Kupplungen unter härtesten Bedingungen

Wenn ein Förderband im Kohlebergbau nach einem (beabsichtigten oder ungeplanten) Stopp wieder anläuft, muss eine Sanftanlaufeinrichtung für einen geregelten Start sorgen. Dafür verwendet man entweder Fluidkupplungen oder frequenzgeregelte Antriebe. Auf einen Überlastschutz verzichtet man häufig – und geht damit ein großes Risiko ein. Bekannte Überlastsysteme arbeiten nicht zufriedenstellend. Diese Problematik ist den Bergbau-Unternehmen und den Anlagenbauern durchaus bewusst. Aber die bekannten Überlasteinrichtungen sind unter den extremen Einsatzbedingungen des Bergbaus entweder sehr aufwändig zu realisieren oder sie bringen spezifische Nachteile mit sich. So reagieren elektronische Überwachungseinheiten, die den Motorstrom überprüfen, immer mit einer Verzögerung, damit Spannungsspitzen nicht zum Abschalten führen. Diese eingestellten Verzögerungen würden bei einer Blockade dazu führen, dass die Antriebseinheiten zerstört werden, bevor das System anspricht. Auch die häufig eingesetzten Fluidkupplungen arbeiten bei Überlast nicht zufriedenstellend. Denn sie trennen bei Drehmomentspitzen nicht Antrieb und Abtrieb. Erst bei Überhitzung öffnet sich eine Schmelzsicherung und das überhitzte Öl tritt aus.

Als sinnvolle Alternative zu diesen Systemen bietet sich die Magnetkupplung an. Das ist eine Kupplung, die An- und Antrieb magnetisch und damit berührungslos, ohne mechanische Verbindung, koppelt. Das bietet im Überlastfall einen ganz entscheidenden Vorteil: Auch bei einer Blockade werden die maximalen Drehmomente, die die Kupplung übertragen kann, nicht überschritten. Vielmehr tritt einfach erhöhter Schlupf auf. Zudem bleibt der Motor gänzlich unbelastet, wenn die Kupplung (im übertragenen Sinne) ,,durchrutscht". Und die Magnetkupplung reagiert sofort, bevor eine Stromüberwachung reagieren kann.

Die Magnetkupplung übernimmt aber auch noch andere Aufgaben. Da der Abstand von Antrieb und Abtrieb (das heißt der Luftspalt zwischen den Magnetpaaren) über einen Stellmotor variiert werden kann, lässt sich die Magnetkupplung als ebenso einfacher wie wirkungsvoller Sanftanlauf einsetzen. Eine weitere Funktion der Magnetkopplung besteht in der wirkungsvollen Schwingungsentkopplung. Da das Drehmoment berührungslos übertragen wird, werden Eigenfrequenzen und Vibrationen nicht weitergeleitet. Antriebe, die so gekoppelt sind, lassen sich sehr schnell auch von ungeübtem Personal ausrichten und installieren. Zudem gleicht die Kupplung, wiederum wegen des berührungslosen Arbeitsprinzips, erheblich größeren Wellenversatz aus als konventionelle mechanische Antriebselemente.

Anders als bei mechanischen Kupplungen haben Staub und Schlamm keine negativen Effekte. Durch die Zentrifugalwirkung reinigt sich die Kupplung im Wesentlichen selbst, und sollte sich dennoch einmal eine Schmutzschicht auf den Magneten bilden, hat das keinen Einfluss auf die Kraftübertragung. Auch Korrosion wirkt sich nicht negativ aus. In der offenen Kupplung trocknet Feuchtigkeit schnell, und Salzrückstände führen zu keiner Beeinträchtigung der Funktion. Die Kupplung ist bauartbedingt explosionsgeschützt: Da keine elektrischen Bauteile vorhanden sind, kann nur die Erwärmung bei starken Schlupfphasen zu einer möglichen Zündquelle führen. Weil erst Temperaturen ab 150 Grad Celsius gefährlich sind, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass an der Kupplung eine zündfähige Temperatur auf-tritt.dc