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Mauerstetten, 05.04.2015

Wenn Sekundenbruchteile entscheiden – Sicherheitsbremsen für vertikale Achsen

Schwebende Lasten stellen in Maschinen und Anlagen ein erhebliches Gefährdungspotenzial dar – besonders dann, wenn sich Personen darunter aufhalten. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase ein unbeabsichtigtes Absink...

Schwebende Lasten stellen in Maschinen und Anlagen ein erhebliches Gefährdungspotenzial dar – besonders dann, wenn sich Personen darunter aufhalten. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen. Entscheidend dabei sind die richtige Auswahl der Sicherheitsbremsen sowie deren korrekte Integration in das Gesamtsystem.

Bei schwerkraftbelasteten Achsen in Maschinen und Anlagen besteht immer das potentielle Risiko einer abstürzenden Last. Kommt es zu einem unbeabsichtigtem Absinken oder Absturz, muss die Last innerhalb kürzester Zeit zum Stillstand gebracht werden, um Personen und Material zuverlässig vor Schäden zu schützen. Bei der Projektierung führt der Maschinenhersteller dazu eine Risikoanlayse für sicherheitskritische Achsen durch und bestimmt den erforderlichen Performance Level (PL) nach DIN EN ISO 13849-1. Eine effiziente Maßnahme zur Erfüllung der Norm ist dabei der Einsatz einer zusätzlichen Sicherheitsbremse. Sie lässt sich in der Regel auch in bestehende Anlagen integrieren. mayr® Antriebstechnik bietet ein breites Spektrum an zuverlässigen Sicherheitsbremsen, die speziell für die Absicherung schwerkraftbelasteter Achsen entwickelt wurden.

Hohe Bauteilgüte

Dafür berücksichtigt das Unternehmen konsequent grundlegende Sicherheitsprinzipien: Die Bremsen arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip, sie sind im energielosen Zustand geschlossen. Die Bremskraft wird über Druckfedern erzeugt. Darüber hinaus sind alle Bauteile sicher dimensioniert und ausschließlich aus hochwertigen, bekannten und bewährten Werkstoffen gefertigt. Die ROBA®-topstop® Sicherheitsbremsen hat mayr® Antriebstechnik freiwillig einer Baumusterprüfung durch die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) unterzogen. Diese bestätigt die Bremseinrichtung als „bewährtes Bauteil“ im Sinne der Kategorie 1 nach DIN EN ISO 13849-1. ROBA®-topstop® Bremssysteme können aufgrund ihrer angepassten Flanschabmessungen problemlos in bestehende Konstruktionen zwischen Servomotor und Gegenflansch integriert werden. Sie halten als eigenständiges Modul die Vertikalachse sicher in jeder beliebigen Situation, auch bei demontiertem Servomotor zum Beispiel bei der Maschinenwartung oder beim Transport. Zusätzliche Maßnahmen zur Abstützung der Achse sind hier nicht erforderlich. Dies sorgt für erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen, zum Beispiel beim Wechsel des Antriebsmotors, und verringert die Stillstandszeiten bei Reparaturen. Und auch in kritischen Situationen wie Not-Aus oder Stromausfall bringen ROBA®-topstop® Bremssysteme die Last schnell und sicher zum Stillstand.

Sicherheit durch direkte Klemmung

Die ROBA®-guidestop Sicherheitsbremse wirkt direkt auf die Profilschienenführung und klemmt mit sehr hoher Steifigkeit. Sie ist in einen Schlitten integriert und arbeitet mit zwei unabhängigen Bremskreisen. Wenn wie bei schwerkraftbelasteten Achsen das Gefährdungsrisiko von Personen minimiert werden soll, birgt die Klemmung unmittelbar an den zu haltenden oder abzubremsenden Massen einen entscheidenden Vorteil: Antriebselemente zwischen Motor und bewegter Masse wie Spindel, Spindelmutter, Wellenkupplung oder Getriebe haben keinen Einfluss auf die Sicherheit. Für die Bremsung aus voller Drehzahl nach unten, bei Not-Aus oder Stromausfall, ist die ROBA®-guidestop mit speziellen Reibbelägen ausgestattet, die eine Vielzahl an dynamischen Bremsungen ermöglichen.

Zuverlässige Linearbremsen

Für Achsen mit Zahnstangenantrieb bietet sich die ROBA®-pinionstop als zusätzliches Bremssystem an. Sie greift an beliebiger Stelle direkt in die Zahnstange ein und arbeitet so unabhängig vom Antriebsmotor. Auch die ROBA®-linearstop, die unabhängig vom vorhandenen Antriebssystem auf eine separate Bremsstange wirkt, bietet so ein Höchstmaß an Sicherheit. Als kompakte Bremseinheit kann sie einfach und schnell auch in bereits bestehende Maschinen- und Anlagenkonstruktionen integriert werden. Sie ist in elektromagnetischer, hydraulischer und pneumatischer Ausführung erhältlich. Alle Linearbremsen von mayr® Antriebstechnik sind für Not-Halt-Bremsungen geeignet, die pneumatische Version ist darüber hinaus auch als vollwertige dynamische Bremseinrichtung durch den TÜV geprüft und bestätigt. Sie erfüllt den Prüfgrundsatz für Notfallbremsungen mit Haltefunktion für lineare Bewegungen (GS-MF-28) des Berufsgenossenschaftlichen Instituts für Arbeitsschutz (BIA) problemlos. Dieser verlangt sowohl ohne als auch mit Lastübernahme 1 Million Schaltungen sowie zusätzlich 1000 dynamische Bremsungen.
 
Optimale Systemintegration

Für eine schnelle und zuverlässige Verzögerung von schwerkraftbelasteten Achsen sind auch optimale Bremsenauslegung und höchstmögliche Systemintegration erforderlich: Damit im Einsatzfall die geforderten Zugriffszeiten bzw. Anhaltewege realisiert werden können, muss die Reaktionszeit, also die Schaltzeit der Bremsen möglichst kurz sein. Dafür ist es wichtig, dass die Bremsen unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren korrekt in das Gesamtsystem integriert sind.

Sichere Bremsenansteuerung

Um die projektierten Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten und unterschiedliche Gefährdungssituationen abzusichern, werden die Bremsen mit einer abgestimmten sicheren Ansteuerung kombiniert. Das ist notwendig, um den Strom, der bei geöffneter Bremse durch die Bremsspule fließt, zuverlässig zu unterbrechen. Zur sicheren Ansteuerung der Bremsen hat mayr® Antriebstechnik gemeinsam mit dem Unternehmen Pilz das Modul ROBA®-SBCplus entwickelt. Es arbeitet mit verschleißfreien elektronischen Halbleitern und erreicht dadurch praktisch unbegrenzte Schalthäufigkeit und Schaltzuverlässigkeit. Zum fehlersicheren inneren Aufbau der Ansteuerung gehören u. a. die internen Diagnoseprüfungen auf Kurzschluss, Masseschluss und Leitungsunterbrechung sowie die sichere Übererregung zum Lüften der Bremse und Umschalten auf reduzierte Haltespannung bei geöffneter Bremse. Die Überwachung der Bremsenspannung und Schaltzeiten sowie die integrierte Plausibilitätskontrolle durch die Auswertung der Lüftüberwachungssignale ermöglichen eine umfassende Fehlerdiagnose. Auch schleichende Fehler mit Einfluss auf die Schaltzeiten wie zunehmender Verschleiß können so rechtzeitig detektiert werden. Die sichere Bremsenansteuerung ROBA®-SBCplus ist vom TÜV Süd baumustergeprüft und bis zum höchsten Performance Level PLe und Safety Integrity Level (SIL) 3 einsetzbar. Zusammen mit allen Komponenten ist eine korrekte Systemintegration erforderlich, denn nur abgestimmte Gesamtsysteme sind in der Lage, ein Höchstmaß an Betriebs- und Funktionssicherheit für vertikale Achsen zu gewährleisten.