Magnetkupplungen: So sorgen sie für einen reibungslosen Betrieb

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Verpackungsmaschinen müssen schnell, präzise und möglichst unterbrechungsfrei arbeiten. Diese hohen Anforderungen können nur durch den Einsatz von Magnetkupplungen optimal erfüllt werden. Der Antriebstechnik-Spezialist KBK fertigt die Komponente in vielfältigen Ausführungen und passt die Kupplungen auf Wunsch an jede Applikation an.

Magnetkupplungen sind langlebiger und zuverlässiger als mechanische Ausführungen, denn sie übertragen das Drehmoment berührungslos und unterliegen deshalb keinerlei Verschleiß. Bei mechanischen Kupplungen entsteht dagegen im Betrieb nicht nur Abrieb, der die Funktion der Maschine beeinträch­tigen kann. Auf die Dauer verändert sich durch die Abnutzung auch das Drehmoment. Da beides in Verpackungsmaschinen nicht gewünscht ist, kommt Magnetkupplungen bei der Konstruktion des Antriebsstrangs eine große Bedeutung zu. Sie können nicht abnutzen und übertragen das gewünschte Drehmoment daher konstant und ohne Abweichungen.

Magnetkupplungen in zahlreichen Varianten

Bei der Integration von Magnetkupplungen in Verpackungsma­schinen ist die Wahl der richtigen Ausführung entscheidend für die optimale Funktion der Anwendung. Nach Angaben des Unternehmens finden Kons­trukteure bei KBK Antriebstechnik das größte Angebot an Magnetkupplungen: „Wir bieten Maschinen- und Anlagenbauern eine große Vielfalt, damit jeder die ideale Lösung für seine Applikation findet“, beschreibt KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein seine Philosophie. Das Unternehmen aus dem unterfränkischen Klingenberg hat nicht nur verschiedenen Hysteresemagnet-Kupplungen im Programm, sondern fertigt auch Permanentmagnet-Kupplungen. Diese eignen sich für Anwendungen mit Drehmomenten von 1,2 bis 150 Newtonmeter sowie für Wellendurchmesser von drei bis 44 Millimetern. Sie gleichen sogar teilweise radialen Wellenversatz aus – bei minimalen Rückstellkräften.

Die Hysteresemagnet-Kupplungen sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich – etwa mit beidseitiger Klemmnaben-Anbindung, mit aufgelaserter Skala und individuell einstellbarem Überlastmoment, oder als Variante speziell für Anwendungen mit Schraub- und Wickelvorgängen. Die Hysteresemagnet-Kupplungen sind für niedrige Drehmomente zwischen 0,1 und fünf Newton­metern ausgelegt, wie sie unter anderem in Getränke-Abfüllanlagen für PET-Flaschen benötigt werden.

Unterschiedliche Anforderungen an Schraubverschließer

In diesen Verpackungsanlagen ist das Aufbringen des Schraubverschlusses ein kritischer Moment. Er muss mit exakt dem richtigen Drehmoment auf das Gewinde der Flaschenmündung aufgezogen werden: Bei einem zu hohen Anzugsmoment sitzt der Verschluss zu fest und lässt sich vom Verbraucher kaum lösen. Wird der Deckel dagegen mit zu wenig Kraft angezogen, sind die Flaschen undicht. Eine Hysteresemagnet-Kupplung im sogenannten Verschließkopf des Schraubverschließers sorgt deshalb dafür, dass die Deckel mit kon­stantem Drehmoment auf die Flasche aufgebracht werden. Sobald das erforderliche Anzugsmoment erreicht ist, wird der Verschließkopf durch die Magnetkupplung gleitend vom Antrieb des Schraubverschließers abgekoppelt. Würde man hierfür eine Permanentmagnet-Kupplung verwenden, käme es zu einer ruckelnden Trennung der Kraftübertragung zwischen Schraubverschließer und Deckel. Dadurch würde der Verschluss sehr fest angezogen und wäre dann nur noch schwer zu öffnen. Beim Verschließen von Glasflaschen ist dieser Effekt dagegen ausdrücklich erwünscht, um eine optimale Abdichtung der Flasche zu erzielen. Die Schraubverschließer dieser Anlagen sollten daher mit Permanentmagnet-Kupplungen ausgestattet werden.

Störungen führen nicht zum Produktionsstopp

Ein anderes wichtiges Einsatzgebiet von Magnetkupplungen sind Stauförderer, wie sie unter anderem in Großbäckereien zum Transport der Backwaren verwendet werden. Diese Anlagen müssen rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche störungsfrei arbeiten. Mechanische Kupplungen eignen sich für diese Anwendung nicht besonders gut, da sie im Fall einer Überlast An- und Abtrieb voneinander trennen und dann erst mühsam manuell wieder eingerastet werden müssen. Durch diesen Vorgang entstehen Stillstandzeiten, die hohe Kosten verursachen.

„Mit Magnetkupplungen hat man dieses Problem nicht“, betont Karpstein. „Der Betrieb der Anlage kann sofort weiterlaufen, wenn etwa durch ein verkeiltes Brot eine Störung aufgetreten ist und diese behoben wurde.“ Darüber hinaus erfüllen Magnetkupplungen auch die strengen Hygienevorschriften, da sie im Gegensatz zu mechanischen Kupplungen keinen Abrieb erzeugen, der ins Produkt gelangen könnte. Und schließlich muss dieser Kupplungstyp nicht gewartet werden, sodass in dieser Hinsicht keine Investitionen oder Fertigungsstopps nötig sind.

Magnetkupplungen halten Überlasten problemlos stand

Magnetkupplungen eignen sich vor allem deshalb ideal für Verpackungsmaschinen, weil sie eine Vielzahl an Überlastvorgängen überstehen, ohne dabei zu verschleißen. Überlasten treten bei Verpackungsmaschinen immer wieder auf: So werden zum Beispiel bei Horizontal-Kartonierern die in den Karton einzufüllenden Produkte parallel zur Faltschachtel auf einem Kassettenband angeliefert und von einem Schieber in die Schachtel geschoben. Bei diesem Vorgang kann es leicht zu Überlasten kommen.

Ein anderes Beispiel sind Kartonform- oder Kartonverschließanlagen: Hier können die Schneidwerkzeuge verkanten und somit eine Überlast verursachen. Und schließlich sind Dehnfolien-Verpackungsmaschinen zu nennen, bei denen die Folie immer in einer konstanten Spannung gehalten werden muss. „Sobald sich diese Spannung ändert oder es beim Spannvorgang ruckelt, reißt die Folie“, weiß Karpstein. Setzt der Maschinenbauer aber Hysteresemagnet-Kupplungen ein, bleibt die Folienspannung konstant.

Die Anwendung ist der Maßstab

KBK liefert Herstellern von Verpackungsmaschinen eine große Vielfalt an Magnetkupplungen. Das zeigt sich auch in der
Materialauswahl: „Wir fertigen auf Wunsch jede Magnetkupplung aus Edelstahl oder setzen spezielle Magnete und Klebstoffe ein – etwa für Hochtemperatur-Applika­tionen“, berichtet der Geschäftsführer. Er und sein Team unterstützen die Kunden zudem bei der Auslegung und Berechnung der erforderlichen Dreh- und Überlastmomente.

In Zukunft wird der Hersteller sein Portfolio an Magnetkupplungen weiter ausbauen. Die Antriebstechnik-Profis haben nämlich ein ehrgeiziges Ziel: Sie wollen ihren Kunden möglichst viele Ausführungen und Varianten für ihre Anwendungen anbieten.

Der Autor Holger Seidel arbeitet im Vertrieb von KBK Antriebstechnik.

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