Juli / August 2006
Dr.-Ing. Bernd Häberle, c/o Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd, Stuttgart

Typische Maschinen mit Linearachsen sind Portale, Linearroboter, Bearbeitungszentren und integrierte Fertigungssysteme. Ist z.B. im Einricht- oder Wartungsfall der Zugang von Personen zum Bearbeitungs-, bzw. Gefahrenbereich notwendig, müssen alle gefahrbringenden Antriebe stillgesetzt sein und die Schlitteneinheiten - insbesondere die Vertikalachsen - sicher in einer festen Position gehalten werden. Dies geschieht häufig mittels Haltebremsen, die einfallen, wenn die Antriebssteuerung den Schlitten auf die Geschwindigkeit null heruntergeregelt hat. Bei Störfällen, wie z.B. Energie- oder Steuerungsausfall, und je nach Auslegung auch bei NOT-HALT ist zusätzlich vorhandene Bewegungsenergie kontrolliert abzubauen.

Antriebe mit herkömmlichen Elektromotoren sind mit integrierter Motorbremse erhältlich. Bei direkten (elektr., pneum., hydr.) Linearantrieben werden Stangen, bzw. Zangenbremsen verwendet. Eine Bremse kann von ihrer Funktion als notbremstauglich angesehen werden, wenn sie über Fremdenergie lüftbar ist und die Bremsung über gespeicherte mechanische Federenergie oder ein Permanentmagnetfeld erfolgt. Zangenbremsen umgreifen eine (Führungs)schiene oder ein separates Bauteil (z.B. Band) und bremsen über dieses. Stangenbremsen umfassen stets eine runde Stange.

Für den praktischen Einsatz ist zwischen Klemm- und Bremsfunktion zu unterscheiden. Der prinzipielle Unterschied von Stangen- bzw. Zangenbremsen zu Hochhalte- und Klemmeinrichtungen besteht darin, dass Bremsen - wenn sie während der Bewegung einfallen - eine definierte Bremskraft aufbauen und anschließend den Schlitten im Stillstand halten. Dagegen sind reine Hochhalte- und Klemmeinrichtungen, die mechanische Selbstverstärkungseffekte nutzen, ausschließlich dazu gedacht, ein stillstehendes Bauteil (z.B. in Endlage) festzuklemmen und im Stillstand zu halten. Fallen sie aus der Bewegung ein, können Beschädigungen (z.B. bei Notbremsungen) nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Ebenfalls bedeutsam ist die vergleichsweise offene Bauweise der Stangen- und Zangenbremsen - insbesondere hinsichtlich des Reibkontakts - verglichen mit den in den Elektromotoren integrierten und gekapselten Bremsen. So können z.B. Spritzer oder Nebel von Kühlschmierstoffen, Späne, Stäube oder Schmutz auf Stangen- und Zangenbremsen Prinzip bedingt großen Einfluss haben. Letztlich können unverträgliche Umgebungsbedingungen dazu führen, dass, aufgrund mangelnder Reibung, nicht genügend Brems-, bzw. Klemmkraft aufgebaut wird und Korrosion oder andere Schäden auftreten. Genau im Hinblick auf diese Bedingungen, die der Maschinen- oder Anlagenhersteller als bestimmungsgemäßer Einsatz in der Betriebsanleitung zu dokumentieren hat, müssen geeignete Bremsen beschafft und verbaut werden. Später müssen beim Betreiber die Bedingungen für den bestimmungsgemäßen Einsatz eingehalten werden.

Insbesondere wenn Stangen-, bzw. Zangenbremsen Sicherheitsfunktionen übernehmen, z.B. beim Aufenthalt von Personen unter Vertikalachsen, ist sicherzustellen, dass die Bremsen funktionstüchtig sind. Der Aufwand hinsichtlich technischer und organisatorischer Maßnahmen gegen ungewolltes Herabsinken richtet sich nach dem Risiko, dem die Beschäftigten bei der Arbeit an Vertikalachsen ausgesetzt sind (vgl. Fachausschuss-Infoblatt Nr. 005).

Zurzeit ist der Fachausschuss MFS - unterstützt vom BGIA - dabei, einen Prüfgrundsatz für Stangen- und Zangenbremsen auszuarbeiten. Um die Anwenderpraxis darin noch stärker zu berücksichtigen, möchten wir Sie als Leser auffordern einschlägige Erfahrungen hinsichtlich der genannten Bremsen mitzuteilen.

Thema für die Ausgabe September: Gewindeschneidmaschinen