Um Linearbewegungen gerade bei schwerkraftbelasteten Achsen schnell und zuverlässig abzubremsen, sind Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip laut dem Hersteller Mayr Antriebstechnik die erste Wahl. Denn diese Bremsen erzeugen die Bremskraft durch Druckfedern und sind im energielosen Zustand geschlossen. Sichere motorische Antriebe dagegen sind zwar ebenfalls in der Lage, vertikal bewegte Lasten auch bei Ausfall der Energiezuführung bis zum Stillstand zu verzögern (SS1 Betrieb), jedoch ist ohne Energie ein anschließendes Hochhalten der Last ausgeschlossen.
Zwei bewährte Sicherheitsbremssysteme, die häufig für die Absicherung linearer Bewegungen zur Anwendung kommen, sind Bremsen, die entweder auf separate Rundstangen oder aber auf Führungsschienen wirken. Dazu gehören zum Beispiel die Roba-linearstop Bremsen (Rundstange) und die Roba-guidestop Bremsen (Führungsschiene) von Mayr Antriebstechnik. Diese Linearbremsen eignen sich besonders für den Einsatz in schwerkraftbelasteten Achsen, da sie direkt an den Massen angebracht werden, die abgebremst beziehungsweise gehalten werden sollen. Antriebselemente wie Zahnriemen, Kupplungen oder Spindelmuttern, die bei anderen Bremssystemen das Bremsmoment mitübertragen und Einfluss auf die Sicherheit haben könnten, gibt es hier nicht. Werden Linearbremsen zudem als zweite Bremseinheit zum Beispiel zusätzlich zu einer Motorbremse eingesetzt, sorgt ihr Wirkprinzip – auf eine Stange oder Schiene – außerdem für eine hochwertige Redundanz mit Ausschluss gleicher Fehler.
Wann passt welche Ausführung?
Die Einsatzbereiche für Linearbremsen sind vielfältig. Mayr Antriebstechnik bietet Linearbremsen in pneumatischer, hydraulischer und elektromagnetischer Ausführung an. Hydraulische Bremsen kommen zum Einsatz, wenn entsprechend hohe Haltekräfte benötigt werden und Hydraulik bereits vorhanden ist, beispielsweise in Werkzeugmaschinen. Die meisten Anwendungen werden heute dagegen mit pneumatischen Linearbremsen ausgestattet. Auch wenn die pneumatischen Ausführungen heute den Markt-Standard abbilden, so lässt sich doch ein klarer Trend in Richtung Elektrifizierung der Antriebe beobachten. Besonders dann, wenn auch mit den elektrischen Systemen eine entsprechende Leistungsdichte erreicht wird. Das stellt alle Komponenten, besonders auch die Sicherheitsbremsen vor neue Herausforderungen. Mayr Antriebstechnik hat mit der neuen elektromagnetischen Linearbremse Roba-linearstop ein System mit hohen Haltekräften im Portfolio, das zudem dynamisch bremsen kann und mit seinen kurzen Schaltzeiten überzeugt.
„Wir führen als einziger Hersteller elektrisch öffnende Linearbremsen, die gleichzeitig auch Sicherheitsbremsen sind“, erklärt Bernd Kees, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. Die neue Baureihe der elektromagnetischen Bremsen umfasst sechs Baugrößen mit Kräften von 70 bis 17.000 N.
Neben der Roba-linearstop-Baureihe führt der Hersteller weitere Bremslösungen zum Beispiel für Achsen mit Zahnstangenantrieb oder aber zum Anbau an Servomotoren. Das Unternehmen ist zudem in der Lage, die Bremsen für spezielle Einsatzfälle, zum Beispiel im Lebensmittelbereich, korrosionsgeschützt auszuführen.
Mehr als nur Klemmeinheiten
Die meisten auf dem Markt verfügbaren Linearbremsen fungieren als statische Klemmeinheiten und sind dafür konzipiert, die Achsen im Stillstand zu halten. Kommt es allerdings zu einem Komplettausfall des Antriebs, ist die Linearbremse auch für das sichere Verzögern der Last verantwortlich. Solche dynamischen Bremsungen treten in der Praxis immer wieder auf. Deshalb sollten Anwender dem Spezialisten zufolge bei der Auswahl darauf achten, dass die Klemmeinheiten so ausgelegt sind, dass sie auch für Notbremsungen geeignet sind. Die Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik sind auch für solche dynamischen Bremsungen ausgelegt.
Kurze Schaltzeiten über die Lebensdauer
Für die Sicherheit von Mensch und Maschine sind gerade bei vertikalen Achsen kurze Anhaltewege wichtig. Entscheidend für den Bremsweg sind dabei die Schaltzeiten der Bremse. Denn in der Zeit des freien Falls bis die Bremse schließt und die Verzögerung einsetzt, beschleunigt sich die Masse zusätzlich – unter Umständen so extrem, dass die zulässigen Werte der Bremse überschritten werden. Anwender sollten daher bei der Auswahl der Linearbremsen auf möglichst kurze, verifizierte Schaltzeiten achten – und auch darauf, dass diese Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer der Bremse eingehalten werden. Um in der jeweiligen Applikation größtmögliche Sicherheit zu erreichen und die projektierten Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten, hat Mayr Antriebstechnik die Linearbremsen mit einer Schaltzustandskontrolle ausgestattet.
Kompakte Bremse mit spielfreier Kraftübertragung
Als kompakte Bremseinheit kann die Roba-linearstop einfach, schnell und ohne aufwendige Einstellarbeiten auch in bereits bestehende Maschinen- und Anlagenkonstruktionen integriert werden. Wenn die Bremse schließt, erfolgt eine spielfreie Kraftübertragung in beide Bewegungsrichtungen. Es entsteht keine Selbstverstärkung beim Klemmen und ein Freifahren der Klemmung zum Lüften der Bremse ist nicht erforderlich.
Positionsgenaues Klemmen
Darüber hinaus zeichnen sich qualitativ hochwertige Linearbremsen wie zum Beispiel die Profilschienenbremse Roba-guidestop durch ein positionsgenaues Klemmen aus. Dies bringt gerade in Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren weitere Vorteile: Die zusätzliche Versteifung der NC-Achse erhöht die Prozessgenauigkeit, steigert die Zerspanleistung und kann beispielsweise bei der Schwerzerspanung weitere technologische Vorteile bringen. Die Bearbeitung ist schwingungsärmer und dadurch kann die Oberflächengüte des Werkstücks verbessert werden.
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