Auch Unterhaltung ist eine Industrie, und auch hier wird ständig optimiert, um durch viele kleine Schritte ein immer besseres Ergebnis liefern zu können. Nur selten aber erkennt das Publikum diese Schritte mit einem großen Aha, häufig fallen Veränderungen erst auf, wenn man aktuelle Inszenierungen mit etwas älteren vergleicht – egal ob klassisches Theater oder Sport-Liveübertragung. Ganz ähnlich verursachen wohl die Effekte eines älteren Science-Fiction-Films heute nur noch ein nostalgisches Lächeln, bei seiner Premiere aber sorgten sie für Begeisterungsstürme. Nun aber erklären zu können, wann welche Veränderung über die Jahre die Filmeffekte verändert haben, können wohl nur wenige Zuschauer wirklich ausmachen. Die Veränderungen sind fließend und passieren im Hintergrund, aber sie sind stetig.
Einer der technischen Hauptakteure hinter den Kulissen ist Mayr Antriebstechnik aus Mauerstetten im Allgäu. Von kleinsten Anfängen im Jahr 1897 hat sich der Familienbetrieb zum Global Player entwickelt und ist bis heute selbständig und unabhängig. Zum Kundenstamm gehören neben dem klassischen Maschinenbau auch die „Bretter, die die Welt bedeuten“: Denn Sicherheitsbremsen sind hinter vielen Bühnen und bei Events ebenfalls sehr gefragt, sie müssen dort aber andere Anforderungen und sehr hohe Sicherheitsstandards erfüllen: „Um die Sicherheitsanforderungen europaweit abbilden und vereinheitlichen zu können, wurde gerade die neue Bühnentechnik-Norm DIN EN 17206 verabschiedet. Diese liegt nun als Entwurf vor. Europa bildet mit dieser Norm die höchsten Sicherheitsanforderungen weltweit ab“, erklärt Bernd Kees, bei Mayr Antriebstechnik Produktmanager für Sicherheitsbremsen.
Fliegende Lasten
Egal ob sich Tarzan auf der Musical-Bühne an Lianen durch den Urwald schwingt, Spiderman im Film durch die Wolkenkratzerschluchten New Yorks schnellt oder Celine Dion bei einer spektakulären Bühnen-Show abhebt – bei Flugszenen hat die Sicherheit der Künstler und Stuntmen oberste Priorität. Mit den Roba-stop-silenzio-Bremsen stattet Mayr weltweit die sogenannten Flugwerke der Bühnentechnik aus. Nicht immer müssen die Bühnenbremsen aber direkt einen Schauspieler am fliegenden Seil über der Bühne ruckfrei und sicher zum Stillstand bringen. Immer häufiger sorgt ausgefeilte Kameratechnik zur Liveübertragung für neue Herausforderungen an die Mayr-Ingenieure: Sogenannte Spidercams, also an Seilen aufgehängte und über Seile bewegte
Kameras ermöglichen den Blick von oben direkt auf das Geschehen. Die Systeme hängen meist in der Dachkonstruktion des Veranstaltungsortes, wodurch sich die Kameras auch über dem Publikum bewegen. Als Deutschland Fußballweltmeister wurde, war Mayr im Finale in Rio de Janeiro live dabei: Roba-stop-silenzio Bremsen hielten die fliegenden Kameras im Stadion auf Position, im Störungsfall – etwa einem Stromausfall – hätten sie dafür gesorgt, dass die Kameras stehen bleiben und nicht unkontrolliert absinken. Auch beim Neujahrskonzert der Wiener Philharmoniker – in über 70 Länder live übertragen, fast 50 Millionen Zuschauer und Zuhörer – kommen unter anderem fliegende Kameras zum Einsatz, die ebenfalls von Roba-stop-silenzio-Bremsen gesichert werden. Neben der sicheren Positionierung kommt es bei sensiblen Aufnahmen wie einem Klassik-Konzert aber auch darauf an, dass die Bremsen besonders geräuscharm arbeiten.
Die Roba-stop-silenzio ist als redundante Zweikreisbremse konzipiert und kann laut Mayr neben den Sicherheitsaspekten auch mit einer sehr kurzen Baulänge, schnellen Schaltzeiten und einem sehr niedrigem Geräuschpegel punkten, was sie von regulären Industriebremsen unterscheidet. Auch dort wird zwar immer mehr auf Lautstärke geachtet, dabei geht es aber meist um die Einschränkung starken Lärms, weniger um die Eliminierung des letzten noch hörbaren Geräuschs. Die Funktion der Mayr-Bühnenbremsen ist dennoch ähnlich wie bei den Industriebremsen, beide arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip: Sie sind im energielosen Zustand geschlossen, Störungen wirken sich somit zur sicheren Seite hin aus. Wenn der Strom abgeschaltet wird, bei Stromausfall oder Not-Aus sorgen in der Bremse verbaute Druckfedern für einen Bremsmomentaufbau und bringen die Last sicher zum Stillstand. Bühnenbremsen werden im Hause Mayr noch mit einer zusätzlichen einstellbaren Geräuschdämpfung ausgestattet, welche das Geräusch des Schaltklackens verhindert und dadurch die Sicherheitsbremse garantiert leise schalten lässt. „Mitbewerber setzen oft herkömmliche Industriebremsen in Antrieben der Bühnentechnik ein und ergänzen diese mit einer einfachen O-Ring Dämpfung, um das Schaltgeräusch im Neuzustand zu minimieren. Diese Lösung ist zwar kostengünstig, jedoch hält die Wirkung der Geräuschdämpfung dafür auch nicht lange an. Die Bremsen werden nach kurzer Zeit wieder lauter. Dies ist bei Bremsen aus dem Hause Mayr Antriebstechnik eben nicht so. Wir erreichen das, weil wir eigene Baureihen speziell für die Bühnen-und Aufzugstechnik entwickelt haben“, sagt Kees.
Technik für die Hochburg des russischen Balletts
Die Lautstärke der Systeme im Hintergrund ist heute zu einem wichtigen Aspekt geworden, der inzwischen soweit verbessert wurde, dass das Publikum während einer absolut stillen Theateraufführung keine Geräusche wahrnimmt. Das Bolschoi-Theater in Moskau gilt als die größte und wichtigste Spielstätte für Oper und Ballett in Russland und verkörpert wie kaum ein anderes Schauspielhaus die russische Kultur. Das Theater, dessen Anfänge bis ins 18. Jahrhundert zurückreichen, beschäftigt heute rund 900 Mitarbeiter und bietet Platz für etwa 1800 Gäste. Über der Bühne arbeiten mehrere hundert Prospekt- und Punktzüge, die sogenannte Obermaschinerie. Sie heben und senken Lasten bis zu einer Tonne, in den Antrieben kommen Roba-quatrostop Sicherheitsbremsen mit mehreren einzeln schalt- und prüfbaren Bremskreisen zum Einsatz.
Um die Schauspieler auf der Bühne zuverlässig vor abstürzenden Lasten zu schützen, sind Bühnenwinden in der Regel mit zwei redundanten Bremsen ausgestattet, die komplett unabhängig voneinander arbeiten. Jede der beiden Bremsen allein ist in der Lage, die Last sicher zu halten. Das gewährleistet, dass auch bei Ausfall einer Bremse keine Gefahr für die Akteure entsteht. Wenn beide Bremsen funktionieren, führt dieses Konzept bei einer Notbremsung allerdings zu einer Verdoppelung des Bremsmoments und damit zu einer erheblichen Belastung aller Bauteile. Um auch die Bühnenkosntruktion des Bolschoi nicht zu stark zu belasten, sollte hier zusätzlich besonders schonend gebremst werden.
Die Roba-quatrostop Bremssysteme haben daher vier einzeln schalt- und prüfbare Bremskreise mit einem Bremsmoment von jeweils 67 Nm. Drei Bremskreise erbringen zusammen das geforderte Bremsmoment von 200 Nm, der vierte sorgt für die nötige Redundanz. Das heißt, das Bremsmoment bei Notfällen liegt bei viermal 67 Nm, also 268 Nm und ist damit nur 33 % höher als das geforderte Bremsmoment. Klassische Zweikreisbremsen hätten bei Not-Bremsungen in dieser Anwendung ein Bremsmoment von zweimal 200 Nm, also 400 Nm – doppelt so hoch wie das geforderte Bremsmoment. Die Mayr-Systeme bremsen hier also sanft und bauteilschonend.
Maßgeschneiderte Speziallösungen
Nicht selten sind dabei auch angepasste oder speziell für Kunden entwickelte Systeme erforderlich, mehr als die Hälfte der Mayr-Produkte verlassen modifiziert das Haus: „Das ist unsere Stärke. Wir definieren in Zusammenarbeit mit unseren Kunden die passende und optimale Lösung für deren Anwendung“, so Bernd Kees. Dazu gehören auch Bremsenberechnungen und -auslegungen. Die meisten Sicherheitsbremsen werden in der Obermaschinerie und den aus dem Bühnenboden fahrenden Hubpodien verwendet. Die Herausforderung bestehe laut Kees darin, die Bremsen statisch sowie auch dynamisch passend zum jeweiligen Antrieb zu dimensionieren, dabei muss auch genügend Luft nach oben eingeplant werden: Bei der abschließenden Sachverständigenprüfung des Bühnensystems wird die maximale Last um 25 % überschritten, die Bremse muss diese dennoch aus einer maximalen Übergeschwindigkeit sicher zum Stillstand bringen.
Inszeniert wird heute nicht mehr nur auf klassischen Bühnen, sondern auch beim Sport, etwa bei der jährlich mit Spannung erwarteten Halbzeit-Show des Superbowl oder der Eröffnungsfeier der Olympischen Spiele: In London konnten die Zuschauer im Jahr 2012 die Entwicklung Englands zur Industrienation mitverfolgen. Dabei erhoben sich unter anderem sechs 36 m hohe Industrieschornsteine mit Außenwänden aus bedrucktem Stoff aus dem Boden. Um den Stoffschlauch beim Hochziehen zu stabilisieren und so den Eindruck einer massiven Mauer zu erwecken, kamen reibschlüssige Sicherheitskupplungen von Mayr zum Einsatz: Während eine Winde den oberen Rahmen des Schornsteins nach oben zog, lief der Antrieb der zweiten Winde im Sockel mit Relativdrehzahl gegen die Zugrichtung und hielt so das Drahtseil straff gespannt. Die Differenzdrehzahl zwischen beiden Winden wurde von den permanent rutschenden Sicherheitskupplungen in Sonderausführung ausgeglichen. Sie konnten die entstehende thermische Belastung zuverlässig kompensieren.
Bühne 4.0
Die Zustandsüberwachung spielt auch bei der Bühnentechnik eine immer wichtigere Rolle, wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt das Schauspielhaus Leipzig: Im Zuge der Modernisierung der bühnentechnischen Anlage wurde auch ein neues Bremssystem mit berührungsloser Lüftüberwachung von Mayr verbaut. Die Züge der Obermaschinerie verfahren mit einer Geschwindigkeit von 0,01 bis 1,2 m/s und können eine Nutzlast von jeweils 500 kg aufnehmen. In den Antrieben arbeiten Roba-stop-silenzio-Bremsen mit einem Bremsmoment von zweimal 100 Nm bzw. von zweimal 32 Nm.
Ein unverzichtbares Element für normkonforme Sicherheitsbremsen ist eine integrierte Funktionsüberwachung, die Rückmeldung über den Schaltzustand der Bremse gibt. Diese sogenannte Lüftüberwachung verhindert unzulässige Betriebszustände, etwa dass der Motor gegen die geschlossenen Bremsen fährt. Mayr bietet die berührungslosen Lüftüberwachung als erster Bremsenhersteller bereits seit einigen Jahren als Alternative zur Lüftüberwachung mit Mikroschaltern. Das berührungslose System mit induktivem Näherungsinitiator ermöglicht der Steuerung, den Betriebszustand der Bremse zu erfassen und auszuwerten. Somit kann die Steuerung dem Motor erst nach dem Lüften der Bremsen die Freigabe zum Anlaufen erteilen. Das System ist gegenüber Magnetfeldern resistent, sowie unempfindlich gegen Stöße und Erschütterungen, da keine beweglichen Elemente vorhanden sind und die Elektronik komplett vergossen ist. Für die Steuerung musste zwar ein Draht mehr gezogen werden, die Anlage ist insgesamt aber wartungsfreundlicher und langlebiger.
Die Mayr-Bremsen können zudem mit einer integrierten Schaltzustand- und Verschleißkontrolle ausgestattet werden. Ansteuermodule mit zusätzlicher Überwachungsfunktion sind ebenfalls zu haben. Denn immer häufiger werden Bremssysteme vom Markt verlangt, die sich selbst überprüfen können und im Fehlerfall eine Abschaltung generieren bzw. einen anstehenden Verschleiß rechtzeitig anzeigen können. In der Bühnentechnik ist das heute aber noch nicht vollumfänglich möglich. „Künftige Herausforderungen liegen im Bremsenmonitoring, quasi wie Industrie 4.0 appliziert auf die Bühnentechnik“, sagt Kees. Bei den Industriebremsen ist Mayr schon so weit: Das Modul Roba-Brake-Checker dient ausschließlich der Überwachung der Bremsen, das Modul Roba-Torqcontrol teilt die Überwachungsfunktion und kann Bremsen zudem steuern. Damit sind anpassbare Bremsreaktionen möglich und die Technik kann definiert zum Stillstand gebracht werden. Voraussetzung ist, dass die Anlage die Betriebszustände wie beispielsweise Beladung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung erfasst und in ein Vorgabesignal für das Modul umwandelt. Wird das Torqcontrol-Modul in einem geschlossenen Regelkreis verwendet, ist es möglich, sogenannte Verzögerungsrampen zu fahren und so die Systeme sanft und entsprechend der Anforderungen zum Stillstand zu bringen.
Die beiden Module arbeiten ohne Sensor. Sie analysieren stattdessen Strom und Spannung und erkennen dadurch die Bewegung der Ankerscheibe der Bremse. So wissen sie, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Neben dem Schaltzustand können die Module auch auf Temperatur, Verschleiß und Zugweg- oder Zugkraftreserve rückschließen, und damit einschätzen, ob der Magnet noch genügend Kraft hat, die Ankerscheibe anzuziehen. Mit den neuen Modulen werden bei der Überwachung also deutlich mehr Prozesse abgebildet als bislang zum Beispiel mit Hallsensoren oder Mikroschaltern bzw. induktiven Näherungsinitiatoren.
Um die Qualität der Produkte vollständig in der Hand zu haben, entwickelt Mayr alles selbst, vom mechanischen Teil bis zur elektronischen Sicherheitstechnik. „Es ist generell unser Anspruch alles aus einer Hand zu liefern. Es handelt sich schließlich um Sicherheitsbremsen, welche im Ernstfall auch vor Sach- und vor allem auch Personenschäden schützen müssen. Dafür steht das Haus Mayr mit seinem Namen“, versichert Bernd Kees.
Weitere konkrete Anwendungsfälle von Medizinrobotern bis zur Lebensmittelindustrie werden im Mayr-Blog ausführlich erklärt:
„Künftige Herausforderungen liegen im Bremsenmonitoring, quasi wie Industrie 4.0 appliziert auf die Bühnentechnik.“
Bernd Kees, Produktmanager für Sicherheitsbremsen bei Mayr Antriebstechnik
