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Aktuelles über die Bremse

Sicherheitsbremse, Permanentmagnet, Federdruck, Dämpfer, Rotationsbremse

mayr0713Fachartikel

EMO Halle 25, Stand B17

Mayr Antriebstechnik präsentiert für den Einsatz in Servomotoren eine Alternative zu Permanentmagnetbremsen (PMB): Die neue federdruckbetätigte Sicherheitsbremse „ROBA-servostop“ funktioniert nach dem sogenannten „Fail-safe“-Prinzip und bietet damit auch bei Stromausfall oder Not-Aus größtmögliche Sicherheit. So ist sie beispielsweise prädestiniert für den Einsatz in schwerkraftbelasteten Achsen von Werkzeugmaschinen, Handlingportalen oder Montageeinrichtungen.



Üblicherweise werden Servomotoren mit PMB ausgestattet. Sie sind relativ kostengünstig und leistungsdicht. Mittlerweile schwindet allerdings der Kostenvorteil, weil die Magnetwerkstoffe sehr teuer geworden sind. Daher sieht der Antriebsspezialist nun gute Chancen für die Federdruckbremse. Sie ist unempfindlicher als die PMB, denn bei den heute oft erreichten sehr hohen Temperaturen im Motor von 120 °C und mehr können die Permanentmagnete Magnetkraft verlieren, was zum Abfall des Bremsmomentes führt.

Die federdruckbetätigte Sicherheitsbremse ist PMB auch konstruktionsbedingt überlegen: Beim Abbremsen aus der Bewegung entsteht durch die Paarung Eisen-Eisen und Eisen-Reibbelag eine Mischreibung. Für diese Reibpaarung sind zum Teil starke Reibwertschwankungen und geringe zulässige Reibarbeiten sowie Reibleistungen typisch. Bei statischen Bremsungen ist dies unproblematisch, weil die Haltebremse bei stehendem Antrieb einfällt.Bei dynamischen Not-Ausbremsungen aus voller Geschwindigkeit hingegen sieht es anders aus: Reibwertschwankungen wirken sich hier direkt auf die Höhe des Bremsmomentes aus. Zudem sind PMB nicht für hohe Reibarbeiten ausgelegt und eine Beschädigung bis hin zum Totalausfall der Bremse ist möglich.

Bei der geschlossenen federdruckbetätigten Sicherheitsbremse wird der Rotor mit den Reibbelägen zwischen Ankerscheibe und Bremsplatte festgehalten. Bestromt man die eingebaute Magnetspule, zieht das Magnetfeld die Ankerscheibe gegen die Kraft der Federn an den Spulenträger und lüftet so die Bremse. Durch dieses Fail-safe-Prinzip funktioniert die Servobremse sicher und zuverlässig.

Außerdem eignet sich die ROBA-servostop für den Einsatz unter Umgebungstemperaturen bis zu 120 °C. Die hohe Temperaturbeständigkeit wird möglich, weil das Bremsmoment von organischen Spezialreibbelägen erzeugt wird. Diese temperaturfesten Beläge haben einen hohen, gleichmäßigen Reibungskoeffizienten.

Die ROBA-servostop gestattet eine Verzehnfachung der Lastmassenverhältnisse: Normalerweise werden bei Servoantrieben zugunsten guter Regeleigenschaften und hoher Dynamik Lastmassenverhältnisse von Last zu Motor in der Größenordnung 3:1 oder kleiner gewählt. Die ROBA-servostop gestattet durch ihre hohen zulässigen Reibarbeiten und Reibleistungen Lastmassenverhältnisse von 30:1 und mehr. Während Permanentmagnetbremsen bei solchen Bedingungen zum „Fressen“ neigen und damit möglicherweise einen starken Anstieg des Bremsmomentes verursachen, werden mit der ROBA-servostop mögliche Schäden im Antriebsstrang vermieden.

Geringer Verschleiß und einfache Montage

Bei der Entwicklung der Bremsmoment erzeugenden Bauteile und allen anderen an der Übertragung beteiligten Komponenten haben die Ingenieure auf eine hohe Leistungsfähigkeit und einen geringen Verschleiß geachtet. Zudem erleichtert die einfache und robuste Konstruktion der ROBA-servostop die Montage erheblich. Der Betriebsluftspalt muss nicht eingestellt werden und eine genaue axiale Positionierung auf der Motorwelle ist unnötig. Die Bremse arbeitet immer exakt und zuverlässig mit gleichbleibendem Luftspalt und wird nicht von Lagerspiel und Temperaturausdehnungen beeinflusst. So ist auch der Montageaufwand wesentlich geringer als bei Permanentmagnetbremsen. Montagefehler sind nahezu ausgeschlossen.

Werden Servobremsen im A-Lagerschild des Motors eingebaut, haben Temperaturdehnungen keinen gravierenden Einfluss, weil hier das Festlager sitzt. Befindet sich die Bremse am B-Lagerschild des Motors, verändert sich bei Temperaturveränderungen die Position des auf der Welle sitzenden Bremsenteils zu dem Teil der Bremse, der am Lagerschild befestigt ist. Das kann beispielsweise bei einer PMB den Arbeitsluftspalt in der Bremse unzulässig verändern. Die ROBA-servostop lässt sich ohne Einschränkung auch in der B-Lagerseite des Motors integrieren, da Temperaturdehnungen und Lagerspiel keinen negativen Einfluss auf Funktion und Zuverlässigkeit der Bremse ausüben.


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