Schleifringübertrager für Verpackungsmaschinen von DEUBLIN

Elektrische Schleifringe bzw. Schleifringübertrager ermöglichen die Übertragung von Leistungs- und Datenströmen von einem stationären Bauteil zu einem rotierenden, daher werden sie häufig auch „elektrische Drehdurchführungen“ genannt.

Sehr häufig werden Schleifringe bei sogenannten Runddrehern verwendet. Diese werden bei Abfüllern von Lebensmitteln oder Getränken, aber auch beim Verpacken von Baustoffen wie Zement o.ä. genutzt. Die Einsatzstellen finden sich zudem in vielen weiteren Maschinen, wie z.B. Etikettiersystemen.

Im Zuge beständig komplexerer Aufgaben in Verpackungsmaschinen und -linien bezüglich Automatisierung, Prozessvisualisierung, analoger oder digitaler Sensordaten, Zustandsbedingungen und Leistungsströme sowie der Vernetzung der Anlagen, kommt den Schleifringübertragern ein steigender Stellenwert zu.

Zwei Aspekte lassen die Datenmengen zusätzlich ansteigen:
Zum einen die Vorgaben zu Serialisierung, Rückverfolgbarkeit durch den gesamten Produktionsprozess bis in die Lieferkette.
Zum zweiten die Aufgabe, die Anlagen fit zu machen für Industrial IoT bzw. Industry 4.0.

Gefordert sind daher höhere Datenübertragungsraten bei hohen Bandbreiten sowie die Beherrschung schneller Datenprotokolle wie Ethernet.

Für Verpackungssysteme im Bestand kann das durch Nachrüstung mit passenden Schleifringübertragern oder direkt bei der Konstruktion neuer Verpackungsmaschinen, -systeme oder gesamter Linien realisiert werden.

Die Lösung dieser Aufgaben für den Verpackungssektor liegt jedoch nicht im lapidaren „ich baue dann da mal einen Schleifring ein“ – dazu ist die Materie zu komplex.

Verschiedene Faktoren aus der Anwendung fließen ein, um die passende, qualitativ hochwertige und vor allem zukunftsfähige Komponente zu finden:
Einfluss nehmen z.B. die HF-Abschirmung, die Verarbeitung von gemischten Signalen, Kontaktwiderstand sowie Betriebstemperatur, Umgebungsbedingungen hinsichtlich IP-Schutzklasse und Vibration. Und letztlich spielen das Führen weiterer Medien, wie beispielsweise Luft, und Beschränkungen im Einbauraum ebenfalls eine große Rolle.

Die elektromagnetische Störung (EMI) ist eine der größten Herausforderungen bei hohen Bandbreiten. Durch die Vernetzung mit dem Internet müssen Ethernet-Signale zusammen mit dem Strom über die Schleifringe übertragen werden. Diese Signale können sehr empfindlich auf externe elektrische Störungen reagieren.

Um darüber hinaus die Datenintegrität zu maximieren, ist das elektrische Bürstenrauschen zu beachten – eine Kennzahl für den Kontaktwiderstand eines jeden elektrischen Kanals, wenn sich der Schleifring dreht. Hinzu kommt die Qualität der Datensignalübertragung gemessen in verlorenen Paketen pro Million.

Hier bringt nun Deublin als Hersteller der klassischen Drehdurchführung als auch der Schleifringübertrager mittlerweile 70 Jahre Erfahrung ein und stellt seine neuesten Baureihen, die Serien SRC und SRD als Lösung vor.

Während SRD mit vorgegebener Kanalbelegung am Flansch und höherer Standardisierung aufwartet, womit viele Anwendungen im Verpackungssegment bereits realisiert werden können, setzt die Serie SRC auf den modularen, individualisierbaren Grundaufbau, über den variable Kanalzahlen und Durchgangspunkte ermöglicht werden.

Beide Serien können durch die Deublin Kontakttechnologie digitale und analoge Signale in beiden Drehrichtungen mit bis zu 100 Mbit übertragen. Die IP65 geschützten Gehäuse lassen den Einbau in vertikaler oder horizontaler Lage auch in schmutzigen Umgebungen zu.

Umfangreiche Optionen wie Heizwiderstand gegen Kondensation bei niedrigen Temperaturen, Verdrehsicherungen, Plug & Play-Verbindungen sowie kundenindividuell anpassbare Stecker, Flansche oder auch Kabelenden lassen Adaptionen für die Aufgaben im Verpackungsbereich zu.

Selbstverständlich gibt es auch Unterschiede bei den Schleifringserien: Bei der SRD-Serie liegen je nach Modell die Ringzahlen bei maximal 32 bzw. 66. Die SRC-Serie erreicht hingegen ihren maximalen Ausbau mit 99 Ringen.

Je nach Konfiguration von Ring und Bürsten sind hier Ströme von 1–60 A pro Ring möglich.

Infografik: Übertragungsanforderung elektrische Schleifringe

Die Grundlage der Produkte bilden dabei Baublöcke aus bewährten und qualifizierten Komponenten sowie erweiterten HF- und EMI-Techniken, um eine hohe Datenintegrität zu gewährleisten.

Übrigens: Für die Produktlinie der Schleifringübertrager gelten bei DEUBLIN die gleichen Prinzipien wie bei den klassischen Drehdurchführungen: Höchste Qualität und 100 % getestet, bevor eine Einheit in der Praxis zum Einsatz kommt.

Fazit:
Egal, ob es um den reinen Schleifringübertrager oder die Kombination mit klassischer Drehdurchführung geht, ist es immer ratsam, sich mit Fachleuten zu diesem Thema zusammenzusetzen und sich beraten zu lassen, um zukunftsfähige Lösungen zu etablieren.

Drehdurchführung SRC

Drehdurchführung SRD

Drehdurchführung SRD

Situationsdarstellung Verpackungsindustrie