Aufzugsbremsen: Ein oder aus? Berührungsloser Sensor erkennt es

Ein berührungsloser Sensor von Warner Electric soll die Überwachung von Aufzugsbremsen zuverlässiger machen und so Ausfallzeiten minimieren helfen.

Warner Electric, eine führende Marke der Altra Industrial Motion Corporation, hat eine innovative Technologie zur Überwachung elektromagnetischer Bremsen für Aufzüge und Bühnentechnik entwickelt. Der zum Patent angemeldete, berührungslose Warner Electric Sensor (WES) ist rückwärtskompatibel zu herkömmlichen elektromechanischen Mikroschaltern, ohne deren technisch bedingte Einschränkungen zu teilen. Er erhöht die Zuverlässigkeit der Überwachung elektromagnetischer Bremsen und ermöglicht vorausschauende Wartung, um ungeplanten Ausfallzeiten vorzubeugen.

Elektromagnetische Bremsen sind inzwischen weit verbreitet bei Aufzügen sowie Hebezeugen in der Bühnentechnik. Die Auslegung der Bremsen für derartige Anwendungen wird durch die europäischen Normen EN81-20:2014 und EN81-50:2014 sowie die US-Norm ASME A17.1 geregelt. Diese sehen vor, dass Näherungsschalter in die Bremsen eingebaut werden müssen, um zu kontrollieren, dass die Bremse tatsächlich ein- oder ausgeschaltet ist.

Potenzialfreie Mikroschalter mit Nachteilen

Aufgrund ihrer einfachen Mechanik und ihrer Kompatibilität mit verschiedenen Strom- und Spannungsanforderungen wurde diese Funktion bislang in der Regel durch potenzialfreie Mikroschalter realisiert. Die Verbreitung der SPS-Steuerung in modernen Anwendungen bedeutet jedoch, dass die Strom- und Spannungshandhabung von minimalem Vorteil ist, während ein mechanisches Versagen aufgrund von Vibrationen und der Verunreinigung mit einer nicht leitenden Oxidschicht, die sich bei niedrigerer Stromstärke auf den Goldkontakten bildet, die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls erhöht. Dazu kommen ökologische Bedenken in Zusammenhang mit dem Silizium in der Kontaktlegierung. Während außerdem der Hysteresezyklus typischerweise bei etwa 0,05 mm liegt, bedeutet die Anfälligkeit für mechanische Vibrationen und Kontakt-Verschmutzung, dass zugunsten der Produktlebensdauer, der Schaltweg vergrößert werden muss, um entsprechenden „Spielraum“ um die Hysteresepunkte zu schaffen, und um eine Drift des Schaltpunktes zu verhindern.

Berührungsloser und verschleißfreier Betrieb an Aufzugsbremsen

Induktive Schalter überwinden viele dieser Nachteile, indem sie durch berührungslosen, verschleißfreien Betrieb unempfindlich gegenüber Vibrationen, Staub und Feuchtigkeit sind. Allerdings ist der Temperaturbereich begrenzt, und der Schaltpunkt kann sich temperaturabhängig ändern. Außerdem können starke Magnetfelder den Sensorkern sättigen, den Schaltpunkt verändern oder ein unkontrolliertes Schalten des Sensors bewirken. Schließlich ist der Halbleiterausgang zwar vollständig kompatibel mit modernen SPS-Systemen, aber es gibt keine Rückwärtskompatibilität zu den einfachen NO/NC-Trockenkontakt-Schaltersystemen, die in der Aufzugsindustrie noch immer weit verbreitet sind.

Aufzugsbremsen: Erkennen des Ein- oder Ausschaltzustands

Um hier Abhilfe zu schaffen, hat Warner Electric eine neue Technologie für die zuverlässige, verschleißfreie und abgeschirmte Erkennung des Ein- bzw. Ausschaltzustandes von Bremsen entwickelt. Der Warner Electric Sensor (WES) erfüllt uneingeschränkt die Anforderungen der EN81-20:2014, EN81-50:2014 und ASME A17.1 und bietet einen hochpräzisen und wiederholbaren Schaltpunkt bei sehr geringer Hysterese (0,03 mm) über einen großen Temperaturbereich von 40 °C bis +105 °C. Die geringe Hysterese und die Eliminierung der temperaturabhängigen Drift des Schaltpunktes bedeutet, dass der Messabstand nicht länger ein einschränkender Faktor bei der Bremsenentwicklung ist. So kann der Bremsluftspalt auf bis zu 0,15 mm reduziert werden, wodurch sich das Bremsmoment erhöhen lässt.

Abgeschirmt gegen Magnetfelder

Es stehen drei Ausgangsoptionen zur Verfügung, darunter auch ein NC/NO-Ausgang, der vollständig rückwärtskompatibel zu den potenzialfreien Schaltkreisen vorhandener herkömmlicher Mikroschalter ist. Darüber hinaus bietet der WES NPN- bzw. Halbleiterausgänge, die zu SPS-Schnittstellen kompatibel sind, sowie einen Analogausgang, der eine zur absoluten Luftspaltposition proportionale Spannung liefert. Auf diese Weise kann der Verschleiß im Rahmen einer Strategie zur vorausschauenden Instandhaltung überwacht werden.

Durch die Vollintegration in den Bremsinduktor und damit in das Magnetfeld der Bremse ist diese neue Sensorlösung abgeschirmt und immun gegen alle Arten externer Magnetfelder. Der WES bietet einen Schutz gegen Verpolung, Überstrom, Übertemperatur sowie Überspannung und damit höhere Zuverlässigkeit im Betrieb.

Bild: Der berührungslose Sensor WES erhöht die Zuverlässigkeit bei der Überwachung elektromagnetischer Bremsen und ermöglicht vorausschauende Wartung, um ungeplanten Ausfallzeiten vorzubeugen.

Weitere Informationen: https://www.warnerelectric.com/