HEMSElektromagnetische Scheibenbremsen - HEMA

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Klemm- und
Bremssysteme
Anfrage- und Bestellformulare: www.hema-schutz.de
Klemm- und Bremssysteme
HEMS Elektromagnetische Scheibenbremsen
Die HEMS Baureihe umfasst extrem kompakt gebaute, elektromagnetische
Betriebs-/ Halte- und Notstopp-Bremsen mit
sehr niedrigem Energieverbrauch. Die Bremse arbeitet mit
einem Energiespeicher in Form einer Druckfeder; sie wird
elektromagnetisch gelüftet, und kann daher in der Standard-
Ausführung auch als Sicherheitsbremse eingesetzt werden
(Fail-Safe-Prinzip).
HEMS-300
Die schwimmende Lagerung der HEMS-Bremsen gleicht
kleine axiale Unsymmetrien der Bremsscheibe aus. Durch die
zentrale Einleitung der Bremskraft auf die Bremsklötze ergibt
sich sofort ein vollflächiges Tragbild der Beläge, ein
»Einschleifen« der Beläge entfällt. Die Bremse ist für mehrere
Scheibendicken, in zwei Flanschausführungen (parallel oder
vertikal für beliebige Einbaulage) sowie in unterschiedlichen
Bremsmoment-Bereichen erhältlich.
Funktions-/Anwendungbeispiele
Die HEMS elektromagnetischen Bremsen können mit einer
rotierenden Bremsscheibe oder auf einer linearen Klemmschiene
eingesetzt werden. Durch ihre kompakte Bauform bei
hoher Leistungsfähigkeit können sie beispielsweise verwendet
werden als Feststell-, Notstopp-, Betriebs- oder Sicherheitsbremse
mittels rotierender Bremsscheibe
an Kranfahrwerken, Katzfahrt (Gantry, Trolley)
in industrieellen Flurfördersystemen (Transportwagen)
allgemeiner Maschinenbau
Kranbau, z. B. als Fahrwerksbremse
an Förderbändern
in der Bergbautechnik
an Seil- oder Kettenzügen mit elektromotorischem Antrieb
Großventilatoren
Scherenhubtischen
Kleinwindkraftanlagen
Rundschalttischen
an wassertechnischen Anlagen (Schöpfwerke, Gezeitenkraftwerke)
an motorisch bewegten Montagesystemen
oder bei Verwendung einer linearen Klemmschiene
an industrieellen Flurfördersystemen
für gurt- oder kettenbetriebene Schräg- oder Senkrecht-
Fördersysteme (Absturzsicherung)
für Lastenaufzüge
für schienengebundene Werkstück- oder Werkzeugwechselsysteme
Temperaturbereiche der Bremsen
Die HEMS elektromagnetischen Bremsen eignen sich für alle
Anwendungen mit erhöhten Temperaturanforderungen, der
Einsatzbereich liegt bei -40°C bis +80°C.
HEMS-300 HEMS-500 HEMS-1000 HEMS-2000
Nenn-Klemmkraft 3 kN 5 kN 10 kN 20 kN
Max. Belagverschleiß 7 mm pro Seite 7 mm pro Seite 7 mm pro Seite 7 mm pro Seite
Belagverschleiß ohne Justage 0,5 mm pro Seite 0,5 mm pro Seite 0,5 mm pro Seite 0,5 mm pro Seite
Einstellbares Bremsmoment 60 - 100 % 60 - 100 % 60 - 100 % 60 - 100 %
Gewicht 6,5 kg 13 kg 25 kg 45 kg
Gesamtlänge Bremse 160 mm 190 mm 215 mm 285 mm
Einbauraum (ca. LxBxH) 160x90x150 mm 190x140x190 mm 215x170x230 mm 285x180x280 mm
Bremsscheibengröße ab Ø 250 mm ab Ø 315 mm ab Ø 355 mm ab Ø 400 mm
Bremsscheibendicke 12,5 mm 12,5, 20 mm 12,5, 20, 25, 30mm 20, 25, 30 mm
Nennspannung 400 VAC 400 VAC 400 VAC 400 VAC
Betriebsspannung 230...400 VAC 230...400 VAC 230...400 VAC 230...400 VAC
Nennfrequenz (umschaltbar) 50/60 Hz 50 /60 Hz 50 /60 Hz 50/60 Hz
Nennleistung 1,5 kVA Anzugsphase 1,8 kVA Anzugsphase 2kVA Anzugsphase 2,2 kVA Anzugsphase

HEMS Elektromagnetische Scheibenbremsen
Bremsmoment in Nm
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Ermittlung der Bremsmomente bei einem Reibwert von 0,4
Optionale Ausstattungen
Anflanschung relativ zur Bremsscheibe vertikal/parallel
Kleinerer Bremsmomentbereich durch weichere Feder
Zustandsüberwachung mit bis zu 2 Sensoren
Verschleißgrenzenanzeige elektrisch
Sonderausführungen mit Sinter- und Gummibelägen
HEMS-500
HEMS-300 HEMS-500 HEMS-1000 HEMS-2000
Bremsscheiben-Ø in mm
250 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000
Scheiben-Ø HEMS-300 HEMS-500 HEMS-1000 HEMS-2000
[mm] [Nm] [Nm] [Nm] [Nm]
250 245
315 323 514
355 371 594 1148
400 425 684 1328 2576
450 485 784 1528 2976
500 545 884 1728 3376
560 617 1004 1968 3856
630 1144 2248 4416
710 1304 2568 5056
800 1484 2928 5776
900 3328 6576
1000 3728 7376
HEMS-1000
Alle Angaben in mm, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet. Änderung und Irrtum vorbehalten.
Materialempfehlung Bremsscheibe
Die Bremsscheibe sollte vorzugsweise aus Stahl S355 (St-52),
alternativ Material nach DIN 15437 bestehen.
Rostfreie Anwendungen auf Anfrage.
Wettbewerbsvergleich
Vergleich verschiedener Lösungen für eine Anwendung
mit einer Bremsscheibe von 800 mm Durchmesser und
einem erwünschten Bremsmoment von ca. 2900 Nm:
HEMS-1000
Gewicht: ca.23 kg
Abmessungen 215 x 290 x 211,5 mm
Alternativprodukt 1: XXX-M-1
Gewicht: ca. 107 kg
Kosten: 30% höher als HEMS-1000
Abmessungen 347 x 300 x 691 mm
Alternativprodukt 2 XXX-M-2
Gewicht: ca.175 kg
Kosten: 960% höher als HEMS-1000
Abmessungen: 522 x 460 x 416 mm
Alternativprodukt 3 XXX-M-3
Gewicht: ca. 21 kg
Kosten: 190% höher als HEMS-1000
benötigt werden
zwei Bremsen
Abmessungen:: 308 x 346 x 314 mm
Fazit
Die HEMS Baureihe zeigt sich im Wettbewerbsumfeld als
kostengünstige, kompakte Alternative.
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Bremssysteme
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Klemm- und
Bremssysteme
Abmessungen HEMS-300 Abmessungen HEMS-500
HEMS-300, vertikaler Einbau
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HEMS Elektromagnetische Scheibenbremsen
86
70
47,5
25
65
4 Durchgangsbohrungen Ø 11
60
120
140
HEMS-300, horizontaler Einbau HEMS-500, horizontaler Einbau
103
13,5
47,5
Mitte Bremsscheibe
160
65
45
115
HEMS-300, horizontaler Einbau HEMS-500, horizontaler Einbau
25 25
52
99
25
12
60 85
12,5
145
170
142
4 Befestigungsbohrungen Ø 11
Radius
Bremsscheibe
Außenkante
Bremsscheibe
HEMS-500, vertikaler Einbau
HEMS-300, vertikaler Einbau HEMS-500, vertikaler Einbau
90°
12,5
12,5
Ø13
Ø13
53 20 45
64± 0,5
Ø13
Ø13
190
86
145
54
170
Wert in Klammern: Magnetanker voll ausgefahren
2 +1
- 0
19,5 45
85
55 130
Ø13
Ø13
19,5
70
85
Ø13
45
15
Ø13
138
84
185
185
25 174 (189)
210

HEMS Elektromagnetische Scheibenbremsen
Abmessungen HEMS-1000 Abmessungen HEMS-2000
Radius Bremsscheibe
Außenkante Bremsscheibe
HEMS-1000, horizontaler Einbau HEMS-2000, horizontaler Einbau
D B
79,5
90°
63
20
Ø17
12,5
2 +1
- 0
HEMS-1000, horizontaler Einbau HEMS-2000, horizontaler Einbau
HEMS-1000, vertikaler Einbau
HEMS-1000, vertikaler Einbau
Ø 17
12,5
Ø17
64
215
Ø 17
64
100
157,5
20
30
64 100
174
210
Wert in Klammern: Magnetanker voll ausgefahren Wert in Klammern: Magnetanker voll ausgefahren
99,5
100
158
14,5
214
60
100
40
80
110
Alle Angaben in mm, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet. Änderung und Irrtum vorbehalten.
208 (223)
Radius Bremsscheibe
D B
90°
97,5
73 70
285
32 +1
- 0
Außenkante Bremsscheibe
27,5 70
125
207,5
4 Durchgangsbohrungen Ø 22
120
53,5
230
40
20
285
261 (276)
Klemm- und
Bremssysteme
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Klemm- und
Bremssysteme
Aufgabenstellung
Abbremsen einer elektromotorisch betriebenen Maschine bei
Stromausfall / Notaus innerhalb einer Zeit von 15 Sekunden.
Zur Dimensionierung der Bremse und Bremsscheibe sind die
folgende Kennwerte zu ermitteln:
maximale Drehzahl n0 des Systems [min-1] Widerstandsmoment JA der rotierenden Teile
der Arbeitsmaschine [kgm²]
Übersetzung i des Getriebes, wenn vorhanden [ohne]
Widerstandsmoment des Motorankers JM [kgm²]
Kreisfrequenz [ω0, ω1] Weiter ist zu klären, ob von der Arbeitsmaschine noch andere
Drehmomente den Bremsprozeß positiv oder negativ beeinflussen
können, z. B. hängende Lasten, die ein konstantes
Drehmoment erzeugen und zusätzliche Bremsleistung erfordern
oder große Reibmomente, die den Bremsprozeß unterstützen.
Im folgenden Beispiel wird davon ausgegangen, dass
ein Elektromotor über ein Getriebe in der Arbeitsmaschine
frei drehende Maschinenteile antreibt, die keinen zusätzlichen
Einflüssen ausgesetzt sind. Weiterhin wird vorausgesetzt,
dass die Widerstandsmomente der Antriebswellen und
der Bremsscheibe vernachlässigt werden.
Die Angaben zum Antriebssystem sind:
maximale Drehzahl n0 des Systems 1.200 min-1 Widerstandsmoment JA der rotierenden
Teile der Arbeitsmaschine 300 kgm²
Übersetzung i des Getriebes 45
Widerstandsmoment des Motorankers JM 0,53 kgm²
Schritt 1:
Umrechnung des Widerstandsmomentes der Arbeitsmaschine
auf die Welle, auf der die Bremsscheibe angeordnet ist:
J’ A = J A / i² : J’ A = 300 kgm² / 45² = 0,148 kgm²
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HEMS Elektromagnetische Scheibenbremsen
Beispielanwendung HEMS
Elektromotor
elektromagentische
Scheibenbremse HEMS
(Darstellung vergrößert)
Bremsscheibe
Getriebe
Arbeitsmaschine
Schritt 2:
Aufsummieren des Widerstandsmomentes des Motorankers
J = J’ A + JM = 0,148 kgm² + 0,53 kgm² = 0,678 kgm²
Schritt 3:
Berechnung des erforderlichen Bremsmomentes MB: MB = J * dω /dt
Mit einem konstanten Bremsmoment reduziert sich die
Formel zu:
MB = J * (ω0 – ω1) / t
Mit ω1 = 0 (Stillstand) reduziert sich die Formel auf:
MB = J * ω1/ t
ω0 als Kreisfrequenz errechnet sich mit:
ω0 = 2 π * n mit n in [s-1] Damit ergibt sich das Bremsmoment MB MB = 0,678 kgm² * 2 π * 1.200/60 / 15 = - 2.513 Nm
Hieraus ergeben sich folgende Einsatzmöglichkeiten:
HEMS-1000 mit einer Bremsscheibe Durchmesser 710 mm
HEMS-2000 mit einer Bremsscheibe Durchmesser 400 mm
Scheiben-Ø HEMS-300 HEMS-500 HEMS-1000 HEMS-2000
[mm] [Nm] [Nm] [Nm] [Nm]
250 245
315 323 514
355 371 594 1148
400 425 684 1328 2576
450 485 784 1528 2976
500 545 884 1728 3376
560 617 1004 1968 3856
630 1144 2248 4416
710 1304 2568 5056
800 1484 2928 5776
900 3328 6576
1000 3728 7376

HEMS-A
Aktive Elektromagnetische Scheibenbremse
HEMS-A 1000
Die HEMS-A 1000 als aktive Ausführung wird nur dann eingeschaltet,
wenn eine Bremsung erforderlich ist. Sie wurde für
Anwendungen konzipiert, in denen sich bewegende
Maschinenteile, ob rotatorisch oder translatorisch, stillgesetzt
werden sollen, ohne dass hier eine Sicherheits- oder Notstopp-
Funktion gefordert ist. Tritt der eigentliche Bremsvorgang
zudem nur recht selten auf, kann durch die aktive Ausführung
Energie eingespart werden.
Optionale Ausstattung:
Anflanschung relativ zur Bremsscheibe vertikal/parallel
Kleinerer Bremsmomentbereich durch weichere Feder
Zustandsüberwachung mit bis zu 2 Sensoren
Verschleißgrenzenanzeige elektrisch
Sonderausführungen mit Sinterbelägen
HEMS-A 1000
Nenn-Klemmkraft 10 kN
Max. Belagverschleiß 7 mm pro Seite
Belagverschleiß ohne Justage 0,5 mm pro Seite
Einstellbares Bremsmoment 60 - 100 %
Gewicht 25 kg
Gesamtlänge Bremse 215 mm
Einbauraum (ca. LxBxH) 215x170x230 mm
Bremsscheibengröße ab Ø 355 mm
Bremsscheibendicke 12,5, 20, 25, 30mm
Nennspannung 400 VAC
Betriebsspannung 230...400 VAC
Nennfrequenz (umschaltbar) 50/60 Hz
Nennleistung 2kVA Anzugsphase