Rundtakttische, Bild: Kübler

In unterschiedlichen Prozessen werden Rundtakttische eingesetzt – und somit auch Schleifringe von Kübler. Bild: Kübler

Sie arbeiten beispielsweise in Flow-Pack-Maschinen oder Coverting-Anlagen, in Wickelmaschinen, oder aber auch in der mobilen Automation robust, langlebig und zuverlässig.

Die Ansprüche an eine Gesamtanlage sind in Zeiten stetig zunehmender Effizienz hoch: Ressourcen sollen geschont, die Produktionszeiten weiter verkürzt und Stillstandzeiten vermieden werden. Hierbei spielt die Datenübertragung eine große Rolle. So auch bei rotierenden Plattformen, wie beispielsweise Rundakttischen. Diese kommen wegen ihres vergleichsweise geringen Platzbedarfs häufig dort zum Einsatz, wo es bei Prozessen mit hoher Ausbringung und Effizienz darum geht, die zur Verfügung stehende Fläche optimal auszunutzen. Die vielen Betriebsdaten einer Anlage müssen dabei sicher und zuverlässig an die Anlagensteuerung übertragen werden. Neben reinen Betriebsdaten werden immer häufiger auch Umweltdaten wie Temperatur, Feuchte oder aber auch Schock und Vibrationen erfasst, übertragen und verarbeitet. Diese Informationen ermöglichen zusammen eine ganzheitliche Zustandsüberwachung der Anlage, welche die Anlagenverfügbarkeit des Endanwenders positiv beeinflusst.

Daten im Zeitalter der Industrie 4.0

Schleifring links, Bild: Kübler
Schleifring für Leistungs-, Signal- und Datenübertragung: parallele Übertragung von Feldbus- und Ethernet-Kommunikation, Übertragung von bis zu 80 Ampere. Bild: Kübler

Insgesamt lässt sich sagen: Noch nie wurden so viele Daten in Anlagen und Maschinen übertragen. Dadurch steigen auch die Anforderungen an Schleifringe, die als Bindeglied zwischen stationären und rotierenden Anlagenteilen gelten.

Dank innovativer Abschirmtechnologie gelingt es Kübler neben einer Leistungsübertragung bis zu 120 Ampere, parallel mehrere Feldbus- und Ethernet-Kanäle störungsfrei und somit zuverlässig zu übertragen. Datenraten von 100 Megabit pro Sekunde bis hin zu einem Gigabit pro Sekunde sind möglich. Um die Zustandsüberwachung im Sinne von Condition Monitoring zu erfüllen, werden die Schleifringe optional mit integrierter Sensorik ausgestattet, die unterschiedliche Messwerte wie beispielsweise die Lebensdauer der schleifenden Kontakte erfassen.

Hintergrundinfos

Modulares Baukastensystem

  • Kübler hat einige Technologien in einem modularen Baukastensystem zusammengefasst: von kontaktierender Übertragung mit Golddraht bis hin zu Metall-Graphit-Bürsten, über kontaktlose kapazitive, induktive oder optische Übertragung, bis hin zu integrierter Sensorik oder Mediendurchführungen für Flüssigkeiten und Gase.
  • Dank dieses Baukastensystems entsteht für jeden Prozessschritt der passende Schleifring, der sich schnell und einfach installieren lässt und der für einen langen und wartungsfreien Einsatz steht.

  • Das Design jedes Schleifrings wird speziell auf den einzelnen Einsatz angepasst. Dies betrifft die Auswahl geeigneter Kontaktwerkstoffe ebenso wie die Bauform.

Dies wird heute je nach Applikation schon teilweise per LED als Erkennung in der Gesamtanlage umgesetzt. Zukünftig sollen die Schleifringe nicht nur als passive Komponente agieren, sondern auch durch Elektronik den Gerätezustand erfassen, auswerten und an die Anlagensteuerung übertragen. Dadurch lassen sich planmäßige Wartungsintervalle durchführen, welche unerwartete Stillstandzeiten reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit nicht beeinflussen.

Einsatz in der Verpackungsindustrie

Schleifring mitte, Bild: Kübler
Schleifring für Leistungs-, Signal- und Datenübertragung: Datenraten bis zu 100 Mbits, modularer Aufbau. Bild: Kübler

Auch in der Verpackungsindustrie, also in Flow-Pack-Maschinen, Abfüllanlagen und Stretch-Verpackungsmaschinen, kommen Schleifringe zum Einsatz. Der kompakte Schleifring SR060E, den die Kübler-Ingenieure speziell für Flow-Pack-Maschinen konzipiert haben, stellt sein Können dort unter Beweis. Lange Lebensdauer, einfache Reinigung und eine hohen Schutzart IP64 sind wesentliche Kennzeichen. Für Abfüllanlagen stellt Kübler unterschiedliche Schleifringe vor, die sich in den verschiedenen Produktionsschritten einer automatisierten Abfüllanlage als optimale Lösung bewährt haben. Zum Streckblasen, Abfüllen, Verschließen und Etikettieren werden die Schleifringe SR120, SR160 oder SR250H, welcher bis zu 120 Ampere Strom übertragen kann, eingesetzt. Optional können all diese Schleifringe mit Drehdurchführung zur Übertragung flüssiger und gasförmiger Medien kombiniert werden. Wegen der hohen Komplexität solcher Abfüllanlagen sind Datenübertragungsraten bis ein Gigabit pro Sekunde erforderlich. Das Aluminium- oder Edelstahlgehäuse, die hochwertigen Dichtungen sowie die hohe Schutzart bis zu IP67 der Schleifringe tragen den hohen hygienischen Ansprüchen in diesen Produktionsanlagen Rechnung.

Schleifring SR060E rechts, Bild: Kübler
Der Schleifring SR060E wurde für die Verpackungsindustrie konzipiert. Er ist wartungsarm und langlebig. Bild: Kübler

Converting-Anlagen oder zu Deutsch Folien-Verarbeitungsmaschinen genannt, sind hochdynamische Anlagen, die höchste Ansprüche an Präzision, Leistung und Datenübertragung haben. Hier werden Trägermaterialien aus Folie, Karton oder Papier verarbeitet, die in diversen Branchen eingesetzt werden. Je nach Komplexität der Anlagen kommen dabei zahlreiche elektrisch angetriebene Walzen zur Einsatz. Die Positions- und Drehzahlerfassung erfolgt hierbei über einen Drehgeber. Die Leistung- und Datenübertragung der Wicklereinheiten übernehmen Schleifringe. Durch die hohe Dynamik der Anlage entstehen beachtliche Vibrationen und Schocks, die für alle Anlagenteile eine Herausforderung darstellen, auch für die Schleifringe. In Zusammenarbeit mit einem Leitkunden hat Kübler hierfür Schleifringe entwickelt, die eine besonders hohe EMV-Beständigkeit aufweisen und parallel zahlreiche unterschiedliche Feldbus- und Ethernet-Protokolle übertragen, beispielsweise Profinet und DriveCliQ. Die Antriebe in solchen Wicklern müssen mit elektrischen Strömen bis 120 Ampere versorgt werden.

Für Anlagenhersteller und Endanwender ist nicht zuletzt die hohe Anlagenverfügbarkeit enorm wichtig. Integrierte Sensoren sind als Option im Schleifring verbaut, um Umgebungsparameter wie zum Beispiel die Temperatur zu erfassen und an die Anlagensteuerung weiterzugeben. Auch die Integration von Drehgebern ist möglich. Dadurch werden Zusatzinformationen wie die Position des Rollenwechslers erfasst und übertragen. Der Hersteller bietet somit auch in diesem Branchen-Segment passende Schleifringe für die zuverlässige Leistungs- und Datenübertragung. aru