Wenn ein Generationswechsel ansteht, ist in vielen Bereichen damit auch ein äußerer Wandel verbunden. So auch bei uns: wir haben eine neue Form gewählt, um unser Wissen aus zwei Generationen von Ingenieuren mit Kunden und Mitarbeitern zu teilen. Mit Bildern im Kopf ist Technik nicht nur für Ingenieure, sondern für alle greifbar. Daher möchten wir im Folgenden 9 Begriffe, die im Lehrbuch über Industriebremsen stehen, einfach anhand von alltäglichen Beispielen vorstellen.

1. Fail Safe Prinzip: Was verbindet die Industriebremse mit einem Gepäckwagen?

‚Fail‘ ist die englische Übersetzung für Versagen, Scheitern oder Ausfall – vor allem junge Leute assoziieren damit in erster Linie Internetvideos zu Stürzen und Unfällen. Damit unsere Bremsen nicht in einem solchen Fail-Video präsentiert werden können, sind sie nach dem Fail-Safe-Prinzip ausgelegt. Dies bedeutet, dass die Bremsen das Moment aufbauen, sollte es zu einer Störung in der elektrischen Ansteuerung, einem Kabelbruch, einem Stromausfall oder ähnlichem kommen. Dies unterscheidet die industriellen Bremsen deutlich von den Funktionsbremsen z. B. an Fahrzeugen  – hier greift auch ein Fail Safe Prinzip durch eine 2-Kreisigkeit, jedoch greift die Bremse nur bei einer aktiven Bedienung durch den Fahrer. Ausnahme: Bei Getränkeeinkaufs- oder Koffertransportwagen wird häufig auch das Fail Safe Prinzip angewendet, so dass die Bremse aktiv gelöst werden muss, wenn der Wagen bewegt werden soll.

2. Haltebremse mit Not-Stopp: Halten oder Stoppen – das ist hier die Frage

Halten und Stoppen ist doch das Gleiche, oder? Warum gibt es eine Haltebremse mit (Not)-Stopp Funktion? Dies liegt in der Feinheit der Wortwahl: Anhalten und Stoppen sind synonym zu verwenden und beschreiben den Vorgang der negativen Beschleunigung. Halten ist dagegen das Verharren in einer Position.

Das Wirkprinzip der Federkraftbremse, dass durch Druckfedern eine axiale Kraft auf die Reibbeläge aufgebracht wird und so ein Bremsmoment erzeugt wird, gibt es schon recht lange. Dabei wird die Bewegungsenergie des Motors und der zu bremsenden Last in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Bremsen bezeichnete man als Betriebsbremse.

In der heutigen Zeit übernimmt diese Anhaltefunktion häufig der Motor mit der dazugehörigen Steuerung. Die Bremse hat dann die Aufgabe die Massen in einer bestimmten Position zu halten. Eine Bremsung erfolgt nur noch aus sehr geringen Drehzahlen, um ein “Durchsacken” der Last zu verhindern oder zum Halten in einer Parkposition. Die Funktion der Betriebsbremse, eine bewegte Masse zu bremsen und anschließend zu halten, wird nur noch im Notfall, beispielsweise bei Defekten im Antriebssystem, benötigt. 

3. Organische Reibbeläge: Das Herz der Federkraftbremse

Der organische Reibbelag ist das Herz der Federkraftbremse. Mit ihm steht und fällt deren sichere Funktion. Organische Reibbeläge bestehen aus einer Kohlenstoffverbindung – meist einem Kautschuk und/oder Kunstharz als Bindematrix sowie verschiedenen Zusatzstoffen, die die Lebensdauer und den Reibwert beeinflussen. Durch verschiedene Faktoren wie Drehzahl, Umgebungstemperatur, spezifischer Wärmeleistung und Schaltzeiten kann die Auswahl eines optimierten Reibbelages notwendig sein und durch Kenntnis der entsprechenden Einflussfaktoren können wir immer eine kundenoptimale Lösung ableiten und die passenden Reibbeläge anbieten.

Anorganische Reibbeläge hingegen bestehend häufig aus Sintermaterialien, Keramiken oder aus Stahl. Üblicherweise sind die Reibwerte bei solchen Reibbelägen niedriger als bei organischen Reibbelägen. Gerade in Applikation mit sehr hohen Drehzahlen und extremen Temperaturen finden diese Reibbeläge jedoch ihre Anwendung. Aufgrund des Herstellprozesses sind anorganische Reibbeläge meist teurer als organische und erfordern einen aufwändigeren Einlaufvorgang, um die optimale Bremswirkung zu erzielen.

4. Reibarbeit: Warum Reibung mehr als Verlustleistung ist

Jeder kennt Reibung bei der Arbeit – Konflikte und Diskussionen gibt es überall. Meistens ist Reibung nicht gewollt, weder zwischenmenschlich noch technisch, da Reibung zusätzliche Energie benötigt und häufig als Verlustleistung gesehen wird. In Lagerungen und Dichtungen wird durch unterschiedlichste Verfahren versucht, die Reibung zu optimieren, was bedeutet, dass man versucht die Reibung zu reduzieren. Reibung kann jedoch auch gewollt und hoch sein, z. B. bei beim Fahrzeugreifen, um Kurven zu fahren oder das Fahrzeug bremsen zu können. Der hohe Reibwert hilft, Bremsen kompakt und energieoptimiert auslegen zu können.

Reibarbeit ist die kurze Schreibweise der Reibungsarbeit und beschreibt die Arbeit, die durch Reibung verursacht wird. Die Reibarbeit, bei Bremsen auch Schaltarbeit genannt, findet statt, wenn aktiv aus der Bewegung abgebremst wird, nicht jedoch bei Verwendung als reine Haltebremse. Im Falle einer Federkraftbremse kann die Reibarbeit durch die Multiplikation der Federkraft, des Reibwertes und des zurückgelegten Reibweges ermittelt werden. Da bei der Reibung auch Verschleiß auftritt, ist nur eine begrenzte Anzahl von Bremsvorgängen möglich, bis die Bremse gewartet oder getauscht werden muss, was in den technischen Unterlagen der Bremsen wiederzufinden ist.

5. Lüftzeit: Hat hier nichts mit Corona zu tun

Spätestens seit der Covid-Pandemie hat ein jeder eine Vorstellung von Lüftzeiten - alle 20 Minuten fünf Minuten lüften. In Bezug auf Bremsen hat die Lüftzeit jedoch eine andere Bedeutung. Das Lüften einer Bremse bezeichnet den Vorgang des Öffnens oder des Trennens der Bremse. Das heißt, die Normalkraft, die auf die Bremse wirkt, wird so reduziert, dass ein nahezu reibungsfreies Verdrehen des Bremsrotors zum Magnetteil der Bremse ermöglich wird und z. B. der Motor frei drehen kann. Somit ist die Lüftzeit (Trennzeit) die Zeit (t2), bis die Bremse vollständig geöffnet ist.

Im Gegensatz dazu wird der Vorgang des Schließens auch als „Verknüpfen“ bezeichnet. Die Dauer des Schließvorgangs wird über die Verknüpfungszeit (t1) dargestellt. Diese setzt sich aus dem Ansprechverzug (t11 - Zeit vom Ausschalten des Stroms bis zum Bremsmomentanstieg), und der Anstiegszeit (t12 - Zeit vom Beginn des Drehmomentanstiegs bis zum Erreichen von 90 % des Nennmoments) zusammen.