig ist in dieser Produktpalette eine Ausführung, die speziell für den Einsatz in vertikalen Hubachsen entwickelt wurde. Sie trennt nur in eine Richtung, nämlich in der mit dem höchsten Kollisionsrisiko von allen Verfahrachsen, in die nach unten fahrende. Aus Sicherheitsgründen z. B. wegen Einrichtbetrieb (schwebende Lasten) wurde die Anbindung auf der Motorwelle hier mit einer redundanten Klemmverbindung umgesetzt.

Eins ist durch das Perantec-Sicherheitskonzept sichergestellt: zerstörte Getriebe, deformierte oder herabfallende Roboterachsen, daraus folgend nicht bedien-/fahrbare Anlagen an schwer zugänglichen Stellen der Produktion wird es so nicht mehr geben.

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