Kombinierte Drehübertrager »Schleifringe« für Flüssigkeiten und Gase

Kombinierte Drehübertrager bringen nicht nur elektrische Signale und Strom auf sich drehende Strukturen, sondern auch Flüssigkeiten und Gase.

Schleifringe können elektrische Signale und elektrische Leistung von einer festen auf eine mobile oder sich drehende Struktur übertragen. Soll dies jedoch auch für flüssige oder gasförmige Substanzen geschehen, sind ausgefeiltere Lösungen nötig, beispielsweise kombinierte Drehübertrager.

Schleifringe bestehen aus einem außen liegenden Stator, der in der Regel feststeht, sowie einem innen liegenden Rotor. Der ständige leitende Kontakt kommt während der Rotation durch Edelmetallbürsten im Stator zustande, die auf Edelmetallringen am Rotor schleifen. Dabei erreichen Schleifringe eine Lebensdauer von vielen Millionen Umdrehungen. Doch in einigen Anwendungen müssen auf den rotierenden Teil auch Flüssigkeiten oder Gase übertragen werden. Was dann? 

Mit seinen kombinierten Drehübertragern und Drehverbindern (auch unter den Begriffen kombinierter Schleifring, elektrischer Drehverbinder und Flüssigkeitsdrehverbinder bzw. Flüssigkeitsdrehübertrager bekannt) bietet die Firma Servotecnica entsprechende Lösungen. Die kombinierten Drehübertrager respektive Drehverbinder werden von Servotecnica selbst produziert und vertrieben. Die integrierten Flüssigkeitsverbinder stammen dagegen vom US-Partner DSTI. Zur Übertragung können mehrere Durchgänge vorhanden sein. Je nach Flüssigkeit oder Gas werden für jede Anwendung entsprechende Dichtungsmaterialien verwendet.

Ein Beispiel für Anwendungen mit kombinierten Drehübertragern sind Kabeltrommeln für Offshore-Anwendungen. Je nach Einsatzzweck müssen diese elektrische Leistung, Signale und Daten von der rotierenden Trommel auf den stehenden Teil übertragen. Oft werden dabei faseroptische Leitungen eingesetzt. Bei komplexeren Kabeltrommeln, wie sie beispielsweise in Containerhäfen oder auf Ölplattformen die Regel sind, müssen neben den elektrischen Signalen auch Gase und Fluide transportiert werden. Hier werden die speziell dafür konstruierten Drehübertrager verwendet, die mit Schleifringen zu einer kompakten Einheit kombiniert sind, je nach Bedarf auch nach ATEX-zertifiziert.

Ein weiteres, sehr anspruchsvolles Anwendungsbeispiel sind Abfüllanlagen für Lebensmittel, Getränke oder pharmazeutische Produkte in einer sterilen Umgebung. Hier sind gewisse Grundvoraussetzungen wie Widerstandsfähigkeit gegenüber Reinigungsmitteln oder eine hohe Dichtigkeit zu erfüllen. In Getränkeabfüllanlagen ermöglichen es die kombinierten Drehübertrager, die Flaschen mit Spülmitteln und Wasser zu reinigen, mit Druckluft auszublasen sowie mit den entsprechenden Flüssigkeiten neu zu befüllen. Gleichzeitig müssen zur Überwachung der Prozesse die Daten verschiedener Sensoren weitergegeben werden. 

Breites Spektrum

Die einfachste Lösung von Servotecnica ist die Ausführung SVTS C 05 mit einem einzelnen Luftdurchgang von 6 mm beziehungsweise 10 mm (Bild 1). Der elektrische Teil des Drehübertragers kann sowohl Leistung (bis zu 15 A und bis zu 24 Durchgänge) als auch Digital- und/oder Analogsignale oder Feldbusse übertragen. 

Ist eine größere Anzahl von Luftdurchgängen mit Drücken bis 40 bar gefordert, empfiehlt sich die Kombination des pneumatischen Übertragers LT mit einem der elektrischen Schleifringe vom Typ SVTS A. Die Ausführung LT21241 bietet 24 Luftdurchgänge und 56 elektrische Leistungssignale und/oder Signale einschließlich Feldbussen.

Bei sehr hohem Gasdruck und kleinem Bauraum passt die Baureihe SE mit zwei bis 24 Durchgängen in sieben Abstufungen. Dabei werden bis zu 512 bar bei 300 U/min erreicht. Für größere Geschwindigkeiten bis zu 500 U/min und Drücken von bis zu 512 bar sind die Flüssigkeitsdrehverbinder der Serie GP mit zwei bis zwölf Durchgängen mit Anschlüssen bis 1 Zoll geeignet.

Für Lösungen, bei denen sowohl Luftdurchgänge als auch Flüssigkeitsdurchgänge notwendig sind, eignet sich die Serie GPS mit Stahlgehäuse. Bei der Ausführung GPS-301-12 sind bis zu zwölf Durchgänge mit Drücken von bis zu 512 bar möglich – immer vorausgesetzt, dass sie mit einem elektrischen Schleifring oder Drehübertrager kombinierbar ist, der die Übertragung der Leistung, Signale und Feldbusse erlaubt.