Reibungsloser Betrieb dank Magnetkupplungen Alles im Takt

Von Silvano Böni

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 exakt an jede Applikation an.

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KBK fertigt eine grosse Bandbreite an Kupplungen für die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen.
KBK fertigt eine grosse Bandbreite an Kupplungen für die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen.
(Bild: KBK Antruebstechnik)

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 sich nicht abnutzen und übertragen das gewünschte Drehmoment daher konstant und ohne Abweichungen.

Zahlreiche Varianten

Bei der Integration von Magnetkupplungen in Verpackungsmaschinen ist die Wahl der richtigen Ausführung entscheidend für die optimale Funktion der Anwendung. Das grösste Angebot an Magnetkupplungen finden Konstrukteure bei KBK Antriebstechnik: «Wir bieten Maschinen- und Anlagenbauern eine grosse Vielfalt, damit jeder die ideale Lösung für seine Applikation findet», beschreibt KBK-Geschäftsführer Dipl.-Ing. (FH) Sven Karpstein seine Philosophie. Das Unternehmen aus dem unterfränkischen Klingenberg hat nicht nur verschiedene Hysteresemagnet-Kupplungen im Programm, sondern fertigt auch Permanentmagnet-Kupplungen. Diese eignen sich für Anwendungen mit Drehmomenten von 1,2 bis 150 Nm sowie Wellendurchmessern von 3 bis 44 mm und gleichen sogar teilweise radialen Wellenversatz aus – bei minimalen Rückstellkräften.

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Hysteresemagnet-Kupplungen von KBK sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich – zum Beispiel 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 5 Nm 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», berichtet Sven Karpstein. «Der Betrieb der Anlage kann sofort weiterlaufen, wenn zum Beispiel 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 Dipl.-Ing. (FH) Sven 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 – zum Beispiel für Hochtemperatur-Applikationen», berichtet Karpstein. Er und sein Team unterstützen die Kunden zudem bei der Auslegung und Berechnung der erforderlichen Dreh- und Überlastmomente.

In Zukunft wird KBK 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.

SMM

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