Überlastkupplungen von KBK Antriebstechnik verhindern Maschinenschäden
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Überlastkupplungen von KBK Antriebstechnik verhindern Maschinenschäden

Maßgeschneiderte Sicherheitskupplungen
Überlastkupplungen von KBK Antriebstechnik verhindern Maschinenschäden

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(bec) Sicherheitskupplungen verhindern Maschinenschäden, die durch Überlast entstehen können. Das funktioniert aber nur, wenn sie exakt an die Anwendung angepasst werden. Die Überlastkupplungen von KBK Antriebstechnik ermöglichen die präzise Einstellung des Auslösemoments und bieten zudem eine besondere Variantenvielfalt.

» Thomas Walzel, Vertriebsmitarbeiter, KBK Antriebstechnik GmbH, Klingenberg am Main

Durch die große Auswahl an unterschiedlichen Ausführungen ist die KBK Antriebstechnik GmbH, Klingenberg am Main, in der Lage, für nahezu jede Anwendung die passende Sicherheitskupplung zu fertigen. Der Grund für diese enorme Flexibilität ist das Baukastensystem des Herstellers: Es ermöglicht die Produktion individueller Lösungen, die auf Standardkomponenten basieren. So lassen sich mit relativ geringem Aufwand und zu günstigen Preisen maßgeschneiderte Kupplungen herstellen.

„Wenn wir auf diese Weise nicht das optimale Antriebselement für unseren Kunden erhalten, entwickeln wir aber auch gerne komplette neue Kupplungen“, berichtet KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein. Das Familienunternehmen aus dem unterfränkischen Klingenberg ist serviceorientiert und bietet neben der Maßanfertigung auch einen schnellen Notdienst: „Wir können innerhalb von zwei Stunden beinahe jede Elastomer- und Metallbalgkupplung aus unserem Programm mit anwenderspezifischen Bohrungen versehen und verschicken“, so Karpstein.

Sicherheitskupplungen – ideal für Prüfstandanwendungen

Sicherheitskupplungen von KBK kommen in Anwendungen zum Einsatz, in denen eine hohe Produktivität gefragt ist oder Bauteile bzw. Mitarbeiter besonders geschützt werden müssen – z. B. in Motor-Prüfständen, Automatisierungsanlagen, automatischen Schubladensystemen, Werkzeugmaschinen oder medizintechnischen Geräten. Dort haben die Überlastkupplungen die Aufgabe, Antriebs- und Abtriebsstrang mechanisch voneinander zu entkoppeln, sobald das an der Kupplung eingestellte Drehmoment überschritten wird. So werden Überlasten und die daraus entstehenden Schäden am Antrieb vermieden oder zumindest deutlich verringert.

Je präziser das Überlastmoment für eine Anwendung definiert wird, desto besser schützt die Überlastkupplung den Antrieb. Darüber hinaus erlaubt die exakte Drehmomentbegrenzung dem Maschinenbauer die optimale Ausnutzung der Maschinenleistung, da sich die Kupplung so einstellen lässt, dass sie erst kurz vor dem Auftreten eines unzulässig hohen Drehmomentes auslöst.

Überlastmoment kann präzise eingestellt werden

Die Antriebstechnikspezialisten von KBK verwenden für ihre Sicherheitskupplungen Tellerfedern mit degressiver Kennlinie und Kugeln als Sperrelement. Diese Konstruktion ermöglicht eine extrem präzise Einstellung des Überlastmoments und bewirkt eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung innerhalb von Millisekunden nach dem Auftreten der Überlast. Tellerfedern mit degressiver Kennlinie erzeugen darüber hinaus beim Ausrasten der Kupplung eine sehr geringe Restreibung, sodass der Verschleiß der Bauteile gering ausfällt.

Kupplungen von KBK Antriebstechnik sind jetzt Atex-zertifiziert

Die Sicherheitskupplungen bieten Maschinenbauern aber noch einen weiteren Vorteil: Weil sie aufgrund ihrer präzisen Justierung das Auftreten von Überlasten zuverlässig begrenzen, können die sonst üblichen konstruktiven Sicherheitsvorkehrungen reduziert werden. So sparen Maschinenbauer Material und Kosten.

Kugel-Rast-Prinzip: spielfreie Übertragung des Drehmoments

Sicherheitskupplungen von KBK sind nach dem Kugel-Rast-Prinzip konstruiert, das eine spielfreie und wiederholgenaue Übertragung des Drehmoments erlaubt. Die Kupplungen enthalten im Anbauflansch u. a. halbkugelförmige Ausbuchtungen, sogenannte Kalotten. In diesen Kalotten befinden sich Kugeln, die im Falle einer Überlast aus den Ausbuchtungen herausgedrückt werden. An- und Antriebsstrang werden so voneinander getrennt und die Übertragung des Drehmoments wird unterbrochen.

Das Überlastmoment wird für jede Anwendung individuell eingestellt. „Dazu definieren wir gemeinsam mit dem Anwender zunächst einen Überlastbereich. Nach der Größe dieses Bereichs richtet sich die Anzahl der Tellerfedern, die wir in der Kupplung einsetzen“, erläutert Karpstein. „Im Anschluss markieren wir in diesem Bereich ein Minimum und ein Maximum und stellen es ein. Danach folgt die genaue Einstellung des vom Anwender gewünschten Überlastmoments.“

Dessen Feinjustierung wird über die Vorspannung der Tellerfedern vorgenommen, die sich an der Einstellmutter der Kupplung verändern lässt. „Wir testen mehrfach, ob es das richtige Überlastmoment ist und lasern dann den Wert auf die Kupplung, damit der Kunde später bei Bedarf nachjustieren kann“, so Karpstein.

Vier Schaltarten: für jede Anwendung die passende Lösung

KBK hat vier verschiedene Ausführungen von Sicherheitskupplungen in verschiedenen Größen im Programm – jeweils zwei Kupplungstypen für direkte und zwei für indirekte Antriebe. Das Unternehmen ist als eines der wenigen der Branche sogar in der Lage, Miniatur-Überlastkupplungen zu fertigen – das kleinstmögliche Überlastmoment beträgt gerade einmal 0,1 Nm.

Etwas besonderes sind auch die Überlastkupplungen in Halbschalen-Bauweise. Die Ausführung in dieser Bauart ermöglicht es dem Anwender, die Maschinenwellen vor der Installation der Kupplung optimal auszurichten und Fluchtungsfehler auszuschließen. Jede der vier Ausführungen von Sicherheitskupplungen ist wiederum in vier Schaltarten erhältlich, die jeweils ganz spezifische Eigenschaften besitzen.

Magnetkupplungen von KBK für Überlastanwendungen

Die Synchronschaltung und die Durchrastschaltung rasten nach Beseitigung der Störung automatisch wieder ein, sodass die Maschinen-Stillstandzeit auf ein Minimum begrenzt ist. Allerdings verschleißen diese Kupplungen schneller als die sogenannten freischaltenden Sicherheitskupplungen. Das hängt damit zusammen, dass die Kugeln der synchronschaltenden einmal pro Umdrehung und die der durchrastenden Kupplungen mehrmals pro Umdrehung versuchen, wieder am Rastpunkt einzurasten.

Ist die Störung noch nicht beseitigt, springen die Kugeln bei diesem Versuch immer wieder über den Rastpunkt und es kommt zu einer Reibung. „Die ist zwar gering, aber wenn diese Kupplungen in Anwendungen mit bis zu 5000 Umdrehungen pro Minute im Einsatz sind, kann es im Extremfall relativ schnell zu einem Ausfall kommen“, sagt Karpstein. „Wir empfehlen deshalb, diese Kupplungen mit einem Endschalter oder Sensor zu kombinieren, der den Antrieb automatisch abschaltet, sobald die Kupplung auslöst.

Antriebsstrang wird nur wenig belastet

Wesentlich langsamer verschleißen dagegen die freischaltenden Sicherheitskupplungen, denn hier werden An- und Abtriebsseite bei Überlast dauerhaft momentenfrei voneinander getrennt. Da das Einrücken der Kupplung erst bei einem Stillstand der Maschine möglich ist und zudem manuell erfolgt, wird sie nur minimal belastet. Diese Kupplung ist ideal für Anwendungen wie z. B. Prüfstände, bei denen Dauertests laufen und nicht durchgängig Personal in der Nähe ist. Wenn es hier zu einem Crash kommt, kann die Kupplung auch längere Zeit freilaufen, ohne dass sie komplett zerstört wird.

Bei den gesperrten Kupplungen kommt es gar nicht erst zu einem Ausrasten – hier verdreht sich die Kupplung im Fall einer Überlast lediglich um wenige Winkelgrade und löst damit einen Endschalter aus, der den Antrieb abschaltet.

Magnetkupplungen arbeiten komplett verschleißfrei

Die Permanent- und Hysteresemagnetkupplungen von KBK eignen sich sehr gut für die Drehmomentbegrenzung in Flaschenverschließanlagen, Pumpenantrieben sowie in Anwendungen der Prüf- und Medizintechnik. Durch ihre besondere Konstruktion arbeiten die Kupplungen verschleiß- und wartungsfrei und decken Drehmomentbereiche von 0,1 bis 60 Nm ab. Die Permanentmagnetkupplung trennt bei Überlast die Kraftübertragung vom Innen- zum Außenteil der Kupplung ruckelnd, bei der Hysteresekupplung findet dagegen eine gleitende Trennung der Kraftübertragung statt.

Tellerfedern und Kugeln sind überlegen

Sicherheitskupplungen von KBK haben zahlreiche Vorteile gegenüber vergleichbaren Lösungen wie Rutschnaben oder Kupplungen mit elektronischer Abschalteinrichtung. Bei Rutschkupplungen lässt sich das Überlastmoment nicht annähernd so präzise einstellen wie bei Sicherheitskupplungen mit Kugel-Rast-Prinzip.

Klemmringe von KBK in Standard- und anwenderspezifischen Ausführungen

Der Grund ist der konstruktive Aufbau von Rutschkupplungen: Ihre Funktionsweise basiert auf Reibbelägen, bei denen der Reibfaktor aber nicht klar definierbar ist. Aus diesem Grund kann auch das Auslösemoment dieser Kupplungen nicht exakt auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Bei den Sicherheitskupplungen von KBK gibt es dieses Problem nicht, da sie kein Reibelement enthalten, sondern ausschließlich Tellerfedern sowie Kugeln als Sperrelemente.

Auch Sicherheitssysteme mit elektronischer Abschalteinrichtung haben einen Nachteil gegenüber den KBK-Kupplungen, die ausschließlich mechanisch arbeiten. Bei ihnen dauert es dreimal so lange, bis An- und Abtrieb momentenfrei sind. Die Bauteile werden hier daher über eine längere Zeit belastet als beim Einsatz von KBK-Überlastkupplungen.

Detaillierte Informationen zu den Überlastkupplungen/Sicherheitskupplungen

Kontakt:
KBK Antriebstechnik GmbH
Unterlandstraße 46
63911 Klingenberg am Main
Tel.: 09372 94061–0
E-Mail: info@kbk-antriebstechnik.de
Website: www.kbk-antriebstechnik.de

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