DE102013018272B4

DE102013018272B4 - Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Bremse und Mobilteil mit Rollenlagereinheit

Info

Publication number: DE102013018272B4
Application number: DE102013018272.7A
Authority: DE
Inventors: Leobald Podbielski; Gero Bockelmann; Patrick Weis
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2033-11-01
Also published as: DE102013018272A1

Abstract

Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Bremse,wobei ein Spannungsverlauf zur Versorgung einer Spule der Bremse vorgegeben wird,wobei der Stromverlauf des Stromes der Spule erfasst wird,wobei aus dem erfassten Stromverlauf und dem erfassten Spannungsverlauf der Verlauf der Induktivität der Spule bestimmt wird,wobei aus dem Verlauf der Induktivität der zeitliche Verlauf des Zustandes der Bremse bestimmt wird,dadurch gekennzeichnet, dassals Spannungsverlauf ein für eine Zeitspanne Δt vorgesehenes Absenken eines ansonsten für eine Zeitspanne T konstanten Gleichspannungswertes vorgesehen ist,wobei T mindestens zehnmal größer ist als Δt und/oder der Gleichspannungswert mindestens doppelt so groß wie der eingebrochene Wert, also derjenige Wert, auf welchen die Spannung während der Zeitspanne Δt einbricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes einer Bremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Mobilteil mit Rollenlagereinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Es ist allgemein bekannt, dass an Mobilteilen, wie Einkaufwägen in Supermärkten, Lenkrollen angeordnet sind, wobei Rollen an einer Schwenkeinheit vorgesehen sind und sich abhängig von der Fahrtrichtung ausrichten.
Aus der DE 10 2012 008 547 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verfahren zum Überwachen einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse bekannt.
Aus der DE 10 2010 000 737 A1 ist eine elektromechanisch betätigbare Bremse bekannt.
Aus der DE 100 06 009 A1 ist ein Flurförderzeug in Vierradausführung bekannt.
Aus der DE 10 2004 015 447 A1 ist ein Verfahren zum Notbetrieb eines hydraulischen Bremssystems für Kraftfahrzeuge bekannt.
Aus der JP 2001-058503 A ist ein Bremssystem bekannt.
Aus der DE 89 15 173 U1 ist eine Laufrolle bekannt.
Aus der DE 37 10 475 A1 ist eine Lösevorrichtung für einen Federspeicherbremszylinder bekannt.
Aus der DE 94 08 623 U1 ist ein Rad mit integrierter Bremstrommel bekannt.
Aus der DE 299 14 681 U1 ist eine Lenkrolle bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bremsüberwachung in einfacher Weise weiterzubilden, das für eine elektromagnetisch betätigbare Trommelbremse vorsehbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Bremse nach den in Anspruch 1 und bei dem Mobilteil nach den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Bremse sind, dass ein Spannungsverlauf zur Versorgung einer Spule der Bremse vorgegeben wird,
wobei der Stromverlauf des Stromes der Spule erfasst wird,
wobei aus dem erfassten Stromverlauf und dem erfassten Spannungsverlauf der Verlauf der Induktivität der Spule bestimmt wird,
wobei aus dem Verlauf der Induktivität der zeitliche Verlauf des Zustandes der Bremse bestimmt wird,
insbesondere wobei der Zustand entweder also der gelüftete oder eingefallene Zustand der Bremse ist,
insbesondere wobei der Zustand oder zumindest einer der Zustände angezeigt und/oder weitergemeldet wird,
wobei als Spannungsverlauf ein für eine Zeitspanne Δt vorgesehenes Absenken eines ansonsten für eine Zeitspanne T konstanten Gleichspannungswertes vorgesehen ist, wobei T mindestens zehnmal größer ist als Δt und/oder der Gleichspannungswert mindestens doppelt so groß wie der eingebrochene Wert, also derjenige Wert, auf welchen die Spannung während der Zeitspanne Δt einbricht.
Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse elektromagnetisch betätigbar ist und somit die Induktivität der Spule einfach bestimmbar ist durch Strommessung und Spannungsmessung. Hierdurch ist dann der Zustand der Bremse eindeutig bestimmbar, wobei Übergangszeiten zwischen den Zuständen vernachlässigbar sind. Der Zustand der Bremse kann also nur zwei Werte annehmen: den gelüfteten oder den eingefallenen Zustand.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im gelüfteten Zustand die Spule mit einem Strom beaufschlagt, der größer ist als ein kritischer Wert, insbesondere so dass ein Ankerteil entgegen der Federkraft eines Federelements in einer ersten Position angeordnet ist, insbesondere so, dass die Bremse gelüftet ist, wobei im eingefallenen Zustand die Spule mit einem Strom beaufschlagt ist, der kleiner ist als der kritische Wert, insbesondere so dass ein Ankerteil von der Federkraft eines Federelements in eine zweite Position gedrückt ist, insbesondere so, dass die Bremse eingefallen ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der vorgegebenen Spannung einerseits der Zustand der Bremse und andererseits das Bestimmen des Zustandes der Bremse bewirkbar ist, wobei das Erfassen des Stromes, insbesondere also Antwort auf den vorgegebenen Spannungsverlauf, notwendig ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus dem jeweiligen ebenfalls erfassten Spannungsverlauf und zugehörigen Stromverlauf der zeitliche Induktivitätsverlauf und somit der Zustandsverlauf des Ankerteils und/oder der zeitliche Dickenverlauf des Luftspalts bestimmt,
insbesondere so, dass die Bremse überwacht wird,
wobei der bewirkte Stromverlauf des Stromes in der Spule hierbei den zum dauerhaften Lüften der Bremse notwendigen Mindeststromwert nur dann unterschreitet, wenn die Bremse in den eingefallenen Zustand gebracht werden soll. Von Vorteil ist dabei, dass die Bestimmung des Zustandes einfach und ohne weitere Mittel ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Spannungsverlauf ein kurzzeitiges Einbrechen, insbesondere ein für eine Zeitspanne Δt Absenken, eines ansonsten für eine Zeitspanne T konstanten Gleichspannungswertes vorgesehen,
wobei T mindestens zehnmal größer ist als Δt und/oder der Gleichspannungswert mindestens doppelt so groß wie der eingebrochene Wert, insbesondere also derjenige Wert, auf welchen die Spannung während der Zeitspanne Δt einbricht. Von Vorteil ist dabei, dass keine Störung des gesteuerten Betriebs der Bremse auftritt. Wenn also ein von Null verschwindender Gleichspannungswert an der Spule anliegt, welcher einen Strom zum dauerhaften Lüften der Bremse bewirkt, ist die Bremse gelüftet. Wenn hingegen ein kleinerer Gleichspannungswert, insbesondere Null, an der Spule angelegt wird, ist die Bremse eingefallen. Das kurzzeitige Einbrechen der Spannung ist derart kurz, dass die zugehörige Stromänderung derart klein bleibt, dass der jeweils vorgesehene Stromwert den gesteuerten Zustand bewirkt. Eine zu große Stromänderung ist also vermeidbar, so dass der jeweils gesteuerte Zustand aufrecht erhalten bleibt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Spannungsverlauf ein Wechselspannungsanteil auf einen ansonsten konstanten Gleichspannungswert aufmoduliert,
wobei die Frequenz und Amplitude des Wechselspannungsanteils derart vorgegeben werden, dass der bewirkte Stromverlauf des Stromes in der Spule (31) hierbei den zum dauerhaften Lüften der Bremse notwendigen Mindeststromwert nur dann unterschreitet, wenn die Bremse in den eingefallenen Zustand gebracht werden soll. Von Vorteil ist dabei, dass durch Aufmodulieren eines Wechselspannungsanteils, welcher die sonstige Steuerbarkeit der Bremse nicht stört, der Zustand der Bremse detektierbar ist. Die Übergangszeit zwischen den beiden Zuständen, also dem gelüfteten und dem eingefallenen Zustand, ist vernachlässigbar klein.
Wichtige Merkmale bei dem Mobilteil sind, dass es mit Rollenlagereinheit vorgesehen ist, insbesondere mit Lenkrolle ausgeführt ist, wobei eine Rolle, insbesondere Fahrrolle, also Rolle der Lenkrolle, drehbar gelagert ist in einer Schwenkeinheit, welche über ein Drehlager am Gestell des Mobilteils gelagert ist,
insbesondere wobei die Drehachsen der beiden Drehlagerungen zueinander senkrecht ausgerichtet sind, insbesondere wobei die Drehachse des Drehlagers zum Schwenken parallel zur Normalenrichtung der von der Rolle berührten Fahrfläche des Mobilteils ausgerichtet ist,
wobei an der Rolle eine Trommelbremse ausgebildet ist,
wobei die Betätigung der Trommelbremse von einem Elektromagnet bewirkbar ist, welcher am Gestell des Mobilteils verbunden ist,
wobei die Trommelbremse vom Elektromagneten über ein Keilgetriebe betätigbar ist,
wobei das Mobilteil ein Mittel zur Erfassung der an der Spule des Elektromagneten anliegenden Spannung aufweist,
wobei das Mobilteil ein Mittel zur Erfassung des durch die Spule fließenden Stromes aufweist,
wobei das Mobilteil eine Auswerteeinheit zur Bestimmung des Zustandes der Trommelbremse aufweist, wobei die Auswerteinheit mit den Mitteln verbunden ist,
wobei der Elektromagnet ein verschiebbar angeordnetes Ankerteil aufweist, welches von einem Federelement auf ein Riegelteil des Keilgetriebes drückbar ist, insbesondere bei Nichtbestromung der Spule des Elektromagneten,
so dass ein weiteres Riegelteil des Keilgetriebes verschoben wird.
Von Vorteil ist dabei, dass der Zustand der Bremse in einfacher Weise überwachbar ist. Außerdem ist die Betätigung durch das Drehlager der Schwenkeinheit hindurch ausführbar. Dabei ist also der Elektromagnet am Gestell des Mobilteils befestigt und muss nicht in der Schwenkeinheit integriert werden. Somit ist eine robuste Konstruktion ermöglicht. Mittels des als Winkelgetriebe ausgeführten Keilgetriebes ist eine Umlenkung der vom Elektromagneten bewirkten Verschiebungsrichtung eines Ankerteils des Elektromagneten in die Querrichtung bewirkbar. Somit ist ein besonders einfach aufgebautes Mittel zur Umlenkung der Betätigungskraft ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Elektromagnet und Keilgetriebe eine Kupplung angeordnet, insbesondere eine eine Kugel umfassende Kupplung. Von Vorteil ist dabei, dass Fluchtungsfehler zwischen dem Ankerteil des Elektromagneten und dem als weiteres Kupplungsteil verwendeten Riegelteils, also eintreibenden Teils des Keilgetriebes, ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Elektromagnet ein verschiebbar angeordnetes Ankerteil auf, welches von einem Federelement auf ein Riegelteil des Keilgetriebes drückbar ist, insbesondere bei Nichtbestromung der Spule des Elektromagneten,
so dass ein weiteres Riegelteil des Keilgetriebes verschoben wird, insbesondere in einer Richtung, welche einen nicht verschwindenden Winkel zur Verschiebungsrichtung des Ankerteils aufweist, insbesondere einen senkrechten Winkel zur Verschiebungsrichtung des Ankerteils aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das weitere Riegelteil in Querrichtung verschiebbar ist und ein zweites weiteres Riegelteil entgegen der Querrichtung verschiebbar ist. Somit ist die Betätigung einer Trommelbremse ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist zur Bildung des Keilgetriebes eines der Riegelteile eine Schrägfläche auf und ist eine auf der Schrägfläche abrollbare Rolle am anderen Riegelteil gelagert,
insbesondere wobei die Normalenrichtung der Schrägfläche einen nicht verschwindenden Winkel zur Verschiebungsrichtung des Ankerteils aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Keilgetriebe in besonders einfacher Weise ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Kupplung zwischen Ankerteil und Riegelteil eine Kugel zwischengeordnet, insbesondere in einer Vertiefung des Ankerteils und in einer Vertiefung des Riegelteils. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kupplung mittels der Kugel erreichbar ist und die Kugel stets gehalten ist, weil das Federelement des Elektromagneten und das zwischen den Bremsbelagträgern der Trommelbremse angeordnete Federelement die Kugel stets andrücken, insbesondere also nicht freigeben.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spule in einem Spulenkerngehäuseteil angeordnet, das mit einem von der Spule zumindest teilweise umgebenen Spulenkern verbunden ist,
insbesondere wobei zwischen Ankerteil und Spulenkern ein Arbeitsluftspalt angeordnet ist, welcher im von der Spule in Längsrichtung überdeckten Bereich angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuse aus ferromagnetischem Material ausbildbar ist und somit die Magnetfeldlinien direkt um die Spule des Elektromagneten herumleitbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Keilgetriebe als eintreibendes Riegelteil das von dem Ankerteil antreibbare Riegelteil auf und weist zwei abtreibende Riegelteile auf, welche jeweils eine Schrägfläche aufweisen,
wobei jedes abtreibende Riegelteil jeweils mit einem Bremsbelagträger verbunden ist, der vom Riegelteil gegen eine Bremstrommel der Rolle drückbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Winkelumlenkung eine einfache Betätigung der Bremse ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Bremsbelagträger mittels eines Drehlagers verbunden und werden mittels eines Federelements aufeinander zu bewegt, insbesondere in Umfangsrichtung,
insbesondere wobei das Drehlager in Umfangsrichtung beabstandet ist, insbesondere maximal beabstandet ist, vom Federelement. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfach aufbaubare Trommelbremse mit Rückstellfeder realisierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Rolle einen die Bremstrommel radial umgebenden Rollbelag auf, insbesondere wobei der Rollbelag aus vulkanisiertem Material, insbesondere Gummi, besteht. Von Vorteil ist dabei, dass geringe Fahrgeräusche bewirkt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Durchleitung der die Trommelbremse betätigenden Kraft radial innerhalb des Drehlagers. Von Vorteil ist dabei, dass ein kompakter Aufbau ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Drehlager mittels eines in einem Außenring gleitgelagerten Innenrings realisiert, insbesondere deren Ringachsen identisch sind,
wobei der Innenring im Außenring in axialer Richtung formschlüssig angeordnet ist oder der Außenring im Innenring,
insbesondere wobei der Innenring in einer Nut des Außenrings vorgesehen ist oder der Außenring in einer Nut des Innenrings vorgesehen ist,
insbesondere wobei der die Nut aufweisende Teil, also Innenring oder Außenring, mehrteilig ausgeführt ist,
insbesondere wobei der Außenring am Gestell des Mobilteils fest angeordnet ist und der Innenring am Schwenkteil fest angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Drehlager derart ausgebildet ist, dass im radialen Innenbereich die Betätigungskraft durchleitbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Ankerteil und Riegelteil in Längsrichtung der Spule des Elektromagneten voneinander beabstandet, insbesondere wobei die Kugel der Kupplung zwischengeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kupplung realisierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels einer Arretiereinheit die Schwenkeinheit am Gestell lösbar arretierbar,
insbesondere wobei die Arretiereinheit einen Elektromagnet umfasst, dessen linear verschiebbares Ankerteil in eine Vertiefung, insbesondere Bohrung, zur Arretierung hineinfahrbar ist,
insbesondere wobei bei Bestromung des Elektromagneten das Ankerteil entgegen der Kraft eines Federelements herausfahrbar ist, insbesondere zur Dearretierung. Von Vorteil ist dabei, dass die Lenkrolleneinheit fixiert ausrichtbar ist in der Fahrtrichtung.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist ein Querschnitt durch eine Rollenlagereinheit eines erfindungsgemäßen Mobilteils mit Trommelbremse gezeigt.
In der 2 ist ein Längsschnitt durch die Rollen der Rollenlagereinheit gezeigt.
In der 3 ist eine Betätigungseinheit der Trommelbremse gezeigt.
In der 4 ist eine Schrägansicht der Rollenlagereinheit gezeigt.
In der 5 sind die von der Betätigungseinheit verschiebbaren Bremsbelagträger gezeigt.
In der 6 ist ein Verfahren zur Zustandsüberwachung der Trommelbremse gezeigt, wobei als zeitlicher Verlauf der Speisespannung der Spule ein sprunghafter Verlauf vorgegeben wird, wodurch die Induktivität der Spule und somit der Zustand der Trommelbremse detektierbar ist.
In der 7 ist ein Verfahren zur Zustandsüberwachung der Trommelbremse gezeigt, wobei ein Wechselspannungsanteil auf die ansonsten als Gleichspannung vorgesehene Speisespannung der Spule aufmoduliert wird, wodurch die Induktivität der Spule und somit der Zustand der Trommelbremse detektierbar ist.

Das erfindungsgemäße Mobilteil ist vorzugsweise als fahrerloses Transportsystem und/oder automatisch geführtes Fahrzeug ausgeführt. Also bezieht sich die Erfindung auch auf mobile Transportsysteme.
Das Mobilteil weist Rollenlagereinheiten auf, die am Gestellt des Mobilteils montiert sind und im Wesentlichen die Gewichtskraft an den Boden ableiten. Zusätzlich weist das Mobilteil ein auf die Fahrfläche von einem Federelement gedrücktes Antriebsrad auf, welches von einem Elektromotor antreibbar ist.
Jede der Rollenlagereinheiten weist Rollen auf, welche über eine Rollenlagereinheit gelagert sind, wobei die Rollenlagereinheit selbst wiederum drehbar gelagert ist am Gestell des Mobilteils.
Die Rollen sind mittels einer elektromagnetisch betätigbaren Bremsvorrichtung abbremsbar, wobei die Bremsvorrichtung nach Art einer Trommelbremse aufgebaut ist.
Eine Spule 31 erzeugt bei ihrer Bestromung ein Magnetfeld, welches den Luftspalt 1 zwischen einem mit einem Gehäuseteil 6 verbundenen Spulenkern 3 und einem Ankerteil 7 verringert.
Die Spule 31 ist um einen hülsenartigen Spulenträger vorgesehen, der aus Aluminium ist oder aus Kunststoff gefertigt ist und als Gleitlager fungiert für ein in Längsrichtung der Spule 31 verschiebbar angeordnetes Ankerteil 7.
Bei Bestromung der Spule 31 wird das Ankerteil 7 zum Spulenkern 3 hin angezogen entgegen der Federkraft eines Federelements, welches das Ankerteil 7 wegdrückt vom Spulenkerngehäuseteil 4. Das Spulenkerngehäuseteil 4 umgibt die Spule 31 und leitet das im Spulenkern 3 geleitete Magnetfeld an der Außenseite der Spule 31 herum. Das Ankerteil 7 ragt in das Spuleninnere hinein, so dass ein Luftspalt 1 zwischen dem Ankerteil 7 und dem Spulenkern 3 bei Nichtbestromung der Spule 31 größer ist als bei Bestromung der Spule 31.
Ankerteil 7 und Spulenkern 3 sind aus ferromagnetischem Material, wie Stahl oder Ferrit.
Das Federelement 5 stützt sich an seinem ersten Ende am Spulenkerngehäuseteil 4 ab und mit seinem zweiten Ende am Ankerteil 7. Das Ankerteil 7 wird also vom Federelement 5 aus dem von der Spule 31 und dem Spulenträger umgebenen Raumbereich herausgedrückt. Bei Bestromung hingegen wird das Ankerteil 7 hineingezogen in diesen Raumbereich.
Das Gehäuseteil 6 umgibt das Spulenkerngehäuseteil 4 samt Federelement 5.
Das Gehäuseteil 6 ist verbunden mit der Tragplatte 32. An der Tragplatte 32 ist das Außenringteil 28 verbunden.
Zwischen dem Außenringteil 28 und dem Innenringteil 30 ist das Gleitlagerelement 29 angeordnet. Außenringteil 28 und Innenringteil 30 sind somit aneinander drehbar gelagert, wobei die Drehachse mit der Symmetrieachse, also Längsachse, der Spule 31 und des Ankerteils 7 identisch ist.
Am Innenringteil 30 ist die Scheibe mit Bohrbild von Bohrungen 22 verbunden, insbesondere schraubverbunden. Die Bohrungen 22 sind auf demselben Radialabstand von der Drehachse angeordnet und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, insbesondere regelmäßig.
Am Tragteil 32 ist auch eine Arretiereinheit angeordnet, die eine Spule 25 aufweist, bei deren Bestromung wiederum entgegen der Federkraft eines Federelements 24 ein Arretierriegel 23 in die Spule 25 in Richtung zum Spulenkern 26 hin angezogen wird und somit die der Arretierriegel aus der Bohrung 22 herausgezogen wird und somit der Scheibe 8 frei gegeben wird. Bei Nichtbestromung hingegen drückt das Federelement 24 den Arretierriegel 23 in die Bohrung hinein und fixiert somit die Drehstellung der Scheibe 8, also die Winkelstellung der Scheibe 8 relativ zum Tragteil 32. Auf diese Weise ist die Fahrtrichtung des Mobilteils festlegbar.
Das Ankerteil 7 ist mittels einer Kupplung 21 mit dem Riegelteil 20 in Wirkverbindung. Die Kupplung ist als Kugel realisiert, welche zwischen Riegelteil 20 und Ankerteil 7 angeordnet ist und in eine jeweilige Vertiefung hineinragt, also in eine Vertiefung am Riegelteil 20 und in eine Vertiefung am Ankerteil 7.
Das Riegelteil 20 bildet zusammen mit dem Riegelteil 9 ein Keilgetriebe. Dabei weist das Riegelteil 9 eine Schrägfläche auf, so dass bei durch das Ankerteil 7 verursachter Verschiebung des Riegelteils 20 in Richtung auf das Riegelteil 9 hin dieses Riegelteil 9 quer zur Verschiebungsrichtung des Riegelteils 20 verschoben wird. Zur Reibungsverminderung sind am Riegelteil 20 Lagerrollen gelagert, die an der Schrägfläche abrollen. Eine der beiden Lagerrollen rollt an der am Riegelteil 9 ausgeprägten Schrägfläche ab, so dass dieses in der Querrichtung zur Verschiebungsrichtung des Riegelteils 20 weggedrückt wird. Ebenso ist eine weitere Lagerrolle 19 am Riegelteil 20 angeordnet, so dass ein weiteres Riegelteil 18 entgegengesetzt zum Riegelteil 9 verschoben wird, wenn das Riegelteil 20 nach unten verschoben wird, also in Richtung seiner Längsachse geschoben wird.
Das Riegelteil 18 ist über Lagerrollen 17 am Tragteil 16 gelagert. Das Riegelteil 9 ist über Lagerrollen 15 am Riegelteil 18 gelagert.
Am vom Riegelteil 20 abgewandten Endbereich des Riegelteils 9 ist ein Bremsbelagträger 11 angeordnet, der an seinem äußeren Umfang einen Bremsbelag 10 aufweist.
Das von dem verschobenen Riegelteil 20 bewirkte Wegdrücken des Riegelteils 9 bewirkt, dass der Bremsbelag 10 den Luftspalt 12 überwindet und gegen die Bremstrommel 14 gedrückt wird und somit die Bremsung erfolgt.
Die Bremstrommel 14 ist als Ringteil ausgeführt und trägt an ihrem äußeren Umfang den Rollbelag 13, insbesondere aus Kunststoff, Gummi oder aus einem anderen vulkanisierten Material. Mit dem Rollbelag 13 rollt die Rolle auf der Fahrfläche ab.
Das von dem verschobenen Riegelteil 20 bewirkte Wegdrücken des Riegelteils 18 bewirkt, dass der mit dem Riegelteil 18 verbundene weitere Bremsbelagträger mit seinem an ihm angeordneten Bremsbelag 10 einen entsprechenden Luftspalt überwindet und ebenfalls gegen die Bremstrommel 14 gedrückt wird und somit die Bremsung erfolgt.
Mittels des Keilgetriebes werden also die beiden Riegelteile 9 und 18 voneinander weggedrückt, wenn das Riegelteil 20 nach unten geschoben wird. Dies erfolgt entgegen der von einem Federelement erzeugten Federkraft, welche die beiden Bremsbelagträger 11 aufeinander zu drückt.
Beim Herausfahren des Riegelteils 20, also beim nach oben Verfahren, werden also die Bremsbelagträger einander angenähert.
Die Bremsbelagträger 11 sind dabei an einer Umfangsposition an einem Drehlager 50 drehbar gelagert.
Das Federelement ist in Umfangsrichtung dem Drehlager 50 gegenüberliegend angeordnet, um die Bremsbelagträger 11 aufeinander hinzudrücken. Der jeweilige Bremsbelagträger 11 ist in diesem Umfangswinkelbereich mit einem jeweiligen Riegelteil 9 beziehungsweise 18 verbunden, so dass die Verschiebung der Riegelteile 9 und 18 entgegen der vom Federelement erzeugten Federkraft erfolgen muss.
Die Hülse 2, insbesondere aus Aluminium oder Kunststoff, bildet eine nach radial innen gerichtete Begrenzung der Spule 31 und fungiert somit zumindest teilweise als Spulenkörper, leitet jedoch kein Magnetfeld.
Der Spulenkern 3 ragt in die Hülse 2 hinein, so dass der Luftspalt 1 zwischen Spulenkern 3 und Spulenkerngehäuseteil 4 von der Hülse 2 und dem Spulenkern 3 sowie dem Spulenkerngehäuseteil 4 begrenzt ist. Das Spulenkerngehäuseteil 4 leitet die vom Spulenkern 3 herkommenden Magnetfeldlinien am Außenumfang zurück und über einen Luftspalt in das Ankerteil 7, welches die Magnetfeldlinien in den von der Spule umgebenen Innenraum leitet, so dass diese nur noch den Arbeitsluftspalt 1 zwischen Spulenkern 3 und Ankerteil 7 überwinden müssen.
Das am Spulenkerngehäuseteil 4 festgelegte Federelement 5 drückt das Ankerteil 7 nach unten, also in Richtung der Symmetrieachse der Hülse 2.
Die Bremstrommel 14 ist jeweils mit einer Welle 27 verbunden, die an einem Tragteil über Lager gelagert ist. Dieses Tragteil ist schwenkbar angeordnet, wobei die Schwenkachse der Längsachse des Riegelteils 20 entspricht. Auf diese Weise ist die Rolle in Fahrtrichtung drehbar und die Lagerung der Rolle mit Nachlauf realisiert. Die Schwenkachse, also Drehachse, der Verschwenkung ist gleichzeitig auch die Übertragung der die Trommelbremse betätigenden Kraft, welche aus der Magnetkraft des Hubmagneten und der entgegenwirkenden Federkraft des Federelements 5 bewirkt ist.
Das Keilgetriebe ermöglicht die durch die Schwenkachse durchgeleitete Betätigungskraft umzulenken in die wegen des Nachlaufs der Rollen, also Gelenkrollen, außerhalb der Schwenkachse angeordnete Trommelbremse.
Die als Kupplung 21 wirksame Kugel gleicht Fluchtungsfehler, insbesondere Winkelabweichungen zwischen Ankerteil 7 und Riegelteil 20 aus.
Der Innenring 30 ist mehrteilig ausgeführt, um eine einfache Montage des Drehlagers ausführbar zu machen.
Wie in 6 gezeigt, wird als Spannung U zur Versorgung der Spule 31 eine Gleichspannung vorgegeben. Zur Bestimmung der Induktivität wird für einen kurzen Zeitabschnitt Δt die Spannung auf einen geringeren Wert reduziert, im Ausführungsbeispiel ist hierbei der geringere Wert als Null Volt ausgeführt. Der zugehörige Stromverlauf des Spulenstroms I ist in 6 dargestellt, wobei der Strom durch ein Mittel zur Erfassung des Stromes I erfasst wird. Ebenso ist ein Mittel zur Erfassung der Spannung U an der Spule 31 vorgesehen. Somit ist durch eine mit dem Mittel zur Erfassung der Spannung verbundene Auswerteeinheit die Induktivität der Spule 31 bestimmbar.
Aus dem jeweils bestimmten Wert der Induktivität ist der Zustand der Trommelbremse bestimmbar, also die Position des Ankerteils 7 beziehungsweise die axiale Breite des Luftspalts 1 zwischen dem mit dem Gehäuseteil 6 verbundenen Spulenkern 3 und dem Ankerteil 7.
Die Auswerteeinheit zeigt den ermittelten Zustand an und/oder meldet diesen an eine andere elektronische Schaltung, beispielsweise Steuerung, weiter.
Die Zeitspanne Δt ist derart kurz gewählt, dass kein wesentlicher Einfluss auf den gesteuerten Betrieb der Trommelbremse bewirkt wird. Der Stromabfall ist also nur derart gering, dass der zum Halten des Ankerteils 7 notwendige Strom vorhanden bleibt.
Wie in 7 gezeigt, ist bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel statt des in 6 verwendeten Spannungseinbruchs ein Wechselspannungsanteil auf die Gleichspannung, insbesondere Nennspannung U_Nenn der Spule 31, zur Versorgung der Spule 31 aufmoduliert. Der somit bewirkte Stromverlauf ist im unteren Teil der 7 gezeigt.
Der durch die Spulenwicklung der Spule 31 fließende Strom I wird wiederum von einem Mittel zur Erfassung des Stromes I erfasst. Ebenso ist wiederum ein Mittel zur Erfassung der an der Spule 31 anliegenden Spannung U vorgesehen. Somit ist durch eine mit den Mitteln zur Erfassung verbundene Auswerteeinheit ebenfalls die Induktivität der Spule 31 bestimmbar.
Aus dem jeweils bestimmten Wert der Induktivität ist wiederum der Zustand der Trommelbremse bestimmbar, also die Position des Ankerteils 7 beziehungsweise die axiale Breite des Luftspalts 1 zwischen dem mit dem Gehäuseteil 6 verbundenen Spulenkern 3 und dem Ankerteil 7.
Die Auswerteeinheit zeigt den ermittelten Zustand an und/oder meldet diesen an eine andere elektronische Schaltung, beispielsweise Steuerung, weiter.
Die Amplitude und Frequenz des der Gleichspannung überlagerten Wechselspannungsanteils ist derart gewählt, dass kein wesentlicher Einfluss auf den gesteuerten Betrieb der Trommelbremse bewirkt wird. Der zum Halten des Ankerteils 7 notwendige Strom bleibt stets vorhanden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind auch andere Spannungsverläufe vorgebbar, wobei der zugehörige Stromverlauf erfasst wird und aus dem jeweiligen ebenfalls erfassten Spannungsverlauf und zugehörigen Stromverlauf der zeitliche Induktivitätsverlauf und somit der Zustandsverlauf des Ankerteils und/oder der zeitliche Dickenverlauf des Luftspalts 1 bestimmbar ist. Somit ist die Bremse überwachbar. Der bewirkte Stromverlauf unterschreitet hierbei den Nennwert des Stromes nur dann, wenn die Trommelbremse in den eingefallenen Zustand gebracht werden soll. Im gelüfteten Zustand jedoch, also bei Bestromung der Spule 31, überschreitet der Wert des Spulenstroms stets den Nennstromwert oder zumindest den zum Lüften der Bremse minimal notwendigen Stromwert.
Bezugszeichenliste

1: Luftspalt
2: Hülse, insbesondere aus Aluminium oder Kunststoff
3: Spulenkern
4: Spulenkerngehäuseteil
5: Federelement
6: Gehäuseteil
7: Ankerteil
8: Scheibe mit Bohrbild von Bohrungen 22
9: Riegelteil des Keilgetriebes
10: Bremsbelag
11: Bremsbelagträger
12: Arbeitsluftspalt der Bremse
13: Rollbelag
14: Bremstrommel
15: Lagerrolle
16: Tragteil
17: Lagerrolle
18: Riegelteil des Keilgetriebes
19: Lagerrolle
20: Riegelteil des Keilgetriebes
21: Kupplung, insbesondere Kugel
22: Bohrung
23: Arretierungsriegel
24: Federelement
25: Spule der Arretierungseinheit
26: Spulenkern
27: Welle
28: Außenringteil des Drehlagers
29: Gleitlagerelement, insbesondere aus Kunststoff oder aus Weichmetall, wie Aluminium oder Bronze
30: Innenring des Drehlagers
31: Spule der Bremse
32: Tragplatte
50: Drehlager
U: Spannung an Spule 31
I: Strom durch Spule 31

Claims

Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Bremse, wobei ein Spannungsverlauf zur Versorgung einer Spule der Bremse vorgegeben wird, wobei der Stromverlauf des Stromes der Spule erfasst wird, wobei aus dem erfassten Stromverlauf und dem erfassten Spannungsverlauf der Verlauf der Induktivität der Spule bestimmt wird, wobei aus dem Verlauf der Induktivität der zeitliche Verlauf des Zustandes der Bremse bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannungsverlauf ein für eine Zeitspanne Δt vorgesehenes Absenken eines ansonsten für eine Zeitspanne T konstanten Gleichspannungswertes vorgesehen ist, wobei T mindestens zehnmal größer ist als Δt und/oder der Gleichspannungswert mindestens doppelt so groß wie der eingebrochene Wert, also derjenige Wert, auf welchen die Spannung während der Zeitspanne Δt einbricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wobei im gelüfteten Zustand die Spule mit einem Strom beaufschlagt ist, der größer ist als ein kritischer Wert, so dass ein Ankerteil (7) entgegen der Federkraft eines Federelements (5) in einer ersten Position angeordnet ist, so dass die Bremse gelüftet ist, wobei im eingefallenen Zustand die Spule mit einem Strom beaufschlagt ist, der kleiner ist als der kritische Wert, so dass ein Ankerteil (7) von der Federkraft eines Federelements (5) in eine zweite Position gedrückt ist, so dass die Bremse eingefallen ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem jeweiligen ebenfalls erfassten Spannungsverlauf und zugehörigen Stromverlauf der zeitliche Induktivitätsverlauf und somit der Zustandsverlauf des Ankerteils (7) und/oder der zeitliche Dickenverlauf des Luftspalts (1) bestimmt wird, so, dass die Bremse überwacht wird, wobei der bewirkte Stromverlauf des Stromes in der Spule (31) hierbei den zum dauerhaften Lüften der Bremse notwendigen Mindeststromwert nur dann unterschreitet, wenn die Bremse in den eingefallenen Zustand gebracht werden soll.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannungsverlauf ein Wechselspannungsanteil auf einen ansonsten konstanten Gleichspannungswert aufmoduliert wird, wobei die Frequenz und Amplitude des Wechselspannungsanteils derart vorgegeben werden, dass der bewirkte Stromverlauf des Stromes in der Spule (31) hierbei den zum dauerhaften Lüften der Bremse notwendigen Mindeststromwert nur dann unterschreitet, wenn die Bremse in den eingefallenen Zustand gebracht werden soll.
Mobilteil mit Rollenlagereinheit, wobei eine Rolle drehbar gelagert ist in einer Schwenkeinheit, welche über ein Drehlager am Gestell des Mobilteils gelagert ist, wobei an der Rolle eine Trommelbremse ausgebildet ist, wobei die Betätigung der Trommelbremse von einem Elektromagnet bewirkbar ist, welcher am Gestell des Mobilteils verbunden ist, wobei die Trommelbremse vom Elektromagneten über ein Keilgetriebe betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil ein Mittel zur Erfassung der an der Spule des Elektromagneten anliegenden Spannung aufweist, wobei das Mobilteil ein Mittel zur Erfassung des durch die Spule fließenden Stromes aufweist, wobei das Mobilteil eine Auswerteeinheit zur Bestimmung des Zustandes der Trommelbremse aufweist, wobei die Auswerteinheit mit den Mitteln verbunden ist, wobei der Elektromagnet ein verschiebbar angeordnetes Ankerteil (7) aufweist, welches von einem Federelement (5) auf ein Riegelteil (9, 18, 20) des Keilgetriebes drückbar ist, so dass ein weiteres Riegelteil (9, 18, 20) des Keilgetriebes verschoben wird.
Mobilteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der beiden Drehlagerungen zueinander senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Drehachse des Drehlagers zum Schwenken parallel zur Normalenrichtung der von der Rolle berührten Fahrfläche des Mobilteils ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Elektromagnet und Keilgetriebe eine Kupplung (21) angeordnet ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Riegelteil (9, 18, 20) des Keilgetriebes in einer Richtung verschoben wird, welche einen nicht verschwindenden Winkel zur Verschiebungsrichtung des Ankerteils (7) aufweist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Keilgetriebes eines der Riegelteile (9, 18, 20) eine Schrägfläche aufweist und eine auf der Schrägfläche abrollbare Rolle am anderen Riegelteil (9, 18, 20) gelagert ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplung (21) zwischen Ankerteil (7) und Riegelteil (9, 18, 20) eine Kugel zwischengeordnet ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule in einem Spulenkerngehäuseteil (4) angeordnet ist, das mit einem von der Spule zumindest teilweise umgebenen Spulenkern (3) verbunden ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilgetriebe als eintreibendes Riegelteil (9, 18, 20) das von dem Ankerteil (7) antreibbares Riegelteil (9, 18, 20) aufweist und zwei abtreibende Riegelteile aufweist, welches jeweils eine Schrägfläche aufweist, wobei jedes abtreibende Riegelteil (9, 18, 20) jeweils mit einem Bremsbelagträger (11) verbunden ist, der vom Riegelteil (9, 18, 20) gegen eine Bremstrommel (14) der Rolle drückbar ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremsbelagträger (11) mittels eines Drehlagers verbunden sind und mittels eines Federelements (5) aufeinander zu bewegt werden.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle einen die Bremstrommel (14) radial umgebenden Rollbelag (13) aufweist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchleitung der die Trommelbremse betätigenden Kraft radial innerhalb des Drehlagers erfolgt.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager mittels eines in einem Außenring gleitgelagerten Innenrings realisiert ist, wobei der Innenring im Außenring in axialer Richtung formschlüssig angeordnet ist oder der Außenring im Innenring.
Mobilteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring in einer Nut des Außenrings vorgesehen ist oder der Außenring in einer Nut des Innenrings vorgesehen ist, wobei der die Nut aufweisende Teil, also Innenring oder Außenring, mehrteilig ausgeführt ist, wobei der Außenring am Gestell des Mobilteils fest angeordnet ist und der Innenring am Schwenkteil fest angeordnet ist.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Ankerteil (7) und Riegelteil (20) in Längsrichtung der Spule des Elektromagneten voneinander beabstandet sind.
Mobilteil nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Arretiereinheit die Schwenkeinheit am Gestell lösbar arretierbar ist.
Mobilteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinheit einen Elektromagnet umfasst, dessen linear verschiebbares Ankerteil (7) in eine Vertiefung zur Arretierung hineinfahrbar ist, wobei bei Bestromung des Elektromagneten das Ankerteil (7) entgegen der Kraft eines Federelements (5) herausfahrbar ist zur Dearretierung.