Weniger Montageaufwand, mehr Möglichkeiten

Dank neuer Kupplungskombinationen von KBK sparen Maschinenbauer Zeit und Geld. Denn damit lassen sich Anwendungen jetzt ganz leicht realisieren, die bisher nicht oder nur mit großem Aufwand umgesetzt werden konnten. 

Die Firmenphilosophie von KBK beschreibt Geschäftsführer Sven Karpstein wie folgt: „Wir haben schon immer Lösungen für antriebstechnische Herausforderungen gefunden, für die sonst keiner eine hatte.“ Mal sind es eigene Ideen und mal Wünsche von Kunden, die zur Entwicklung neuer Produkte führen. Das Sortiment des Antriebstechnik-Herstellers reicht von Industriekupplungen über Spannsätze und Schrumpfscheiben bis hin zu Messgetrieben und Klemmringen.  

Der enge Kontakt zu den Anwendern führt zu einem regen Austausch: Die Ingenieure sprechen oft mit den Konstrukteuren auf Kundenseite und lassen deren Anregungen und Wünsche in die Produktentwicklung einfließen. KBK kann deshalb in relativ kurzer Zeit auf neue Anforderungen des Marktes reagieren und ist deutlich flexibler als der Wettbewerb. Viele Produkte und Innovationen sind auf diese Weise bereits entstanden – wie die erste spielfreie längenverstellbare Kupplung der Welt, die sich werkzeuglos einstellen lässt. Im Bereich Kupplungen bietet KBK den Anwendern darüber hinaus das umfangreichste Produktprogramm der Branche.

Anwendungsspektrum erweitern 

Die neueste Innovation von KBK sind Kupplungskombinationen, die zum einen den Einbau der Maschinenelemente deutlich erleichtern. Zum anderen ermöglichen sie die einfache Umsetzung von Anwendungen, die sich zuvor – wenn überhaupt – nur mit großem Aufwand realisieren ließen. „Bei unseren Hero-Kombinationen vereinen wir die besten Eigenschaften mehrerer Kupplungstypen in einem einzigen Produkt“, erklärt Sven Karpstein das Konzept. 

Den Anfang dieser „Hero-Kombinationen“ machte Anfang 2024 die DRF. Mit diesem Produkt erfüllte KBK den Wunsch vieler Anwender nach einer robusten und leicht zu reinigenden Kupplung, die hohe Drehmomente spielfrei auf engstem Raum überträgt. Durch die Kombination von Distanz- und Schlitzkupplung kann die DRF höhere Drehmomente übertragen als eine Distanzkupplung mit Metallbalg (7 Nm bis 240 Nm). Sie erreicht zudem eine größere Torsionssteife als Ausführungen mit Elastomerzahnkränzen. 

Möglich werden diese Eigenschaften durch den Einsatz der Schlitzkupplung: Sie verfügt aufgrund ihrer speziellen Geometrie über eine sehr kompakte Bauform und kann daher hohe Drehmomente auf engstem Raum spielfrei übertragen. Für die hohe Steifigkeit bei der DRF sorgt die Schlitzkupplung, die für Wellendurchmesser von 3 mm bis 40 mmm und mit Drehmomenten von 3 Nm bis 240 Nm lieferbar ist. 

Da sowohl das Präzisionsrohr als auch die Schlitzkupplung komplett aus Edelstahl gefertigt werden, kann die DRF auch in hygienekritischen Bereichen verwendet werden. Sie eignet sich besonders für Anwendungen mit parallel angeordneten Linearachsen, die synchron verfahren müssen. Solche Achsen finden sich in Pick-and-Place-Anlagen wie Greif- und Positioniersystemen oder in Anlagen zum Transport von Paletten. 

Einfacher Überlastschutz 

Die zweite „Hero-Kombination“ ist die THH, die erste starre Wellenkupplung mit mechanischem Überlastschutz auf dem Markt. Bei der THH wird die starre Wellenkupplung KBST-G mit einer Überlastkupplung der Serie KBK/LK verbunden. „Einen mechanischen Überlastschutz in der Form gab es vorher nicht“, erzählt Sven Karpstein. Viele Kunden hätten sich deshalb eine starre Wellenkupplung in Verbindung mit einer Überlastkupplung gewünscht. 

Bei Überlast trennt die THH An -und Abtriebsstrang innerhalb von nur 2 bis 5 ms voneinander – dank der integrierten Tellerfeder mit degressiver Kennlinie in Kombination mit dem Kugelrastprinzip. So werden Folgeschäden an Welle und Antrieb verhindert. Die THH vereinfacht den Überlastschutz an Mischern, Rührern, Werkzeugmaschinen, Handlingsystemen und medizintechnischen Geräten deutlich. Bisher mussten Konstrukteure dafür die starre Wellenkupplung in ihrer Anwendung mit einer separaten Überlastkupplung verbinden oder mit einem selbstgebauten Überlastschutz ausstatten. 

Ganz genau positionieren 

Einen ganz anderen Zweck erfüllt die dritte „Hero-Kombination“: Die KB4HCK ermöglicht eine Positioniergenauigkeit im Tausendstelmillimeter-Bereich und wurde speziell für den Einsatz an hochdynamischen Servomotoren entwickelt. Für die KB4HCK wurde eine kompakte Metallbalgkupplung in Halbschalenbauweise (KB4HC) mit einer drehmomentstarken, sehr kurz bauenden Variante (KB4K) kombiniert. 

Die KB4HCK besitzt eine hohe Torsionssteifigkeit und bietet die höchste Drehmomentkapazität aller Kupplungen dieses Typs. Bei gleichem Außendurchmesser und kleinerem Bauraum überträgt die KB4HCK deutlich höhere Drehmomente als herkömmliche Metallbalgkupplungen. Zurzeit gibt es die KB4HCK in sieben Baugrößen – weitere sind in Planung. Die Kupplung kann auf Wellen mit Durchmessern von 10 bis 70 mm sehr leicht radial montiert werden. 

Überlastmomente einfach einstellen 

Bei der HMVX wurden gleich drei verschiedene Elemente zu einem neuen Produkt zusammengeführt: Sie besteht aus einer Magnetkupplung, einer Kreuzschieberkupplung und dem patentierten Mechanismus zur Längenverstellung von KBK. Mit der Super-Hero-Kombination soll der Einbau der beliebten Magnetkupplungen so leicht wie möglich werden. KBK bietet die größte Bandbreite an Ausführungen am Markt an –bis 150 Nm. „Wir bekommen viele Anfragen für diese Kupplungen. Das hängt damit zusammen, dass sie sich ideal für die dauerhafte Absicherung von Überlastvorgängen eignen und wir das größte Angebot in diesem Bereich haben“, sagt KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein. 

Die Permanent- bzw. Hysterese-Magnetkupplungen von KBK bestehen aber aus zwei Hälften, die auf zwei Wellen montiert werden. Das Überlastmoment wird über die Eintauchtiefe von innen eingestellt, was relativ aufwändig ist. Darüber hinaus wird eine zweite Lagerung benötigt. „Unsere Überlegung war deshalb, die beiden Hälften der Magnetkupplungen durch das Prinzip der Längenverstellbarkeit miteinander zu koppeln. So kann man eine Skala auf der Kupplung aufbringen, die eine einfache Justierung des Überlastmoments erlaubt.“ 

Da die beiden Hälften der Magnetkupplung jetzt miteinander verbunden sind, kann die Kupplung allerdings keinen radialen Wellenversatz mehr ausgleichen. Ein Ausgleich ist aber wünschenswert, da sich Versatz negativ auf die Drehmomentübertragung der Kupplung auswirken und den Mechanismus zur Längenverstellung stark beanspruchen würde. Deshalb tüftelten die Ingenieure von KBK an einer Möglichkeit, wie sich der Versatz dennoch ausgleichen lässt. 

Die einfachste Lösung war der Einsatz einer Kreuzschieberkupplung. „Dieser Kupplungstyp eignet sich sehr gut für den Ausgleich von radialem Wellenversatz und ist gleichzeitig die kompakteste und kostengünstigste Variante“, so Karpstein. KBK fertigt Kreuzschieberkupplungen in verschiedenen Baureihen für Drehmomente und Wellendurchmesser. 

Teure Anlagenschäden verhindern 

Die Super-Hero-Kombination HMVX wird mit Drehmomentbereichen von 0,1 Nm bis 1 Nm und Außendurchmessern von 31 mm bis 51 mm erhältlich sein und ist auf Wellen mit Durchmessern von 3 mm bis 25,4 mm einsetzbar. „Wir haben die HMVX speziell für Anwendungen entwickelt, in denen häufiger Überlastvorgänge auftreten können. Ein Einsatzgebiet sind Anlagen, die Verschraubungen durchführen. Ist das erforderliche Anzugsmoment der Schrauben erreicht, trennt die Magnetkupplung der HMVX den Schrauber vom Antriebsstrang, sodass eine Überlast vermieden wird.  

Auch an Stauförderern in Großbäckereien kann die HMVX Anlagenschäden durch Überlast wirksam verhindern –wenn sich etwa ein Brot in der Anlage verkeilt hat. Die HMVX trennt in dem Fall die Welle vom Antrieb, sodass keine Schäden am Förderband entstehen. Wurde die Störung beseitigt, läuft der Betriebe nahtlos weiter. Mit einer mechanischen Kupplung wäre das nicht möglich. Die Magnetkupplungen erfüllen zudem die strengen Hygienevorschriften, da sie im Gegensatz zu mechanischen Kupplungen keinen Abrieb erzeugen, der ins Produkt gelangen könnte.  

Autor: Holger Seidel, Vertriebsmitarbeiter KBK Antriebstechnik GmbH 

Bilder: KBK Antriebstechnik GmbH, SemA_AdobeStock_47880484, rh2010_AdobeStock_235550857