Lernen Sie, wie Sie den Luftspalt am Bremsmotor präzise messen und einstellen. Wir erklären exakte Verschleißgrenzen und das korrekte Anzugsdrehmoment.
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Funktionsprinzip der Federkraftbremse und Sicherheit
Elektromagnetische Federkraftbremsen arbeiten nach dem Ruhestromprinzip als passive Sicherheitssysteme: Im stromlosen Zustand pressen integrierte Druckfedern die axial verschiebbare Ankerscheibe gegen den rotierenden Bremsrotor und erzeugen das erforderliche Haltemoment. Sobald die Erregerspule im Magnetkörper mit Gleichspannung beaufschlagt wird, baut sich ein Magnetfeld auf, das die Ankerscheibe gegen die Federkraft anzieht und den Rotor freigibt. Der dabei entstehende Abstand zwischen der Stirnseite des Magnetkörpers und der Ankerscheibe definiert den sogenannten Luftspalt.
In hochdynamischen Fördersystemen und verknüpften Logistikanlagen unterliegen die Reibbeläge stetigem mechanischem Abrieb. Dadurch wandert die Ankerscheibe im geschlossenen Zustand schrittweise näher an den Bremsrotor heran, was den verbleibenden Luftspalt im gelüfteten Zustand kontinuierlich vergrößert. Vor jeder Inspektion oder Justage an solchen Industriebremsen steht der Personenschutz an oberster Stelle.
Zwingende Sicherheitsmaßnahmen vor Demontage der Lüfterhaube
Arbeiten an der Bremsmechanik erfordern die strikte Einhaltung der fünf Sicherheitsregeln der Elektrotechnik. Bevor Sie die Befestigungsschrauben der Lüfterhaube lösen, müssen Sie die Anlage ordnungsgemäß sichern:
- Freischalten: Trennen Sie den Bremsmotor allpolig von der Versorgungsspannung sowie von der separaten Bremsenansteuerung.
- Gegen Wiedereinschalten sichern: Bringen Sie ein persönliches Vorhängeschloss am Hauptschalter an und hinterlegen Sie ein gut sichtbares Warnschild.
- Spannungsfreiheit feststellen: Überprüfen Sie mit einem kalibrierten zweipoligen Spannungsprüfer die absolute Spannungsfreiheit an den Motorklemmen und am Gleichrichter.
- Mechanische Lasten sichern: Blockieren Sie vertikale oder geneigte Förderachsen mechanisch gegen unbeabsichtigtes Absacken, da beim Lösen der Bremse kein Haltemoment mehr anliegt.
- Lüfterhaube demontieren: Schrauben Sie die vier Schrauben der Lüfterhaube heraus und nehmen Sie die Haube vorsichtig axial ab, um das Lüfterrad nicht zu beschädigen.
Sollwerte und kritische Verschleißgrenzen des Luftspalts
Für eine fehlerfreie Betriebsweise muss sich der Luftspalt stets innerhalb der engen Toleranzgrenzen der jeweiligen Motorbaugröße bewegen. Der werkseitige Neuzustand erfordert ein exakt definiertes Spaltmaß, um ein sofortiges Lösen ohne Verzug zu garantieren. Mit zunehmender Betriebsdauer vergrößert sich das Maß durch Reibarbeit, bis die zulässige Verschleißgrenze erreicht ist. Die folgenden Sollwerte und Grenzmaße für Luftspalt und Bremsbelagstärke stammen aus der Herstelleranleitung für die Baugrößen 80 / 112 und 140. Eine fundierte Bremsenauslegung berücksichtigt diese Grenzwerte im Wartungsplan.
| Kenngröße | Baugröße 80 / 112 | Baugröße 140 |
|---|---|---|
| Luftspalt Sollwert (minimal) | 0,3 mm | 0,3 mm |
| Luftspalt Verschleißgrenze (maximal) | 1,3 mm | 1,3 mm |
| Bremsbelagstärke Neuzustand | 7,5 mm | 8,5 mm |
| Bremsbelagstärke Mindestmaß (Austausch) | 4,5 mm | 5,5 mm |
Thermische und mechanische Folgen fehlerhafter Spaltmaße
Wird die Verschleißgrenze von 1,3 mm überschritten, sinkt die magnetische Anzugskraft, da die Magnetfeldstärke mit dem Abstand stark abnimmt. Die Erregerspule kann die Ankerscheibe dann nicht mehr zuverlässig vollständig anziehen, sodass die Reibbeläge am Bremsrotor schleifen können. Das erzeugt zusätzliche Wärme und beschleunigt den Verschleiß der Reibflächen. Zudem greift bei Erreichen der maximalen Spaltbreite eine Spaltbegrenzung, die ein weiteres Nachrücken der Ankerplatte verhindert; mit dem Eingreifen dieser Spaltbegrenzung lässt die Bremswirkung nach.
Ein zu klein eingestellter Spalt unterhalb von 0,3 mm birgt ebenfalls Gefahren: Bereits geringe thermische Dehnungen im Dauerbetrieb können dazu führen, dass der Rotor nicht vollständig freigegeben wird. Zudem führt ein ungleichmäßig eingestellter Spalt zu Schiefstellungen der Ankerscheibe, ungleichmäßigem Tragbild und erhöhtem Taumelschlag im Antriebsstrang.
Luftspalt präzise messen und korrekt nachstellen
Die Überprüfung des Luftspalts erfolgt im unbestromten Zustand der Bremse zwischen der Planfläche des Magnetkörpers und der Ankerplatte. Die Herstelleranleitung sieht eine Kontrolle direkt neben allen drei Sechskantschrauben vor. Eine punktuelle Messung an nur einer Stelle reicht daher nicht aus, weil Schiefstellungen der Ankerplatte so unentdeckt bleiben.
Messvorgang mit der Fühlerlehre
Schieben Sie ein passendes Präzisions-Fühlerlehrenblatt von 0,3 mm Stärke an mindestens drei gleichmäßig verteilten Messpunkten direkt neben den Einstellschrauben in den Zwischenraum zwischen Magnetkörper und Ankerscheibe. Das Lehrenblatt muss sich mit leicht saugendem Widerstand durch den Spalt führen lassen. Lässt sich die Lehre ohne spürbaren Widerstand einschieben oder klemmt sie fest, ist die mechanische Nachstellung zwingend erforderlich.
Schrittweise Justage und Drehmomentvorgaben
Das Nachstellen der Federkraftbremse erfolgt über die Kombination aus Sechskantschrauben und Hohlschrauben am Magnetkörper. Da die Sechskantschrauben am Ende mit einem definierten Anzieh-Drehmoment festzuziehen sind, arbeiten Sie mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel statt nach Gefühl:
- Lösen Sie die drei Sechskantschrauben am Magnetkörper um jeweils eine halbe Umdrehung.
- Schrauben Sie die drei Hohlschrauben um eine halbe Umdrehung in Richtung Magnetkörper.
- Führen Sie das Fühlerlehrenblatt mit dem Mindestmaß von 0,3 mm direkt neben einer der Sechskantschrauben in den Luftspalt zwischen Magnetkörper und Ankerplatte ein.
- Ziehen Sie die betreffende Sechskantschraube so weit an, dass sich die Fühlerlehre noch aus dem Luftspalt ziehen lässt.
- Wiederholen Sie diesen Vorgang nacheinander an den beiden weiteren Sechskantschrauben.
- Schrauben Sie die drei Hohlschrauben in Richtung des Motors und ziehen Sie sie handfest an.
- Ziehen Sie alle drei Sechskantschrauben mit dem vorgeschriebenen Anzieh-Drehmoment fest: Baugröße 80 / 112 mit M4x45 auf 3 Nm, Baugröße 140 mit M5x55 auf 6 Nm.
- Prüfen Sie den Luftspalt abschließend direkt neben allen drei Sechskantschrauben. Weicht er von der Mindest-Breite ab, wiederholen Sie die Einstellung.
Bremsbelagdicke prüfen und Systemintegration sichern
Parallel zur Einstellung des Luftspalts muss zwingend die verbleibende Belagstärke des Bremsrotors überprüft werden. Das Nachstellen des Luftspalts kompensiert zwar den Verschleißweg der Ankerscheibe, ändert jedoch nichts am Materialabtrag des Reibbelags. Ein Unterschreiten der herstellerspezifischen Mindestbelagdicke führt unmittelbar zu metallischem Kontakt zwischen Ankerscheibe, Reibfläche und Trägerkörper, was einen abrupten Totalausfall der Bremswirkung nach sich zieht.
Verschleißgrenzen der Reibbeläge
Bei Motoren der Baugröße 80 / 112 beträgt die Belagstärke im Neuzustand 7,5 mm bei einer zulässigen Austauschgrenze von 4,5 mm. Für die Baugröße 140 liegt die Ausgangsstärke bei 8,5 mm und die Verschleißgrenze bei 5,5 mm. Wird das Mindestmaß an einer beliebigen Stelle des Rotors erreicht oder unterschritten, ist der Bremsrotor inklusive der Reibbeläge umgehend gegen ein Original-Ersatzteil auszutauschen. Eine bloße Spaltnachstellung ist in diesem Zustand unzulässig[1].
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Häufig gestellte Fragen
Warum vergrößert sich der Luftspalt bei elektromagnetischen Bremsen?
Durch die mechanische Abnutzung des Bremsbelags beim Stoppen des Motors wird der Bremsrotor dünner. Die Ankerplatte wird dadurch weiter in Richtung Rotor gedrückt, was den Spalt verbreitert. Erreicht der Luftspalt 1,3 mm, lässt die Bremswirkung durch das Eingreifen der Spaltbegrenzung spürbar nach.
Wie wird der Luftspalt am Bremsmotor korrekt gemessen?
Die Messung erfolgt mit einer präzisen Fühlerlehre. Diese wird direkt neben den drei Sechskantschrauben in den Luftspalt zwischen Magnetkörper und Ankerplatte geschoben. Der Luftspalt ist korrekt justiert, wenn sich die Lehre gerade noch mit leichtem Widerstand herausziehen lässt.
Was passiert, wenn der Luftspalt am Motor zu groß ist?
Ein zu großer Luftspalt führt zu einem unvollständigen Lüften der Bremse, da der Magnetkörper die Ankerscheibe nicht mehr vollständig anzieht. Dies verursacht Schleifen, eine kritische Überhitzung und einen beschleunigten Verschleiß, der den gesamten Antriebsstrang gefährden kann.
Wann muss der Bremsrotor der Federkraftbremse ausgetauscht werden?
Der Rotor muss gewechselt werden, wenn die Bremsbelagdicke die vom Hersteller definierte Mindestdicke unterschreitet. Für die Baugröße 80 / 112 liegt dieser Wert bei 4,5 mm, für die Baugröße 140 bei 5,5 mm. Ein rechtzeitiger Tausch verhindert einen schädlichen Metall-auf-Metall-Kontakt an der Ankerscheibe.
Welche Sicherheitsmaßnahmen sind vor dem Einstellen der Bremse zwingend?
Vor dem Öffnen der Lüfterhaube und jeglichen Wartungsarbeiten muss der Motor vollständig spannungsfrei geschaltet werden. Zusätzlich ist das System zwingend gegen ein unbeabsichtigtes Wiedereinschalten zu sichern, um Gefahren für das Instandhaltungspersonal auszuschließen.
