DE19941121C2 - Haltebremsen-Verschleißüberwachung - Google Patents

Haltebremsen-Verschleißüberwachung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtungen zum Feststellen der Bremswirkung einer Haltebremse.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass eine Haltebremse in der Regel einen Elektromagneten umfaßt, welcher über Bremsscheiben eine stehende Welle bremst, also ihre Drehung zuverlässig verhindert. Aus Betriebssicherheitsgründen ist es dringend erforderlich, daß eine derartige Haltebremse hinreichend stark bremst. Die Bremswirkung kann durch Verschleiß, insbesondere durch Ausbildung einer Korrosionsschicht auf Bremsscheiben bei längerer Nicht-Betätigung der Bremse oder längerem Stillstand erfolgen. Aus Gründen der Betriebssicherheit ist eine zuverlässige Detektion von Verschleiß dringend erforderlich.
Im Einzelnen ist es aus der DE 198 14 042 C1 bekannt, den Verschleiß einer Haltebremse durch Messung der Induktivitäten von in der Haltebremse angeordneten Brems- bzw. Meßspulen zu ermitteln.
Aus der DE 37 39 836 C2 geht weiterhin hervor, in die Zuleitung zur Spule des Elektromagneten einer Haltebremse eine Meßschaltung anzuordnen, die bei angepreßtem Bremsbelag die von der Stärke des Bremsbelages abhängige Stromstärke ermittelt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine möglichst effiziente und hinreichend zuverlässige Detektion von Verschleiß an einer Haltebremse. Dies wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht.
Die Erfindung ermöglicht eine sehr zuverlässige Detektion des Vorliegens von Verschleiß durch Vorgabe einer Winkel-Soll-Position und eines Grenzdrehmomentes für einen Motor und Detektion, ob sich die Welle dreht.
Dies ist insbesondere bei einer Ausbildung mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung besonders effizient realisierbar, welche dem Motor Grenzdrehmoment und Winkel-Soll-Position vorgibt und die Winkel-Ist-Position des Motors ausliest, um festzustellen, ob sich eine von ihm antreibbare Welle dreht, also ob Verschleiß an einer diese Welle bremsenden Haltebremse vorliegt.
Die dem Fachmann bisher geläufige Lösung des Problemes durch Überwachung von Strom und Spannung an der Haltebremse zeigt keine hinreichend zuverlässige Überwachung des Verschleißes einer Haltebremse durch Ausbildung von Korrosions­ schichten auf Bremsbelägen der Bremse.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Dabei zeigt als einzige Figur
Fig. 1 schematisch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Haltebremse.
Fig. 1 zeigt eine Welle 1, an welcher ein durch ein auf sie (1) über das Aufrollen eines Seiles anhebbares Gewicht 2 hängt, dessen Herunterfallen auf unter dem Gewicht passierende Werktätige 3 vermieden werden soll. Hierzu wird die Welle 1 durch eine Haltebremse 4 gebremst, welche zum Bremsen aneinander haftreibende Bremsbeläge 5, 6 aufweist, welche haftreibend, z. B. durch eine Feder, einen Dauermagneten etc., aneinandergepreßt werden und durch den Elektromagneten 7 zum Lösen der Haltebremse distanzierbar sind. Der Elektromagnet 7 wird zum Lösen (= Lüften) der Haltebremse über Leitungen 8 mit Strom versorgt.
Die Welle 1 ist von einem Motor 9 bei nicht gelüfteter Haltebremse gegen deren Bremsdrehmoment sowie bei gelüfteter Haltebremse drehbar, wofür der Motor 9 ein Drehmoment M aufbringt, welches Drehmoment hinsichtlich seines Maximalwertes begrenzt sein kann. Der Motor 9 erhält von einer speicherprogrammierbaren Steuerung SPS 10 über eine Kommunikationsleitung 11 eine Motor-Winkel-Soll- Position ϕSoll und ein maximal vom Motor aufzubringendes Grenz-Drehmoment Mgrenz vorgegeben. Die SPS 10 erhält über die optische, elektrische etc. Kommunikations­ leitung 12 von einem Winkelgeber am Motor oder an der Welle 1 eine Winkelposition ϕIst, welche die Winkellage der Welle 1 und damit des Rotors des Motors repräsentiert.
Ferner wird von der SPS 10 über die Kommunikationsleitung 8 an den Elektromagnet 7 ein Signal zum Lüften bzw. Anziehen übermittelt oder z. B. auf die Kommunikationsleitung 8 eine zum Lüften hinreichende Spannung gegeben.
Erfindungsgemäß testet die speicherprogrammierbare Steuerung 10, ob die Haltebremse noch ein hinreichendes Grenzdrehmoment zum Bremsen der Welle 1 aufbringt oder ob sie bereits verschlissen ist, folgendermaßen: Die speicherprogrammierbare Steuerung 10 gibt dem Elektromagneten 7 ein Signal, die Haltebremse 4 zu aktivieren (also wird beispielsweise die Lüftung der Haltebremse 4 durch den Elektromagneten 7 unterbrochen). Während des Haltebremsen-Testes muß auf der Welle 1 auch kein Gewicht 2 etc. angehängt sein, um also an der Welle 1 nur die Bremsdrehmomente der Haltebremse und ein Antriebsdrehmoment des Motors anliegen zu haben. Die speicherprogrammierbare Steuerung 10 gibt dem Motor 9 (bzw. einer an diesem angeordneten elektronischen Schaltung) eine Winkel- Sollwert-Position, welche der Motor 9 absolut oder relativ gegenüber seinem aktuellen Sollwert anfahren soll durch Drehung des Rotors (und damit der Welle 1) sowie einen hierbei vom Motor maximal aufzubringenden Wert eines Grenz-Drehomomentes vor. Die vom Motor anzufahrende Winkel-Soll-Position unterscheidet sich dabei von seiner aktuellen (der SPS 10 bekannten) Winkel-Ist-Position. Die speicherprogrammierbare Steuerung 10 erfaßt nun (mittels eines Winkelsensors an der Welle 1 durch Differenzbildung aufeinanderfolgender Meßwerte in 10), ob der Motor sich dreht, also ob sich seine Winkel-Ist-Position ändert. Wenn sich die Winkel-Ist-Position des Motors ändert, also sein Rotor sich dreht und damit die Welle sich dreht, reicht das Winkeldrehmoment der Haltbremse nicht mehr aus, und es liegt Verschleiß (= über einem Maximalwert liegender Verschleiß durch Unterschreitung des Grenzdrehmomentes der Haltebremse) vor. Hierauf gibt die speicherprogrammierbare Steuerung 10 eine Warnmeldung 14, beispielsweise eine optische Warnmeldung auf dem Bildschirm eines Computers aus (z. B.: "dringende Warnung: Haltebremsenverschleiß, umgehend Haltebremse warten!").
Der erfindungsgemäße Haltebremsentest kann bei längerem Stillstand einer von einer Haltebremse gebremsten Welle 1 beispielsweise in von der speicherprogrammierbaren Steuerung 10 vorgebbaren Zeitintervallen erfolgen. Ein Haltebremsentest kann auch immer oder unter bestimmten Bedingungen (nach Auftreten von Fehlern oder nach längerem Stehen der von der Haltebremse gebremsten Welle) erfolgen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Feststellen der Bremswirkung einer Haltebremse (4, 5, 6, 7), durch welche (4, 5, 6, 7) eine von einem Motor (9) antreibbare Welle (1) bremsbar ist, mittels eines elektronisch (10) gesteuerten, im gebremsten Zustand erfolgenden, Bremstests, wobei zum Bremsen aneinander haftreibende Bremsbelege vorgesehen sind, die durch Druckbeaufschlagung aufeinanderpressbar und durch Zug voneinander lösbar sind,
wobei dem Motor (9) eine von ihm anzufahrende, von der aktuellen Motor-Winkel-Ist- Position abweichende Winkel-Soll-Position (ϕSoll) und ein maximal von ihm beim Anfahren der Winkel-Soll-Position aufzubringendes Grenzdrehmoment (Mgrenz) vorgegeben werden,
worauf detektiert (ϕIst) wird, ob sich die Welle (1) dreht,
wobei das Vorliegen von Verschleiß der Haltebremse festgestellt wird, wenn sich die Welle (1) dreht und
wobei das Nicht-Vorliegen von Verschleiß der Haltebremse festgestellt wird, wenn sich die Welle nicht dreht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Ansteuerung (8, 11) des Bremstests durch eine speicherprogrammierbare Steuerung (10) erfolgt, die dem Motor (9) bzw. einer an ihm vorgesehenen elektronischen, ihn steuernden Schaltung, Grenzdrehmoment (Mgrenz) und Winkel-Soll-Position (ϕSoll) durch diese repräsentierende Daten vorgibt und die speicherprogrammierbare Steuerung (10) darauf die Winkel-Ist-Position (ϕIst) des Rotors des Motors oder der Welle ausliest, um festzustellen, ob sich die vom Motor (9) angetriebene Welle (1) dreht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse (4) einen Elektromagneten (7) aufweist, insbesondere einen von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (10) aktivierbaren und deaktivierbaren Elektromagneten.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse (4) immer bremst, wenn sie nicht gerade aktiv durch Anliegen von Spannung an einen Elektromagneten (7) an der Bremse (4) gelüftet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren jedesmal vor dem Anfahren des Motors ausgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren unter vorgebbaren Bedingungen, insbesondere nach über einem Grenzwert liegender Stillstandszeit seit dem letzten Bremstest ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei abgesehen vom Bremstest stillstehendem Motor in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Feststellen von Verschleiß an der Haltebremse (4) eine optische und/oder akustische Warnmeldung (14) ausgegeben wird.
9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Vorrichtung zum Feststellen der Bremswirkung einer Haltebremse, durch welche eine von einem Motor antreibbare Welle bremsbar ist, mittels eines elektronisch gesteuerten, im gebremsten Zustand erfolgenden, Bremstests, wobei zum Bremsen aneinander haftreibende Bremsbelege vorgesehen sind, die durch Druckbeaufschlagung aufeinanderpressbar und durch Zug voneinander lösbar sind,
wobei die Vorrichtung eine Soll-Wert-Vorgabe-Einrichtung (in 10) enthält, durch welche dem Motor (9) eine von ihm anzufahrende, von seiner aktuellen Winkel-Ist-Postion verschiedene Winkel-Soll-Postion (ϕSoll) und ein maximal vom Motor beim Anfahren der Winkel-Soll-Position aufzubringendes Grenzdrehmoment (Mgrenz) vorgebbar (11) sind,
wobei die Vorrichtung (10) eine Detektionseinrichtung (in 10 für ϕIst), aufweist, welche so ausgebildet ist, daß durch sie detektierbar ist, ob sich die Welle oder der an ihr anliegende Rotor des Motors dreht,
wobei das Vorliegen von Verschleiß festzustellen ist, wenn sich die Welle dreht und das Vorliegen keines Verschleißes festzustellen ist, wenn sich die Welle nicht dreht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einer speicherprogrammierbare Steuerung (10) umfaßt.
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