Schleifringe
Die perfekte Verbindung
Gekapselte Schleifringe und Ausführungen mit Hohlwelle aus dem Hause Servotecnica sind bestens für anspruchsvolle Anwendungen in Wickel- und Palettiermaschinen geeignet.
Wickel- und Palettiermaschinen sind in Fabriken und Lagern weltweit zu finden. Sie bestehen aus einer oder mehreren rotierenden Einheiten, die entlang einer Rollenbahn montiert werden und die Palette drehen. Die beladenen Paletten werden in der Regel mit Plastikfolie umwickelt, um sie für den Transport zu sichern. Um eine zuverlässige Übertragung von Messdaten, Signalen und Energie zu gewährleisten, kommen Schleifringe zum Einsatz.
Dafür müssen zunächst die grundlegenden Merkmale, Parameter und Funktionen der Maschine berücksichtigt werden. Stehen diese Faktoren fest, können zur Spezifizierung eines Schleifrings oder Kollektorrings spezifische Eigenschaften wie Bauraum, Anzahl der Kanäle, Betriebsgeschwindigkeit, Kabellänge, Temperatur, Materialien oder Schutzarten mit in Betracht gezogen werden.
Höchste Anforderungen
„Die neuesten Wickel- und Palettiersysteme werden zunehmend automatisiert betrieben und müssen oftmals besonders anspruchsvolle Anforderungen in der Endanwendung erfüllen“, erklärt Dipl.-Ing. Christian Becker, Geschäftsführer von Servotecnica. Dazu gehören zum Beispiel eine extrem hohe Effizienz und Flexibilität, um Produkte mit verschiedenen Maßen ohne Qualitätseinbußen zu verpacken und hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Die Komplexität der Anwendungen führt zu einer hohen Sensordichte an den rotierenden Teilen der Paletten-Wickelsysteme. Darüber hinaus erfordert der Einsatz von Motoren mit integrierter oder anwendungsnaher Elektronik immer öfter den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Feldbussen und ethernetbasierten Kommunikationsprotokollen im Hochfrequenzbereich.
Daher ist bei der Herstellung eines entsprechenden Schleifrings ein hohes Maß an Erfahrung im Umgang mit den hochempfindlichen Signalen nötig. In einigen Fällen kann es außerdem erforderlich sein, pneumatische und elektrische Bauteile in einem sehr kompakten Gehäuse unterzubringen.
„Eine weitere spezifische Herausforderung ist der hohe Durchsatz der Wickelmaschinen,“ so Becker weiter. „Bis eine planmäßige Wartung erfolgt, müssen die Schleifringe ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und einen kontinuierlichen Betrieb gewährleisten“. Da Wartungsarbeiten aufgrund der Einbauposition des Schleifrings recht aufwändig sind, ist die Ausfallsicherheit der Komponenten besonders wichtig.
Ethernetbasiert kommunizieren
Hersteller von Palettier- und Wickelmaschinen setzen inzwischen anstelle einer Schleifringtechnologie mit Kohlenstoffgraphit-Kontakten auf leistungsfähigere und kompaktere Metallkontakte, um die durch die Ethernet-Kommunikation benötigten hohen Frequenzen zu realisieren. Servotecnica ist ein zuverlässiger Technologiepartner, der entsprechende einbaufertige Lösungen für elektrische Schleifringe entwickelt.
Bei der Auswahl des Werkstoffes für die Schleifringe setzt der Hersteller auf vergoldete Bürsten und Ringe. Durch die spezielle innere Struktur des Schleifrings werden zudem Störungen und Kopplungen minimiert. Im Ergebnis können die Schleifringe eine Ethernet-Kommunikation mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 GB pro Sekunde realisieren. Beispiele hierfür sind die Schleifringe der Serie SVTS C05 mit Hohlwelle und die gekapselten Variante SVTS A.
Gekapselt = störungsfrei
Die gekapselten Schleifringe ohne Hohlwelle der Baureihe SVTS A sind nicht nur kompakt, leicht und lange haltbar, sie stellen auch absolut störungsfrei die elektrische Verbindung von bis zu 30 Einzelleitungen auf engstem Raum sicher. Bussignale, RF- und Videosignale können ebenso übertragen werden wie die elektrische Stromversorgung, analoge und digitale Sensorsignale oder Datenleitungen im Giga-Bit-Bereich.
Die Baureihe SVTS A enthält kugelgelagerte Schleifringe mit robustem Kunststoffgehäuse. Bei Bedarf sind aber auch Varianten mit Aluminiumgehäuse erhältlich. Sie entsprechen der Schutzart IP51 oder optional IP67 und können in einem Temperaturbereich von - 20 bis + 80 °C betrieben werden. Der optimierte Schleifbahndurchmesser reduziert die Geschwindigkeit und erhöht so die Lebensdauer. Die hochwertige Goldbeschichtung der Laufbahn und des Abgreifers minimiert Störungen und sorgt für eine optimale Signalübertragung.
In verschiedenen Baugrößen
Die kosteneffizienten Schleifringe der SVTS C Serie von Servotecnica verfügen über eine Hohlwelle mit einem Durchmesser von 3 bis 100 mm und haben sich mit ihren 13 Modellreihen und verschiedenen Baugrößen bereits in zahlreichen Anwendungen bewährt. Sie können neben elektrischen Signalen und Leistung auch Feldbusse und fluidische Leitungen integrieren.
Schleifringe mit Durchgangsbohrungen erweisen sich aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit als besonders vorteilhaft bei Palettier- und Wickelanwendungen. Neben ihrem technischen Leistungsprofil mit der Schutzart sind auch ihre platzsparenden Maße für den Einsatz in Paletten- und Wickelsystemen ideal, da sie die Systemintegration erleichtern.
Die robusten Schleifringe im Hartplastikgehäuse aus ABS und mit Kugellagern aus Stahl können ebenfalls bei Temperaturen von - 20 bis + 80 °C eingesetzt werden. Die Schleifringe haben mit ihrer 38,1 mm starken Durchgangsbohrung das Potenzial, bis zu 48 2-A-Signalstromkreise und Leistungsspuren bis 15 A und Spannungen bis 600 V zu erreichen. Darüber hinaus erzielt die Mehrstrang-Bürstentechnologie eine sehr hohe Betriebslebensdauer.
Anpassungen nach Kundenwunsch
„Natürlich gleicht keine Palettier- oder Wickelmaschine der anderen, da es verschiedene Hersteller gibt, die Anlagen mit unterschiedlichen Funktionen und Merkmalen anbieten,“ so Becker. „Daher ist es oftmals nicht möglich, einen Standardschleifring von der Stange zu beschaffen, der die Anforderungen der jeweiligen Anwendung komplett erfüllt.“
Für besondere Modifikationen sei es daher sinnvoll, einen spezialisierten Schleifringhersteller mit einer entsprechend angepassten Lösung zu beauftragen. Servotecnica verfügt über die entsprechende Fertigungskompetenz, um neben der Fertigung von Serienkomponenten auch kundenspezifische Komplettpakete anzubieten. So fertigt das Unternehmen auch verschiedene kombinierte Drehübertrager an. „Service und Beratung werden bei uns großgeschrieben“, so Becker abschließend. „Unser Experten-Team stellt sicher, das von der Kabellänge über die IP-Schutzklasse bis hin zu einem bestimmten Betriebstemperaturbereich alle Anforderungen in der Endanwendung erfüllt werden.“
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