Brake Motor Buying Guide for Industrial Applications

Ein Bremsmotor vereint Motor und mechanisches Bremssystem in einer einzigen Baugruppe. Solche Motoren kommen häufig in Förderanlagen, Hebebühnen, Kränen, Verpackungsmaschinen, Hebezeugen und automatisierten Fertigungslinien zum Einsatz, wo ein kontrollierter Stopp oder das Halten einer Last erforderlich ist.

Die gewählte Einheit muss auf die Last, das Trägheitsmoment, die Bremsfrequenz, den Steuerungsablauf und die Betriebsumgebung abgestimmt sein. DAYOU MOTOR liefert Standard- und kundenspezifische Motoren mit elektromagnetischen Federdruckbremsen für Industrieanwendungen und Erstausrüster (OEM).

Festlegung der Bremsfunktion

Das Bremssystem kann dazu dienen, eine Bewegung zu stoppen, eine ruhende Last zu halten, eine Rückwärtsbewegung zu verhindern oder die Anlage nach einem Stromausfall zu sichern.

Haltebetrieb und dynamisches Bremsen stellen unterschiedliche Betriebsbedingungen dar. Eine Haltebremse greift erst, nachdem die Welle zum Stillstand gekommen ist, und hält die Last in ihrer Position. Eine dynamische Bremse nimmt mechanische Energie auf, während sich die Anlage noch bewegt.

Häufiges dynamisches Bremsen erzeugt deutlich mehr Wärme und Reibungsverschleiß. Käufer sollten daher angeben, ob die Bremse vorwiegend zum Halten, für gelegentliches Stoppen oder für wiederholtes Bremsen in hoher Frequenz eingesetzt wird.

Die meisten Industrieausführungen sind als Federdruckbremsen (stromlos geschlossen) konzipiert. Die Bremse öffnet, wenn die Spule bestromt wird, und schließt, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird; dies gewährleistet eine ausfallsichere Haltefunktion nach einem Stromausfall.

Eine federbetätigte Ausführung sollte jedoch nicht automatisch als zertifizierte Not- oder Personenschutzbremse eingestuft werden. Bei Hebezeugen, Kranen, Aufzügen und anderen sicherheitskritischen Maschinen können eine zusätzliche Risikobeurteilung, Redundanz, Überwachung sowie die Einhaltung anwendungsspezifischer Vorschriften erforderlich sein.

Auswahl des Motors auf Basis der tatsächlichen Last

Ein chinesischer Lieferant von elektrischen Bremsmotoren für europäische Erstausrüster (OEMs) sollte mehr als nur Nennleistung und Drehzahl abfragen. Für eine präzise Auswahl sind folgende Angaben erforderlich:

  • Maximale Last und Lastart
  • Motordrehzahl und Betriebsdrehzahl
  • Direktantrieb oder Getriebe
  • Übersetzungsverhältnis und Getriebewirkungsgrad
  • Auf die Motorwelle bezogenes Lastträgheitsmoment
  • Horizontale, geneigte oder vertikale Bewegung
  • Starts und Stopps pro Stunde
  • Erforderliche Stoppzeit oder -strecke
  • Einschaltdauer und Betriebsstunden

Die Motorleistung muss für den Normalbetrieb ausgelegt sein, während das Bremssystem sowohl das Lastmoment als auch das Verzögerungsmoment beherrschen muss. Bei vertikal arbeitenden Anlagen müssen in die Berechnung zudem die Schwerkraftrichtung sowie die Möglichkeit einer ziehenden Last einbezogen werden.

Die Auslegung eines Motors mit Bremse sollte nicht allein durch Anwendung eines einfachen Prozentsatzes auf das Motornennmoment erfolgen. Faktoren wie Getriebe, Kupplung, Trommel, Seilscheibe, Lastrichtung, Trägheitsmoment und die erforderliche Sicherheitsmarge beeinflussen das Ergebnis.

Wählen Sie das richtige Bremsmoment

Ein unzureichendes Bremsmoment kann den Bremsweg verlängern oder dazu führen, dass sich die Last nach dem Stillstand bewegt. Ein zu hohes Bremsmoment kann zu einem harten Einsetzen der Bremse führen, Kupplungen und Getriebe beschädigen sowie den Verschleiß der Bremsbeläge beschleunigen.

Die Auswahl eines Drehstrom-Bremsmotors für Förderanlagen in Südostasien sollte auf der Grundlage der Förderlast, der Getriebeübersetzung, der Bandgeschwindigkeit, der Anlaufmethode und der Stopphäufigkeit erfolgen. An einen horizontalen Förderer mit geringer Last werden hinsichtlich der Bremsung üblicherweise andere Anforderungen gestellt als an einen Schrägförderer, der Material transportiert.

Der Lieferant sollte Folgendes bestätigen:

  • Nennbremsmoment und Toleranz
  • Verfügbarer Einstellbereich des Bremsmoments
  • Minimales Haltemoment
  • Maximal zulässige Bremsenergie
  • Maximale Betätigungsfrequenz
  • Lüft- und Ansprechzeiten der Bremse
  • Grenzen der Luftspalteinstellung
  • Verfügbarkeit einer manuellen Lüftung

Wenn es auf Positioniergenauigkeit ankommt, kann die Konstanz der Ansprechzeiten ebenso wichtig sein wie der Nennwert des Bremsmoments.

Überprüfung von Bremsenergie und Wärmeentwicklung bei dynamischen Bremsvorgängen

Bei jedem dynamischen Bremsvorgang wird ein Teil der mechanischen Energie des bewegten Systems in Wärme umgewandelt. Höhere Geschwindigkeiten, größere Massenträgheit, kürzere Bremszeiten und eine höhere Betätigungsfrequenz erhöhen jeweils die thermische Belastung. Daher muss ein industrieller Bremsmotor für Hebezeuge im Nahen Osten sowohl hinsichtlich des Drehmoments als auch der thermischen Belastbarkeit überprüft werden – insbesondere dort, wo hohe Umgebungstemperaturen die Kühlleistung beeinträchtigen. Die bloße Bestätigung des Drehmoments reicht nicht aus, um sicherzustellen, dass das Reibsystem wiederholten Bremsvorgängen dauerhaft standhält.

Übermäßige Hitze kann die Bremskraft verringern, den Belagverschleiß beschleunigen, die Spule beschädigen und die Wartungsintervalle verkürzen. Dem Lieferanten sollten daher Angaben zur Energie pro Bremsvorgang, zur Anzahl der Bremsvorgänge pro Stunde sowie zum vollständigen Betriebszyklus übermittelt werden.

Abstimmung von Bremsspule und Steuerspannung

Bremsspulen können mit Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) betrieben werden. Manche Baugruppen sind für Wechselstromeingang ausgelegt, nutzen jedoch einen Gleichrichter zur Versorgung einer Gleichstromspule; daher sollten in der Beschaffungsspezifikation folgende Angaben enthalten sein:

  • Motorspannung und -frequenz
  • Schaltung der Motorwicklung
  • Spannung der Bremsspule
  • Typ und Einbauort des Gleichrichters
  • Steuerspannung
  • Erforderliche Lüft- und Ansprechzeiten
  • AC- oder DC-seitige Schaltung

Bei Bremsmotoren mit elektromagnetischer Bremse für Verpackungsmaschinen in Afrika sollten zudem die lokale Spannungsstabilität und die Auslegung des Schaltschranks berücksichtigt werden. Eine falsche Spulenspannung kann zu verzögertem Lösen, Überhitzung, Geräuschentwicklung oder unvollständigem Lösen der Bremse führen.

Für ein schnelleres Ansprechen nutzen einige Systeme eine gleichstromseitige Schaltung oder einen Schnellschaltgleichrichter. Solche Konfigurationen sollten mit dem Lieferanten abgestimmt werden, da sie Auswirkungen auf die Verdrahtung, die Ansprechzeit und die Wahl der Schaltkontakte haben.

Abstimmung der Bremse auf den Frequenzumrichter

Wird der Motor über einen Frequenzumrichter (VFD) gesteuert, benötigt die Bremsspule normalerweise eine separate, konstante Spannungsversorgung. Ein direkter Anschluss an den variablen Ausgang des Umrichters kann das ordnungsgemäße Lösen oder Anziehen der Bremse verhindern.

Der Steuerungsablauf sollte sicherstellen, dass der Motor ein ausreichendes Drehmoment aufbaut, bevor die Bremse löst. Beim Stoppvorgang sollte der Antrieb die Geschwindigkeit reduzieren, bevor die mechanische Bremse eingreift – es sei denn, die Anwendung ist speziell für einen dynamischen mechanischen Stopp ausgelegt.

Ein Bremswiderstand des Frequenzumrichters und eine mechanische Haltebremse erfüllen unterschiedliche Aufgaben: Der Widerstand hilft dem Antrieb bei der Bewältigung der rückgespeisten elektrischen Energie, während die mechanische Einheit die Welle oder Last nach dem Stillstand fixiert.

Schutzart an die Umgebungsbedingungen anpassen

Staub, Wasser, Öl, salzhaltige Luft, Korrosion und extreme Temperaturen können den Motor und die Reibkomponenten beeinträchtigen. Die Schutzart des Motorgehäuses bedeutet nicht zwangsläufig, dass auch die Bremseinheit über denselben Schutz verfügt.

Ein IE3-Bremsmotor für Automatisierungsprojekte in Südamerika erfordert je nach Einbausituation möglicherweise Schutz gegen Feuchtigkeit, Staub, Kondenswasser oder korrosive Reinigungsmittel.

Überprüfen Sie vor der Bestellung Folgendes:

  • Schutzarten für Motor und Bremsbaugruppe
  • Isolationsklasse und zulässige Temperaturerhöhung
  • Umgebungstemperatur und Aufstellungshöhe
  • Innen- oder Außenaufstellung
  • Staub, Wasser, Ölnebel und korrosive Gase
  • Stillstandsheizungen oder Temperatursensoren
  • Einstufung des Gefahrenbereichs (falls zutreffend)

Offene Reibbaugruppen dürfen ohne geeigneten Schutz nicht direkt Regen, starker Staubentwicklung, Ölverschmutzung oder Reinigungsprozessen mit Spritzwasser ausgesetzt werden.

Zugänglichkeit für Montage und Wartung prüfen

Bei Austauschprojekten müssen Baugröße, Montageart, Wellendurchmesser, Wellenende, Passfedernut, Flansch, Klemmenkastenposition und Kabelabgangsrichtung überprüft werden.

Drehgeber, Fremdlüfter, Handlüfthebel und Schutzabdeckungen können die Gesamtlänge vergrößern. Für Montage, Einstellung und Austausch des Reibbelags muss ausreichend Platz vorhanden sein.

Da der Reibbelag ein Verschleißteil ist, sollten Käufer zudem Folgendes prüfen:

  • Inspektion und Einstellung des Luftspalts
  • Verfahren zum Austausch der Reibbeläge
  • Verschleißanzeige oder -überwachung
  • Erforderliches Werkzeug
  • Verfügbarkeit von Ersatzspulen und Gleichrichtern
  • Empfohlenes Inspektionsintervall
  • Manuelle Lüftung

Bei kontinuierlichen Produktionslinien kann die Bestellung wichtiger Ersatzteile zusammen mit der Erstausrüstung künftige Stillstandzeiten reduzieren.

Anforderung vollständiger technischer Unterlagen

Ein qualifizierter Lieferant sollte mehr als nur eine Katalogseite bereitstellen. Das Angebot sowie die Unterlagen zur technischen Freigabe sollten Folgendes umfassen:











Punkt

Erforderliche Informationen
BewerbungFörderband, Hebezeug, Lift, Verpackungsmaschine oder andere Ausrüstung
LastMaximale Last, Drehmoment, Richtung und Trägheitsmoment
MotorLeistung, Drehzahl, Spannung, Frequenz und Betriebsart
BremsanforderungHalte- oder Dynamikbetrieb, Bremszeit und Häufigkeit
TransmissionDirect drive, gearbox ratio, and efficiency
BauformB3, B5, B14, B35, Wellenabmessungen und Einbaulage
AnsteuerungDirektstart, Sanftstarter oder Frequenzumrichter
UmgebungTemperatur, Höhe, Luftfeuchtigkeit, Staub und Korrosion
OptionenEncoder, Lüfter, Heizung, Handauslösung oder Explosionsschutz
Commercial termsQuantity, delivery, warranty, inspection, and spare parts

Der Lieferant sollte zudem Angaben zu Modell, Drehmoment, zulässiger Bremsenergie, Ansprechzeiten, Spulenspannung, Schaltplan, Abmessungen, Wartungshinweisen und Prüfunterlagen machen.

Wird ein Modell ohne Angaben zu Lastträgheitsmoment, Bremsfrequenz und erforderlicher Bremszeit empfohlen, sollte die Auswahlgrundlage vor der Freigabe überprüft werden.

Häufig gestellte Fragen

Ist ein höheres Bremsmoment immer besser?

Nein. Ein zu hohes Drehmoment kann mechanische Stöße verursachen und den Verschleiß erhöhen. Der gewählte Wert sollte die Last sicher abbremsen oder halten, ohne den Antriebsstrang zu überlasten.

Kann die Bremsspule an den Ausgang des Frequenzumrichters angeschlossen werden?

Normalerweise sollte eine separate, fest installierte Spannungsversorgung vorhanden sein. Der Betrieb muss über den Steuerkreis sowie durch die korrekte zeitliche Abstimmung von Freigabe und Eingriff auf den Frequenzumrichter (VFD) abgestimmt sein.

Welche Ersatzteile sollten bestellt werden?

Zu den gängigen Verschleiß- und Ersatzteilen gehören Reibbeläge, Gleichrichter, Spulen, Federn und Dichtungen. Die genaue Liste hängt von der Bauweise und den Wartungsbedingungen ab.

Kann eine Standard-Industrieausführung für ein Hebezeug verwendet werden?

Nur nach einer vollständigen Bewertung des Hebevorgangs und der geltenden Sicherheitsanforderungen. Bei Anlagen für den Personentransport oder anderen Anwendungen mit hohem Risiko können zertifizierte, überwachte oder redundante Bremssysteme erforderlich sein.

Auswahl für den gesamten Betriebszyklus

Ein zuverlässiger Stopp hängt von mehr Faktoren ab als nur von Motorleistung und Nennbremsmoment. Auch Lastrichtung, Trägheit, thermische Belastbarkeit, Ansprechzeit, Steuerungslogik, Schutzart und Wartungszugänglichkeit müssen berücksichtigt werden.

DAYOU MOTOR liefert Bremsmotoren mit unterschiedlichen Leistungen, Spannungen, Bauformen, Drehmomentoptionen, Schutzarten und Zubehörteilen. Die Angabe vollständiger Last- und Betriebsdaten ermöglicht die Auswahl einer Motor-Brems-Einheit, die einen zuverlässigen Langzeitbetrieb gewährleistet.