Elektromechanische Federbandkupplungen

Schlingfederkupplungen

  • Hoch dynamisch
  • Gleichlauf zwischen Achsen
  • Drehmoment bis 8.5Nm
  • Einfache Montage
  • Beschreibung
  • Gut zu wissen
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Schlingfederkupplungen sind kompakte und hocheffiziente Kraftübertragungsvorrichtungen zum Ein- und Auskuppeln des Antriebs an rotierenden Komponenten. Sie sind in zahlreichen Grössen und mit unterschiedlichen Lastaufnahmevermögen verfügbar werden für gesteuerte Positionieranwendungen bis zu einem Drehmoment von 8,5 N-m eingesetzt. Unsere elektromechanischen Federbandkupplungen sind ideal für getaktete Bewegungsanwendungen, die ein konstantes Timing-Verhalten über die gesamte Lebensdauer erfordern. Typische Applikationen sind Papiertransportsysteme in Druckern, Kopierern oder Geldsortieranlagen.

Die Schlingfederkupplungen der EC-Serie sind ideale Schaltelemente zum Zu- und Abschalten einzelner Achsen, die synchron mit einer Hauptachse laufen müssen. Typische Anwendungen für Schlingfederkupplungen sind der Papierfluss in einem Kopiergerät, der Einzug oder die Ausgabe von Banknoten in einem Bankautomaten oder der Transport von Dokumenten in Belegscannern, Drucksysteme oder Postbearbeitungssysteme etc. Kernstück einer jeden Schlingfederkupplung ist die Präzisionsfeder, die das Drehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen muss. Der Hersteller der Kupplungen REELL Precision Manufacturing Corp. fertigt die Federn selbst und hat ein spezielles Verfahren entwickelt, das die Vermessung der Federeigenschaften im laufenden Produktionsprozess und damit die Adaption der Parameter noch während der Herstellung jeder einzelnen Feder erlaubt. Das Ergebnis sind sehr enge Toleranzen in der Federfertigung, die von externen Fertigen nicht erreicht werden können. Die Besonderheiten der EC-Serie sind die Kompaktheit, die einfache Ansteuerung (Ein / Aus) und der geringe Energieverbrauch von nur wenigen Watt für ein grosses Übertragungsmoment. In drei Baugrößen (Ø30,1mm, 33,3mm und 44,45mm) werden Drehmomente von 1,7 bis 8,5Nm angeboten. Die typische Drehzahl liegt zwischen 100 und 800 Umdrehungen pro Minute.

Long Life Technologie:
Durch den Einsatz neuer Materialien, präziserer Oberflächenbearbeitung und besserer Schmiertechniken wurden Long Life Versionen möglich, die den herkömmlichen Kupplungen vor allem in Punkto Lebensdauer bei höheren Drehzahlen deutlich überlegen sind (bis Faktor 10!).  Eine weitere Verbesserung konnte damit im Bereich der Konstanz der Beschleunigungs- und Bremszeiten sowohl von Kupplung zu Kupplung wie auch über die Lebensdauer erreicht werden, was bei höherem Durchsatz und immer kleiner werdenden Dokumentenabständen eine wesentliche Anforderung darstellt.

Kupplungs-/Brems-Einheit:
Eine Besonderheit ist die Kupplung EC20-CBLL, die neben der Kupplungsfunktionalität auch noch eine Reibbremse zum schnelleren Auslaufen nach Abschaltung der Kupplung bietet.

Mechanische Ausführungen:
Für kundenspezifische Anwendungen lässt sich die Schlingfedertechnologie auch als rein mechanische Komponente entwickeln – z.B. für die rastfreie Winkeleinstellung von Lehnen.

Funktionsweise:
Beim Bestromen der stationären Spule wird ein magnetisches Feld aufgebaut, mit dessen Hilfe der Kontrollring an einen Anschlag angezogen wird. Dadurch wird der Kontrollring, der mechanisch mit der Schlingfeder verbunden ist, relativ zum Gehäuse festgehalten. Dreht sich nun die Eingangswelle in die richtige Richtung spannt sich die Feder um die Nabe und überträgt bei gespannter Feder das Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle. Je nach Kundenanwendung kann als Eingang sowohl die Welle oder der Drei-Klauen-Adapter verwendet werden (Ausgang ist dann jeweils der andere Teil). Die Zeit für das Spannen der Feder und damit die Beschleunigung ist abhängig von der Eingangsdrehzahl! Schaltet man die Spannung ab, wird der Kontrollring lose, die Feder entspannt sich und die Verbindung vom Eingang zum Ausgang wird gelöst und die Kupplung fungiert wieder als Freilauf (was sie übrigens generell in die Gegenrichtung der aktiven Drehmomentübertragung tut!).

Auswahl in 4 Schritten:
Die folgende Anleitung soll Sie Schritt für Schritt durch die Auswahlprozedur für Schlingfederkupplungen führen. Die Gesamtlast für Ihre Kupplung setzt sich aus der Lastreibung und dem Beschleunigungsmoment der reflektierten Trägheit zusammen. Die Trägheit darf nicht vernachlässigt werden!! Da die Beschleunigung der Lastmasse in weniger als 3ms erfolgt, ergeben sich sehr schnell hohe Drehmomente für die Beschleunigung!
Schritt 1: Bestimmung des Drehmoments auf Grund von Reibung
Das Reibmoment der Last wirkt auf den Ausgang der Kupplung. Der Wert für das Reibmoment kann ggf. direkt gemessen werden oder muss geschätzt werden.
Schritt 2: Berechnung der Lastträgheit
Berechnen Sie die reflektierte Lastträgheit an der Ausgangswelle der Kupplung. Als Näherung genügt
meistens die Aufteilung der Last in verschiedene Zylinder.
Schritt 3: Bestimmung des Beschleunigungs-Drehmoments auf Grund von Trägheit
Um das Drehmoment für die Beschleunigung der Lastträgheit berechnen zu können, braucht man neben der Trägheitsinformation aus Schritt 2 noch die Systemgeschwindigkeit. Damit kann man aus der folgenden Graphik einen Schätzwert für das Beschleunigungsmoment ermitteln (bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten einzelner Systemkomponenten ist der Wert für jede einzelne Komponenten zu ermitteln und die Summe zu bilden!).
Schritt 4: Bestimmung des Gesamt-Drehmoments
Das Gesamt-Drehmoment ergibt sich als Summe aus Schritt 1 und 3. Dann in der Tabelle im Datenblatt die richtige Kupplung auswählen.
Zur Verbesserung der Lebensdauer und zur Geräuschminderung können flexible Kupplungselemente und Rutschkupplungen eingesetzt werden.
 

Artikel Drehmoment Drehrichtung Bohrung Spannung Merkmal/Option Bild 3D Datenblatt Bestellung Merkzettel
EC15 1.7Nm CW, CCW 6mm 12 oder 24V Gegenstecker Kit optional Bestellung
EC20CBLL 2.26Nm CW, CCW 6 oder 8mm 12 oder 24V Mit Brems- und Haltefunktion Bestellung
EC25LL 2.83Nm CW, CCW 6mm 12 oder 24V Erhöhte Lebensdauer Bestellung
EC30LL 3.39Nm CW, CCW 6 oder 8mm 12 oder 24V Erhöhte Lebensdauer Bestellung
EC30XP 3.39Nm CW, CCW 6 oder 8mm 12 oder 24V Grössere Bohröffnung Bestellung
EC75LL 8.5Nm CW, CCW 10, 12 oder 15mm 12 oder 24V Erhöhte Lebensdauer Bestellung