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Miniaturkupplungen Auch im Miniaturformat müssen Kupplungen exakt arbeiten

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Eine fortschreitend zu beobachtende Miniaturisierung im Maschinen- und Anlagenbaus stellt sowohl Konstrukteure als auch Komponentenhersteller vor immer neue Herausforderungen. R+W bietet beispielsweise Miniatur-Metallbalgkupplungen für eine winkelsynchrone Drehmomentübertragung in Verbindung mit Drehgebern. Sie sollen exakt arbeiten und verlangen daher auch nach einer präzisen Fertigung.

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Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit, die oftmals in Drehgeberanwendungen gefordert ist, kann R+W alle Varianten der Miniatur-Metallbalgkupplungsbaureihe MK mit einer zusätzlichen Balgbruchsicherung fertigen.
Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit, die oftmals in Drehgeberanwendungen gefordert ist, kann R+W alle Varianten der Miniatur-Metallbalgkupplungsbaureihe MK mit einer zusätzlichen Balgbruchsicherung fertigen.
(Bild: R+W)

Ob in der Sensorik und Messtechnik, der Industrieautomatisierung oder der Medizintechnik, Miniaturkupplungen finden in den verschiedensten Branchen und Applikationen Ihren Einsatz. Je nach Anwendungsfall können sich die benötigten Kupplungseigenschaften jedoch deutlich unterscheiden. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen bietet die R+W Antriebselemente GmbH zahlreiche spielfreie Kupplungsbaureihen, welche das Drehmoment torsionssteif oder schwingungsdämpfend übertragen und zudem gleichzeitig radiale, axiale und angulare Wellenversätze kompensieren können.

Torsionssteife Metallbalgkupplungen

Die primäre Aufgabe von Miniatur-Metallbalgkupplungen ist eine exakte Drehmoment- und Drehwinkelübertragung. Eine hohe Verdrehsteifigkeit bei gleichzeitiger Flexibilität ist dabei besonders wichtig. Beide Eigenschaften werden durch den Einsatz eines Metallbalges, als Ausgleichs- und Übertragungselement, erreicht. Dieser zeichnet sich durch seine hohe Torsionssteifigkeit sowie durch einen möglichen Ausgleich von Wellenversätzen aus. Die Miniatur-Metallbalgkupplungsbaureihe MK von R+W bietet viele unterschiedliche Anbindemöglichkeiten und weitere Vorteile:

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Die Modellreihe ist von 0,05 Nm bis 10 Nm verfügbar und kann mit Bohrungsdurchmessern von 1 mm bis 28 mm angeboten werden. Die verschiedenen Modelle und Serien sind u. a. mit Klemmnaben (als Konus-, Halbschalen- oder in geschlitzter Ausführung) oder mit einem Konusspreizdorn für Hohlwellenanbindungen erhältlich. Für eine besonders einfache und schnelle Montage können steckbare Ausführungen geliefert werden. Diese sind ebenso spielfrei und, bedingt durch ein spezielles glasfaserverstärktes Kunstsoff-Konusstecksegment, elektrisch als auch thermisch isolierend. Die Konstrukteure können dabei zwischen einer synchron- oder mehrfachsteckbaren Version auswählen.

Um die technischen Eigenschaften der Kupplungen voll ausnutzen zu können, ist eine präzise Fertigung der Kupplungen entscheidend. Deshalb produziert R+W die Baureihe auf einem hochpräzisen Montagedorn. Aufgrund der damit erzielten sehr hohen Fertigungsqualität wird die Konzentrizität der beiden Bohrungen zueinander sichergestellt. Geringe Rückstellkräfte und somit nur minimale Lagerbelastungen werden hierdurch gewährleistet.

Höchste Präzision gefragt

Miniatur-Metallbalgkupplungen werden unter anderem überall dort eingesetzt, wo höchste Präzision und Positioniergenauigkeit gefragt sind. Beispielsweise finden diese für eine winkelsynchrone Drehmomentübertragung in Verbindung mit Drehgebern, Potentiometern, Schrittmotoren, Mess- und Regelsystemen oder kleinen Servoantrieben ihre Verwendung.

Die Baureihe ist mit Aluminium-, Stahl- oder Edelstahlnaben erhältlich und kann darüber hinaus mit zusätzlichen Passfedernuten oder in feingewuchteter Ausführung bezogen werden. Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit, die beispielsweise oftmals in Drehgeberanwendungen gefordert ist, können alle Modellvarianten bei gleichen kompakten Außenabmessungen mit einer zusätzlichen Balgbruchsicherung gefertigt werden. Aufgrund des intelligenten Designs der innenliegenden Balgbruchsicherung wird das Drehmoment sicher und torsionssteif übertragen, bei gleichzeitiger Ausgleichmöglichkeit von Achsversätzen. Hierdurch will R+W die funktionale Sicherheit hinsichtlich der Drehmomentübertragung bei einem etwaigen Balgbruch entscheidend erhöhen.

Robust und schwingungsdämpfend

In manchen Einsatzgebieten, wo beispielsweise Schwingungen und Stöße auftreten, sind dämpfende Eigenschaften gefordert. Für diese Anwendungsfälle eignen sich die Elastomerkupplungen der Modellreihe EK. Durch ein Verbindungelement aus TPU, dem sogenannten Elastomerkranz, ermöglicht diese Kupplungsart genau diese Eigenschaft. Je nach Anforderung können Konstrukteure dabei aus verschiedenen Shorehärten, also Härtegraden, mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften auswählen. Die möglichen Shorehärten liegen im Bereich von 80 ShA bis 64 ShD und bieten einen guten Kompromiss zwischen notwendigem Dämpfungsverhalten und erforderlicher Torsionssteife.

Die Einsatzgebiete und Anwendungsmöglichkeiten für Miniatur-Elastomerkupplungen, welche ebenfalls in vielen verschiedenen Größen, Ausführungen und Anbindemöglichkeiten erhältlich sind, sind ebenfalls vielfältig. Unter anderem werden diese beispielsweise in der Servoantriebstechnik, in Automatisierungsanlagen oder in der Medizintechnik eingesetzt.

Sicherer Überlastschutz

Wird eine Kupplung zum Schutz vor Folgeschäden aufgrund einer Drehmomentüberlast gefordert, so finden die Miniaturvarianten von Sicherheitskupplungen ihre Anwendung. Diese sollen sich grundsätzlich durch ihre hohe Präzision auszeichnen und bereits bei einem Ausrückmoment von nur 0,1 Nm und Bohrungsdurchmesser von 3 mm einen sicheren und präzisen Überlastschutz gewähren. Im Falle einer Drehmomentüberlast, bedingt durch etwa eine Maschinenkollision, rasten die spielfreien Sicherheitskupplungen innerhalb weniger Millisekunden aus und trennen die An- und Abtriebseite. Hierdurch werden teure Stillstandzeiten und Reparaturkosten vermieden. Die Anlage kann nach Beseitigung der Überlast in kürzester Zeit wieder in Betrieb genommen werden.

Je nach Anforderung und Baureihe sind die drehmomentbegrenzbaren Kupplungen in verschiedenen Designs verfügbar: Für indirekte oder direkte Antriebe; in torsionssteifer Metallbalg- oder schwingungsdämpfender Elastomerausführung sowie mit unterschiedlichen Funktionsweisen und Nabenanbindungen. Die Sicherheitskupplungen werden im Werk auf ein Drehmoment (Ausrückmoment) eingestellt und sind innerhalb eines bestimmten Einstellbereiches einfach und stufenlos verstellbar. (sh)

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