Bei Kränen, Förderbändern, Winden und Massenförderanlagen ist „Bremsstoß“ selten nur ein Komfortproblem. Harte Bremsung kann messbare Folgen haben: Einfluss auf Getriebegrbacklash, Torsionskupplungen, Schienenverschleiß, Riemenschlupf, strukturelle Vibrationen und höhere Spitzen-Temperaturen an der Reibfläche. Wenn Sie wiederholtes Glätten der Beläge, Risse in Bremsrädern/-scheiben oder „mysteriöses“ Lockern von Befestigungen beobachten, ist der Stopp…
This article explains how to design cushioned (soft) braking in a way that is still safe and repeatable. We’ll focus on methods you can implement with real industrial brakes—especially electro-hydraulic drum brakes like YWZ13 and fail-safe disc brakes like SH—plus system-level measures (VFD coordination, staged braking, hydraulic damping, and mechanical compliance).
[Image Placeholder] Example stop profiles: “step braking” vs “two-stage braking” vs “S-curve braking” (deceleration vs time).
1) Zuerst definieren Sie, was „Stoß“ beim Bremsen bedeutet (Verzögerung und Ruck)
Die meisten Stoßbeschwerden kommen durch zwei Dinge:
- Hohe Verzögerung (zu schnelles Anhalten für Steifigkeit und Backlash des Systems)
- Hoher Ruck (Verzögerung ändert sich zu schnell—Drehmoment geht fast sofort von „null“ auf „voll“)
Zwei einfache Definitionen helfen, das Problem zu quantifizieren:
a=\frac{\Delta v}{\Delta t} j=\frac{\Delta a}{\Delta t}Where a is deceleration and j is jerk. Even if your average deceleration is acceptable, a very high jerk at the start of braking is what creates the “bang” felt in gearboxes and structures.
Quick reality check (numbers you can use in meetings): If a trolley travels at 0.8 m/s and stops in 0.2 s, the average deceleration is 4 m/s². If you stop in 1.0 s instead, it becomes 0.8 m/s². That change is often the difference between repeated mechanical impact and stable operation.
2) Wandeln Sie das „Stoppverhalten“ in Drehmomentanforderung um (warum die Bremszeit alles verändert)
Bei rotierenden Systemen ist das Bremsmoment an Trägheit und Winkelverzögerung gebunden:
T \approx J \cdot \alpha = J\cdot\frac{\Delta \omega}{\Delta t}Wenn Sie die Stopptime verdoppeln, halbieren Sie ungefähr die durchschnittliche Drehmomentanforderung—und reduzieren in der Regel auch die Spitzenstoßbelastung (vorausgesetzt, Ihre Bremskupplung ist kontrolliert).
Example (typical for conveyors and travel drives)
Assume equivalent inertia at the brake shaft is J = 80 kg·m². Brake engages at 500 rpm (ω ≈ 52.36 rad/s).
If you stop in 1.0 s:
\alpha \approx \frac{52.36}{1.0}=52.36\ \text{rad/s}^2,\quad T \approx 80\times 52.36 \approx 4189\ \text{N·m}
If you stop in 4.0 s:
\alpha \approx \frac{52.36}{4.0}=13.09\ \text{rad/s}^2,\quad T \approx 80\times 13.09 \approx 1047\ \text{N·m}
Same system. Same speed. A 4× stopping time reduces average torque demand by about 4×. That’s why cushioning is often a system design choice, not a brake size choice.
3) Identifizieren, wo der Stoß entsteht (bevor Sie Hardware ändern)
Bei Feldstörungen entsteht der Stoß meist durch eines dieser Muster:
- Bremsen bei hoher Geschwindigkeit (kein elektrisches Vorbremsen; Bremse übernimmt alle Verzögerungen)
- Bremsmoment ist „stufenartig“ (kein Drehmomentanstieg, kein Staging, keine Steuerung der Kupplung)
- Einfluss auf Getriebegrbacklash (Drehmomentumkehrung / Spielaufnahme direkt beim Bremsen)
- Bremsen ungleichmäßig anlegen (Ausrichtungs-/Auslaufprobleme, die ein „Greifen“ Gefühl verursachen)
- Steuerzeitpunkt ist falsch (VFD entfernt Drehmoment zu früh/zu spät im Vergleich zum Bremsen-Set)
[Image Placeholder] Torque vs time plot highlighting: (A) brake delay, (B) torque step, (C) backlash spike, (D) stabilized decel zone.
4) Polsterungsmethode #1 (am effektivsten): VFD-Verzögerung Bremseinstellung bei nahezu null Geschwindigkeit
Wenn Ihre Anlage eine VFD hat, ist die sauberste „weiche Bremsung“-Strategie meist: Lassen Sie den Antrieb den größten Teil der Verzögerung übernehmen, und setzen Sie die mechanische Bremse nur bei sehr niedriger Geschwindigkeit (oder null) ein. Das minimiert die Hitze an der Bremse und reduziert den Stoß, weil die Bremse nicht die gesamte kinetische Energie absorbieren muss.
Practical commissioning parameters to define:
- Verzögerungsanstiegszeit (Sekunden)
- Bremsen-Set-Geschwindigkeitsschwelle (z.B. < 3–10% der Nenn-Geschwindigkeit, anwendungsspezifisch)
- Bremsen-Set-Verzögerung (ms) und Bestätigung (Bremsen-auf/Bremsen-zu-Schalter, falls vorhanden)
- Drehmomentnachweis: Halte ein kleines Haltemoment, bis das Bremsen-zu ist (häufig bei Seilzügen)
For fail-safe brakes like SH-Hydraulik-Notfall-Bremsen, this approach keeps the brake in its “best role”: safe holding and emergency stopping, while routine decel happens electrically.
[Internal Link Placeholder] Link to your fail-safe brake article or SH product application notes.
5) Polsterungsmethode #2: Zweistufiges (zweischrittiges) Bremsmoment
Zweistufiges Bremsen wendet Drehmoment in Phasen an: ein niedriger Anfangsdrehmoment, um die Geschwindigkeit sanft zu entfernen, dann höheres Drehmoment, um zu sichern/halten. Das reduziert Ruck und begrenzt den Backlash-Knall. Wird häufig bei Massenförderung und einigen Kranfahrten eingesetzt.
Es gibt zwei praktische Wege, dies umzusetzen:
- Spezielle Zweistufen-Bremsen-Design (mechanisches/hydraulisches Staging im Bremssystem integriert).
- Sequentielle Betätigung zweier Bremsen (Bremsen A zuerst betätigen, dann Bremsen B nach einer definierten Verzögerung).
In our catalog, an example concept is the YW-E two-step electro-hydraulic drum brake, often selected where “soft stop” is required to protect belts, gearboxes, and structures.
[Internal Link Placeholder] YW-E Two-Step Electro-Hydraulic Drum Brake (product page)
Starting settings (field-tunable, not universal):
- Stufe 1 Drehmoment: ~30–60% des vollen Bremsdrehmoments
- Stufe 1 Dauer: ~0,3–2,0 s (länger bei höherer Trägheit bei Fahr- / Förderanlagen)
- Stufe 2: Voll-Drehmoment zum Anhalten/Halten
Die korrekten Werte hängen von Trägheit, Geschwindigkeit und zulässiger Stoppdistanz ab. Validieren Sie mit Geschwindigkeits-Zeit-Daten und Temperaturkontrollen (ein „weicher Stopp“, der zu lange zieht, kann Hitze erhöhen).
6) Polsterungsmethode #3: Hydraulische Dämpfung (vorsichtig bei Fail-Safe-Systemen verwenden)
Hydraulic damping can smooth movement of brake linkages or release cylinders, but you must respect a critical rule: do not compromise emergency apply performance. For fail-safe brakes, slowing the apply event too much can reduce safety.
When hydraulic damping is used safely, it is usually configured as one-direction control using a flow control valve with a check-valve bypass:
- Den Fluss in die Richtung einschränken, in die Sie verlangsamen möchten (oft „Freigeben/Öffnen“, um den Startstoß zu reduzieren)
- Freien Fluss in die entgegengesetzte Richtung zulassen („Anlegen/Schließen“), um eine schnelle Fail-Safe-Reaktion zu gewährleisten
Wenn Sie den Entladeweg einschränken (Öl während des Anlegens zurückfließen lassen), können Sie Rückstau erzeugen und die Bremsanwendung verlangsamen—dies ist ein häufiger Fehler bei hydraulischer Bremsleitung.
[Internal Link Placeholder] Link to your hydraulic piping layout article (return flow/back pressure/throttling).
7) Polsterungsmethode #4: Mechanische Compliance (Kupplungen, Torsionselemente) zur Steuerung des Backlash-Einflusses
Manchmal geht es beim Stoß nicht hauptsächlich um das Drehmoment—es geht um Steifigkeit des Antriebsstrangs und Backlash. Wenn das Drehmoment umkehrt oder die Bremse greift, schließen sich die Spielräume in Zahnrädern und Kupplungen plötzlich, was einen Stoßspike erzeugt. Das Hinzufügen kontrollierter Compliance kann einen Teil dieses Impacts absorbieren.
One practical component used in industrial drivetrains is an elastic jaw coupling (for example, our LMZ-I elastic jaw coupling), which introduces torsional elasticity and reduces peak impact. This can be especially helpful in travel and conveyor applications where repeated stops create cyclic shock.
[Internal Link Placeholder] LMZ-I Elastic Jaw Coupling (product page)
Important caution: compliance can improve shock behavior, but it can also increase angular displacement before torque builds. For precision positioning or safety holding, verify that added elasticity does not create drift, overshoot, or control instability.
8) Dämpfungsmethode #5: Reibpaarung und Oberflächenbeschaffenheit (oft ignoriert, aber sehr real)
Zwei Bremsen mit gleicher Nennleistung können sich im Stoßverhalten stark unterscheiden, weil die Reibungseigenschaften unterschiedlich sind. Praktische Faktoren sind:
- Reibmaterialqualität (organisch vs semi-metallisch vs sintert) und wie μ sich mit der Temperatur verändert
- Scheiben-/Trommel-Oberflächenfinish (zu rau kann „greifen“; zu glatt kann glätten und dann plötzlich beißen)
- Ausrichtung/Auslauf (Ungleichmäßiger Kontakt erzeugt während des Anlegens einen „Impuls“)
Wenn Sie Stoßreduzierung anstreben, prüfen Sie zuerst die mechanischen Grundlagen: korrekter Luftspalt/Spiel, korrekte Oberflächenbeschaffenheit und kein Schleifen. Polsterung kann eine falsch ausgerichtete oder kontaminierte Bremse nicht beheben.
9) Wie Sie überprüfen, ob Sie den Stoß tatsächlich reduziert haben (messen, nicht raten)
Weiches Bremsen sollte mit Daten überprüft werden. Ein einfaches Feldmesspaket ist:
- Geschwindigkeit vs. Zeit (Encoder- oder VFD-Feedback): Verzögerungsform bestätigen
- Bremsensteuerungstiming im Vergleich zur Geschwindigkeit: bestätigen, dass die Bremse bei hohen Geschwindigkeiten nicht unerwartet greift
- Beschleunigung (optional) Mit einem kleinen Beschleunigungsmesser am Getriebegehäuse oder an der Struktur: Spitzen-G ist ein nützlicher Stoßindikator
- Temperaturtrend Nach wiederholten Stopps: Überprüfen Sie, ob Sie den Stoß nicht gegen Hitze eingetauscht haben
Practical acceptance language many teams use internally: “No audible impact, no visible coupling backlash snap, peak acceleration reduced compared to baseline, and stabilized brake temperature does not increase.” Translate that into your own measurable thresholds during commissioning.
[Image Placeholder] Data example: baseline vs improved stop curve (speed-time) + corresponding temperature rise comparison.
Benötigen Sie einen Polsterungsplan für Ihr Kran- oder Förderbandsystem?
Wenn Sie Ihre Anwendung (Kranhaken / Fahrbetrieb / Förderband), Betriebsgeschwindigkeit, geschätzte Trägheit, Stopps pro Stunde und Ihr Bremsmodell (z.B. YWZ13 oder SH) mitteilen, können wir eine praktische Vorgehensweise empfehlen: VFD-Zeitplanung, ob zweistufiges Bremsen gerechtfertigt ist, wie man hydraulisches Drosseln sicher konfiguriert und welche Messungen Sie aufzeichnen sollten, um Verbesserungen nachzuweisen.
[Internal Link Placeholder] Contact our engineering team for braking shock reduction and system tuning support.
