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Unterschiedliche Wirkprinzipien von Bremslösungen für die Robotik

Sicher bremsen

Industrieroboter sind so unterschiedlich wie die Aufgaben, die sie bewältigen. Entsprechend verschiedenen sind auch die Anforderungen an die jeweils zu verbauende Sicherheitsbremse: Eine Lösung von der Stange gibt es nicht. Wohl aber eine jeweils exakt passende, auf Bauraum, Haltekraft, Lebensdauer oder Temperaturbereich abgestimmte Bremslösung – ob Sechsachser, Deltaroboter oder Cobot.

Bei jedem Robotereinsatz steht auch der Sicherheitsaspekt im Raum: Schließlich dürfen selbst bei einem Steuerungs- oder Stromausfall weder Menschen noch Investitionsgüter zu Schaden kommen. (Bild: ©kinwun/istockphoto.com)

Bei jedem Robotereinsatz steht auch der Sicherheitsaspekt im Raum: Schließlich dürfen selbst bei einem Steuerungs- oder Stromausfall weder Menschen noch Investitionsgüter zu Schaden kommen. (Bild: ©kinwun/istockphoto.com)

Die Firma Kendrion ist Anbieter von Bremsen für Roboteranwendungen und unterstützt bei der Auswahl, bei technischen Fragen oder bei speziellen Aufgabenstellungen – sowohl mit Beratung als ggf. auch mit applikationsspezifischen Entwicklungen. Die unterschiedlichen Wirkprinzipien der Federdruck- und Permanentmagnetbremsen, die das Unternehmen anbietet, schaffen dafür eine gute Ausgangssituation. Für beide Bremsarten gilt, dass sie im stromlosen Zustand geschlossen sind. Es handelt sich damit um Sicherheitsbremsen; bei Stromausfall oder bei Versagen der Energieversorgung wird das System sicher gehalten bzw. zum Stillstand gebracht. Darüber hinaus gibt es jedoch grundsätzliche Unterschiede, denn bedingt durch ihre Funktionsweise haben beide Wirkprinzipien jeweils charakteristische Eigenschaften, die sie für unterschiedliche Einsatzbereiche im weiten Feld der Robotik prädestinieren.

Anwendung entscheidet über Funktionsprinzip

Bremsen von Kendrion werden schon seit Jahrzehnten in klassischen Industrierobotern mit hohen Traglasten eingesetzt. Um auch den wachsenden Markt der kleineren Kinematiken bedienen zu können, hat der Anbieter in letzter Zeit stark in die Forschung und Entwicklung von entsprechend geeigneten Lösungen investiert. So stehen mittlerweile auch für diesen Roboterbereich abgestimmte Lösungen zur Verfügung. Neben der Permanentmagnetbremsen-Serie High Torque, die sich für die Übertragung hoher Drehmomente und für spielfreie Lösungen eignet, wurde mit der Servo-Line-Baureihe ebenfalls eine praxisgerechte Lösung entwickelt. Sie beruht auf dem Federdruckprinzip und ist für Industrieroboter mit hohen Bremsenergien und langer erforderlicher Lebensdauer geeignet. Durch die Möglichkeit die Reibpaarung mit unterschiedlichen Belagstypen herzustellen, können die Federdruckbremsen ganz individuell und applikationsspezifisch konstruiert werden.

Flache Bremse mit großem Innendurchmesser

Ein weiteres Beispiel für in der Robotik geeignete Federdruckbremsen liefert die neue Slim-Line-Baureihe. Sie ist für Anwendungen bis etwa 20kg Traglast ausgelegt, kann jedoch auch in anderen Applikationen verwendet werden, die geringe geometrische Abmessungen erfordern. Die schlanken Einscheibenbremsen sind bezogen auf ihre Leistungsdichte flacher und leichter als der Marktstandard und durch den großen Innendurchmesser gut für Hohlwellenantriebe geeignet. Dadurch sind sie prädestiniert für die Anwendung in Leichtbaurobotern, bei denen die Antriebe im Inneren verbaut werden. Grundlage für diese Lösung liefert eine patentierte Fertigungstechnik: Bei konventionellen Federdruckbremsen gilt es beim Luftspalt, d.h. beim Abstand zwischen Reibscheibe und Ankerplatte, immer die fertigungsbedingten Toleranzen zu berücksichtigen. Beim Auslegen der Bremse auf den Worst-Case-Fall wird der maximale Neuluftspalt berücksichtigt. Sowohl die Lebensdauer, als auch das Drehmoment stehen im direkten Zusammenhang mit dem sogenannten maximalen Betriebsluftspalt, der sich aus dem maximalen Neuluftspalt und dem Verschleiß ergibt. Es gilt also, den maximalen Neuluftspalt so gering wie möglich zu halten. Mit konventioneller Fertigungstechnik lassen sich Neuluftspalttoleranzen erreichen, die zwischen ein und zwei Zehntel Millimeter liegen. Mit der Lösung von Kendrion sind Neuluftspalttoleranzen im Bereich von vier Hundertstel möglich. Das eingesparte Potential wird z.B. zur Erhöhung des Halte-Drehmoments oder auch zur Verlängerung der Lebensdauer genutzt und somit die Leistungsdichte der Bremse erhöht.

Unterschiedliche Wirkprinzipien von Bremslösungen für die Robotik
Bild: ©kinwun/istockphoto.com


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