Durch die große Auswahl an unterschiedlichen Ausführungen ist KBK in der Lage, für nahezu jede Anwendung die passende Sicherheitskupplung zu fertigen. Der Grund für diese enorme Flexibilität ist das Baukasten-System von KBK: Es ermöglicht die Produktion individueller Lösungen, die auf Standard-Komponenten basieren, sodass sich mit relativ geringem Aufwand maßgeschneiderte Kupplungen herstellen lassen.
„Wenn wir auf diese Weise nicht das optimale Antriebselement für unseren Kunden erhalten, entwickeln wir aber auch gerne komplette neue Kupplungen“, berichtet KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein. Das Familienunternehmen aus dem unterfränkischen Klingenberg ist sehr serviceorientiert und bietet neben der Maßanfertigung auch einen schnellen Notdienst: „Wir können innerhalb von zwei Stunden beinahe jede Elastomer- und Metallbalgkupplung aus unserem Programm mit kundenspezifischen Bohrungen versehen und verschicken“, so Karpstein.
Überlastmoment kann präzise eingestellt werden
Die Antriebstechnik-Spezialisten von KBK verwenden für ihre Sicherheitskupplungen Tellerfedern mit degressiver Kennlinie und Kugeln als Sperr-Element. Diese Konstruktion ermöglicht eine extrem präzise Einstellung des Überlastmoments und bewirkt eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung innerhalb von Millisekunden nach dem Auftreten der Überlast. Tellerfedern mit degressiver Kennlinie erzeugen darüber hinaus beim Ausrasten der Kupplung eine sehr geringe Restreibung, sodass der Verschleiß der Bauteile gering ausfällt. Die Sicherheitskupplungen von KBK bieten Maschinenbauern aber noch einen weiteren Vorteil: Weil sie aufgrund ihrer präzisen Justierung das Auftreten von Überlasten zuverlässig begrenzen, können die sonst üblichen konstruktiven Sicherheitsvorkehrungen reduziert werden. So sparen Maschinenbauer Material und Kosten.
Kugel-Rast-Prinzip sorgt für spielfreie Übertragung des Drehmoments
Sicherheitskupplungen von KBK sind nach dem Kugel-Rast-Prinzip konstruiert, das eine spielfreie und wiederholgenaue Übertragung des Drehmoments erlaubt. Die Kupplungen enthalten im Anbauflansch u.a. halbkugelförmige Ausbuchtungen, sogenannte Kalotten. In diesen Kalotten befinden sich Kugeln, die im Falle einer Überlast aus den Ausbuchtungen herausgedrückt werden. Anund Abtriebsstrang werden so voneinander getrennt und die Übertragung des Drehmoments wird unterbrochen.
Das Überlastmoment wird für jede Anwendung individuell eingestellt. „Dazu definieren wir gemeinsam mit dem Kunden zunächst einen Überlastbereich. Nach der Größe dieses Bereichs richtet sich die Anzahl der Tellerfedern, die wir in der Kupplung einsetzen“, so KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein. „Im Anschluss markieren wir in diesem Bereich ein Minimum und ein Maximum und stellen es ein. Danach folgt die genaue Einstellung des vom Kunden gewünschten Überlastmoments.“
Vier Schaltarten bieten für jede Anwendung die passende Lösung
KBK hat vier verschiedene Ausführungen von Sicherheitskupplungen in verschiedensten Größen im Programm – jeweils zwei Kupplungstypen für direkte und zwei für indirekte Antriebe. Das Unternehmen ist als eines der ganz wenigen der Branche sogar in der Lage, Miniatur-Überlastkupplungen zu fertigen – das kleinstmögliche Überlastmoment beträgt gerade einmal 0,1 Nm. Rekordverdächtig sind auch die Überlastkupplungen in Halbschalen-Bauweise von KBK, denn diese Bauart fertigt weltweit kein zweiter Antriebstechnik-Hersteller. Die Ausführung in Halbschalen ermöglicht es dem Anwender, die Maschinenwellen vor der Installation der Kupplung optimal auszurichten und Fluchtungsfehler auszuschließen. Jede der vier Ausführungen von Sicherheitskupplungen ist wiederum in vier Schaltarten erhältlich, die jeweils ganz spezifische Eigenschaften besitzen.
Die Synchronschaltung und die Durchrastschaltung rasten nach Beseitigung der Störung automatisch wieder ein, sodass die Maschinen-Stillstandzeit auf ein Minimum begrenzt ist. Allerdings verschleißen diese Kupplungen schneller als die sogenannten freischaltenden Sicherheitskupplungen. Das hängt damit zusammen, dass die Kugeln der synchronschaltenden 1x pro Umdrehung und die der durchrastenden Kupplungen mehrmals pro Umdrehung versuchen, wieder am Rastpunkt einzurasten. Ist die Störung noch nicht beseitigt, springen die Kugeln bei diesem Versuch immer wieder über den Rastpunkt und es kommt zu einer Reibung. „Die ist zwar gering, aber wenn diese Kupplungen in Anwendungen mit bis zu 5.000 Umdrehungen pro Minute im Einsatz sind, kann es im Extremfall relativ schnell zu einem Ausfall kommen“, sagt Karpstein. „Wir empfehlen deshalb, diese Kupplungen mit einem Endschalter oder Sensor zu kombinieren, der den Antrieb automatisch abschaltet, sobald die Kupplung auslöst.
Antriebsstrang wird nur wenig belastet
Wesentlich langsamer verschleißen dagegen die freischaltenden Sicherheitskupplungen, denn hier werden An- und Abtriebsseite bei Überlast dauerhaft momentenfrei voneinander getrennt. Da das Einrücken der Kupplung erst bei einem Stillstand der Maschine möglich ist und zudem manuell erfolgt, wird sie nur minimal belastet. „Diese Kupplung ist ideal für Anwendungen wir z. B. Prüfstände, bei denen Dauertests laufen und nicht durchgängig Personal in der Nähe ist. Wenn es hier zu einem Crash kommt, kann die Kupplung auch längere Zeit freilaufen, ohne dass sie komplett zerstört wird.“
Bei den gesperrten Kupplungen kommt es gar nicht erst zu einem Ausrasten – hier verdreht sich die Kupplung im Falle einer Überlast lediglich um wenige Winkelgrade und löst damit einen Endschalter aus, der den Antrieb abschaltet.
Magnetkupplungen arbeiten komplett verschleißfrei
Die neuen Permanent- und Hysteresemagnetkupplungen von KBK eignen sich sehr gut für die Drehmomentbegrenzung in Flaschenverschließanlagen, Pumpenantrieben sowie in Anwendungen der Prüf- und Medizintechnik. Durch ihre besondere Konstruktion arbeiten die Kupplungen verschleiß- und wartungsfrei und decken Drehmomentbereiche von 0.1 bis 60 Nm ab. Die Permanentmagnetkupplung trennt bei Überlast die Kraftübertragung vom Innen- zum Außenteil der Kupplung ruckelnd, bei der Hysteresekupplung findet dagegen eine gleitende Trennung der Kraftübertragung statt.
Tellerfedern und Kugeln sind Reibbelägen und Elektronik überlegen
Sicherheitskupplungen von KBK haben zahlreiche Vorteile gegenüber vergleichbaren Lösungen wie Rutschnaben oder Kupplungen mit elektronischer Abschalteinrichtung. Bei Rutschkupplungen lässt sich das Überlastmoment nicht annähernd so präzise einstellen wie bei Sicherheitskupplungen mit Kugel-Rast-Prinzip. Der Grund ist der konstruktive Aufbau von Rutschkupplungen: Ihre Funktionsweise basiert auf Reibbelägen, bei denen der Reibfaktor aber nicht klar definierbar ist. Aus diesem Grund kann auch das Auslösemoment dieser Kupplungen nicht exakt auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Bei den Sicherheitskupplungen von KBK gibt es dieses Problem nicht, da sie kein Reibelement enthalten, sondern ausschließlich Tellerfedern sowie Kugeln als Sperrelemente. Auch Sicherheitssysteme mit elektronischer Abschalteinrichtung haben einen Nachteil gegenüber den KBK-Kupplungen, die ausschließlich mechanisch arbeiten. Bei ihnen dauert es dreimal so lange, bis An- und Abtrieb momentenfrei sind. Die Bauteile werden hier daher über eine längere Zeit belastet als beim Einsatz von KBK-Überlastkupplungen.
