Um Linearbewegungen gerade bei schwerkraftbelasteten Achsen schnell und zuverlässig abzubremsen, sind Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip 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 mit übertragen und Einfluss auf die Sicherheit haben könnten, gibt es hier nicht. Werden Linearbremsen zudem als zweite Bremseinheit etwa zusätzlich zu einer Motorbremse eingesetzt, sorgt ihr Wirkprinzip – auf eine Stange oder Schiene – außerdem für eine hochwertige Redundanz mit Ausschluss gleicher Fehler.
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. Allerdings können sich Personen auch während der Inbetriebnahme, der Wartung oder sogar während des Produktionsprozesses unter schwebenden Lasten aufhalten, ohne dass zuvor die Lastübergabe auf die mechanische Linearbremse erfolgt ist. Kommt es in diesen Betriebszuständen zu einem Komplettausfall des Antriebs, ist die Linearbremse allein für das sichere Verzögern der Last verantwortlich.
Solche dynamischen Bremsungen treten in der Praxis immer wieder auf. Deshalb sollten Anwender bei der Auswahl darauf achten, dass die Klemmeinheiten so ausgelegt sind, dass sie auch für Notbremsungen geeignet sind. Mayr Antriebstechnik unterzieht die Einheiten auf einem eigens für Linearbremsen konzipierten Fallprüfstand dynamischen Tests. Dieser ermöglicht es, unterschiedliche Gewichte, die sogenannten Lastmassen, auf unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten zu beschleunigen und die Lastmassen anschließend zu verzögern. So lassen sich die Einflussfaktoren praxisnah bestimmen. Denn nur Produkte, die unter realistischen Bedingungen getestet wurden, erfüllen hinterher alle Anforderungen problemlos.
Darüber hinaus hat das Unternehmen die pneumatische Roba-linearstop-Klemmeinheit vom TÜV Süd zertifizieren lassen. Zusätzlich zu den erforderlichen Prüfkriterien für Haltebremsen wurden beim Test 100 dynamische Bremsungen durchgeführt und die Eignung damit bestätigt.
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 die Linearbremsen mit einer zuverlässigen Schaltzustandskontrolle ausgestattet.
Krafterzeugung ohne Keilwirkung
Qualitativ hochwertige Linearbremsen wie die Roba-linearstop arbeiten zudem ohne selbstverstärkende Keilwirkung und wirken damit in beide Bewegungsrichtungen. Durch die Krafterzeugung ohne selbstverstärkende Keilwirkung zusammen mit sehr kurzen Reaktionszeiten sackt die Achse beim Schließen nicht ab. Andere lineare Bremssysteme, die mit selbstverstärkender Keilwirkung arbeiten, erzeugen zwar eine hohe Bremskraft. Allerdings funktioniert die Keilwirkung nur in einer Richtung und zur Erzeugung der Keilwirkung muss die Bremse beim Schließen „nachsetzen“. Wird die Keilwirkung der Bremse nicht begrenzt, steigt die Bremskraft ins Unendliche. Diesen Stoß muss die Maschinenkonstruktion abfangen. Darüber hinaus muss die Klemmung zum Lüften der Bremse häufig mit enormer Kraft freigefahren werden. Bei den Roba-linearstop-Bremsen von Mayr Antriebstechnik ist dies 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 Werksstücks verbessert werden.
Breites Produktportfolio
Die Einsatzbereiche für Linearbremsen sind vielfältig. Deshalb rundet ein breites Produktprogramm das Angebot von Mayr Antriebstechnik ab. So bietet das Unternehmen Linearbremsen in pneumatischer, hydraulischer und elektromagnetischer Ausführung an. Kunden können so passend zum jeweiligen Anwendungsfall das entsprechende Funktionsprinzip wählen. Darüber hinaus führt Mayr auch weitere bewährte Bremslösungen im Angebot, zum Beispiel für Achsen mit Zahnstangenantrieb oder aber zum Anbau an Servomotoren.
Simone Dauer,
Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten
