2016_02_01_Für jeden Anwendungsfall die richtige Bremse

- Pressemitteilung 01.02.2016
Lösungen für individuelle Anforderungen:
Für jeden Anwendungsfall die richtige Bremse
Automatisierungslösungen sind aus Industrie und Alltag heute nicht mehr wegzudenken. Die
Mechatronik fördert ihren weiteren Ausbau und erhöht die Vielfalt der Anwendungen.
Elektromagnetische Bremsen helfen dabei, notwendige Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, um
Lasten zu halten und im Notfall sicher abbremsen zu können. Doch Bremse ist nicht gleich Bremse,
denn aus der Vielzahl der Anwendungen ergeben sich stark unterschiedliche Spezifikationen z.B.
bezüglich Drehmoment oder Abmessungen. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach applikationsspezifischen Systemlösungen auch, um bei steigendem globalen Wettbewerbsdruck einen
Technologievorsprung zu sichern. Bremsen-Hersteller, die ein breites Produktportfolio mit
Branchenkenntnis und Applikations-Knowhow kombinieren, sind dann der richtige Ansprechpartner.
Zu den am meisten verbreiteten Sicherheitsbremsen für Aufzüge, Hängebahnen, Windkraftanlagen
oder in der Medizintechnik, der Robotik und im Maschinenbau gehören Federdruck- und
Permanentmagnetbremsen
(Bild 1). Für beide Bremsentypen
gilt,
stromlosen
dass
sie
Zustand
im
ge-
schlossen sind. Es handelt
sich damit um Sicherheitsbremsen; bei Stromausfall
oder
bei
Versagen
der
Energieversorgung,
z.B.
durch
wird
Leitungsbruch,
das System sicher gehalten.
Darüber
hinaus
gibt
es
jedoch grundsätzliche Unterschiede, denn bedingt durch
ihre Funktionsweise haben
Bild 1: Sicherheitsbremsen haben die Aufgabe, bewegte Massen oder Lasten
aus der Bewegung abzubremsen bzw. im Stillstand sicher zu halten.
Typische Einsatzbereiche finden sich bei Aufzügen, Hängebahnen und Windkraftanlagen ebenso wie in der Robotik oder im Maschinenbau.
Seite 1 von 5
beide Wirkprinzipien jeweils charakteristische Eigenschaften, die sie für unterschiedliche
Einsatzbereiche prädestinieren.
Permanentmagnet- oder Federdruckbremse?
Permanentmagnetbremsen sind Haltebremsen mit Notstoppfunktion. Im unbestromten Zustand wird
der Anker bzw. der Rotor vom Permanentmagnetfeld gegen den Stator bzw. das Erregersystem
gezogen (Bild 2, links). Im bestromten Zustand entsteht ein elektromagnetisches Feld, das die
Anziehungskraft der Permanentmagnete aufhebt und so den Anker durch die Kraft der Federn
zwischen Anker und Flanschnabe vom Erregersystem löst. Die Bremse lüftet. Durch die
kraftschlüssige Verbindung zwischen Anker, Nabe und Welle ist die Permanentmagnetbremse
spielfrei. Sie überzeugen durch
höchste Drehmomente bezogen auf
die
Baugröße
einen
(Leistungsdichte),
verschleiß-
und
rest-
momentfreien Betrieb (auch beim
Motoranlauf) und kurze Schaltzeiten.
Damit
sind
Permanent-
magnetbremsen bestens geeignet
für Servomotoren, beispielsweise in
der
Handhabungstechnik
Robotik.
Eine
Funktion erfordert
und
einwandfreie
eine präzise
Luftspalteinstellung beim Einbau
der Bremse.
Bild 2: Schematische Darstellung einer Permanentmagnetbremse
(links) und einer Federdruckbremse (rechts).
Die klassische Federdruckbremse
(Bild 2, rechts) dagegen ist einfach
aufgebaut, leicht zu montieren und hat deshalb nicht zuletzt einen vergleichsweise niedrigen Preis.
Für viele Standardanwendungen ist sie somit prädestiniert, insbesondere für Applikationen, die
höchste Bremsenergien und große Bremsarbeit über die Lebensdauer erfordern. Dabei kann die
Federdruckbremse auch als Arbeitsbremse eingesetzt werden. Sie wird üblicherweise an der BLagerseite eines Elektromotors angebaut. Im unbestromten Zustand drücken Federn gegen die
Ankerscheibe der Bremse. Die Reibbeläge des Rotors, der über eine Verzahnung mit der Motorwelle
verbunden ist, werden zwischen dieser Ankerscheibe und der Anbaufläche der Bremse auf der
Seite 2 von 5
Motorrückseite eingespannt. Wird die Spule der Bremse bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, das
die Ankerscheibe anzieht und so den Rotor mit den Reibbelägen freigibt. Die Bremse lüftet.
Strategische Partnerschaften als Erfolgsgarant
Sowohl Federdruck- als auch Permanentmagnetbremsen haben ihre Berechtigung. Da bei der
Auswahl sehr unterschiedliche Aspekte zu berücksichtigen sind, sollte der Anwender auf kompetente
Beratung vertrauen. Dann ist es natürlich von Vorteil, wenn der beratende Bremsenhersteller beide
Wirkprinzipien im Programm hat und seine Kunden neutral, sprich ohne Eigeninteresse berät.
Hier kommen die Mechatronik-Spezialisten der Kendrion (Villingen) GmbH ins Spiel. Ihr fundiertes
Prozess-Knowhow in unterschiedlichsten Branchen sowie ein breitgefächertes Produktportfolio
bieten gute Voraussetzungen, um die zunehmende Nachfrage nach kundenspezifischen Systemund Integrationslösungen zu erfüllen. Die Spanne reicht von der Robotik, Fördertechnik und
allgemeinen Maschinenbauanwendungen bis hin zu Windkraftanlagen, Sicherheits- oder
Medizintechnik. Wie solche strategische Partnerschaften funktionieren und welche Ergebnisse sich
erreichen lassen, zeigen die folgenden Beispiele:
High-End-Lösung für medizinische Stativsysteme
Höchste Anforderungen an Hygiene, Sicherheit
und Zuverlässigkeit sind die wesentlichen
Merkmale,
Lösungen
denen
im
Bereich
elektromagnetische
der
Medizintechnik
gewachsen sein müssen. Das gilt auch für
Bremsen, die in diesem Bereich eingesetzt
werden. So hatte ein Anwender das Ziel, sich
mit einem neuen Stativsystem den High-EndMarkt für Operationsmikroskope zu erschließen
(Bild 3). Die an den Achsen eingesetzten
Bremsen mussten eine hohe Zuverlässigkeit
bieten, bei kompakter Bauweise teilweise sehr
hohe
Kräfte
hochgenaue
Bild 3: Neues Stativsystem für die Medizintechnik. Für
Positionierung ermöglichen und ohne Abrieb
die sichere Positionierung sorgen Permanentmagnet-
arbeiten.
Das
erzeugen,
eine
Projektteam
definierte
bremsen.
und
verifizierte diese Anforderungen, wobei es beim anschließenden Systemdesign sowohl technische
als auch wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen galt. Letztendlich fiel die Wahl dann auf
Seite 3 von 5
Permanentmagnetbremsen, deren an die Applikationsspezifikationen angepasstes Design auf einer
soliden Produktbasis beruht. Alle Anforderungen wurden in der geplanten Zeit und dem
veranschlagten Budget erfüllt; der Kunde generierte eine starke Marktposition im High-EndSegment.
Sichere Roboteranwendung
Ähnlich gestaltete sich der Ablauf bei einem Projekt in der Robotik (Bild 4). Restmoment- und
Spielfreiheit sind hier die Kernanforderungen an die eingesetzten Bremsen. Zudem sind ein hoher
Temperaturbereich und Verdrehspielfreiheit wichtig. Die Robotik entwickelt sich zunehmend weiter,
wobei auch die Bremsen Schritt halten
müssen.
Es
steht
immer
weniger
Einbauplatz zur Verfügung; gleichzeitig
sind immer höhere Drehmomente gefragt.
Die Lösung dafür sind die Permanentmagnetbremsen
der
High-Torque-Serie
von Kendrion.
Beim konventionellen Design der PMBremse
gibt
es
Grenzen,
z.B.
was
Spannungstoleranzen oder den BetriebsBild 4: Sichere Roboteranwendungen mit Permanentmagnet-
temperaturbereich anbelangt. Bei Betriebs-
bremsen der High-Torque-Serie.
temperaturen unter -5 °C beispielsweise
kann es zu Fehlfunktionen durch Überkompensation kommen, die PM-Bremse öffnet nicht mehr
zuverlässig. Mit PM-Bremsen in „High-Torque“-Technologie ist das nicht zu befürchten. Die
Grundlage liefert dafür ein völlig neuer Aufbau des magnetischen Kreises. Dieser patentierte Aufbau
führt bei Bestromung der Spule, d.h. bei geöffneter Bremse, zu einem optimierten magnetischen
Fluss. Dadurch entsteht ein höheres Drehmoment als bei konventionellen PM-Bremsen und selbst
bei Temperaturen bis -40 °C gibt es keine Fehlfunktionen. Für anspruchsvolle Anwendungen sind
die „High-Torque“-Bremsen deshalb die richtige Wahl. Das gilt nicht nur für die Robotik, sondern
auch für Outdoor-Applikationen, z.B. bei Windkraftanlagen oder im Sicherheitsbereich. Allein in die
Robotik liefert Kendrion mittlerweile ca. 100.000 High-Torque-Bremsen pro Jahr.
Steigende Anforderungen in der Aufzugstechnik
Sicherheit, Flexibilität und Dynamik sind die Kernanforderungen an Bremsen und Kupplungen im
Bereich Transport. Ein typisches Beispiel hierfür findet sich bei einem weltweit führenden Hersteller
Seite 4 von 5
von Industrie- und Baustellenaufzügen (Bild 5).
Zunächst
wurden
in
den
Standardfederdruckbremsen
Arbeitsbremsen
Applikationen
als
eingesetzt.
Halte-
und
Zunehmend
steigende Anforderungen an die Haltefunktion
erforderten
jedoch
eine
höhere
Energie-
aufnahme und einen größeren Korrosionsschutz.
Gleichzeitig
wollte
der
Hersteller
die
Variantenvielfalt reduzieren. Wieder definierte
ein Expertenteam von Kendrion zusammen mit
dem Kunden die genauen Spezifikationen. Für
die
Bremsen
beständiger
ein
Reibbelag
Bremsendesign
sämtlicher
wurde
entwickelt
unter
technischer
thermisch
sehr
und
das
Berücksichtigung
und
wirtschaftlicher
Aspekte optimiert. Schlussendlich lassen sich
nun mit wenigen Bremsenvarianten eine ganze
Reihe unterschiedlicher Aufzugsapplikationen
weltweit bedienen. Sowohl für den Anwender als
auch für den Bremsenhersteller führte diese
Bild 5: Federdruckbremsen werden bei Aufzügen als
Halte- und Arbeitsbremse eingesetzt.
Entwicklung zu einem beachtlichen Marktwachstum. Branchenknowhow kombiniert mit einem
soliden Produktportfolio als Basis für anwendungsspezifische Lösungen lieferte die Grundlage dafür.
Kendrion (Villingen) GmbH
Wilhelm-Binder-Straße 4-6
D-78048 Villingen-Schwenningen
Internet: www.kendrion.com
E-Mail: [email protected]
Ansprechpartner für Redaktionen:
Beate Hermannstädter, E-Mail: [email protected]
Telefon: +49 7721 877-1257, Fax: +49 7721 877-1350
Seite 5 von 5

Download Report