Für viele Verarbeitungsprozesse mit Bahnspannungsregelung und Drehmomenteinstellung, die in einer staubfreien Umgebung durchgeführt werden müssen, sind Magnetteilchenkupplungen die ideale Lösung. Magnetteilchenkupplungen sind wegen ihres breiten Betriebsdrehmomentbereichs besonders für die Bahnspannungsregelung geeignet. Trotz ihrer einfachen Bauweise und ihres problemlosen Betriebs erhält man mit ihnen eine äußerst genaue Drehmomentregelung mit einem linearen Drehmoment-Stromspannungs-Verhältnis.
Nachstehend behandeln wir die Vorteile und Arbeitsweise der Magnetteilchenkupplung.
Arbeitsweise der Magnetteilchenkupplung?
Magnetteilchenkupplungen benutzen den Strom eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung einer Reibung zwischen den Teilchen mit einer entsprechenden Leistungsübertragung. In den Kupplungen gibt es keine Reibungsscheibe, sondern man hat nur zwei rotierende Scheiben. Die eine sitzt am Antrieb und die andere an der angetriebenen Welle. Der Raum zwischen diesen Scheiben ist mit Magnetteilchen gefüllt, normalerweise in Öl suspendiert aber auch in einem feinen Graphitpulver.
Bei einem Stromdurchgang durch die aufgeladenen Teilchen entsteht ein magnetisches Feld, das die Teilchen in Form einer Kette und somit auch die zwei Scheiben miteinander verbindet. Die Stärke dieser Verbindung ist vom Stromdurchgang abhängig und steigt mit der Stromspannung an. Die elektrisch aufgeladenen Teilchen erzeugen die Reibung innerhalb der Kupplung und ersetzen die bei anderen Kupplungen benutzten Reibungsscheiben.
Wird der Strom zur Kupplung ausgeschaltet, kann sich die angetriebene Scheibe frei drehen, jedoch wird noch ein gewisses Drehmoment übertragen, da die Teilchen in der Kupplung noch teilweise magnetisch aufgeladen sind.
Vorteile der Magnetteilchenkupplung
Ähnlich wie bei der elektromechanischen Kupplung besteht eine nahezu linearer Zusammenhang zwischen Stromspannung und Drehmoment mit einem sehr schnellen Ansprechverhalten der Kupplung. Mit einer Magnetteilchenkupplung kann man das Drehmoment sehr präzise regeln und sie ist daher zu einer gängigen Lösung für die Bahnspannungsregelung geworden wie z.B. beim Bahnspannungsabbau, der Drahtwicklung oder für die Bahnspannungsregelung für Folien und Filme
Zusätzlich zu ihrer Genauigkeit hat sie auch ein schnelles Ansprechverhalten.
Hier einige weitere Vorteile der Magnetteilchenkupplung:
- Keine Staubentwicklung – ideal für Reinraumbedingungen
- Lange, wartungsfreie Lebensdauer
- Einfacher Einbau
- Großer Drehmomentbereich
- Zuverlässiges, wiederholbares, präzises und ruckfreies Betriebsverhalten
- Ruckfreie Starts und Stopps
- Geräuschloser Betrieb
- Geringer Energieverbrauch
- Kompakte, raumsparende Einheiten
- Lineares und proportional zum Strom abhängiges Drehmoment
- Von der Drehzahl unabhängiges Drehmoment
- Kostengünstige Lösung für Systeme mit veränderlichem Drehmoment
Nachteile der Magnetteilchenkupplung
Magnetteilchenkupplungen sind normalerweise geringfügig teurer als andere Kupplungsarten, ihr wesentlicher Nachteil ist jedoch die von ihnen erzeugte Wärme. Da Magnetteilchenkupplungen bei Bahnspannungsregelungen mit häufigen Drehmomentwechseln eingesetzt werden, wird durch die häufige Reibung innerhalb der Kupplung eine erhebliche Wärme erzeugt. Durch diese sehr hohe Temperatur leidet das Magnetverhalten der Teilchen und die Leistung der Kupplung sinkt.
Für eine richtige Größenauslegung einer Magnetteilchenkupplung müssen daher sowohl die Wärmeentwicklung als auch das erforderliche Drehmomentverhalten bei infrage kommenden Anwendungen berücksichtig werden.
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