Bremssystem Personensicherheit gewährleisten – mit Bremssystemen von Mayr

Damit seine für den Eigenbedarf konzipierte Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung betriebs- und funktionssicher läuft, setzt Werkzeugmaschinenhersteller Grob auf Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik.

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Bohreinheit der Grob-Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung: Neben der Roba-Topstop am Kugelgewindetrieb sind in jedem Fahrständer zwei Roba-Guidestop Sicherheitsbremsen verbaut.
Bohreinheit der Grob-Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung: Neben der Roba-Topstop am Kugelgewindetrieb sind in jedem Fahrständer zwei Roba-Guidestop Sicherheitsbremsen verbaut.
(Bild: Grob-Werke)

Maschinen- und Anlagen müssen so konzipiert sein, dass die Personen, die sie bedienen, rüsten oder warten, ihre Aufgaben möglichst gefahrlos durchführen können. Vor allem schwerkraftbelastete Achsen stellen dabei ein Gefährdungspotential dar. Um den Werker zuverlässig vor Verletzungen zu schützen, muss die Last – im Falle eines unbeabsichtigten Absinkens oder Absturzes – innerhalb kürzester Zeit zum Stillstand gebracht werden. Dafür sind besondere Schutzmaßnahmen nötig. Der Werkzeugmaschinenhersteller Grob aus Mindelheim setzt daher in seiner Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung auf Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik.

Effizientes Fertigungssystem

So sorgen neben Roba-Topstop- auch Roba-Guidestop-Bremsen in den vertikalen Achsen der Bohreinheit für größtmögliche Betriebs- und Funktionssicherheit. „Die Beladung der Maschine erfolgt von Hand. Dafür muss der Werker den Arbeitsraum der Maschine und damit den Gefahrenbereich betreten“, erklärt Peter Vogl, Leiter Konstruktion und Technik bei Grob. „Deshalb haben wir hier mit der Roba-Guidestop ein zweites, redundantes Bremssystem eingebaut. Schön ist, dass es sich nicht nur um ein parallel-redundantes, sondern um ein prinzip-redundantes System handelt.“ Die Bremsen sind unmittelbar an den jeweiligen Massen angebracht, die abgebremst bzw. gehalten werden sollen. Antriebselemente zwischen Motor und bewegter Masse, beispielsweise Spindeln, Spindelmuttern, Wellenkupplungen oder Getriebe haben so keinen Einfluss auf die Sicherheit, anders als bei Konzepten mit Motorbremse, wo alle Antriebselemente das Bremsmoment bis zum Schlitten übertragen.

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Grob hat die Sondermaschine entwickelt, da der Bedarf an Kreuzschlitten innerhalb der Grob-Gruppe gestiegen ist. „Das speziell konstruierte Fertigungssystem kommt in unserer Produktion für die Herstellung von Kreuzschlitten für die aktuelle G-Modul-Baureihe zum Einsatz“, erläutert Peter Vogl. Mit diesem System kann alle 180 Minuten ein fertig bearbeiteter, qualitativ sehr hochwertiger Kreuzschlitten die Maschine verlassen. Diese kurze Bearbeitungszeit wird dadurch erreicht, dass immer mehrere Spindeln gleichzeitig an einem Werkstück arbeiten. Konventionelle Maschinen, bei denen die Bearbeitung durch eine schwenkbare Spindel erfolgt, benötigen etwa sieben Stunden.

Sicheres Arbeiten

Das Fertigungssystem ist insgesamt 30 Meter lang und verfügt neben einer Fräseinheit auch über eine Bohreinheit. Die Bohreinheit hat drei Achseinheiten – drei Fahrständer – die jeweils eine Grob-Motorspindel mit dazugehörigem Scheibenwerkzeugmagazin tragen. Die Spindeln lassen sich vertikal verstellen. In der Bohreinheit wird der Kreuzschlitten in zwei Aufspannungen komplett von allen Seiten fertig bearbeitet, gebohrt und mit Gewinden versehen. Die Fixierung des Werksstücks erfolgt über Nullpunktspannung. „Um die Bohrmaschine manuell be- und entladen zu können, muss der Werker zwischen Fahrständer und Werkzeug treten und kommt den Spindeln sehr nahe“, erklärt Peter Vogl.

Daher sind neben der Roba-Topstop am Kugelgewindetrieb in jedem Fahrständer der Bohreinheit zwei Roba-Guidestop Sicherheitsbremsen der Baugröße 45 mit einer Nennhaltekraft von je 15 kN verbaut. Bei Not-Aus, Stromausfall oder anderen Fehlerzuständen bieten die Bremsen sicheren Halt und sorgen dafür, dass die vertikal verfahrbaren Massen nicht unkontrolliert absinken oder abstürzen. „Mit den Bremsen erfüllen wir alle Richtlinien für Personensicherheit problemlos“, ergänzt Vogl. „Die Roba-Guidestop hat sich in unserer Sondermaschine bewährt und ist eine schöne Lösung, im Besonderen wenn redundante Systeme gefordert werden.“

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Sicherheit durch Fail-Safe-Prinzip

Wie die Roba-Topstop arbeiten auch die Roba-Guidestop-Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip, das heißt sie sind im energielosen Zustand geschlossen. Bei der Roba-Guidestop pressen vorgespannte Tellerfedern die Bremsbacken auf die „Taille“ der Profilschiene, die Schiene ist somit geklemmt. Gelüftet wird die Bremse hydraulisch mit einem Nenndruck von 70 bar. Dieser ist im Verhältnis zu den hohen Haltekräften vergleichsweise niedrig. Der Bremsmechanismus ist für relativ große Hubwege ausgelegt. Dadurch kann die Bremse Fertigungstoleranzen bei Profilschienen ausgleichen ohne dabei an Bremskraft zu verlieren.

Die spielfreie Klemmung der Roba-Guidestop direkt auf die Profilschiene bietet weitere Vorteile: Die zusätzliche Versteifung der NC-Achse erhöht die Prozessgenauigkeit und steigert die Zerspanleistung. Bei stillstehender Achse, z. B. während der Bearbeitung, kann die Bremse die Last übernehmen. So ist es möglich in dieser Phase den Antriebsmotor abzuschalten und aus der Regelung zu nehmen, was die Regelbewegungen eliminiert und die Kugelrollspindel schont. Die geschlossene Bremse nimmt Axialkräfte auf und Standzeit sowie Wartungsintervalle verlängern sich. (sh)

Motek 2015: Halle 6, Stand 6325

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