Mess- & Prüfsysteme
MagHyst® für elektromagnetische Bremsen und Kupplungen
Elektromagnetische Bremsen stellen eine eigenständige Klasse schaltender elektromagnetischer Systeme dar. Charakteristisch für diese Baugruppen ist der Einsatz eines Flachankers, der in Verbindung mit einer Reibpaarung die Bremsfunktion realisiert.
Grundsätzlich werden zwei Bauarten unterschieden:
- Federkraftbremsen (stromlos geschlossen)
- Permanentmagnetbremsen (polarisierte Bremsen)
Am weitesten verbreitet sind elektromagnetische Scheibenbremsen, während Bremsen für lineare Bewegungen vergleichsweise selten eingesetzt werden. Typische Anwendungsgebiete finden sich in der Automatisierungstechnik, insbesondere bei vertikalen Achsen (Z-Achsen), bei denen eine sichere Haltefunktion zwingend erforderlich ist. Ebenso gehören Bremsen für Seil- und Hebetechnik zu den klassischen Einsatzbereichen.
In älteren Aufzugsanlagen sind darüber hinaus noch trommelgebremste Systeme anzutreffen, bei denen die Bremsbetätigung über klassische Tauchankermagnete erfolgt. Je nach Ausführung kommen Einzel- oder Doppelspreizmagnete mit einer oder mehreren Magnetspulen zum Einsatz.
Die Qualitätssicherung und Zustandsbewertung sämtlicher elektromagnetischer Brems- und Kupplungssysteme lässt sich mit den MagHyst® Messsystemen schnell, zerstörungsfrei und ohne zusätzliche Sensorik durchführen.
Qualitätssicherung entlang des gesamten Produktlebenszyklus
Die überwiegende Mehrheit elektromagnetischer Bremsen arbeitet nicht als aktiv betätigte Betriebsbremse, sondern übernimmt die Funktion einer Sicherheits- oder Feststellbremse. Dadurch unterliegen die Reibbeläge im Vergleich zu klassischen Betriebsbremsen deutlich geringeren Belastungen und Verschleißraten.
Dennoch führen langjährige Betriebszeiten unvermeidlich zu Veränderungen relevanter Systemparameter.
Zu den wichtigsten Einflussgrößen zählen:
- Verschleiß von Reibbelägen und Bremsscheiben
- Veränderung des Luftspalts
- Änderung der Anzugs- und Abfallzeiten
- Veränderung der Magnetkräfte
- Änderung der Stromaufnahme
- Alterung mechanischer Komponenten
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Diese Veränderungen wirken sich unmittelbar auf die Funktion und Zuverlässigkeit des Bremssystems aus.
Eine Messung – umfassende Systembewertung
Die MagHyst® technology bietet vielfältige Möglichkeiten zur Qualitätsprüfung und Zustandsanalyse elektromagnetischer Bremsen.
Wie jedes elektromagnetische System besitzt auch eine Bremse eine Vielzahl konstruktiver Besonderheiten, die während Entwicklung, Fertigung und Endprüfung überwacht werden müssen. Zur Absicherung der geforderten Bremsmomente werden daher häufig zahlreiche Einzelmessungen und Prüfungen durchgeführt.
Erreicht eine elektromagnetische Bremse das spezifizierte Bremsmoment nicht, kommen zahlreiche Ursachen infrage:
- Fehlerhafte Magnetkräfte
- Abweichende Luftspalte
- Federprobleme
- Materialschwankungen
- Montagefehler
- Verschleißerscheinungen
- Alterung magnetischer Komponenten
Mit einer einzigen MagHyst® Messung lässt sich die gesamte elektromagnetisch-mechanische Funktionseinheit analysieren. Dadurch können Fehlerursachen entweder direkt identifiziert oder der Kreis möglicher Ursachen innerhalb weniger Sekunden erheblich eingegrenzt werden.
Bestimmte rein tribologische Defekte, beispielsweise eine mit Öl kontaminierte Reibfläche bei ansonsten unveränderter Mechanik, können naturgemäß nicht unmittelbar erkannt werden. Deutlicher Verschleiß der Reibelemente, Veränderungen des Luftspalts oder daraus resultierende Veränderungen des elektromagnetischen Systems werden hingegen sofort sichtbar.
Erkennung typischer Bremsenfehler
Die integrale magnetische Charakteristik eines elektromagnetischen Bremssystems enthält Informationen über eine Vielzahl möglicher Fehlerbilder.
Dazu gehören unter anderem:
- Verschleiß von Reibbelägen
- Veränderungen des Luftspalts
- Verformungen oder Planlauffehler von Bremsscheiben
- Probleme mit Antiremanenz-Beschichtungen
- Unzureichende Remanenzreduzierung durch konstruktive Maßnahmen
- Federfehler und Federermüdung
- Veränderungen von Permanentmagneten
- Montagefehler
- Erhöhte Reibung beweglicher Komponenten
- Magnetische Materialabweichungen
Insbesondere die Qualität magnetisch weicher Werkstoffe stellt bei elektromagnetischen Bremsen einen entscheidenden Einflussfaktor dar. Bereits geringfügige Abweichungen in Werkstoffqualität, Wärmebehandlung oder mechanischer Bearbeitung können die magnetischen Eigenschaften massiv beeinflussen und damit direkt die Bremsfunktion verändern.
In der Praxis führen solche Effekte häufig zu schwer nachvollziehbaren Abweichungen des Bremsmoments, zu Streuungen innerhalb der Produktion oder zu unerwarteten Veränderungen im Langzeitverhalten.
Die magnetische Signatur des gesamten Bremssystems
MagHyst® misst nicht lediglich einzelne Parameter wie Strom, Widerstand oder Schaltzeit.
Die Technologie erfasst die integrale magnetische Charakteristik der gesamten elektromagnetischen Bremse. Diese magnetische Signatur beschreibt das Zusammenwirken aller elektrischen, magnetischen und mechanischen Komponenten des Systems und enthält den überwiegenden Teil der Informationen, die für die Beurteilung von Qualität, Funktion und Zustand relevant sind.
Dadurch wird aus einer einzelnen Messung ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug, das weit über die Möglichkeiten konventioneller Prüfverfahren hinausgeht.
Typische Anwendungen von MagHyst® bei Bremsen und Kupplungen
- Entwicklung und Optimierung neuer Bremsenkonzepte
- Werkstoff- und Komponentenvalidierung
- Fertigungsüberwachung
- End-of-Line-Prüfung (EOL)
- Ursachenanalyse bei Reklamationen
- Qualitätskontrolle von Permanentmagneten
- Überprüfung von Luftspalten und Ankerwegen
- Erkennung von Verschleiß und Alterung
- Dauerlauf- und Lebensdaueruntersuchungen
- Zustandsüberwachung sicherheitskritischer Bremssysteme
Mit MagHyst® wird die elektromagnetische Bremse nicht nur geprüft, sondern in ihrer Gesamtheit verstanden. Hersteller und Betreiber erhalten einen einzigartigen Einblick in die tatsächliche Qualität, Funktion und den Zustand des Systems – schnell, sensorlos und mit minimalem Prüfaufwand.