Berührungslose Technik
mit Magnetkupplungen
in Produktionslinien

Niels van Beek | Sales Engineer

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.

“Der Vorteil? Eine Magnetkupplung arbeitet berührungslos. Dies eröffnet allerlei interessante und überraschende Möglichkeiten”

Bakker Magnetics im Sciencepark Eindhoven ist seit 50 Jahren Spezialist für die Entwicklung und Produktion von magnetischen Baugruppen für elektrische Antriebe. Die Elektromotoren mit magnetischen Baugruppen werden weltweit in unzähligen Lagern und Produktionslinien eingesetzt. Der Einsatz von Bakkers Magnetkupplungen in diesen automatisierten Umgebungen ist viel weniger bekannt. Dies wird sich jedoch schnell ändern, sagt Vertriebsingenieur Niels van Beek von Bakker Magnetics: “Die berührungslose Technologie ermöglicht es, Kräfte unter kritischen Bedingungen zu übertragen, ohne dass ein Durchgang in einer Wand erforderlich ist. Es besteht also keine Gefahr von Leckagen oder Druckverlust. Außerdem ist eine Magnetkupplung wartungsfrei und kann mit den richtigen Magneten sehr hohen Temperaturen standhalten”.

Möglichkeiten entdecken

Eine Magnetkupplung besteht im Wesentlichen aus zwei einander gegenüberliegenden Magneten – in der Regel eine Konfiguration aus mehreren Magneten – mit einem Luftspalt zwischen den beiden. Wenn sich ein Magnet dreht, dreht sich der zweite mit ihm.

“Eine kontaktlose Magnetkupplung in der Mitte der Welle löst diese Ausrichtungsprobleme in einem Arbeitsgang

Es gibt also keinen Kontakt zwischen den beiden Magneten, und die Magnetfelder wirken auch durch eine geschlossene Wand hindurch. Obwohl es die Technik der Magnetkupplung schon lange gibt, hat ihre industrielle Nutzung erst in den letzten Jahren zugenommen. Viele Entwickler und Installateure von Transport- und Produktionslinien dachten vorher nicht an Magnetkupplungen. Sie beginnen nun, die Möglichkeiten zu entdecken”, sagt Niels. Darüber hinaus ermöglichen uns neue magnetische Abstufungen und Befestigungsmethoden, den immer höheren Anforderungen gerecht zu werden. Infolgedessen nehmen auch die Anwendungsbereiche zu”. Bakker Magnetics entwickelt und produziert die Magnetkupplungen in den Niederlanden. Die Magnete selbst und einige Serienbaugruppen werden in China durch ein Joint-Venture mit einer der größten und fortschrittlichsten Magnetfabriken Chinas hergestellt. Aber wir bleiben selbst verantwortlich. Deshalb überprüfen wir in unserem Qualitätslabor jeden Magneten, der aus China an Bakker Magnetics in den Niederlanden geliefert wird, mit extrem genauen Messgeräten. Kein fehlerhafter Magnet geht zum Kunden. Bakker Magnetics steht für höchste Qualität. Immer’, sagt Niels.

Inspirierende Beispiele

Um zu erfahren, was Magnetkupplungen leisten können, nennt Niels einige Beispiele für diese Technologie in anspruchsvollen Situationen: “Angenommen, ein Produkt muss in einem Ofen bearbeitet werden. Dies geschieht unter sehr hohem Druck und hoher Temperatur. Wegen der Hitze kann das Produkt nur auf speziellen Rollen durch den Ofen bewegt werden. Jede Rolle wird durch eine Magnetkupplung von außerhalb des Ofens berührungslos angetrieben. So gibt es keinen Druck- oder Temperaturverlust und das System ist wartungsfrei. Für die Magnete in der Magnetkupplung entscheiden wir uns zum Beispiel für hochwertige Neodym-Magnete oder sogar Samarium-Kobalt (SmCo)-Magnete, die bis 300°C beständig sind und ihre magnetische Wirkung behalten. Ein weiteres Beispiel ist eine Produktionslinie mit einem großen Mischer, der korrosive Chemikalien oder gefährliche Flüssigkeiten mischt. Auch hier wollen Sie keine Leckagen und möglichst wenig Wartung. Der Rotor des Mischers wird berührungslos, d.h. ohne Wanddurchsatz, angetrieben. Wir können dies in einer Umgebung mit bis zu 65 bar tun. Eine Sonderausführung einer Magnetkupplung ist die Hysteresekupplung. Hier wurde eine der beiden magnetischen Konfigurationen durch Aluminium oder Kupfer ersetzt. Dies sind Nichteisenwerkstoffe, die sich ferromagnetisch verhalten. Dies gibt der Kupplung die Möglichkeit zu rutschen. So können Sie ein bestimmtes Drehmoment, eine maximale Kraft, mit der die Aktion ausgeführt wird, festlegen. Ideal, zum Beispiel in einer Produktionslinie zum Verschließen eines Flaschenverschlusses”.

“Ein weiteres Merkmal von Hysterese-Magnetkupplungen ist, dass man mit ihnen Bewegungen verlangsamen kann

Unerwartete Anwendungen

Ein weiteres Merkmal von Hysterese-Magnetkupplungen ist, dass man mit ihnen Bewegungen verlangsamen kann, sagt Niels: “In Achterbahnen werden Hysterese-Magnetkupplungen verwendet: eine lineare Magnetbremse und eine Aluminiumplatte. Es funktioniert immer, auch bei einem Stromausfall. Dasselbe Prinzip eignet sich auch für das Abbremsen an bestimmten Punkten auf einem Förderband in einem Lagerhaus. Darüber hinaus können Magnetkupplungen in den Produkten selbst verwendet werden. Zum Beispiel in einem großen Industrieantrieb für einen Ventilator. Weil die Wellen und Lager in einem solchen Ventilator in der Regel nicht perfekt ausgerichtet sind oder weil sie sich mit der Zeit abnutzen, entstehen Vibrationen, Geräusche und Fehlfunktionen. Eine kontaktlose Magnetkupplung in der Mitte der Welle löst diese Ausrichtungsprobleme in einem Arbeitsgang. Wir können eine solche Kupplung für sehr hohe Drehzahlen bis zu 3500 U/min realisieren. Die Lösung stellt auch sicher, dass die Wartungstechniker nicht den ganzen Tag lang Lager austauschen müssen”.

Anpassung und Innovation

Laut Niels findet die Magnetkupplung immer mehr Anklang: “Es ist eine schöne, zukunftsorientierte Technologie mit vielen Vorteilen für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit. Es ist auch eine saubere Technologie: langlebig und berührungslos. Aber sie muss noch bekannter werden. Ingenieure, Installateure und Produktentwickler müssen wissen, dass diese Technologie existiert. Nur dann werden sie wissen, wo sie uns finden können. Niels lädt deshalb alle ein, die eine gute Idee mit Magnetkupplungen haben. Außerdem bietet er ihnen etwas, was viele andere nicht können: “Wir liefern kein Standardsortiment, sondern eine kundenspezifische Anpassung, so dass die Magnetkupplung dem Design des Kunden entspricht und nicht umgekehrt. Abmessungen, Leistung, Drehmoment, anspruchsvolle Bedingungen. Alles ist möglich. Selbst eine Magnetkupplung mit einem Durchmesser von einem Meter oder einem Drehmoment von bis zu 550 Nm. Wir sind Spezialisten in dieser Technologie. Wir führen Berechnungen und Simulationen durch und sind ein Wissenssystempartner von A bis Z. Auf diese Weise liefern wir eine massgeschneiderte Gesamtlösung. Für Kunden, die mit uns etwas Neues, Überraschendes und vor allem etwas Besseres realisieren möchten. Echte Co-Kreation. Das ist intelligente Magnettechnik von Bakker Magnetics’.

Bakker Magnetics MTA
Niels van Beek | Sales Engineer - magnetic couplings in production lines

Kontakt Niels van Beek

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Mit freundlichen Grüßen, Niels

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