Kupplung

Bistabile Elektromagnetzahnkupplung: Effizient und sicher

| Redakteur: Ute Drescher

Die Elektromagnetzahnkupplung der Maschinenfabrik Mönninghoff bietet entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen Elektromagnetzahnkupplungen.
Die Elektromagnetzahnkupplung der Maschinenfabrik Mönninghoff bietet entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen Elektromagnetzahnkupplungen. (Bild: Mönninghoff)

Elektromagnetzahnkupplungen verbrauchen in der Regel für das Halten eines Schaltzustands Energie. Eine Neuentwicklung macht jetzt Schluss damit, sie hält den Zustand stromlos. Das erhöht auch die Sicherheit.

Elektromagnetzahnkupplungen verbrauchen entweder im geschlossenen – also drehmomentübertragenden – oder im geöffneten Zustand elektrische Energie, das ist bisheriger Stand der Technik. Für das Halten eines Schaltzustandes (offen oder geschlossen) wird also dauerhaft Energie benötigt.

Eine Konsequenz daraus ist, dass es unter Umständen bei einem Stromausfall zu einer ungewollten Änderung des Schaltzustandes der Kupplung kommen kann. Dies kann – je nach Einsatzfall – aus Sicherheitsgründen als ausgesprochen kritisch angesehen werden.

Die Neuentwicklung der Maschinenfabrik Mönninghoff bietet zwei entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen Elektromagnetzahnkupplungen: Es wird lediglich zum Wechsel des Schaltzustands ein kurzer Stromimpuls benötigt. Das Halten des Schaltzustands wird stromlos realisiert, egal ob die Kupplung offen oder geschlossen ist. Das bedeutet, dass in den meisten Einsatzfällen große Mengen elektrischer Energie eingespart werden können.

Der zweite Vorteil liegt darin, dass auch bei einem Stromausfall der gerade anliegende Schaltzustand der Kupplung gehalten wird. Es kommt somit zu keinem ungewollten Öffnen oder Schließen der Kupplung, was in zahlreichen Anwendungsfällen einen erheblichen Gewinn an Sicherheit bedeutet und darüber hinaus den Anforderungen der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Rechnung trägt.

Federkraft hält die Kupplung

Realisiert werden diese Vorteile mittels eines Funktionsprinzips, das aus einer Kombination von Elektromagnetspule, Permanentmagneten und Schraubenfedern besteht. So hält allein die Federkraft die Kupplung im geöffneten Zustand. Durch einen Stromimpuls auf die Elektromagnetspule werden die Federkräfte jedoch überwunden und die Kupplung schließt. Im darauffolgenden, geschlossenen Zustand wird die Federkraft allein durch die Kraft der Permanentmagnete überwunden und die Kupplung im geschlossenen Zustand gehalten. Die Kraft der Permanentmagnete ist so dimensioniert, dass hiermit auch das Nenndrehmoment der Kupplung übertragen werden kann. Zum Öffnen der Kupplung ist lediglich wieder ein kurzer Stromimpuls, jetzt in anderer Stromrichtung, auf die Elektromagnetspule nötig. Hierdurch wird die Kraft der Permanentmagnete neutralisiert und durch die Federkraft wird die Kupplung erneut geöffnet.

Auch Sonderlösungen sind möglich

Sowohl Außendurchmesser als auch übertragbare Drehmomente entsprechen weitestgehend den Standardkupplungen der Maschinenfabrik Mönninghoff. Allein die Länge der Kupplung weicht vom Standard ab. Zur Detektion des Schaltzustands befindet sich standardmäßig eine Nut auf dem Ankerteil der Kupplung, die mit einem handelsüblichen, induktiven Sensor oder ähnlichem abgefragt werden kann. Als Ergänzung zur bistabilen Elektromagnetzahnkupplung sind ebenfalls bistabile Zahnhaltebremsen und diverse andere Sonderkonstruktionen nach Kundenwunsch möglich. Zu den möglichen Einsatzgebieten gehören mobile Anwendungen, bei denen nur eine begrenzte Menge Energie zur Verfügung steht, aber auch sicherheitsrelevante Anwendungen, in denen die Kupplung ihren Schaltzustand auch in „Notsituationen“ nicht ändert. (ud)

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