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Mobile Maschinen 6/2016

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Mobile Maschinen 6/2016

ANTRIEBE UND

ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE I BREMSEN Elektromagnetische Ruhestrombremsen unter der Lupe Ein Vergleich zwischen federdruckbetätigten und Permanentmagnet-Bremsen Ruhestrombremsen sind dafür vorgesehen, bei ausgefallener Stromversorgung eine Last zu halten oder eine Bewegung zu stoppen. Zwei Technologien dieser Sicherheitsbremsen stehen zur Auswahl: die eine verwendet Druckfedern, um die Last zu halten, die andere Permanentmagnete. Jede Technologie hat ihre Stärken und Schwächen, die wir hier vorstellen. Im Prinzip können Federdruck- und Permanentmagnet-Bremsen dieselbe Funktion ausführen. Federdruckbetätigte Bremsen spielen in Anwendungen ihre Vorteile aus, bei denen Maschinensicherheit, Wartungsfreundlichkeit, dynamisches Bremsen oder Kosten entscheidend sind. Permanentmagnet-Bremsen werden dagegen bevorzugt, wo es auf Spielfreiheit, kompakte Bauformen, Geschwindigkeit oder schnelle Arbeitsspiele ankommt. Vorteile von federdruckbetätigten Bremsen n Maschinensicherheit: Neue Technologien federdruck- und permanentmagnet-betätigter Bremsen bieten vergleichbare Bremsleistungen und mehr Sicherheit als Arbeitsstrombremsen. Allerdings bilden sich durch Verschleiß Luftspalte zwischen den Bremskomponenten, die bei beiden Bremsarten zu Ausfällen führen können. Je höher die Gefahr von Personen- oder Sachschäden beim Ausfall einer Bremse ist, umso vorteilhafter ist der Einsatz federdruckbetätigter Ausführungen. n Dynamisches Bremsen: Federdruck - be tätigte Bremsen werden gewählt, um eine Last abzubremsen und anschließend an ihrer Position zu halten. Damit unterscheiden sie sich von Permanentmagnet- Bremsen, die in der Regel nur zum Halten einer Last verwendet werden, da der metallische Kontakt beim Abbremsen einer Bewegung noch schneller verschleißen würde. n Hohe Toleranz gegen Spannungsschwankungen: Kann eine zuverlässig konstante Spannung nicht gewährleistet werden, sind auch hier federdruckbetätigte Bremsen zu bevorzugen. Aufgrund des kleinen Spannungsfensters, in dem der Elektromagnet das Permanentmagnetfeld neutralisiert, sind Permanentmagnet-Bremsen bei schwankenden Temperaturen, elektromagnetischen Einstrahlungen oder sonstigen Störquellen, die sich auf das Magnetfeld oder die Spannung auswirken können, extrem unzuverlässig. Der Einsatz von Permanentmagnet- Bremsen unter stark wechselnden Temperaturen könnte beispielsweise dazu führen, dass die Bremswirkung zum falschen Zeitpunkt eintritt. n Manuelle Freigabe: Darüber hinaus erlauben federdruckbetätigte Bremsen die Einrichtung einer manuellen Lüftung, die über einen Hebel oder sonstigen Mechanismus die Federn zusammendrückt, die den Anker gegen den Rotor drücken. Um die Haltekraft eines Permanentmagneten zu lösen, ist dagegen elektrischer Strom notwendig. Eine manuelle Lüftung kann sowohl für Wartungsarbeiten sinnvoll sein als auch in Geräten der Medizintechnik oder Fertigungsautomatisierung. n Wartungsfreundlichkeit und Langlebigkeit: Ein weiterer Vorteil von Federdruckbremsen besteht darin, dass sie weniger Wartung benötigen als Permanentmagnet-Bremsen. Der einfachere Aufbau und das moderne Reibmaterial bedeuten weniger Verschleiß, einen geräuschärmeren Betrieb und mehr Haltbarkeit – sämtlich Faktoren zugunsten geringerer Betriebskosten. Der metallische Kraftschluss bei Permanentmagnet-Bremsen führt dagegen zu mehr Verschleiß, mehr Partikelbe- 28 Mobile Maschinen 6/2016

Hybride und elektrische Antriebslösungen für mobile Arbeitsmaschinen Das Thomson-Portfolio bietet eine Auswahl an Ruhestrombremsen lastung in der Umgebungsluft und mehr Geräuschentwicklung. Das Ergebnis sind ein höherer Arbeits- und Kostenaufwand für die Wartung sowie eine kürzere Lebensdauer. n Anschaffungskosten: Während alle übrigen Faktoren identisch oder vergleichbar sind, obsiegen Federdruckbremsen spätestens beim Anschaffungspreis. Sie sind preiswerter als Permanentmagnet-Bremsen, da erstens keine Kosten für einen aus Seltenerdmetallen bestehenden Magneten anfallen und zweitens keine derart kom plexe, präzise maschinelle Bearbeitung erforderlich ist. Wo Permanentmagnete punkten n Spielfreiheit: Ein deutlicher Pluspunkt von Permanentmagnet-Bremsen gegenüber federdruckbetätigten Modellen liegt darin, dass sie aufgrund der Kombination aus Anker, Membran und Nabe beim Halten einer Last praktisch kein Spiel aufweisen. Bei Federdruck- Bremsen tragen sowohl die Rotor-Naben-Verbindung als auch der Abstand zwischen Ankerplatte und Distanzring zum Spiel bei, wenn eine Last gehalten wird. Wenn jedoch eine Permanentmagnet-Bremse im Betrieb ganz ausfällt, entstehen wiederum andere Sicherheitsrisiken. Aus diesen Gründen werden für solche Anwendungen vorgesehene Bremssysteme mit besonderer Sorgfalt und Präzision entwickelt. Genauso wichtig ist es, diese Systeme in regelmäßigen Abständen auf Zeichen von Verschleiß zu kontrollieren. n Kleine Baugröße: Da die elektromagnetische Kraft den Großteil der Arbeit leistet, arbeiten Permanentmagneten besonders effizient mit kleineren Komponenten. Daher benötigen sie weniger Platz und können auch unter engen Einbaubedingungen genutzt werden. Dieser Faktor wird in medizinischen Apparaturen wie Röntgengeräten oder Mammographie-Scannern, aber auch beim Halten statischer Lasten immer wichtiger. n Geschwindigkeit: Permanentmagnet- Bremsen weisen einen Luftspalt zwischen der Ausgangsnaben-Baugruppe und dem Magneten auf. Demzufolge kann sich die Ausgangsnabe frei und mit der Maximaldrehzahl des Motors bewegen. Federdruck-Bremsen haben demgegenüber mehr beweg liche Teile, wodurch sich die Drehzahl einschränkt. Ein Auswuchten federdruckbetätigter Systeme kann die mögliche Drehzahl erhöhen – jedoch mit entsprechendem Kostenaufwand. Pro und Kontra gut abwägen Aus rein leistungsbezogener Sicht sind bei einem Drittel aller Anwendungen Federdruck-Bremsen zu bevorzugen, bei einem weiteren Drittel Permanentmagnet-Ausführungen, während sich beim letzten Drittel beide Technologien gleich gut eignen. Bieten Federdruck- und Permanentmagnet-Lösungen vergleichbare Leistungswerte, wird die Wahl häufig durch den Anschaffungspreis und die Verfügbarkeit bestimmt. Für die meisten Ingenieure ist zudem die sicherste und effektivste Alternative diejenige, mit der sie vertraut sind. www.thomsonlinear.com Effizienz steigern. Kosten reduzieren. Umwelt schonen. www.baumueller.de Nürnberg, 22.–24.11.2016 Halle 1, Stand 560 be in motion