Antriebstechnik

Sicherheitskupplungen für den Einsatz in der Verpackungsindustrie

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Sicherheitskupplungen sind in Verpackungsmaschinen und Abfüllanlagen für den zuverlässigen Schutz von Personen und Material verantwortlich. Sie trennen An- und Abtrieb blitzschnell und verhindern so teure und im schlimmsten Fall gesundheitliche Schäden. Für Anlagenbetreiber bedeutet das eine einfache Wiederinbetriebnahme, erhöhte Maschinenverfügbarkeit und reduzierte Ausschusskosten.

Ralf Epple
Produktmanager Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten

Natürliches Mineralwasser ist mit einem Pro-Kopf-Verbrauch von rund 150 l (2018) das beliebteste alkoholfreie Kaltgetränk der Deutschen. Dadurch kommt eine große Menge an Mineralwasserflaschen zusammen. Diese werden von intelligenten, leistungsstarken Maschinen befüllt und verpackt. PET-Mineralwasser-Flaschen werden dabei oftmals nach dem Befüllen in Sechser- oder Zwölferpackungen gruppiert und mit Folie eingeschlagen.

Damit in solchen Folieneinschlagmaschinen alle Prozesse reibungslos ablaufen, setzen viele Hersteller und Anwender auf mechanische Sicherheitskupplungen von Mayr. In der Maschine werden die Produkte zuerst mit Folie eingeschlagen, indem sogenannte Folienüberschläger oder Arme die Folie um das Produkt führen. Stoßen die Arme beim Einschlagen gegen einen Widerstand, zum Beispiel gegen eine aufgrund falscher Befüllung umgekippte Flasche, unterbrechen die Sicherheitskupplungen sofort die Drehmomentübertragung. Dadurch schützen sie die Antriebe in den Armen zuverlässig vor Schäden durch Überlast.

Sicherheitskupplungen sind unverzichtbar

Trotz elektronischer Überwachungsfunktionen der Maschinensteuerung, wie zum Beispiel der Motorstrom-Messung, bleiben mechanische Sicherheitskupplungen wie die EAS-Compact unverzichtbare Komponenten in der Verpackungsindustrie. Die elektronische Motorstrom-Messung erkennt zwar Störungen und Fehler, kann aber nur den Antrieb abschalten. Sie ist somit zu langsam, um bei den permanent steigenden Produktionsgeschwindigkeiten Kollisionen zu vermeiden. Mechanische Sicherheitskupplungen dagegen können den Antriebsstrang öffnen und Massen in Sekundenbruchteilen entkoppeln.

Für jede Anwendung die richtige Kupplung

Mayr bietet Sicherheitskupplungen für verschiedene Prozessschritte in der Ernährungs- und Verpackungsindustrie. Dazu zählen die EAS-Compact-Sicherheitskupplungen. Sie gehören zu den lasttrennenden Kupplungen, die das Drehmoment formschlüssig übertragen. Das Drehmoment wird dabei über die Vorspannung von Tellerfedern erzeugt. Lasttrennende Sicherheitskupplungen trennen bei Überlast oder Kollision An- und Abtrieb, heißt sie unterbrechen die Drehmoment- beziehungsweise Kraftübertragung. In rastender Ausführung sind die Kupplungen nach Beseitigung der Störung sofort wieder betriebsbereit.

Durchrastkupplungen rasten automatisch zum Beispiel alle 15 Grad, oder in je nach Anwendung definierter Position, wieder ein, Synchronkupplungen nach 360 Grad. So sind Letztere gerade bei Maschinen mit Rundtischen oftmals die erste Wahl. In einer Abfüllanlage für Frischkäse beispielsweise kommen daher EAS-Compact-Synchronkupplungen zum Einsatz. Sie sitzen jeweils im Antrieb in der Mitte des Rundtisches, der die Tischplatte mit den Frischkäsetöpfchen zum Befüllen dreht. Im Überlastfall, zum Beispiel wenn zu viele leere Töpfchen nach bestückt werden und sich der Tisch verklemmt, rastet die Sicherheitskupplung aus. Nach einer vollen Umdrehung rastet sie automatisch an derselben Stelle wieder ein.

Freischaltende Kupplungen bleiben in Position

Sicherheitskupplungen in freischaltender Ausführung dagegen trennen vollständig und nahezu restmomentfrei. Sie bleiben so lange in dieser getrennten Position, bis sie von Hand oder über Vorrichtungen wieder eingerastet werden. Freischaltende Sicherheitskupplungen eignen sich daher auch besonders für schnelllaufende Antriebe oder Antriebe mit großen Masseträgheitsmomenten. Die gespeicherte Rotationsenergie kann hier bei einer Kollision frei auslaufen. Für Anwendungen, bei denen lange Auslaufzeiten gefordert sind und gleichzeitig der Antrieb nur schwer zugänglich ist, bietet das Unternehmen mit den EAS-Reverse Sicherheitskupplungen eine passende Lösung. Diese Kupplungen rasten allein durch langsames Rückwärtsdrehen bei einer Drehzahl 10 min-1 automatisch wieder ein, ohne den Einsatz von Pneumatik oder Hydraulik.

Geschützt gegen Nässe und Schmutz

Die EAS-Sicherheitskupplungen von Mayr Antriebstechnik sind genau einstellbar und arbeiten mit Wiederholgenauigkeit. Sie übertragen das Drehmoment im störungsfreien Betrieb spielfrei und gewährleisten so eine hohe Lebensdauer und geringen Verschleiß. Für Einsatzbereiche wie die Lebensmittelindustrie, wo Nässe und Reinigungsflüssigkeiten zu den täglichen Umgebungsbedingungen gehören, bietet das Unternehmen spezielle Ausführungen und Bauformen, zum Beispiel aus rostfreiem Edelstahl, mit Abdichtung oder Gehäuse.

Einsatzfälle für lasthaltende Kupplungen

In Abfüll- oder Verpackungsmaschinen, in denen Produkte schräg oder auch vertikal bewegt werden und die auch im Überlastfall nicht abstürzen dürfen, kommen lasthaltende Sicherheitskupplungen wie die Roba-Rutschnaben zum Einsatz. Sie übertragen das Drehmoment durch Reibschluss, also über Reibbeläge, die mit Tellerfedern vorgespannt werden. Je stärker die Tellerfedern dabei durch die Einstellmutter zusammengedrückt werden, desto höher ist auch das übertragbare Drehmoment. Bei Überlast rutscht der Flansch mit dem Antriebselement gegen den Widerstand der Reibbeläge durch. Die Kupplung unterbricht die Drehmomentübertragung also nicht, sondern hält die Last mit dem eingestellten Drehmoment, sodass die Produkte nicht unkontrolliert abstürzen. Bei den Roba-Rutschnaben kann das Drehmoment über eine Skalierung an der Einstellmutter stufenlos an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden. Sie sind durch ihre geschlossene Bauweise gegen Eindringen von Reinigungsmitteln und anderen Flüssigkeiten geschützt.



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