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Kleinkupplung Kleine Helfer in der Labortechnik

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Kleinste Abmessungen, minimales Trägheitsmoment und angepasste Materialien sind zentrale Forderungen an Kleinkupplungen. Die Anforderungen sind aber unterschiedlich.

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Miniaturkupplungen für kleinste Wellendurchmesser und steckbare Kupplungen mit Übertragungsscheiben aus PEEK eignen sich für Mikroanwendungen und Applikationen im Hochtemperaturbereich.
Miniaturkupplungen für kleinste Wellendurchmesser und steckbare Kupplungen mit Übertragungsscheiben aus PEEK eignen sich für Mikroanwendungen und Applikationen im Hochtemperaturbereich.
(Bild: Orbit Antriebstechnik)

In der Labortechnik werden filigrane Apparate wie Mikrodosierpumpen meist benutzt, um kleinste Mengen von flüssigen Medien sehr präzise und mit höchster Genauigkeit zu dosieren. Je nach Art der zu dosierenden Flüssigkeiten sind diese mit verschiedenen Materialien für die medienberührenden Teile verfügbar. In solch hochpräzisen Dosiereinheiten soll, nach Aussage des Unternehmens Orbit, die BeamfIex Typ PCMR10 aus Aluminium zum Einsatz kommen.

Diese Miniaturkupplung mit einem Außendurchmesser von 9,5 mm arbeitet mit zwei Sätzen zweifach startender, einander überlappender wendelförmiger Einschnitte. Dieses Design ergibt eine Symbiose aus universeller Verlagerungskapazität und Präzision. So ermöglicht die mit spielfreien Klemmnaben ausgestattete Ausgleichskupplung einen Ausgleich radialer Verlagerungen von bis zu 0,2 mm, Winkelverlagerungen von bis zu 3° bzw. axiale Verlagerungen von bis zu 0,13 mm. Kleinste Wellendurchmesser von 3 mm können durch die in Aluminium- oder für aggressive Medien optional in Edelstahlausführung erhältlichen Kupplungen verbunden werden.

Dosieren im Mikroliterbereich

Die spielfreie Miniaturkupplung steht für Nenndrehmomente bis 0,62 Nm zur Verfügung. Für Mikrodosiereinheiten mit noch kleineren Wellendurchmessern findet der technische Anwender im Kupplungs-Programm von Orbit Antriebstechnik mit der PSMR7 eine noch kleinere Variante mit einem Außendurchmesser von 6,5 mm und Bohrungsdurchmessern beginnend von 1 mm.

Ebenfalls kleinste Abmessungen von 5,9 bis 9,9 mm verbunden mit einer axialen Steckbarkeit bieten die Mikroausführungen aus der Baureihe der weit verbreiteten und bewährten Oldham-Kupplungen.

Die kompakt bauenden Kupplungen bestehen aus jeweils zwei Aluminiumnaben mit Gewindestift sowie einer Übertragungsscheibe aus Acetal. Diese soll die Verbindung von Wellendurchmessern von 1 mm bis 4 mm ermöglichen. Durch das dreiteilige Design der Kupplung lassen sich dabei Naben mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern beliebig kombinieren.

Neben Mikroaktuatoren und -pumpen sind Laboranalysegeräte weitere potenzielle Anwendungsgebiete dieser elek­trisch isolierenden Kupplungen.

In der Medizintechnik werden für Sterilisationszwecke von Gegenständen Autoklaven eingesetzt. Teilweise laufen diese Sterilisationsprozesse im Vakuumverfahren und mit Dampfeinströmungen. D.h. durch die Erzeugung eines Vakuums wird die ursprünglich in der Autoklave vorhandene Luft durch Dampf ersetzt, mit dem die sterilisierenden Materialien dann in Kontakt treten.

Hochtemperatur in Autoklaven

Für diese thermisch anspruchsvollen Aufgaben bietet das Angebotsspektrum der Oldham-Kupplungen mit Edelstahlnaben und Übertragungsscheiben aus PEEK (Poly­etheretherketone) die technische Lösung. Letztgenannter Werkstoff ist neben seiner hohen Temperaturbeständigkeit zusätzlich aufgrund seiner nur minimalst ausgasenden Eigenschaften geeignet für die bereits erwähnten Vakuumbedingungen.

Die mit einem Außendurchmesserbereich von 19,1 mm bis 57,2 mm erhältlichen dreiteiligen Kupplungen sind in der Lage, radiale Verlagerungen je nach Baugröße von bis zu 5,72 mm zu kompensieren.

Kupplungsbaureihe mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften für Hochgeschwindigkeitsanwendungen
Kupplungsbaureihe mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften für Hochgeschwindigkeitsanwendungen
(Bild: Orbit Antriebstechnik)

Dieser parallele Verlagerungsausgleich erfolgt dabei kurzbauend und rückstellkräftearm in einer Ebene durch reine Verschiebebewegungen zwischen den Edelstahlnaben und der Übertragungsscheibe.

Schwingungsdämpfung in Zentrifugen

Zur Trennung von feinsten Partikeln und diversen Medien arbeiten Laborzentrifugen mit hohen Drehzahlen von bis zu 15.000 min-1, High-End Laborzentrifugen sogar mit Drehzahlen von bis zu 30.000 min-1.

Um bei den Hochgeschwindigkeitsanwendungen präzise zu arbeiten und gleichzeitig auftretende Schwingungen zu dämpfen, um sensible Anlagenkomponenten wie z. B. das Rotorsystem zu entlasten, bietet die Kupplungsreihe Speedmax hierfür abgestimmte Eigenschaften. Das Funktionselement der ab einem Außendurchmesser von 13,8 mm verfügbaren Kupplung besteht aus dem synthetischen Polymer HNBR. Dieser umschließt im Inneren eine „fingerartige“ Nabenstruktur aus Aluminium, die von den äußeren Naben in den Funktionsbereich hineinragt und in den HNBR einvulkanisiert ist. Diese Kombination aus Struktur und Material der Kupplung verleiht ihr ein ausgewogenes Verhältnis aus Dämpfung und Drehsteifigkeit und prädestiniert sie je nach Baugröße für Drehzahlen bis zu 42.000 min-1.

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