In Lagerhallen und Produktionsumgebungen sind Permanentmagnete normalerweise Teil der Elektromotoren, die zum Antrieb von Fördersystemen verwendet werden. Zunehmend werden Magnete auch für Magnetkupplungen in anspruchsvollen Teilen von Transport- und Produktionslinien eingesetzt. Zum Beispiel bei hohen Temperaturen, Druck, Vakuum oder bei der Verarbeitung von Flüssigkeiten und Chemikalien. Der Vorteil? Eine Magnetkupplung arbeitet berührungslos. Dies eröffnet allerlei interessante und überraschende Möglichkeiten.
Berührungslose Technik mit Magnetkupplungen in Produktionslinien
Magnetische Kupplungen
Berührungslose Magnetkupplungen eröffnen alle Arten von faszinierenden und unerwarteten Möglichkeiten
Berührungslose Magnetkupplungen in Förder- und Produktionslinien
Bakker Magnetics mit Sitz im Science Park Eindhoven ist seit über 50 Jahren auf die Entwicklung und Herstellung von Magnetsystemen für elektrische Antriebe spezialisiert. Diese Systeme sind weltweit in Lagern und Produktionslinien zu finden. Weniger bekannt ist jedoch das wachsende Engagement von Bakker im Bereich der Magnetkupplungen, die in denselben automatisierten Umgebungen eingesetzt werden.
Nach Ansicht des Ingenieurs beginnt sich dies zu ändern: "Die berührungslose Technologie ermöglicht eine Kraftübertragung unter kritischen Bedingungen, ohne dass eine Wandöffnung erforderlich ist. Damit entfällt das Risiko von Leckagen oder Druckverlusten. Und wenn die richtigen Magnete gewählt werden, können die Kupplungen auch unter extrem hohen Temperaturen wartungsfrei arbeiten."
“Eine kontaktlose Magnetkupplung in der Mitte der Welle löst diese Ausrichtungsprobleme in einem Arbeitsgang“
Technische Spitzenleistungen hinter jeder Kupplung
Eine Magnetkupplung besteht in der Regel aus zwei Magnetanordnungen, in der Regel aus mehreren Magneten, die sich über einen Luftspalt gegenüberstehen. Wenn sich eine Seite dreht, folgt die andere, ohne dass ein physischer Kontakt besteht. Die Magnetfelder können sogar durch eine feste Wand hindurch wirken. Magnetkupplungen gibt es zwar schon seit einiger Zeit, ihre industrielle Nutzung hat jedoch erst in jüngster Zeit an Bedeutung gewonnen.
"In der Vergangenheit haben viele Konstrukteure von Transport- und Produktionssystemen Magnetkupplungen einfach nicht in Betracht gezogen", sagt der Spezialist. "Jetzt entdecken sie die Bandbreite der Möglichkeiten. Fortschritte bei den Magnetwerkstoffen und Montagetechniken haben es uns ermöglicht, immer anspruchsvollere Anforderungen zu erfüllen und neue Anwendungsbereiche zu erschließen."
Bakker Magnetics entwickelt und fertigt Magnetkupplungen in den Niederlanden. Magnete und ausgewählte Baugruppen werden in China in einem Joint Venture mit einer der größten und modernsten Magnetfabriken des Landes hergestellt. "Wir behalten die volle Verantwortung", erklärt der Ingenieur. "Jeder Magnet, der in die Niederlande geliefert wird, wird in unserem Qualitätslabor mit Präzisionsmessgeräten geprüft. Ob Permanentmagnete, Hartferritmagnete, Neodym-Magnete, Samarium-Kobalt-Magnete oder ALNiCO-Magnete, kein einziger minderwertiger Magnet wird an unsere Kunden weitergegeben. Qualität ist immer unser oberstes Gebot."
Inspirierende Beispiele
Um das Potenzial von Magnetkupplungen zu veranschaulichen, nennt der Spezialist einige Beispiele aus der Praxis. "Nehmen wir ein Produkt, das in einem Hochtemperaturofen unter Druck verarbeitet werden muss. Das Produkt wird auf speziellen Rollen bewegt, die von Magnetkupplungen angetrieben werden, die sich außerhalb des Ofens befinden. Dies vermeidet Wärme- oder Druckverluste und ermöglicht eine wartungsfreie Lösung."
"In solchen Fällen können wir hochwertige Neodym-Magnete oder Samarium-Kobalt-Magnete (SmCo) verwenden, die ihre Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu 300 °C beibehalten", fügt der Ingenieur hinzu. Ein weiteres Szenario ist ein Mischer, der ätzende oder gefährliche Flüssigkeiten mischt. "Der Rotor wird über eine berührungslose Magnetkupplung durch eine abgedichtete Wand angetrieben, wodurch die Anlage leckagefrei und wartungsarm ist, selbst in Umgebungen mit bis zu 65 bar.
Bei einer speziellen Konstruktion, der Hysteresekupplung, wird eine Magneteinheit durch ein nicht ferromagnetisches Material wie Aluminium oder Kupfer ersetzt. "Dadurch kann die Kupplung leicht durchrutschen, so dass das Drehmoment angepasst werden kann, was ideal für Anwendungen wie Schraubsysteme für Flaschenverschlüsse ist.
“Ein weiteres Merkmal von Hysterese-Magnetkupplungen ist, dass man mit ihnen Bewegungen verlangsamen kann“
Unerwartete, aber wirkungsvolle Verwendungen
Hysterese-Magnetkupplungen funktionieren auch als Bremssysteme. "Sie werden in Achterbahnen eingesetzt, wo eine lineare Magnetbremse mit einer Aluminiumplatte zusammenwirkt und auch bei Stromausfall ein zuverlässiges Abbremsen garantiert", sagt der Spezialist. "Dieses Prinzip kann auch zu schnell laufende Gegenstände auf einem Förderband abbremsen."
Magnetische Kupplungen können sogar in Produktkomponenten integriert werden. "Nehmen Sie einen großen Industrieventilator", erklärt der Ingenieur. "Ausrichtungsfehler bei Wellen und Lagern verursachen Vibrationen, Lärm und Verschleiß. Eine zentrale Magnetkupplung beseitigt dieses Problem, selbst bei hohen Drehzahlen von bis zu 3.500 U/min. Sie reduziert auch den Wartungsaufwand, da die Lager nicht mehr ständig ausgetauscht werden müssen."
Eine skalierbare und nachhaltige Technologie
Der Spezialist sieht ein wachsendes Interesse an Magnetkupplungen: "Es handelt sich um eine hochmoderne, zukunftssichere Technologie - sicher, sauber, zuverlässig und effizient. Aber sie fliegt immer noch unter dem Radar. Ingenieure, Installateure und Entwickler müssen wissen, dass es sie gibt. Erst dann werden sie anklopfen.
Bakker Magnetics bietet keine Standardproduktpalette an, sondern konzentriert sich auf maßgeschneiderte Lösungen. "Wir entwickeln die Magnetkupplung nach den Bedürfnissen des Kunden, nicht umgekehrt", betont der Ingenieur. "Abmessungen, Kräfte, Drehmomente, extreme Umgebungsbedingungen - wir werden mit allem fertig. Wir haben Kupplungen mit Durchmessern von einem Meter und Drehmomenten von bis zu 550 Nm entwickelt."
Vom Konzept zur Umsetzung: echte Co-Kreation
"Diese Technologie ist unsere Spezialität. Wir machen die Berechnungen, führen Simulationen durch und liefern das komplette Systemwissen, vom Konzept bis zur Auslieferung", so der Spezialist. "Das ist Co-Kreation in Reinform. Das ist es, was intelligente Magnettechnik bei Bakker Magnetics bedeutet."
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