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Kraft genau dosiert

Hysteresekupplungen im Einsatz in Getränkeabfüllanlagen und Stauförderern
Kraft genau dosiert

Ob in Abfüll-, Verschließ- oder Verpackungsanlagen – wenn Drehmomente in der Lebensmittelindustrie exakt übertragen und zuverlässig begrenzt werden müssen, sind Hysteresekupplungen das Mittel der Wahl. Die verschleißfreien Kupplungen übertragen ihr Drehmoment konstant, stoß- und abriebfrei.

Manchmal lassen sich Plastikflaschen oder -behälter nur schwer oder ohne Hilfsmittel gar nicht öffnen, weil die Schraubverschlüsse zu fest aufgebracht wurden. Damit dies nicht passiert, müssen die Verschließkupplungen, die in den Abfüllanlagen die Deckel aufsetzen und mit einem definierten Drehmoment festschrauben, präzise und mit hoher Wiederholgenauigkeit arbeiten. In der Getränke- wie auch in der Lebensmittelindustrie kommen dafür seit Langem Hysteresekupplungen wie die Roba-contitorque von mayr Antriebstechnik zum Einsatz.

Mit konstantem Drehmoment
Eine Molkerei setzt in ihrer Abfüllanlage für Bio-Trinkjoghurt auf die Kupplungen aus Mauerstetten. Dort bringen sie Kunststoffschraubverschlüsse mit vorgeformtem Gewinde auf Plastikflaschen auf.
Im Betrieb überträgt die Kupplung das eingestellte Drehmoment synchron von einem Antriebs- auf ein Abtriebselement. Die Drehmomentübertragung erfolgt dabei berührungslos. Das Drehmoment entsteht durch Magnetkräfte, die von einem Dauermagneten erzeugt werden und ein Hysteresematerial magnetisieren. Mit dem definierten Betriebsdrehmoment wird der Verschluss auf den Flaschenhals aufgedreht. Am Ende des Verschließvorgangs schlupft die Kupplung exakt nach Erreichen des eingestellten Drehmoments durch. Das bedeutet, Antriebs- und Abtriebsseite drehen sich mit einer Relativdrehzahl, der Schlupfdrehzahl, zueinander. Dabei wird das Hysteresematerial ständig ummagnetisiert, die Drehmomentübertragung erfolgt asynchron. Während des gesamten Verschließvorgangs bleibt das Drehmoment der Roba-contitorque konstant erhalten. Danach geht die Relativdrehzahl auf null zurück und das Drehmoment wird wieder synchron zwischen Antriebs- und Abtriebsseite übertragen.
Verschleißfrei und präzise
Bei der Verschließkupplung sorgt die Hysteresetechnologie für eine berührungslose und damit verschleißfreie Drehmomentübertragung. Auf diese Weise können keine Verschmutzungen durch Abriebe entstehen, was die Kupplungen speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie tauglich macht. Sie arbeiten präzise und zeichnen sich durch eine hohe Drehmoment-Wiederholgenauigkeit von ±2 % aus. Gegenüber Permanentmagnetkupplungen mit pulsierendem Drehmoment im Schlupfbetrieb bieten Hysteresekupplungen einige Vorteile. Das Verschließmoment wird konstant und stoßfrei übertragen und eignet sich somit besser für das Aufbringen von Schraubverschlüssen aus Kunststoff. Permanentkupplungen hingegen ziehen die Schraubverschlüsse zum Teil so fest, dass sie hinterher nur schwer zu öffnen sind. Darüber hinaus bietet die Roba-contitorque auch beim Abfüllen von heißen Flüssigkeiten entscheidende Vorteile gegenüber der Permanentmagnettechnologie. So hatte beispielsweise ein Suppenkonzentrathersteller für Großküchen häufig Probleme mit der Verschließcharakteristik seiner Permanentmagnetkupplung. Da beim Abfüllen der heißen Suppen in die Kunststoffbehälter der Gewindehals an Festigkeit verliert, führten die Drehmomentstöße der Permanentkupplung zu einer Deformation der Flaschenhälse und damit zu hohem Ausschuss. Abhilfe schaffte eine Verschließkupplung von mayr der Größe 4 mit einem einstellbaren Drehmomentbereich von 0,5 bis 6 Nm. Mit der Hysteresekupplung werden Beschädigungen des Behälters durch Drehmomentstöße vermieden und die Ausschussrate erheblich reduziert. Durch einfache Adapter konnte die Roba-contitorque problemlos in die bestehende Anlage integriert werden. Das Oberteil des bestehenden Verschließkopfs und die Deckelaufnahme wurden beibehalten.
Kollisionen vermeiden
Nicht nur in Abfüllanlagen kommt die Hysteresekupplung aufgrund ihrer positiven Eigenschaften zum Einsatz, sondern auch in Stauförderern. Ein Hersteller von Schokoladen- und Keksspezialitäten setzt die Kupplung beispielsweise in seinen Verpackungsanlagen ein. Mit dem Stauförderer werden Schokoladenriegel und Doppelkekse auf Transportpaletten durch die Verpackungsmaschine gefahren. Die Kupplung, die im Antrieb des Stauförderers sitzt, überträgt das eingestellte Drehmoment im störungsfreien Betrieb synchron von der Antriebs- auf die Abtriebsseite. Wenn der Arbeitsprozess bei einem Verpackungsschritt ins Stocken gerät, besteht die Gefahr, dass die Transportpaletten kollidieren und Produkte beschädigt werden. Um ein Zusammenstoßen zu verhindern, müssen die Paletten im Störungsfall für längere Zeit auf der Stelle stehen bleiben können. Der Stillstand der Transportplatten wird erreicht, indem die Hysteresekupplung bei Überschreiten des eingestellten Grenzdrehmoments durchrutscht und im Dauerschlupf bleibt, bis die Störung beseitigt ist. Erst dann geht die Relativdrehzahl der Kupplung auf null zurück und das Drehmoment wird wieder synchron zwischen Antriebs- und Abtriebsseite übertragen. Der Stauförderer nimmt dann seinen Normalbetrieb wieder auf.
Bei der Roba-contitorque-Hysteresekupplung lässt sich das Grenzdrehmoment einfach und stufenlos einstellen und ist über eine Skala direkt ablesbar. Die Kupplung ist in einer rostfreien Ausführung erhältlich, die aufgrund der speziellen Konstruktion zuverlässigen Schutz gegen Verschmutzung bietet. Reinigungsmittel und andere Flüssigkeiten können nicht in die Kupplung eindringen. Für Korrosionsschutz sorgen auch die Edelstahllager und die abgedeckten Magnete.

Simone Dauer
Öffentlichkeitsarbeit,Chr. Mayr GmbH & Co. KG
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