Kupplungen für Drehgeber-Anbauten müssen sehr spezielle Anforderungen erfüllen. Einerseits müssen sie flexibel genug sein, um etwaige Anbau-Ungenauigkeiten auszugleichen, ohne dabei die Kugellager des angebauten Drehgebers zu überlasten. Adererseits müssen sie fest genug sein, um auch extremen Einsatzbedingungen dauerhaft Stand zu halten.
Konkrete Anforderungen in Sicherheitsnorm
Die Anforderungen für die Auslegung von Safety-Kupplungen sind in der IEC Norm 61800-5-2 definiert. Sie gibt vor, welche Fehlermodelle für die mechanische Anbindung von Sicherheitsbauteilen, wie Sensoren für die funktionale Sicherheit, angewendet werden dürfen und mit welchen Sicherheitsfaktoren die konstruktive Auslegung erfolgen muss. Gemäß der Norm ist für Safety-Kupplungen eine dauerfeste Auslegung zwingend erforderlich.
Pflicht und Kür bei Sicherheitskupplungen
Beim Nachweis der Dauerfestigkeit für die neuen HKS-Safety-Kupplungen entschieden sich die Konstrukteure bei Johannes Hübner Giessen für zusätzliche Maßnahmen. Neben den vorgeschriebenen Berechnungen wurden zusätzlich umfangreiche Versuche und Tests durchgeführt. Dazu gehören Schocktests, Dauerlaufversuche, Biegefestigkeitstests sowie eine 96-Stunden-Salzsprühnebelprüfung, um Korrosionsfestigkeit nachzuweisen.
Im Gegensatz zu betriebsfesten Kupplungen, deren Lebensdauer auf eine bestimmte Anzahl an Lastwechsel begrenzt ist, sind dauerfeste Safety-Kupplungen auf unendlich viele Lastwechsel ausgelegt und mussten in den Versuchsreihen mehr als 106 Lastwechsel fehlerfrei absolvieren.
Richtiger Dreh im Notfall
Sollten die Federscheiben im Überlastfall brechen, gewährleisten zusätzliche Sicherheitsklauen eine weitere Verfügbarkeit. Sie übernehmen eine „Mitnehmer-Funktion“ und stellen sicher, dass sich Kupplung und Drehgeber auch in diesem Worst-Case-Szenario weiter drehen und es nicht zu einem ungeplanten Anlagen-Stillstand kommt.
Verschiedene Kupplungsvarianten verfügbar
Die HKS-Baureihe beinhaltet verschiedene Kupplungen mit Gesamtlängen zwischen 36 und 120 Millimeter sowie Bohrungsdurchmessern bis 22 Millimeter. Daraus kann die zur jeweiligen Anwendung passende Kupplungsvariante ausgewählt werden. Die Kupplungen eignen auch für Sicherheitsanwendungen bis SIL 3 / PL und können in der Risikoanalyse als Bauteil mit Fehlerausschluss eingestuft werden.
Zur HKS-Baureihe gehören sowohl Einfachgelenk-Kupplungen zur Korrektur von Winkelfehlern bei Flanschanbauten als auch Doppelgelenk-Kupplungen, mit denen Wellenversatz bei Fußanbauten ausgeglichen werden kann. Für den Anbau von Drehgebern an umrichtergesteuerten Antrieben empfiehlt Johannes Hübner Giessen die optional erhältlichen Kupplungsvarianten mit einer Isolierung aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Damit können Wellenströme wirkungsvoll unterbrochen und Kugellagerschäden vermieden werden.
Für Extrembedingungen geeignet
Aufgrund ihrer robusten Auslegung sowie der geprüften Sicherheit eignen sich HKS-Safety-Kupplungen für den Einsatz unter Extrembedingungen. HKS- und HKDS-Safety-Kupplungen arbeiten zwischen -50 bis max. +120 °C einwandfrei. Die isolierte HKSI- bzw. HKDSI-Produktvariante funktioniert zwischen -25 bis +85 °C.
Möglich wird das auch durch eine nach DIN EN 60068-2-27 geprüften Schockfestigkeit von 10 g (kurzzeitig max. 100 g) sowie eine Vibrationsfestigkeit (DIN EN 60068-2-6) von 3 g (kurzzeitig max. 20 g). Bis zur zulässigen Höchstdrehzahl von 6000 min-1 kann ein maximales Drehmoment von 3 Nm übertragen werden.
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