Kurze Schaltzeit der Sicherheitskupplung schützt Maschinen

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Keine spielbehaftete Profilverbindung

Meist verbreitet sind Sperrkörperkupplungen, die durch eine spielbehaftete Profilverbindung An- und Abtrieb miteinander verbinden. Bei Überlast wird ein Schaltmodul über diese Profilverbindung axial verschoben.

Unter Spiel versteht man den Verdrehwinkel (Verdrehspiel) zwischen An- und Abtrieb. Bei den herkömmlichen Kupplungen entsteht das Spiel in der Profilverbindung zwischen Schaltmodul und Nabe, es beträgt etwa 6’. Besonders beim Anlauf, bei Drehrichtungsumkehr und durch Mikrobewegungen ist mit fortlaufendem Verschleiß zu rechnen.

Die neue SSK-Kompakt arbeitet ohne spielbehaftete Profilverbindung: Hier greifen die Kugeln gleichzeitig in die Sitze des kugelgelagerten Anbauflansches und des Nabenkörpers ein. Bei Überlast bewirkt der axial bewegliche Schaltring die Trennung zwischen An- und Abtrieb.

Anlauf, Drehrichtungswechsel und Schaltvorgänge werden spielfrei ausgeführt, zudem wird möglicher Verschleiß, durch langes Durchrasten oder durch Mikrobewegungen in den Kugelsitzen, ausgeglichen. Die Konstruktion arbeitet dauerhaft spielfrei. Um auch eine dauerhaft spielfreie Verbindung zur Welle zu gewährleisten, wird sie mit einer reibschlüssigen Konusklemmverbindung montiert (Bild 2).

Kurze Schaltzeiten auch bei höheren Verfahrensgeschwindigkeiten

Der bedeutendste Vorteil gegenüber den konventionellen Kupplungen liegt insbesondere darin, dass durch eine spezielle Federkennlinie Schaltzeiten von 1-4 ms erreicht werden. Das eingestellte Schaltmoment liegt an der Kupplung etwas höher als das Betriebsmoment. Kommt es nun zu einem unerwünschten Drehmomentanstieg, so dass das Schaltmoment erreicht wird, rückt die Kupplung aus und das Drehmoment fällt sofort ab. Der Kraftfluss ist unter Berücksichtigung einer geringen Restreibung unterbrochen.

Herkömmliche Kupplungen zeigen beim Ausrückvorgang einen Kraftanstieg; in dieser Zeit kann das Drehmoment nicht abfallen. Bei immer höheren Verfahrensgeschwindigkeiten sind diese verzögerte Schaltzeit und ein hohes Restdrehmoment nicht mehr akzeptabel, Folgeschäden können nicht im vollen Umfang verhindert werden. Deshalb bietet Hausmann+Haensgen die SSK-Kompakt Sicherheitskupplung mit einer degressiv ausgerichteten Federkennlinie an (Bild 3).

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Kupplung nutzt Vorteile der degressiven Federkennlinie

Das Ausrückverhalten von Sicherheitskupplungen ist maßgeblich von der Arbeitsweise der Tellerfedern abhängig. Arbeiten die meisten Sperrkörperkupplungen noch mit einer ansteigenden, also progressiven Kennlinie, nutzt die SSK-Kompakt die Vorteile der abfallenden, degressiven Federkennlinie (Bild 4).

Mit steigender Belastung wird die Feder weicher (mehr Vorspannung, weniger Federkraft). Beim Ausrasten bewirkt der erweiterte Federweg, im Gegensatz zur progressiven Tellerfeder, keine Erhöhung der Vorspannung und damit keinen Kraft- bzw. Drehmomentanstieg sondern einen sofortigen Drehmomentabfall. Der Kraftfluss wird unterbrochen und die Kupplung kann unverzüglich reagieren. Infolgedessen wird auch das Restdrehmoment und der Verschleiß deutlich reduziert.

* Jörg Meyer, Abteilung Sicherheitskupplungen bei Hausmann+Haensgen in Bremen

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