Der Bremswinkel an mechanischen Schmiedepressen
Der Stillstand des Stößels und aller bewegten Massen nach Abschaltung der Kupplung und eingreifen der Bremse spielt eine maßgebliche Rolle im Sicherheitskonzept von Pressen.
Die Größe des Bremswinkel sollte nicht größer als max. 20° nach OT/OU sein. Der Bremswinkel setzt sich bei großen mechanischen Pressen mit Reibbelägen und elektro-pneumatisch gesteuerten PSV Ventilen aus der Größe der zu bremsenden Massen, den Lufthüben, dem Druck, den Druckabfallzeiten, dem Federdruck und der Verarbeitung der Signale zusammen. Natürlich spielt der Belag und die Temperatur eine weitere maßgebliche Rolle, doch dazu später mehr.
Um ein Gegeneinander wirken von Kupplung und Bremse zu verhindern werden verschiedene Systeme eingesetzt. Pneumatisch wird die Kupplung eingerückt und die Bremse über eine Schubstange rein mechanisch gesteuert betätigt. Andere Hersteller programmieren Zeiten zwischen den Schaltungen der Ventile oder programmieren Winkel in denen die Kupplung bzw. Bremse ein-ausrückt. Fehlerhafte Nockenschaltungen und Programmierungen führen zu einem erhöhten Verschleiß der Beläge und der Anlage.
Wichtig sind bei Reibbelägen geprüfte und einwandfrei funktionierende Druckfedern die das Einrücken der Bremse oder Ausrücken der Kupplung mit steuern. Fehlerhafte Druckfedern führen zu vermehrten Verschleiß der Reibbeläge. Reibbeläge sind beim Wechseln zu messen, ungleiche Abnutzung ist oft auf fehlerhafte Druckfedern zurück zu führen. Nicht selten wird die Kühlung der Reibbeläge unterschätzt und vernachlässigt. Heiße Bremsscheiben sorgen für eine Verglasung der Reibbeläge und vergrößern den Bremswinkel. Und das führt wieder zu einem vermehrten Verschleiß der Beläge und unnötigen Kosten.
Mit weiterem Verschleiß der Reibbeläge von Bremse und Kupplung werden auch die Hübe und der Luftverbrauch größer und die Druckabfallzeiten verlängern sich was zu einer Vergrößerung des Bremswinkel führt. Mittels Nachstellmöglichkeiten kann der Bremswinkel korrigiert und nachgestellt werden. Mechanisch kann das Spiel der Beläge nachgestellt/verkleinert werden, elektrisch/elektronisch können die Schalt/Überwachungszeiten der Ventile und Nocken nachjustiert werden.
Der Belag von Reibbelägen muss einen hohen Reibwert, hohe Abriebsfähigkeit, stabil und flexibel bleiben, umweltfreundlich und gesundheitsneutral und eine geringe Geräuschentwicklung erzeugen. Die Symbiose der verschiedenen Eigenschaften macht dieses System so stabil und wirtschaftlich.
Eine Überwachung aller Faktoren ist in modernen Steuerungen problemlos möglich. Temperaturen, Schaltzeiten und Winkel werden am Display angezeigt und können sofort Auskunft zum Zustand der Komponenten liefern. Bediener und Instandhaltung erhalten so relevante Informationen für ihre täglichen Arbeiten.
Die Instandhaltung wartet und inspiziert die Anlage in Routineintervallen und kann auf Störungen und Maschinenausfälle konkret reagieren. Die Überwachung der Zustände von Bauteilen und Maschinen hilft der Instandhaltung bei der Wahrnehmung ihrer Aufgaben. Mittels Ersatzteilstrategie und Instandhaltungsorganisation werden Stillstände und Ausfallzeiten reduziert und Nebenzeiten zur Instandsetzung genutzt.
Alle Planbaren Arbeiten der Instandhaltung werden übergreifend geplant um möglichst effektive Instandhaltung zu gewährleisten. So kann die Maschinenlaufzeit durch die Instandhaltung positiv beeinflusst werden.
🧱 1. Rolle von Kupplung und Bremse in mechanischen Pressen
- Bremswinkel – definiert als der Winkel, um den der Stößel über den oberen Totpunkt (OT/OU) hinaus kreist, bis die Presse stoppt. Er darf bei mechanischen Pressen maximal 20° betragen, um Sicherheit zu gewährleisten
- Der Stillstandskriterium nach Auskuppeln beziehungsweise Betätigen der Bremse ist entscheidend für das Sicherheitskonzept der Presse
⚙️ 2. Wirkungsweise und Steuerung
- Kombisysteme aus Kupplung und Bremse verhindern mechanisches „Gegensteuern“:
- Die Kupplung wird meist elektropneumatisch oder elektrohydraulisch eingerückt.
- Die Bremse löst sich mechanisch via Schubstange; meist verzögert durch Nocken oder Zeitsteuerung, um Übergangsfehler zu vermeiden (wikidata.de-de.nina.az
- Pneumatische Steuerung verteilt Druckluft zuerst auf die Bremse (entlastend), dann auf die Kupplung (schaltend) – beim Abschalten passiert die Reihenfolge umgekehrt (artizono.com).
🛡️ 3. Sicherheit und Pressensicherheitsventile (PSV)
- Pressensicherheitsventile (PSV) sind Pflicht – sie schützen vor unbeabsichtigter Abwärtsbewegung, indem sie Kupplung und Bremse absichern (de.wikipedia.org).
- PSV-Ventile sind festgelegt durch Sicherheitsnormen wie DIN EN ISO 16092‑2 (hydac.com).
🔧 4. Verschleißfaktoren & Wartung
- Federdruck der Bremse/Kupplung entscheidend – schwache Federn führen zu ungleichmäßigem Reibbelagverschleiß
- Reibbeläge: Material muss hitzebeständig, stabil, verschleißarm und umweltfreundlich sein .
- Belagtemperatur: Überhitzte Bremsscheiben lassen Belag glasieren – es entsteht vergrößerter Bremswinkel, schnellerer Verschleiß, höherer Luftverbrauch
- Korrekturmaßnahmen:
- Mechanisch: Nachstellung von Belägen und Vorspannspiel.
- Elektronisch: Anpassung von Schaltzeiten und Nockenwinkeln
🔁 5. Dynamik des Verschleißes
Verschlissene Beläge führen zu:
- Verlängerten Hüben
- Mehr Luftverbrauch
- Verzögerten Druckabfällen
- Größerem Bremswinkel
→ Es entsteht eine Kaskade aus Effizienzverlust und höherem Verschleiß
🧩 6. Modernes Monitoring & Instandhaltung
- Steuerungen zeigen in Echtzeit Daten wie Temperatur, Schaltwinkel, Bremszeiten – für operative Wartung
- Routinewartung: Regelmäßige Inspektion beugt Ausfällen vor; Ersatzteilstrategie reduziert unproduktive Stillstände
🏗️ 7. Aufbauvarianten & technische Komponenten
- Reibbelag-Kupplungen (Lamellenkupplungen) und bandgebundene Bremsen (z. B. Riemen- oder Scheibenbremsen) sind Standard bei mechanischen Pressen (artizono.com).
- Kompakte Kupplungs-Brems-Kombinationen (KBK):
- Nasslaufende hydraulische KBK (große Drehmomente, hohe Beanspruchung)
- Trockenlaufende pneumatische oder bandbremsende Varianten für kleinere Pressen (ortlinghaus.com, ortlinghaus.at).
✅ Fazit
Ein korrekt abgestimmtes und gewartetes Kupplungs-Brems-System mit geeigneter Federtechnik, Materialwahl und Steuerung ist essentiell für:
- Schnelles und sicheres Anhalten innerhalb zulässiger Bremswinkel
- Minimierung des Verschleißes bei Reibbelägen und Maschinenteilen
- Effiziente Instandhaltung und stabile Produktion
Maintenance - Interim Management - Wartung & Instandhaltung 