Entwicklung einer Methode zur Charakterisierung von Federkraftbremsen hinsichtlich der lastkollektivabhängigen Eigenschaften Ausfallwahrscheinlichkeit und Verdrehspiel
Auftraggeber: Industrie
Die Federkraftbremse (FKB) ist neben der Permanentmagnetbremse (PMB) der am häufigsten verwendete Bremsentyp in der industriellen Antriebstechnik. Beide Varianten weisen dabei jeweils spezifische Vorteile ggü. dem anderen Bremsentyp auf, was sie für charakteristische Einsatzgebiete qualifiziert:
| Permanentmagnetbremse (PMB) | Federkraftbremse (FKB) |
|---|---|
| + hohe Dynamik und Drehmomentdichte | + hohe Gesamtreibarbeit über Lebensdauer |
| + exakte Positionierung durch spielfreie und verschleißlose Verbindungen | + flexible Anbaumöglichkeiten und einfache Montage |
| + Restmomentfreiheit | + geringer Preis |
| → v.a. Präzisions und Highspeed-Anwendungen: z.B. Servo-, Roboter-, Medizintechnik | → v.a. sicherheitsrelevante Anwendungen: z.B. Aufzugs- und Krananlagen, Intralogistiksysteme |
In der Bremsentechnik gehen Bestrebungen dahin,
- Wartungseinsätze zu verlängern oder gänzlich zu vermeiden sowie
- die Lebensdauer der Bremsen zu erhöhen.
Zudem werden FKB aufgrund ihrer preislichen Attraktivität zunehmend in Anwendungen eingesetzt, welche klassischerweise durch PMB bedient werden. Hieraus ergeben sich verschärfte Anforderungen an
- die Ausfallsicherheit sowie
- das Verdrehspiel.
Da bisher kein einheitliches Vorgehen existiert, um Federkraftbremsen hinsichtlich dieser Eigenschaften zu charakterisieren, soll eine geeignete Methode entwickelt werden. Hierbei bestehen die Herausforderungen u.a. darin,
- wirkende Lastkollektive zu identifizieren (Bild: Prüfstand Bremsprozess, Simulative Untersuchungen),
- diese gerafft und reproduzierbar in relevante Bauteilschnittstellen einzubringen (Bild: Verschleißprüfstand, Prüfstand Wechselfestigkeit),
- die maßgeblichen Schädigungsprozesse jedoch nicht zu verfälschen und
- die Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf die Anwendung zu gewährleisten.