Wer bremst, gewinnt

Schwerpunkt: Antriebstechnik

Bremsen – Wenn es um die richtige Bremse geht, möchte Kendrion als Spezialist auf diesem Gebiet die richtige Lösung für die jeweiligen individuellen Anforderungen in einer Anwendung bieten.

18. März 2016

Obwohl sie eigentlich das Gegenteil tun, gehören elektromagnetische Bremsen unverbrüchlich zur Antriebstechnik dazu. Das gilt vor allem in Zeiten fortschreitender Automatisierung in Industrie und Alltag. Sie helfen dabei, notwendige Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, Lasten zu fixieren und im Notfall sicher anzuhalten. Aus der Vielzahl der Bremsenvarianten kristallisieren sich Federdruckbremsen und Permanentmagnetbremsen (PM) als sehr weit verbreitet in Aufzügen, Hängebahnen, Windkraftanlagen, der Medizintechnik, Robotik oder im Maschinenbau heraus.

Für beide Bremsentypen gilt, dass sie im stromlosen Zustand geschlossen sind. Es handelt sich also um Sicherheitsbremsen, bei Stromausfall oder Versagen der Energieversorgung wird das System sicher gehalten. Aber beide Wirkprinzipien haben bedingt durch ihre Funktionsweise charakteristische Eigenschaften und unterschiedliche Einsatzbereiche.

Hier in jeder Anwendung die richtige Lösung zu finden, ist das Spielfeld des Bremsenspezialisten Kendrion (Villingen). »Im Laufe der Jahre konnten wir im Unternehmen ein fundiertes Prozess-Know-how in unterschiedlichsten Branchen aufbauen«, sagt Julia Kramer, die als Key Account Manager die Kunden bei der Wahl der optimalen Lösung unterstützt. »Daraus entstanden ist ein breitgefächertes Produktportfolio und damit eine gute Voraussetzung, um die zunehmende Nachfrage nach kundenspezifischen System- und Integrationslösungen zu erfüllen.« So entwickeln sich je nach Projekt und Einsatzbereich strategische Partnerschaften, um ein optimales Ergebnis zu erreichen.

Harte Bedingungen

Im Bereich der Medizintechnik etwa herrschen sehr hohe Anforderungen an Hygiene, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Diese Merkmalen müssen elektromagnetische Bremsen erfüllen. So hatte ein Anwender das Ziel, sich mit einem neuen Stativsystem den High-End-Markt für Operationsmikroskope zu erschließen.

Die an den Achsen eingesetzten Bremsen mussten eine hohe Zuverlässigkeit bieten, bei kompakter Bauweise teilweise sehr hohe Kräfte erzeugen, eine hochgenaue Positionierung ermöglichen und ohne Abrieb arbeiten.

Das Projektteam definierte und verifizierte diese Anforderungen, wobei es beim anschließenden Systemdesign sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen galt. »Letztendlich fiel die Wahl des Anwenders auf Permanentmagnetbremsen von Kendrion«, erzählt Julia Kramer.

»Das Design der Lösung wurde an die Spezifikationen in der Applikation angepasst und beruht auf einer soliden Produktbasis. So ließen sich alle Anforderungen in der geplanten Zeit und mit dem veranschlagten Budget erfüllen, und der Kunde konnte sich die erwartete Marktposition erarbeiten.«

Ähnlich gestaltete sich der Ablauf bei einem Projekt in der Robotik. 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 aber immer höhere Drehmomente gefragt.

»Die Lösung waren unsere Permanentmagnetbremsen aus der High-Torque-Serie«, sagt Julia Kramer. »Denn beim konventionellen Design dieses Bremsentyps gibt es Grenzen, was Spannungstoleranzen oder den Betriebstemperaturbereich anbelangt«, nennt sie ein häufig auftretendes Problem.

Keine Fehlfunktionen

Bei Betriebstemperaturen unter 5 Grad Celsius beispielsweise könne es zu Fehlfunktionen durch Überkompensation kommen, die PM-Bremse öffnet nicht mehr zuverlässig. Mit High-Torque-Ausführungen sei das aber nicht mehr zu befürchten. Die Grundlage dafür liefert ein völlig neuer und patentierter Aufbau des magnetischen Kreises, der bei Bestromung der Spule, also bei geöffneter Bremse, zu einem optimierten magnetischen Fluss führt. Dadurch entsteht ein höheres Drehmoment als bei konventionellen PM-Bremsen und selbst bei Temperaturen bis 40 Grad Celsius gibt es keine Fehlfunktionen.

Für anspruchsvolle Anwendungen sind High-Torque-Bremsen deshalb die richtige Wahl. »Das gilt nicht nur für die Robotik, sondern auch für Outdoor-Applikationen wie Windkraftanlagen oder im Sicherheitsbereich«, erläutert Julia Kramer. »Doch allein in die Robotik liefert Kendrion mittlerweile ungefähr 100.000 High-Torque-Bremsen pro Jahr.«

In der Praxis bewährt

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 von Industrie- und Baustellenaufzügen. Zunächst wurden in den Applikationen Standardfederdruckbremsen als Halte- und Arbeitsbremsen eingesetzt. Zunehmend steigende Anforderungen an die Haltefunktion erforderten jedoch eine höhere Energieaufnahme 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 wurde ein thermisch sehr beständiger Reibbelag entwickelt und das Bremsendesign unter Berücksichtigung sämtlicher technischer und wirtschaftlicher Aspekte optimiert.

Dazu resümiert Julia Kramer: »Schlussendlich kann der Kunde jetzt mit wenigen Bremsenvarianten viele unterschiedliche Aufzugsapplikationen weltweit bedienen.« Sowohl für ihn als auch für Kendrion als Bremsenhersteller führte diese Entwicklung zu einem beachtlichen Marktwachstum. mk

Erschienen in Ausgabe: 02/2016