Slipset-Kupplung von Voith, Bild: Voith

Die Slipset-Kupplung von Voith ist ausgelegt, um im Fall einer Überlastsituation zu rutschen und so eine kontinuierliche Produktion sicherzustellen. Bild: Voith

Bei der Zerkleinerung von abgebautem Gestein und sonstigen Materialien stellen nicht zerkleinerbare Objekte ein ernstes Risiko für den Produktionsprozess und die installierten Systeme dar. Zur Begrenzung von Drehmomentbelastungen ohne gleichzeitige Betriebsunterbrechung hat Voith seine Slipset-Kupplung so ausgelegt, dass im Fall von Überlastsituationen diese vorübergehend durchrutscht und somit als Stoßdämpfer wirkt. Das jüngst von Voith entwickelte Kupplungsüberwachungssystem CMS 310 bietet zusätzliche Vorteile, indem es Statusinformationen in Echtzeit und Leistungsanalysen zur Verfügung stellt. Diese können in einer speziellen Webschnittstelle oder auf einem HMI-Panel dargestellt, sowie in ein bestehendes Überwachungssystem integriert werden.

Zu harte oder zu große Teile, die in der Brechkammer oder zwischen den Walzen steckenbleiben, können zum Stillstand des Systems führen. Da der Motor und die Eigendynamik des Antriebssystems weiterhin Drehmomente liefern, überhitzt die sich daraus ergebende Überlastung den Motor oder führt zum Versagen des Antriebssystems. Zur Vermeidung von kostenintensiven Reparaturen beziehungsweise Stillständen können Riemenantriebe durch Direktantriebe ersetzt werden, die mit einer integrierten drehmomentbegrenzenden Kupplung geschützt sind.

Dauerbetrieb trotz regelmäßiger Drehmomentspitzen

Die Kupplungen bestehen aus einer doppelwandigen Hohlmuffe, wobei Reibung durch unter Druck stehendem Hydrauliköl erzeugt wird. Bei Drehmomentspitzen, die die voreingestellte Drehmomentbegrenzung überschreiten, löst die Kupplung unmittelbar die Schlupffunktion aus und schützt das System so vor höheren Belastungen. Dauert die Blockierung länger an, rutscht die Kupplung weiter bis die Rotationsenergie vollständig absorbiert ist. Sobald der Antrieb gestoppt wurde, kann die Blockierung entfernt werden. Der Auslösepunkt für die Schlupffunktion kann bei einer Skala von einem bis 20.000 Kilonewtonmetern auf 50 bis 100 Prozent der Maximalbelastung eingestellt werden.

Monitoring des Antriebsstrangs und der Kupplung in Echtzeit

Da die Schlupffunktion des Slipset das Eingangsmoment vom Abtriebsdrehmoment des Antriebsstrangs trennt, ermöglicht es eine detaillierte Überwachung der Kupplung und der damit verbundenen Kräfte. Das SPS-basierte Kupplungsüberwachungssystem CMS 310 wurde entwickelt, um die Produktintelligenz zu steigern und eine unterbrechungsfreie Leistungsüberwachung zu ermöglichen. Das System basiert auf der Kalkulation der Eingangsgröße der drehmomentbegrenzenden Kupplung und den Ausgangsdrehstellungen. Die Messungen werden dabei von Induktivgebern vorgenommen, die auf jeder Seite angebracht sind. Mit dem Durchrutschen der Kupplung stellt sich eine Pulsdifferenz zwischen den Sensoren ein. Die Differenz im Hinblick auf die relative Position wird festgehalten und in Echtzeit zum Schwimmwinkel neu berechnet.

Bei Eintritt eines Schlupfereignisses informiert das CMS den Betreiber über eine Webschnittstelle oder ein optionales HMI-Panel für geschlossene Systeme. Je nach Informationslage kann der Betreiber dann entweder die Leistungsaufnahme oder die Materialzufuhr anpassen oder einen kontrollierten Stillstand einleiten. Dadurch wird die Maximalleistung der Brechmaschine gewährleistet, da der Betreiber die Motorleistung auf die volle Kapazität der Maschine anpassen kann.

Integration der Kupplung in bestehende Überwachungssysteme

Der verwendete Profinet-Kommunikationsstandard vereinfacht die individuelle Integration relevanter Daten aus dem Voith-CMS in bestehende Überwachungssysteme. Spezielle Überwachungsaktionen sind deshalb nicht erforderlich – zusätzlich kann man jedoch standardmäßig für eingehende Analysen auf das Verlaufsprotokoll zugreifen, sowie auf Produkteinstellungen und Produktinformationen in der Webschnittstelle.

Da das CMS von Voith auch die Anzahl und Dauer der Schlupfereignisse der Kupplung aufzeichnet, lässt sich zugleich auch anstehender Wartungsbedarf proaktiv abbilden. Die Kupplungswartung kann so zeitlich auf Instandsetzungsarbeiten für andere Komponenten abgestimmt werden, wodurch nicht nur ungeplanten Stillständen vorgebeugt wird, sondern auch geplante Stillstände reduziert werden. jl