Das Engineering Magazin - mayr.com · PDF filewacht das Modul ROBA-brake-checker ohne Sensoren...

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  • K|E|M Konstruktion 04 2017 1

    Das Engineering

    Magazin 04 2017

    www.kem.de

    Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte

    Titelstory Seite 66

    Sicherheitsbremsen fit für Industrie 4.0

    Intelligente Greifsysteme

    Digitalisierung Seite 28

    Stromausfälle verhindern

    Automatisierung Seite 108

    Individueller Spritzguss

    3D-Druck Seite 128

    Im Gespräch | „Zusätzliche Wertschöpfung in der Cloud“ Dr. Frank Brode, Vorstand Neue Technologien, Harting Technologiegruppe – Seite 18

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    TITELSTORYMASCHINENELEMENTE

    Bremsentechnologie 4.0: Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik

    Fit für die Zukunft Bremsentechnologie 4.0 von Mayr Antriebstechnik ist einerseits ein techno- logisch führendes Reibsystem, das zusammen mit konsequent berücksich- tigten Sicherheitsprinzipien für zuverlässige, sichere und leistungsdichte Bremsen steht. Damit verbunden sind andererseits Überwachungsmodule der neuesten Generation, die ein permanentes Bremsenmonitoring ermögli- chen und Sicherheitsbremsen fit machen für die Industrie 4.0. Das perfekt abgestimmte Gesamtsystem gewährleistet ein Höchstmaß an Betriebs- sowie Funktionssicherheit und steigert durch vorbeugende Fehlererken- nung und Wartung die Produktivität von Maschinen und Anlagen.

    Simone Dauer, Pressereferentin der Chr. Mayr GmbH + Co. KG in Mauerstetten

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    TITELSTORY MASCHINENELEMENTE

    Die Entwickler von Mayr Antriebstechnik haben eine neue Reibbelagtechnologie entwickelt, mit der die Bremsen eine weiter verbesserte Drehmoment-Konstanz sowie eine höhere Leistungsdichte erreichenBil

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    M it Industrie 4.0, der vierten industriellen Revolution, hält das Internet der Dinge und Dienste Einzug in die Unternehmen. Große Herausforderung auf dem Weg zur „smart factory“ ist, Infor- mationsflüsse in der Produktion digital abzubilden, die gesammel- ten Daten zu nutzen und daraus nicht nur intelligente Abläufe zum Beispiel in Planung, Fertigung und Warenfluss zu etablieren, son- dern auch eine vorbeugende Wartung zu erreichen oder gar neue Geschäftsmodelle zu generieren. Für Aktoren wie Sicherheitsbrem- sen bedeutet dies konkret, mit Sensoren ein umfassendes Monito- ring zu realisieren. Hier trifft Industrie 4.0 auf Sicherheitsvorschriften und -normen, die in vielen Bereichen wie zum Beispiel für Aufzüge (EN 81), Bühnentechnik (DIN 56950–1) oder Maschinen (EN ISO 13849) bereits Sensoren zur Überwachung von Sicherheitsbremsen verlangen. Allerdings wachsen mit Industrie 4.0 und dem Anspruch, alle beteiligten Prozesse abzubilden, auch die Anforderungen an die Sensoren. Daher hat Mayr Antriebstechnik, neben der bewährten si- cheren Bremsenansteuerung ROBA-SBCplus, mit den Modulen ROBA-brake-checker und ROBA-torqcontrol jetzt eine neue, intelli- gente Generation von Überwachungsmodulen entwickelt. So über- wacht das Modul ROBA-brake-checker ohne Sensoren neben dem Schaltzustand auch die Zugwegreserve und detektiert sicherheits- kritische Veränderungen von Spannung, Luftspalt und Temperatur. Damit werden also deutlich mehr Prozesse als bislang abgebildet. Bei Erreichen der Zugwegreserve sendet der ROBA-brake-checker so frühzeitig ein Warnsignal, dass noch eine bestimmte Betriebszeit der Bremse möglich ist. In dieser Zeit kann der Maschinenbetreiber die Wartung gezielt – abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess – vor- nehmen. Daneben übernimmt das Modul gleichzeitig auch die An- steuerung der Bremse und ersetzt damit einen Gleichrichter. Schalt- zustandsüberwachung und Bremsenansteuerung sind also in ei- nem Gerät kombiniert.

    Zustandsüberwachung ohne Schalter Dadurch dass der ROBA-brake-checker sensorlos arbeitet, also kein Mikroschalter bzw. Näherungsinitiator zur Schaltzustandsüberwa- chung außen an der Bremse angebracht werden muss, können Si- cherheitsbremsen in Grundbauform eingesetzt werden. Zudem ent- fallen die zusätzliche Verkabelung und die – je nach Schutzart – even- tuell nötige Abdichtung der Schalter und Initiatoren. Das Modul ge- währleistet also volle Designfreiheit. Anders als bei der Lösung mit Schaltern und Initiatoren, die aufgrund ihrer Einbausituation an der Bremse Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind, erfolgt die Über- wachung mit dem Modul vom Schaltschrank aus, das heißt, in ge- schützter Umgebung. Es arbeitet ohne mechanische Kontakte mit hoher Zuverlässigkeit und verschleißfrei, unabhängig von der Takt- häufigkeit.

    Bewegungen sanft und geregelt bremsen Für Anwendungen, die zusätzlich zur Zustandsüberwachung auch eine Bremsmomentregelung erfordern, bietet Mayr Antriebstechnik das Bremsmoment-Steuermodul ROBA-torqcontrol. Es teilt die Ei- genschaften des ROBA-brake-checkers und kann darüber hinaus

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    TITELSTORYMASCHINENELEMENTE

    durch gezielte Beeinflussung von Strom und Spannung die Höhe des Bremsmoments im Betrieb verändern. Geräte und Maschinen lassen sich so gleichmäßig und sanft verzögern. Das Bremsmo- ment-Steuermodul bietet die Möglichkeit Regelkreise aufzubauen und Bewegungen intelligent zu bremsen – ideale Grundlagen also für den Einsatz in der smarten, vernetzten Maschine.

    Jetzt noch mehr Sicherheit und Zuverlässigkeit Eine unabdingbare Voraussetzung für intelligente, automatisierte Prozesse mit permanent überwachten Sicherheitsbremsen ist aller- dings eine solide Bremsentechnologie. Denn zuallererst müssen Bremsen sicher und zuverlässig arbeiten und das geforderte Dreh- moment über die gesamte Lebensdauer erbringen. So berücksich- tigt Mayr Antriebstechnik bei der Entwicklung und Fertigung konse- quent grundlegende Sicherheitsprinzipien wie unter anderem in der Norm DIN EN ISO 13849–2 definiert: Die elektromagnetischen RO- BA-stop-Federdruckbremsen arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip, sie sind also im energielosen Zustand geschlossen. Das Bremsmo- ment wird durch die in den Druckfedern gespeicherte Kraft erzeugt. Wird die Magnetspule bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, das die Ankerscheibe gegen die Kraft der Federn anzieht und so den Ro- tor mit den Reibbelägen freigibt. Die Bremse lüftet.

    Neben der Anwendung des Fail-Safe-Prinzips sind alle Bremsenbau- teile sicher dimensioniert und nur aus hochwertigen, bekannten und bewährten Werkstoffen gefertigt. So bestehen die verwendeten Schraubendruckfedern aus rostfreiem Stahl und sind auf eine Le- bensdauerfestigkeit von 10 Millionen Lastwechseln getestet. Zu- sätzliche Sicherheit resultiert aus der Anwendung des bewährten Si- cherheitsprinzips „Vervielfachung von Teilen“. In der Regel arbeiten mehr als fünf Federn in einer Bremse. Das verringert die Fehlerwir- kung. Selbstverständlich sind zudem bewährte Konstruktionsprinzi- pien wie ausreichend geführte Federn mit einem Drahtdurchmes- ser, der größer ist als der Abstand zwischen zwei Windungen. Denn sollte entgegen allen Erfahrungswerten trotzdem eine Feder bre- chen, können sich so die beiden Bruchstücke nicht ineinander ver- schrauben. Die ursprüngliche Federlänge und die Federkraft bleiben weitgehend erhalten.

    Mayr-Reibbelagtechnologie – einen Schritt voraus Eine Schlüsselfunktion bei der Herstellung von sicheren Bremsen kommt dem Einsatz von hochwertigen Reibbelägen zu. Hier setzt Mayr Antriebstechnik mit einer neu entwickelten Reibbelagtechno- logie jetzt Standards. Hinter der Ausarbeitung steht ein großes Team an hochqualifizierten Entwicklern und Technikern, denn die Pa- rameter sind komplex. So ist ein Reibbelag nicht zu 100 Prozent ho- mogen, sondern besteht aus vielen Bestandteilen, die unterschied- lich auf äußere Einflüsse und Umweltbedingungen reagieren. Den- noch ist es den Entwicklern gelungen, eine neue Reibbelagtechno- logie zu schaffen, mit der die Bremsen eine weiter verbesserte Drehmoment-Konstanz sowie eine höhere Leistungsdichte errei- chen. Beeinflussungen durch Umgebungsbedingungen wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit oder Temperatur wurden erfolgreich redu- ziert. Dies wird durch zunehmend geschlossene Bremsenbaufor- men, die vor äußeren Einflüssen schützen, weiter unterstützt. Mit dem neuen Belag lassen sich höhere Bremsmomente realisieren,

    Die Bremsentechnologie 4.0 steht für Überwachungsmodule der neuesten Generation: Die Module wie ROBA-brake-checker oder ROBA-torqcontrol ermöglichen ein permanentes Bremsenmonitoring

    Das Modul ROBA- brake-checker überwacht ohne Sensoren neben dem Schaltzustand auch die Zugwegreserve und detektiert sicherheitskritische Veränderungen von Spannung, Luftspalt und Temperatur

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    „Voraussetzung für intelligente Prozesse mit permanent überwachten

    Sicherheitsbremsen ist eine solide Bremsentechnologie.“

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    TITELSTORY MASCHINENELEMENTE

    das bedeutet, die Bremsen bauen bei gleichen Eigenschaften kom- pakter. Für höhere Bremsmomente kann unter Umständen eine kleinere, leichtere Bremsenbaugröße gewählt werden. Dies trägt dem generellen Trend Rechnung, dass Maschinen und ihre Kompo- nenten wie zum Beispiel Motoren heute immer kompakter und leis- tungsdichter bauen. Aktuell finden sich auf dem Markt immer wie- der Bremsen, die nicht einmal das im Katalog spezifizierte Nominal- moment erreichen. Mayr-Bremsen dagegen gewährleisten hier zu- verlässig höchste Betr