Längenverstellbare Kupplung

Andreas Mühlbauer,

Torsionssteif und flexibel

Unter anderem dort, wo der Raum für die Montage beengt ist, sind längenverstellbare Kupplungen von großem Vorteil, insbesondere wenn sie häufiger getauscht werden müssen. Soll die Kupplung dann noch spielfrei sein, wird es schnell eng am Markt. Eine neue, spielfreie und längenverstellbare Kupplung wird diesen Anforderungen gerecht. 

Die längenverstellbare Kupplung eignet sich für Anwendungen, in denen Bauteile schnell ent- oder angekuppelt werden müssen. © KBK

Längenverstellbare Kupplungen sind für einige Anwendungen essenziell. Die bisherigen Modelle sind allerdings entweder spielfrei oder schnell verstellbar  – Kupplungen, die beide Eigenschaften in sich vereinen, gab es bisher nicht. KBK Antriebstechnik hat nun eine Ausführung entwickelt, die das Drehmoment spielfrei überträgt und sich innerhalb kürzester Zeit in der Länge an die Anwendung anpassen lässt.

Den Anstoß für die Neuentwicklung gab ein Druckmaschinen-Hersteller. Er hatte für seine Maschinen eine Kupplung gesucht, die sich in der Länge an die Anwendung anpasst, spielfrei ist und sich leicht justieren lässt. Da eine solche Kupplung am Markt nicht zu finden war, entwarfen die Ingenieure des Unternehmens kurzerhand selbst einen Prototyp. Über das Internet wurde man auf KBK aufmerksam und fragte Ende 2016 dort an, ob das Unternehmen diese Kupplung als Lohnfertiger produzieren würde. „Wir haben ihnen gesagt, dass wir das gerne machen, aber nicht für sinnvoll halten“, erinnert sich KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein. „Die Kupplung hatte nämlich einen hohen Verschleiß und zeigte keine konstante Performance“.

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Neuentwicklung als bessere Lösung

KBK machte dem Kunden stattdessen das Angebot, eine Kupplung zu konstruieren, die exakt zu seiner Anwendung passt. Die Auftragserteilung folgte prompt, zumal die Ingenieure und Techniker von KBK die nötigen Branchenkenntnisse nachweisen konnten. Die Klingenberger Kupplungsspezialisten beliefern seit Jahren alle namhaften Hersteller von Druckmaschinen mit Kupplungen. Deshalb kannten Karpstein und sein Team die Anforderungen genau, die ihre Lösung erfüllen musste. So sollen Kupplungen für Druckmaschinen eine hohe Torsionssteife aufweisen und alle Arten von Versatz ausgleichen können. Das ist nötig, um einen registerhaltigen Druck mit hoher Qualität zu gewährleisten. Registerhaltig bedeutet, dass die Druckzeilen der Vorder- und Rückseite einer Buch-, Zeitungs- oder Zeitschriftenseite exakt übereinanderliegen. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn das zu bedruckende Papier eine geringe Lichtundurchlässigkeit (Opazität) aufweist, sodass die Druckzeilen der Vorder- oder Rückseite durchscheinen und das Lesen erschweren.

In Druckmaschinen müssen sich die Walzen nach einem Druckauftrag innerhalb kurzer Zeit wechseln lassen. © Goss Vitalij / Fotolia. com

Stoß- und vibrationsfest musste die Kupplung ebenfalls sein, denn Druckmaschinen erzeugen im Betrieb starke Schwingungen, die sie an die verbauten Komponenten weitergeben. Der wichtigste Punkt war aber ein einfaches Handling: Die Kupplung sollte zur automatischen Entkopplung der Druckwalzen verwendet und deshalb in der Länge schnell verstellt werden können. Da die Auflagen von Tageszeitungen immer weiter sinken und der Trend auch generell zu kleineren Druckaufträgen geht, müssen die Walzen in immer kürzeren Zeitabständen austauschbar sein. Das ist auch der Grund, warum sich herkömmliche spielfreie längenverstellbare Kupplungen nicht sehr gut für den Einsatz in Druckmaschinen eignen: Ihre Länge lässt sich nur umständlich anpassen.

Einfaches Funktionsprinzip

Bei der Konstruktion der neuen längenverstellbaren Kupplung mussten also zwei auf den ersten Blick widersprüchliche Eigenschaften zusammengebracht werden: absolute Spielfreiheit und eine einfache Handhabbarkeit. Die Länge mit einer Arretierung einzustellen, kam deshalb nicht infrage. KBK wählte einen anderen Weg und entwickelte ein ebenso einfaches wie wirkungsvolles Funktionsprinzip: „Um das Spiel aus dem System herauszunehmen, lassen wir Gleitlagerbuchsen auf Zylinderstiften laufen“, erklärt Karpstein. „Auf diese Weise lassen sich Axialbewegungen mit geringem Kraftaufwand realisieren.“ Zudem ist die Kupplung mit anderen Kupplungssystemen kompatibel, weshalb sich jeder Radial- oder Winkelversatz ausgleichen lässt – das ist gerade bei Druckmaschinen ein sehr wichtiger Aspekt.

Nach der Auftragserteilung machte sich das Team von KBK Anfang 2017 an die Arbeit und erstellte innerhalb von drei Monaten erste Entwürfe der neuen Kupplung. Diese dienten als Grundlage für die Entwicklung eines Prototyps, der etwa ein Dreivierteljahr nach Auftragserteilung fertiggestellt wurde. Den Prototyp diskutierten die Entwickler mit dem Kunden, nahmen noch einige kleinere Veränderungen vor und montierten schließlich im Frühjahr 2018 die erste Nullserie an Testmaschinen. Sie lief ein halbes Jahr lang einwandfrei, so dass KBK im Spätsommer die Serienfertigung aufnehmen konnte, ohne weitere Änderungen an der Kupplung vornehmen zu müssen.

Anwendungen jenseits der Druckmaschine

KBK hat die erste spielfreie längenverstellbare Kupplung entwickelt, die sich in kürzester Zeit an die Anwendung anpassen lässt. © KBK

Für KBK geht die Markteinführung der neuen Kupplung mit der Erschließung eines neuen Kundenstamms einher, denn die Kupplung wird nicht nur in die neuen Druckmaschinen des Herstellers integriert, sondern auch an allen „Alt-Maschinen“ nachgerüstet. Bei 12 bis 16 Druckwalzen je Anlage, die über jeweils eine Kupplung mit dem entsprechenden Servo-Antrieb verbunden sind, kommt ein ansehnliches Auftragsvolumen zusammen.

Die neue Kupplung eignet sich neben der Druckindustrie für viele weitere Anwendungsgebiete. „Sie ist ideal für alle Anwendungen, in denen der Bauraum so begrenzt ist, dass die Länge der Kupplung nicht mit einem Schlüssel verstellt werden kann“, sagt Karpstein. Darüber hinaus ist es möglich, die längenverstellbare Kupplung in Distanzkupplungen zu integrieren. Dadurch entfällt die bisher übliche Verwendung von Halbschalen, und das Bedienpersonal einer Maschine muss keine langen Wege mehr zurücklegen, um die Kupplung von der Welle zu lösen.

KBK bietet seinen Kunden aber nicht nur Kupplungen in hoher Qualität, sondern fertigt sie mithilfe seines Baukasten-Systems auch sehr günstig. Und falls bei einem Kunden einmal eine Kupplung ausfällt, kann das Unternehmen beinahe alle Elastomer- und Metallbalgkupplungen aus dem Produktprogramm innerhalb von zwei Stunden mit kundenspezifischen Bohrungen versehen und per Direktkurier versenden.

Thomas Walzel, Sales KBK Antriebstechnik / am

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