Schwerlast-Industrieaufzüge müssen extrem robust und zuverlässig sein. Ebenso wichtig ist ihre Sicherheit. Bei einem Industrieaufzug eines Automobilherstellers gab es eine weitere, spezielle Herausforderung: die exakte Ermittlung des Drehmoments in der Türsteuerung, bei dem die Sicherheitskupplung bei starker Beschleunigung der Tür nicht auslöst, aber dennoch den Not-Stopp im Störungsfall gewährleistet. Die Kupplungsspezialisten der R+W Antriebselemente GmbH aus Wörth am Main hatten dafür die passgenaue Lösung: die TORQLIGHT-Sicherheitskupplung SLP 30.

In der industriellen Produktion sind Lastenaufzüge oft ein existenzieller Bestandteil einer Fertigungslinie oder eines Logistiksystems. Sie sind pausenlos in Betrieb und werden im rauen Industrieeinsatz stark beansprucht. Störungen an den Aufzugsanlagen können zu Produktionsausfällen und damit zu hohen Kosten für den Betreiber führen. Deshalb haben eine konstante Verfügbarkeit, ein störungsfreier Betrieb des Aufzugs, schnelle und einfache Montage sowie ein geringer Wartungsaufwand höchste Priorität. Darüber hinaus müssen die Aufzüge auch weitergehenden Ansprüchen genügen: Sie sollen schwere Lasten transportieren, gut zugänglich sein, oder auch mit größeren Fahrzeugen wie Staplern oder Pkw befahrbar sein. Werden Personen befördert, gelten zudem höchste Sicherheitsstandards. Die schweren Türen müssen im Notfall einfach zu öffnen sein und dürfen nicht blockieren.

Türsteuerung für Schwerlastaufzug: hochkomplexe Antriebstechnik

In der konkreten Applikation – ein Schwerlastaufzug in der Produktionsanlage eines führenden Automobilherstellers – ging es um eine Sicherheitskupplung für den Antrieb der Türsteuerung. Hauptaufgabe der Kupplung war die Kraftbegrenzung der drehzahlgeregelten Gleichstromantriebe der Falttüren und zusätzlich die Sicherheit der Aufzugsteuerung. Die Türen des Aufzugs bewegen sich nicht ohne Befehl der Aufzugsteuerung. Die Breite der Türöffnung wird automatisch durch Sensoren ermittelt, das heißt, es ist kein Schutzschalter für einen Not-Stopp erforderlich, da die Tür-auf- bzw. Tür-zu-Position automatisch erkannt wird.

Gleichzeitig musste für die Situation, dass die Sensorik aufgrund eines Stromausfalls oder aus sonstigen Gründen aussetzt, ein mechanisches Sicherheits-Backup gewährleistet sein, um hochwertige Komponenten oder das Transportgut zu schützen. Die besondere Herausforderung war, das Ausrückmoment der Kupplung zu ermitteln, bei dem sie einerseits beim Beschleunigen der Türantriebe nicht auslöst, andererseits aber im Überlastfall ausrastet. Darüber hinaus musste die Kupplung so konzipiert sein, dass die Einstellparameter angepasst werden können, wenn sich die Kräfteverhältnisse im Antriebsstrang bei längerer Nutzungsdauer ändern. Weitere Anforderungen waren eine sehr geringe Restreibung beim Ausrasten sowie eine Schnellabschaltung innerhalb von Millisekunden.

Hohe Drehmomentleistung und exaktes Ausrückmoment

Die Wahl fiel schließlich auf eine TORQLIGHT-Sicherheitskupplung der Baureihe SLP 30 mit Sonderverzahnung und Passfederverbindung für einen indirekten Antrieb. Bernhard Bremauer, Key Account Manager bei R+W, erklärt: „Ihr niedriges Trägheitsmoment, die geringe Restreibung nach dem Ausrasten und die Schnellabschaltung im Millisekundenbereich machen sie perfekt geeignet für diese spezielle Anwendung. Zusätzlich gewährleistet ihr großer Einstellbereich hohe Flexibilität, sobald sich die Kräfteverhältnisse im Antrieb im Lauf der Zeit ändern.“


Die TORQLIGHT-Sicherheitskupplungen zeichnen sich durch ein hervorragendes Verhältnis von Drehmomentleistung zu Abmessungen und Gewicht aus. So hat die Serie 30 des Modells SLP bei einer Drehmomentbegrenzung von bis zu 135 Newtonmetern ein Eigengewicht von nur 200 Gramm und ein Massenträgheitsmoment von 0,1 * 10-3 kgm². Dank der speziellen Verzahnung von Grundkörper und Anbauflansch rastet die Kupplung zuverlässig aus. Sie reagiert im Millisekundenbereich mit einer Wiederholgenauigkeit von etwa fünf Prozent. Die Sonderverzahnung der TORQLIGHT SLP 30 bewirkt, dass das Funktionssystem jeweils nach 30° durchrastet.

“Ein weiterer Vorteil dieser Leichtbau-Sicherheitskupplung ist, dass sich das Drehmoment stufenlos einstellen lässt. So kann das Ausrückmoment besonders fein und exakt eingestellt werden. Bernhard Bremauer erinnert sich: „Das war der kniffligste Part der Entwicklung. Wir mussten so filigran wie ein Schweizer Uhrmacher arbeiten, um die präzise Feinjustierung des Ausrückmoments hinzubekommen.“

Kupplungsbaureihe TORQLIGHT: kompakt und leistungsstark

Die TORQLIGHT-Modellreihe SL wurde von R+W in Zusammenarbeit mit Universitäten entwickelt und verbindet Hightech-Materialien mit speziellen Beschichtungen in einem leichten, kompakten und leistungsstarken Design. Im Vergleich zur Standardbaureihe ist die SL-Serie um bis zu 60 Prozent leichter. Die mechanische Baureihe arbeitet über das bewährte federvorgespannte Kugel-Rast-Prinzip absolut spielfrei und sorgt damit für noch mehr Sicherheit.

Neben der besonderen Materialwahl erzielte der Kupplungsspezialist die Gewichtsreduzierung durch eine intelligente Komprimierung der einzelnen Bauteile. Die Sicherheitskupplungen in Leichtbauweise der Serie SL können im Einsatz eine hohe Anzahl an Ausrastungen realisieren. Dabei führen die individuell entwickelten Tellerfedern, in Kombination mit einer Weiterentwicklung des Kugel-Rast-Prinzips, zu einer Drehmomenterhöhung von bis zu 40 Prozent.

Modulares Prinzip in vielen Ausführungen

Die TORQLIGHT-Leichtbauserie umfasst standardmäßig fünf Modelle: je nach Bedarf mit Klemmring- oder Passfederverbindung für indirekte Antriebe, zum Beispiel zur Anbindung an Zahnriemen, -räder oder -ketten. Zwei weitere Modelle sind für direkte Antriebe vorgesehen. Diese sind mit Klemmnabe ausgestattet und gleichen Wellenversätze aus. Kunden können hier zwischen einer Ausführung mit torsionssteifem Metallbalg oder mit schwingungsdämpfendem Elastomerkranz wählen. Die verschiedenen Baureihen sind in winkelsynchronem oder durchrastendem Funktionsprinzip erhältlich.

Die winkelsynchrone Standardvariante rastet nach genau 360° wieder ein. Speziell angeordnete Bohrungen im Grundkörper machen dies möglich. Dabei ist die Anzahl der im Grundkörper befindlichen Kugeln und Kalotten so ausgelegt, dass die Kupplung nach Wiedereinrasten zuverlässig und sicher weiterarbeitet. Dadurch ist der Antriebsstrang absolut synchron. Die durchrastende Ausführung funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Allerdings werden hier die Kalotten im symmetrischen Winkelabstand über den gesamten Grundkörper platziert, wodurch die Wiedereinrastung nach 30°, 45°, 60°, 90° oder 120° erfolgt. Je nach Bedarf und Kundenwunsch können werkseitig andere Einrastwinkel eingerichtet werden. Jedes Modell ist in vier Baugrößen erhältlich. Beginnend bei 10 Newtonmetern können hier Drehmomente bis 700 Newtonmeter sicher begrenzt werden.

Muss die Sicherheitskupplung auch sehr staubigen Umgebungen bzw. flüssigen Medien oder aggressiven Reinigungsmitteln standhalten, lassen sich sämtliche Bauteile in ein Gehäuse integrieren und besonders abdichten. Durch diese Sonderlösung wird die abgedichtete Sicherheitskupplung vor allen äußeren Einflüssen geschützt und kann sogar in der Reinraumtechnik zum Einsatz kommen.

Kupplungslösungen für individuelle Anforderungen

Die modulare Bauweise der SL-Reihe ermöglicht vielfältige Kombinationen. Anwender können ihre Sicherheitskupplung individuell auf ihre Bedürfnisse anpassen. Für die optimale Auswahl und bei technischen Detailfragen rund um die Auslegung der Kupplung bietet R+W Beratung an und entwickelt kundenindividuelle Sonderlösungen mit der eigenen Konstruktionsabteilung sowie in Zusammenarbeit mit Universitäten und Forschungsinstituten.

Hohes Drehmoment bei leichtem Gewicht

Die TORQLIGHT-Modellreihe SL verbindet Hightech-Materialien mit speziellen Beschichtungen in einem leichten, kompakten und leistungsstarken Design. Im Vergleich zur Standardbaureihe erzielt die SL-Serie eine Gewichtsreduzierung von bis zu 60 Prozent. Die mechanische Baureihe arbeitet über das bewährte federvorgespannte Kugel-Rast-Prinzip absolut spielfrei und sorgt damit für noch mehr Sicherheit. Durch ihre modulare Bauweise kann sie individuell angepasst werden.

„Die Kupplung zeichnen sich durch ein hervorragendes Verhältnis von Drehmomentleistung zu Abmessungen und Gewicht aus. Ihr niedriges Trägheitsmoment, ihr großer Einstellbereich, die geringe Restreibung nach dem Ausrasten und die Schnellabschaltung im Millisekundenbereich machten sie bei dieser Anwendung zur optimalen Lösung. Durch die stufenlose Einstellung des Drehmoments ließ sich das Ausrückmoment absolut exakt feinjustieren.“