Freno a molla e freno a magnete permanente a confronto

Sia i freni a molla che i freni a magnete permanente hanno il loro posto. Ma quale è quello giusto per la rispettiva applicazione? Poiché nella scelta occorre tenere conto di aspetti molto diversi, l'utente deve affidarsi a una consulenza competente. Quindi è ovviamente un vantaggio se il produttore di freni che fornisce la consulenza ha entrambi i principi operativi nel suo programma e consiglia senza alcun interesse personale. Il contributo del produttore di frizioni e freni Kendrion dimostra che non tutti i freni sono uguali.

contenuto

• Distinzione tra freno di stazionamento e freno di lavoro
• Due principi di funzionamento - proprietà diverse
  • Freno a magnete permanente
  • Freno a molla a pressione tuttofare
• Nuovo freno a molla con traferro ridotto – dichiarazione video
• Domande Frequenti

Distinzione tra freno di stazionamento e freno di lavoro

A seconda delle condizioni operative si distingue tra freno di stazionamento e freno di lavoro. IL Freno di stazionamento ha il compito di mantenere fermi i carichi. La frenatura del movimento viene effettuata dall'azionamento. Solo in caso di errore, ad es. B. durante un arresto di emergenza, il freno di stazionamento esegue un lavoro di frenatura per arrestare il sistema e poi mantenerlo a riposo.

Al contrario, il Freno funzionante il compito di distruggere l'energia cinetica e quindi di mantenere a riposo il sistema quando è fermo. I tipici campi di applicazione dei freni di stazionamento e di lavoro si trovano negli ascensori, nei trasportatori aerei e nelle turbine eoliche, nonché nella robotica e nell'ingegneria meccanica.

L'utilizzo dei freni da lavoro sta diventando sempre più in secondo piano rispetto a quelli moderni Unità , controllori affrontare il compito di frenata in modo sicuro e anche senza usura può funzionare. Le applicazioni in cui vengono utilizzati i freni di lavoro sono servite da freni a molla perché i sistemi di attrito organico lì utilizzati, simili alle pastiglie dei freni delle automobili, sono particolarmente adatti a fornire un elevato livello di lavoro complessivo per tutta la durata di servizio.

Sia i freni a magnete permanente che quelli a molla vengono utilizzati per la stragrande maggioranza delle applicazioni del freno di stazionamento. Qui, come in tanti altri ambiti, l'utente ha solo l'imbarazzo della scelta. Deve decidere quale Principio di funzionamento è più adatto alla sua applicazione. Entrambi hanno proprietà caratteristiche che li rendono ideali per diversi ambiti di applicazione.

Due principi di funzionamento - proprietà diverse

Entrambi i tipi di freno sono chiusi quando diseccitati. Si tratta di Freni di sicurezza: In caso di interruzione di corrente o di guasto dell'approvvigionamento energetico, come ad esempio un'interruzione della linea, il sistema viene mantenuto in sicurezza. Tuttavia, ci sono differenze fondamentali oltre a questo. Nel freno a molle, che di solito è installato sul lato cuscinetto B di un motore elettrico, le molle premono contro l'ancora del freno quando non è sotto tensione.

* Rivestimenti di attrito del rotore, che è collegato all'albero motore tramite una dentatura, è bloccato tra questo ancora e la superficie di montaggio del freno sul lato posteriore del motore. Quando la bobina del freno viene eccitata, si crea un campo magnetico che attira l'ancora mobile e quindi libera il rotore con le guarnizioni di attrito. Il freno si sblocca.

Quando si tratta del principio attivo magnete permanente Nello stato diseccitato, invece, l'armatura o il rotore vengono tirati contro lo statore o il sistema di eccitazione dal campo magnetico permanente. Quando eccitato, si crea un campo elettromagnetico che annulla la forza di attrazione dei magneti permanenti e quindi libera l'armatura dal sistema di eccitazione attraverso la forza di trazione delle molle tra l'armatura e il mozzo flangiato. Il freno si sblocca.

Da collegamento ad innesto forzato Il freno a magnete permanente è privo di gioco tra l'armatura, il mozzo e gli alberi. Tuttavia è necessario rispettare le condizioni di installazione definite per garantire un traferro definito nei motori.

Freno a magnete permanente

Da questi due principi attivi con le loro differenze Accoppiamenti di attrito, acciaio/acciaio nel freno a magnete permanente e guarnizioni d'attrito organiche/acciaio nel freno a molla danno proprietà definite ed essenziali che si traducono in campi di applicazione tipici per entrambi i tipi di freni:

I freni a magneti permanenti (PE) sono particolarmente adatti Servomotori, ad esempio nella tecnologia di movimentazione e robotica. Qui colpiscono particolarmente per le loro dimensioni compatte e il loro peso relativamente basso. Grazie ai magneti permanenti, la densità di potenza è due volte più elevata rispetto ai freni a molle (FD). Ma ci sono anche altri motivi per cui nella robotica si tende a preferire freni leggeri, dinamici e quasi privi di abrasione.

Ciò garantisce l'assenza di abrasione del freno PE modalità di azione il freno è assicurato. L'ancora viene completamente rilasciata entro la molla. Con il freno FD si verifica un'usura all'avviamento perché quando la velocità aumenta, tra la pastiglia e le superfici di attrito deve prima formarsi un cuscino d'aria. Questa usura può verificarsi a causa dell'accelerazione del disco di frizione, ad es. B. l'accelerazione dovuta alla gravità quando l'azionamento è disposto verticalmente o dovuta alle forze centrifughe quando ruotano le pale del rotore di una turbina eolica. Di solito è interessato solo un rivestimento di attrito.

Quando viene utilizzato, il freno PE si comporta come un puro freno di stazionamento Funzione di arresto di emergenza diverso dal freno FD. Grazie alla sua struttura, il freno PE è privo di coppia residua. C'è solo abrasione durante le fermate di emergenza. Quando viene azionata, l'armatura viene completamente rilasciata dalla molla. Al contrario, il freno FD ha una coppia di spunto, che porta ad una certa usura ad ogni avviamento. La suddetta usura causata dalle forze di accelerazione rende le cose ancora più difficili. Spesso questa ulteriore usura non può essere determinata con precisione perché di solito è interessato solo un lato del disco di frizione.

Il freno silenzioso dell'ascensore protegge ascensori e scale mobili

Un'altra differenza sta nel comportamento Campo di temperatura. I freni PE sono molto stabili alla temperatura e garantiscono una coppia elevata nell'intero intervallo di temperature. Le cose sono diverse con i freni FD. In questo caso la stabilità della temperatura è influenzata essenzialmente dalla composizione del rivestimento d'attrito organico. Puoi paragonarlo a uno pneumatico per auto, anch'esso sviluppato per diverse condizioni operative. Proprio come uno pneumatico di Formula 1 non può essere utilizzato in inverno, alcune guarnizioni di attrito organiche non possono essere utilizzate nei freni.

Con un elevato coefficiente di attrito, il rivestimento ha una buona adesione coppie elevate, ma il rivestimento si consuma molto rapidamente. Per le pastiglie dei freni FD ciò significa: le pastiglie con coefficienti di attrito elevati mostrano un calo maggiore nell'intero intervallo di temperature e talvolta hanno solo la metà della coppia a 120° o -40°C. In generale si può dire che i freni FD raggiungono una coppia molto buona, ma non sono così stabili alla temperatura o che il coefficiente di attrito è comparativamente più basso di una pastiglia a temperatura stabile. Va tuttavia sottolineato che entro un determinato intervallo di temperature la coppia del freno FD può essere adattata in modo molto preciso alla coppia specificata dal cliente in fase di progettazione.

Freno a molla a pressione tuttofare

Azionamenti di sollevamento e di traslazione con energie frenanti elevate e coppia frenante definita, ovvero decelerazione controllata durante un arresto di emergenza, non può essere azionato da PE. Inoltre, esistono numerose applicazioni in cui non sono richieste elevata dinamica e densità di potenza. Tipici esempi di ciò sono le gru, i trasportatori aerei e le porte a rulli.

Il freno deve frenare se le cose peggiorano Arresto di emergenza Se necessario, fornire valori di decelerazione elevati per frenata e mantenere il peso in modo affidabile. Il tempo di commutazione e la densità di potenza svolgono solo un ruolo minore. L'elevato lavoro di frenata non rappresenta un problema per le guarnizioni d'attrito organiche dei freni a molla e, se necessario, possono essere utilizzati anche come freno di lavoro.

Inoltre, questo è momento d'inerzia A causa del peso relativamente basso del disco di frizione, questo è inferiore rispetto ai freni a magnete permanente. Inoltre, queste applicazioni utilizzano solitamente motori standard IEC sui quali è possibile installare facilmente e rapidamente freni a molla. Il freno, la cui struttura è meno complessa dei freni a magneti permanenti, rimane solitamente facilmente accessibile.

Chiunque abbia una soluzione conveniente in un'applicazione Motore standard di serie può quindi normalmente utilizzare un freno a molla. Per il rispettivo campo di applicazione, ad es. B. per uno specifico intervallo di temperature di esercizio è possibile selezionare un rivestimento d'attrito ottimizzato per l'applicazione.

* Freno FD Con la corretta scelta del rivestimento di attrito organico e del design delle molle, è possibile regolare facilmente la coppia desiderata con una tolleranza relativamente piccola. Se l'intervallo di temperatura è ancora relativamente piccolo, la coppia può essere mantenuta ben all'interno di questo intervallo. Inoltre, lo sviluppo non si è fermato per quanto riguarda i freni a molla: con i nuovi freni Kobra di Kendrion è possibile ottenere l'80% di coppia in più o una durata utile tre volte superiore rispetto alle soluzioni precedentemente disponibili sul mercato. Riducendo la potenza di controllo, il consumo energetico viene ridotto di un terzo. Viene generato meno calore, il che riduce l'invecchiamento dei componenti.

Nuovo freno a molla con traferro ridotto

05.02.2014 | Jörg Heilmann, Responsabile delle vendite, Kendrion GmbH, Villingen Schwenningen, presenta un nuovo freno a molla alle giornate della stampa specializzata a Karlsruhe. Il traferro è stato ridotto a 0,02 mm.

Domande Frequenti

Qual è la differenza tra freni a molla e freni a molla?

Anche se sembrano simili e spesso possono essere confusi, i freni a molla e i freni a molla lo sono non lo stesso. Con il freno a molla, la molla fornisce un effetto frenante quando diseccitata, mentre con il freno a molla, la molla mantiene il freno aperto quando diseccitato ed è necessaria energia per chiudere il freno o descritto più in dettaglio come segue:

• Freno a molla: Nel freno a molla la forza frenante è generata dalla molla che preme le pastiglie contro l'elemento da frenare. Questo tipo di freno è solitamente un freno "fail-safe", ovvero si attiva quando è diseccitato. Ciò significa che in caso di mancanza di corrente o di interruzione dell'alimentazione elettrica il freno passa automaticamente allo stato di frenatura.
• Freno a molla: Un freno a molla funziona esattamente l'opposto di un freno a molla. Questo freno utilizza la forza della molla per allontanare le pastiglie del freno dal disco o dall'elemento del freno, consentendo il movimento. Il freno viene attivato applicando energia, cioè viene aperto quando non c'è corrente.