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Bremse Leichtere Federdruckbremsen für mobile Geräte

| Redakteur: Katharina Juschkat

Immer kleiner und leichter: Federdruckbremsen in Kunststoffgehäusen folgen diesem Trend und zeigen, welche Vorteile das gerade für mobile Geräten bringen kann.

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Handkreissägen müssen schnell und zuverlässig gestoppt werden. Dafür sorgen Federdruckbremsen.
Handkreissägen müssen schnell und zuverlässig gestoppt werden. Dafür sorgen Federdruckbremsen.
(Bild: Anna Bizon/ iStock)

Wer einmal eine Handkreissäge bedient hat, weiß, dass die Säge schnell aus der Bewegung abbremst und im Stillstand sicher halten muss. Deshalb werden elektromagnetische, ruhestrombetätigte Federdruckbremsen als Sicherheitsbremsen verwendet. Zudem ist es angenehm, wenn die Kreissäge darüber hinaus klein und leicht ist.

Sie werden üblicherweise an der B-Lagerseite eines Elektromotors angebaut. Im nicht-bestromten Zustand drücken Federn gegen die Ankerscheibe der Bremse. Die Reibbeläge des Rotors, der über eine Verzahnung mit der Motorwelle verbunden ist, werden zwischen dieser Ankerscheibe und der Anbaufläche der Bremse auf der Motorrückseite eingespannt. Wird die Spule der Bremse bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, das die Ankerscheibe anzieht und so den Rotor mit den Reibbelägen freigibt. Die Bremse lüftet. Im energielosen Zustand ist die Bremse daher geschlossen. Durch dieses Prinzip sind Federdruckbremsen ausfallsicher, auch bei Stromausfall oder einer Beschädigung der Bremse.

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Neues Prinzip bietet bessere Leistung

Diese Bremsen sind seit Jahrzehnten in Gebrauch und folgen einem ähnlichen Konstruktionsprinzip (siehe Kastentext). Kendrion hat ein neues, patentiertes Konzept entwickelt, bei dem die Bremse in einem Kunststoffgehäuse untergebracht ist. Durch diese Bauart soll der Anwender eine Haltebremse mit elektromagnetisch verbesserter Leistung erhalten. Die neuen Federdruckbremsen sind laut Hersteller in Durchmesser und Länge bis zu 10 % kleiner als vergleichbare Produkte am Markt und dabei bis zu 60 % leichter als diese.

Das Magnetgehäuse ist so aufgebaut, dass nur die für den Magnetfluss erforderlichen Querschnitte aus magnetisch leitendem Material bestehen. Die übrige Kontur besteht aus einem Kunststoff, was eine optimale magnetische Auslegung ermöglichen soll. Aufgrund der kleineren Eisenquerschnitte ist zum Erreichen des erforderlichen Magnetflusses eine vergleichsweise geringere Spulenleistung erforderlich. Es müssen keine Streuverluste kompensiert werden. Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus sind kurze Schaltzeiten.

Die Konstruktion des einteiligen Rotors soll auch zur Optimierung beitragen. Er besteht aus einer pressbaren Reibbelagmasse ohne Trägerkörper mit einem polygonförmigen Innenprofil. Über eine gesinterte Nabe mit entsprechendem Außenprofil (Polygon) wird er mit der Motorwelle verbunden. Der einteilige Aufbau des Rotors besitzt ein kleineres Massenträgheitsmoment, was für ein schnelles Anlaufverhalten sorgt und bei hohen Motordrehzahlen Vorteile bietet.

kompensiert werden. Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus sind kurze Schaltzeiten.

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Konventionelle Technik und ihre Grenzen

Federdruckbremsen gibt es in vielen Ausführungen. Seit Jahrzehnten folgen sie einem vergleichbaren Konstruktionsprinzip: Die magnetkreisrelevanten Teile sind aus einem metallischen Dreh-, Guss-, Tiefzieh- oder Kaltfließpressteil gefertigt. Hinzu kommen Buchsen, Flansche, Scheiben und Schrauben, mit denen die massiven Bremsen an den anderen Antriebskomponenten befestigt werden. Die Bremsen gelten als robust und bieten eine gute Wärmeleitfähigkeit, so dass sie sich gut direkt im Motorgehäuse einbauen lassen.

Es gibt jedoch auch Nachteile: Die Bremsen sind für manche Anwendungen zu schwer, zu groß oder zu teuer. Kleinere Elektromotoren in mobilen Anwendungen wie akkubetriebenen Werkzeugen verlangen nach leichten, kleinen Bremsen, die bei Serienanwendungen ein gutes Preis/Leistungsverhältnis bieten. Leichte Bremsen sind auch bei anderen Anwendungen gefragt, angefangen von Treppenliften bis hin zu Leichtbaurobotern, wo sie mecha- nische Feststellbremsen ersetzen können.

Modulbauweise vereinfacht Montage

Die Bremsen sind modular aufgebaut und werden vormontiert ausgeliefert. Das Magnetgehäuse und der Bremsenflansch, an dem die Bremse befestigt wird, sind mit einem Kunststoff umspritzt. Durch die zwei Gehäusehälften soll die Bremse einfach montiert werden können. Die Arbeitsgänge des Einpressens von Hülsen und Flanschen in das Magnetgehäuse entfallen. Die Kunststoffbremsen werden mit Bremsmomenten von 0,5 Nm bis 2 Nm angeboten und eignen sich damit für Anwendungen, die kleine und leichte Bremsen benötigen. Durch das gute Preis-/Leistungsverhältnis bieten sie sich laut Hersteller auch als elektrisch schaltbarer Ersatz für mechanische Feststellbremsen an. (kj)

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