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Verfahrenstechnik 7-8/2016

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Verfahrenstechnik 7u8/2016

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Christopher Monka Das Befüllen und Entladen großer Speicher von Schuttgütern ist komplexer als es auf den ersten Blick erscheint. Dabei ist es zunächst einmal unerheblich, ob es sich um einen Kohlebunker, einen Getreidesilo, einen Speicher für alternative Brennstoffe oder um prozessaktivere Speicherumgebungen handelt. Keine Angst vor Blockaden Sicherheitskupplungen in Zellenradschleusen Die Herausforderungen, sowohl beim Befüllen als auch beim Entladen von Schüttgütern, sind unterschiedlich. Zunächst einmal kommt es darauf an, das Medium volumetrisch kontinuierlich fördern zu können. Je größer der Speicher, desto größer ist für gewöhnlich auch der Druck, der am Auslass auf dem Speichermedium lastet. Maßgeblich ist aber das Fließverhalten, das, je nach Schüttgut, völlig unterschiedlich sein kann. Anders als bei Flüssigkeiten herrscht bei Schüttgütern keine lineare Druckzunahme innerhalb des Speichers. Die Kontrolle über den gewünschten Ausflussvolumenstrom übernehmen an dieser Stelle Zellenradschleusen. Diese werden normalerweise am Ein- bzw. Austritt des Materialspeichers angeflanscht und verfügen ebenfalls über eine Ein- und Austrittseite. Das Funktionsprinzip ist im Grunde sehr einfach: ein in einem Käfig laufender Rotor wird elektromechanisch angetrieben. Auf dem Rotor sind in regelmäßigen Winkelabständen parallel zur Drehrichtung Bleche befestigt, die die Rotortaschen bilden. Das Material fällt mittels Druck und Schwerkraft Autor: Christopher Monka, Gebietsverkaufsleiter Vertriebsbüro Nord-West, R+W Antriebselemente GmbH, Klingenberg vom Ausgang des Materialspeichers durch die Eingangsseite der Schleuse in die Rotortasche. Durch die Drehung des Rotors und der dadurch resultierenden Fliehkraft wird das Material auf der Schleusenausgangsseite aus der Rotortasche wieder abgegeben. Drehzahl und Taschengröße des Rotors kontrollieren den Förderstrom eines Schüttguts präzise. Für komplexere Anwendungen bildet die Zellenradschleuse auch gleichzeitig den Luftabschluss. Mühlenkammern z. B. werden nicht selten im Unterdruck betrieben. Damit so wenig Falschluft wie möglich in den Mahlkörper gelangt, übernimmt die Zellenradschleuse auch diese Aufgabe. Schutz vor Schäden und Stillstandszeiten Je nach zu transportierendem Material kann es vorkommen, dass der Rotor blockiert. Sei es durch verklumpen oder gar durch eingebrachte Fremd- beziehungsweise Störstoffe. Eine solche Blockade führt zwangsläufig zu einem enormen Anstieg des eingeleiteten Drehmoments, was nicht selten ursächlich für Schäden am Getriebe oder Schleusen rotor ist. Neben dem damit verbundenen Produktionsausfall bedeutet dies auch unnötige Kosten für den Austausch defekter Antriebskomponenten. Unnötig deshalb, weil der Klingenberger Kupplungsspezialist R+W eben diesen Fällen perfekt vorbeugen kann. Eine passende Überlastkupplung für solche Einsatzzwecke bietet sich zum Beispiel mit dem Modell vom Typ Servomax ES2. Die ES2 besteht im Wesentlichen aus den zwei Naben einer klassischen Klauenkupplung. Zwischen den Naben sitzt ein flexibles Ausgleichselement aus hochwertigem Kunst stoff. Dieses ist in unterschiedlichen Shore-Härten erhältlich und in der Lage ,prozessbedingte Fluchtungstoleranzen zwischen An- und Abtriebswelle ausgleichen zu können. In einer der beiden Kupplungsnaben ist jedoch zusätzlich noch die Funktion der Sicherheitskupplung integriert. Diese arbeitet spielfrei nach dem feder vorgespannten Kugel-Rast-Prinzip. Über spezielle Tellerfedern wird ein System aus Stahlkugeln im Grundkörper der Kupplung verspannt und liefert somit die Basis für den Kraftfluss. Sobald das an dieser Stelle anliegende Drehmoment einen voreingestellten Wert erreicht, wird im Bereich weniger Millisekunden der Kraftfluss zwischen Motor und Getriebe auf rein mechanische Weise vollständig und dauerhaft entkoppelt. Das Trennmoment der Kupplung wird nach Kundenvorgabe werksseitig voreingestellt und kann auf Wunsch jederzeit mit 30 VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2016

01 01 Die Überlastkupplung schützt bei einer Blockade des Rotors das Getriebe vor Schäden 02 Bei größeren Drehmomenten dient die Kupplung vom Typ Torqset ST2 als Not-Abschaltung 03 Das flexible Ausgleichselement zwischen den Naben der ES2-Kupplung ist in verschiedenen Shore-Härten erhältlich 03 02 wenigen Handgriffen innerhalb eines vorge gebenen Bereichs nachjustiert werden. Die unterschiedlichen Baugrößen erlauben eine flexible Anpassung an die jeweilige Einbau situation. Neben der beschriebenen „Freischaltfunktion“ zur vollständigen Entkopplung mit manueller Wiederinbetriebnahme, existieren für jede ES2-Baugröße darüber hinaus noch weitere Funktionsprinzipien. So rastet eine Kupplung mit „winkelsynchronem Funktionsprinzip“ nach dem Auslösen selbstständig wieder ein, sofern das zulässige Drehmoment im Antriebsstrang wieder anliegt. Das Wiedereinrasten erfolgt dabei automatisch an nur einem Punkt bzw. nach exakt einer 360 °-Drehung. Ebenso funktioniert eine Kupplung mit „durchrastendem Funktionsprinzip“. Nur rastet diese nicht erst nach einer vollen Um drehung wieder ein, sondern kann optional alle 30, 45, 60, 90 oder 120 ° ihren Betrieb automatisch wieder aufnehmen. Mit der „gesperrten Version“ steht zudem ein weiteres Funktionssystem zur Verfügung, bei dem sich die An- und Abtriebsseite im Überlastfall nur um einige Winkelgrade verdrehen und somit eine Lastsicherung garantiert wird. Für größere Drehmomentbereiche empfiehlt sich das Modell der Torqset ST2. Vom Prinzip her ähnlich aufgebaut, bietet diese Kupplung Auslösemomente von 200 bis 165 000 Nm. Wo in früheren Zeiten Brechoder Scherbolzenkupplungen zum Einsatz kamen, arbeitet dieses Modell heute zuverlässig als kontrollierbare Not-Abschaltung. Auch hier liegt der Vorteil in einem geringen Wartungsaufwand sowie einer einfachen Bedienung: Nach dem Auslösen im Crashfall müssen lediglich beide Kupplungshälften wieder auf ihre Markierung passend zueinander gedreht werden. Mithilfe eines Schlags mit dem Schonhammer auf die am Umfang eingebauten Schaltelemente ist die Kupplung dann im Handumdrehen wieder betriebsbereit. Anders als bei herkömmlichen Brechbolzen- oder Fluidkupplungen ist zusätzliches Verbrauchsmaterial wie Bolzen, Öl oder Spezialpumpen dabei nicht erforderlich. Ein Reset bzw. Wiedereinsetzen kann somit auch von Nicht-Fachpersonal schnell und unkompliziert erfolgen. Des Weiteren bietet sowohl die Servomax ES2 als auch optional die Torqset ST2 die Möglichkeit einer Zustandsüberwachung. Beim Auslösen der Kupplung erfolgt die axiale Bewegung eines Bauteils. Diese mechanisch erzeugte Zwangsbewegung kann mithilfe eines externen Näherungsschalters für den weiteren Steuerungsprozess abgefragt werden. Trotz ihrer kompakten Bauweise sind die Servomax ES2 und die Torqset ST2 auch für raue Umgebungen bestens geeignet. Optionale Features wie Speziallager, zusätzliche Abdichtungen oder Ausführungen in Edelstahl oder für Atex-Umgebungen machen diese Kupplungen zu einem Sicherheitselement für nahezu jeden Antrieb in jeder Umgebung. www.rw-kupplungen.de Vakuumfördertechnik und innovative Lösungen für das Schüttguthandling Produktaufgabestationen Systeme zum staubfreien Entleeren von Säcken, Fässern, Big-Bags; Produktabsendestationen; Lösungen für das Containment Lösungen zum Absaugen, Entnehmen und Zuführen von Schüttgütern aller Art aus einer Hand: • Vakuumförderer • stationäre/mobile Hubsäulen • Wiege- und Dosiersysteme • Klumpenbrecher • Schwerpunkte ATEX, cGMP, HEPA ... VOLKMANN GmbH,59494Soest/Germany, Tel.+49(0)292196040 www.Volkmann.eu Starke Ideen fürs Schüttguthandling

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