DE202011050344U1

DE202011050344U1 - brake

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Publication number: DE202011050344U1
Application number: DE202011050344U
Authority: DE
Original assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-09-04
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: CN103562589A; CN103562589B; WO2012163629A1; EP2715182A1

Abstract

Bremse, insbesondere für Windkraftanlagen, mit einem Dehnungssensor (50), der an einem Bremssattel (10) der Bremse angebracht ist und dazu eingerichtet ist, ein mehrwertiges digitales Ausgangssignal bereitzustellen.Brake, in particular for wind power plants, with a strain sensor (50) which is attached to a brake caliper (10) of the brake and is set up to provide a multi-value digital output signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremse, insbesondere eine Bremse für Windkraftanlagen. Insbesondere betrifft die Erfindung eines Bremse mit einem Satz Bremsbacken und einem Antrieb für die Bremsbacken. The invention relates to a brake, in particular a brake for wind turbines. In particular, the invention relates to a brake with a set of brake shoes and a drive for the brake shoes.

In Windkraftanlagen dient eine solche Bremse beispielsweise dazu, im Falle eines plötzlichen Wegfalls der Last den Rotor der Windkraftanlage abzubremsen und stillzusetzen. Sie kann auch als Haltebremse, etwa für die Wartung der Anlage, dienen. Wahlweise kann eine solche Bremse jedoch auch als sogenannte Azimutbremse eingesetzt werden, die die Gondel der Windkraftanlage in der auf die jeweilige Windrichtung ausgerichteten Position hält. Derartige Bremsen oder Bremsen für ähnliche Großaggregate müssen in der Lage sein, eine hohe Bewegungsenergie aufzunehmen. In wind turbines, such a brake is used, for example, to decelerate and shut down the rotor of the wind turbine in the event of a sudden loss of load. It can also serve as a holding brake, for example for the maintenance of the system. Optionally, however, such a brake can also be used as a so-called azimuth brake that holds the nacelle of the wind turbine in the aligned to the respective wind direction position. Such brakes or brakes for similar large aggregates must be able to absorb high kinetic energy.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremse, insbesondere für Windkraftanlagen zu schaffen, die eine bessere Kontrolle eines Bremsvorgangs ermöglicht. The object of the invention is to provide a brake, in particular for wind turbines, which allows better control of a braking operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bremse einen an einem Bremssattel der Bremse angebrachten Dehnungssensor aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein mehrwertiges digitales Ausgangssignal bereitzustellen. This object is achieved in that the brake comprises a mounted on a brake caliper of the brake strain sensor, which is adapted to provide a multi-valued digital output signal.

Unter einem mehrwertigen Signal wird ein Signal verstanden, dass mehr Werte als ein binäres Signal annehmen kann. Beispielsweise kann der Dehnungssensor dazu eingerichtet sein, ein Ausgangssignal bereitzustellen, welches eine Reihe unterschiedlicher Zahlenwerte annehmen kann. By a multi-valued signal is meant a signal that can take on more values than a binary signal. For example, the strain sensor may be configured to provide an output signal that may take a number of different numerical values.

Erfindungsgemäß können somit minimale Verformungen des Bremssattels beim Zuspannen der Bremse vom Dehnungssensor erfasst werden, welche einen Rückschluss auf die Anpresskraft, und somit bei bekannten Reibwerten des Bremsrotors und der Bremsscheiben, auf die Bremskraft ermöglichen. Beispielsweise kann das Ausgangssignal für eine Steuerung der Bremse verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass durch das digitale Ausgangssignal eine störungsfreie Kommunikation mit dem Dehnungssensor ermöglicht wird. Thus, according to the invention, minimal deformations of the caliper during application of the brake can be detected by the expansion sensor, which make it possible to draw conclusions about the contact pressure, and thus with known coefficients of friction of the brake rotor and the brake disks, on the braking force. For example, the output signal may be used for brake control. It is particularly advantageous that a trouble-free communication with the strain sensor is made possible by the digital output signal.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Bremse eine Temperaturkompensationseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals, insbesondere eine Abhängigkeit des Ausgangsinhalts von einer temperaturabhängigen Verformung des Bremssattels, zu kompensieren. Eine Bremse ist in einer Windkraftanlage großen Temperaturschwankungen ausgesetzt, die beispielsweise durch wechselnde Sonneneinstrahlung auf die Gondel der Windkraftanlage verursacht sein können. Somit wird eine Bremse geschaffen, die eine genauere Bestimmung einer Ist-Anpresskraft und somit einer Ist-Bremskraft ermöglicht. According to an advantageous development of the invention, the brake has a temperature compensation device which is set up to compensate for a temperature dependence of the output signal, in particular a dependence of the output content on a temperature-dependent deformation of the brake caliper. A brake is exposed in a wind turbine large temperature fluctuations, which may be caused for example by changing solar radiation to the nacelle of the wind turbine. Thus, a brake is provided which allows a more accurate determination of an actual contact force and thus an actual braking force.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung, die auch mit der zuerst genannten Weiterbildung kombiniert werden kann, wird ein Bremssystem mit mehreren Bremsen der beschriebenen Art zur Verfügung gestellt, wobei für die Bremsen jeweils eine Soll-Bremskraft vorgebbar ist und wobei das Bremssystem eine Ausfallkompensationseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, im Falle eines Fehlers oder eines Nicht-Erreichens einer Soll-Bremskraft einer Bremse eine erhöhte Soll-Bremskraft für wenigstens eine andere der Bremsen vorzugeben. Die Soll-Bremskraft bestimmt die Soll-Anpresskraft. Anstelle einer indirekten Vorgabe der Soll-Anpresskraft durch die Soll-Bremskraft kann auch direkt eine Vorgabe der Soll-Anpresskraft erfolgen. Beispielsweise kann ein Nicht-Erreichen einer Soll-Bremskraft einer Bremse anhand des digitalen Ausgangssignals des Dehnungssensors der Bremse erkannt werden. Somit wird ein Bremssystem mit erhöhter Sicherheit und Zuverlässigkeit geschaffen. Ein solches Bremssystem ist insbesondere vorteilhaft bei Anlagen, die für Wartungsarbeiten schwer zugänglich sind, etwa Offshore-Windkraftanlagen, und die daher von einer erhöhten Verfügbarkeit des Bremssystems besonders profitieren. According to another embodiment of the invention, which can also be combined with the first-mentioned development, a brake system with several brakes of the type described is provided, wherein for the brakes in each case a desired braking force can be predetermined and wherein the brake system comprises a failure compensation device, which is adapted to specify an increased desired braking force for at least one other of the brakes in the case of a failure or a non-achievement of a desired braking force of a brake. The desired braking force determines the desired contact pressure. Instead of an indirect specification of the desired contact pressure by the desired braking force can also be done directly a specification of the desired contact pressure. For example, a non-achievement of a desired braking force of a brake can be detected on the basis of the digital output signal of the strain sensor of the brake. Thus, a braking system with increased safety and reliability is provided. Such a brake system is particularly advantageous in plants that are difficult to access for maintenance, such as offshore wind turbines, and therefore particularly benefit from increased availability of the braking system.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bremssattel ein schwimmend gelagerter, den Rand eines Bremsrotors umgreifender Bremssattel und weist eine feste und eine bewegliche Bremsbacke auf, wobei die Bremse weiter einen Antrieb, insbesondere einen Spindelantrieb, für die bewegliche Bremsbacke, aufweist. Vorzugsweise weist die Bremse eine Antriebsquelle und ein Getriebe, das die Antriebsquelle mit dem Antrieb verbindet, auf. Vorzugsweise ist die Antriebsquelle ein Motor, der eine Schnecke antreibt, und der Spindelantrieb weist eine außen als Schneckerad ausgebildete Mutter auf, die zusammen mit der Schnecke einen Schneckentrieb bildet. In a preferred embodiment, the caliper is a floating, the edge of a brake rotor encompassing caliper and has a fixed and a movable brake shoe, wherein the brake further comprises a drive, in particular a spindle drive, for the movable brake shoe having. Preferably, the brake has a drive source and a transmission connecting the drive source to the drive. Preferably, the drive source is a motor that drives a worm, and the spindle drive has a nut formed on the outside as a Schneckad, which forms a worm drive together with the worm.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In the following an embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Bremse; 1 a sectional view of a brake according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht der Bremse; 2 a perspective view of the brake;

3 eine schematische Darstellung einer Steuerung der Bremse; und 3 a schematic representation of a control of the brake; and

4 eine Blockdarstellung eines Bremssystems mit vier Bremsen. 4 a block diagram of a brake system with four brakes.

Die in 1 gezeigte Bremse 100 weist einen Bremssattel 10 auf, an den mittels einer Flanschverbindung 12 ein Antriebsgehäuse 14 eines Spindelantriebs 16 angeflanscht ist. Der Spindelantrieb 16 weist eine Spindel 18 auf, die in 1 ebenso wie das Antriebsgehäuse 14 im Querschnitt dargestellt ist. In the 1 shown brake 100 has a caliper 10 on, to the means of a flange connection 12 a drive housing 14 a spindle drive 16 is flanged. The spindle drive 16 has a spindle 18 on that in 1 as well as the drive housing 14 is shown in cross section.

Ein in 1 nicht sichtbares Ende der Spindel 18 ist mit einer Bremsbacke 20 (2) verbunden, die in Axialrichtung der Spindel 18 beweglich in dem Bremssattel 10 gelagert ist und einer weiteren, starr am Bremssattel gehaltenen Bremsbacke 22 gegenüberliegt. Wie 2 zeigt, umgreift der Bremssattel 10 den Rand eines trommelförmigen Bremsrotors 24, von dem in 2 lediglich ein Ausschnitt strichpunktiert dargestellt ist. Die Bremsbacken 20, 22 liegen auf entgegengesetzten Seiten des Bremsrotors 24. Der Bremssattel 10 ist relativ zu dem Bremsrotor 24 schwimmend gelagert, so dass die beiden Bremsbacken 20 und 22 von entgegengesetzten Seiten her gleichmäßig gegen den Bremsrotor 24 angedrückt werden, wenn mit Hilfe des Spindelantriebs 16 eine axiale Kraft auf die bewegliche Bremsbacke 20 ausgeübt wird. An in 1 invisible end of the spindle 18 is with a brake shoe 20 ( 2 ) connected in the axial direction of the spindle 18 movable in the caliper 10 is mounted and another, rigidly held on the caliper brake shoe 22 opposite. As 2 shows, embraces the caliper 10 the edge of a drum-shaped brake rotor 24 of which in 2 only a section is shown in phantom. The brake shoes 20 . 22 lie on opposite sides of the brake rotor 24 , The caliper 10 is relative to the brake rotor 24 floating, so the two brake shoes 20 and 22 from opposite sides evenly against the brake rotor 24 be pressed when using the spindle drive 16 an axial force on the movable brake shoe 20 is exercised.

In 1 ist zu erkennen, dass die Spindel 18 über Wälzkörper 26 mit einem Innengewinde einer Mutter 28 in Eingriff steht. Die Spindel 18, die Wälzkörper 26 und die Mutter 28 bilden einen sogenannten Planeten-Wälz-Gewindespindelantrieb, bei dem die Wälzkörper 26 wie Planeten eines Planetengetriebes an der Spindel 18 und an der Mutter 28 abrollen. Die Wälzkörper 16 haben jeweils auf ihrem Umfang eine Serie von umlaufenden ringförmigen Rippen, deren Teilung der Teilung des Innengewindes der Mutter 28 und der Teilung des Außengewindes der Spindel 18 entspricht, so dass die Wälzkörper sowohl mit dem Innengewinde als auch mit dem Außengewinde in Eingriff stehen und deshalb in der Lage sind, eine axiale Kraft von der Mutter 28 auf die Spindel 18 zu übertragen, wenn die Mutter 28 relativ zur Spindel verdreht wird. Durch die planetenartigen Wälzkörper 26 wird dabei der Reibungswiderstand erheblich herabgesetzt. In 1 it can be seen that the spindle 18 over rolling elements 26 with a female thread of a nut 28 engaged. The spindle 18 , the rolling elements 26 and the mother 28 form a so-called planetary roller screw drive, in which the rolling elements 26 like planets of a planetary gear on the spindle 18 and at the mother 28 roll. The rolling elements 16 each have on their circumference a series of circumferential annular ribs whose pitch of the pitch of the internal thread of the nut 28 and the pitch of the external thread of the spindle 18 corresponds so that the rolling elements engage both the internal thread and with the external thread and therefore are able, an axial force from the nut 28 on the spindle 18 to transfer if the mother 28 is rotated relative to the spindle. Through the planet-like rolling elements 26 while the frictional resistance is significantly reduced.

Wie weiterhin in 1 zu erkennen ist, weist die Mutter 28 an ihrem äußeren Umfang einen Zahnkranz auf, der mit einer drehbar im Antriebsgehäuse 14 gelagerten Schnecke 30 in Eingriff steht. Die Mutter 28 und die Schnecke 30 bilden somit zusammen einen Schneckentrieb mit der Mutter 28 als Schneckenrad. As continues in 1 it can be seen, the mother points out 28 on its outer circumference a sprocket, with a rotatable in the drive housing 14 stored snail 30 engaged. The mother 28 and the snail 30 thus together form a worm drive with the mother 28 as a worm wheel.

Die Schnecke 30 wird durch einen Motor 32, beispielsweise einen Elektromotor angetrieben, der so an das Antriebsgehäuse 14 angeflanscht ist, dass seine Ausgangswelle 34 koaxial zu der Schnecke 30 liegt. Durch eine Kupplung 36 ist die Schnecke 30 drehfest mit der Ausgangswelle 34 verbunden. Die Flanschverbindung zwischen dem Bremssattel 10 und dem Antriebsgehäuse 14 wird gemäß 1 durch Schrauben 38 gebildet. The snail 30 is by a motor 32 , For example, an electric motor driven, the so to the drive housing 14 flanged is that its output shaft 34 coaxial with the screw 30 lies. Through a clutch 36 is the snail 30 rotatably with the output shaft 34 connected. The flange connection between the caliper 10 and the drive housing 14 is according to 1 by screws 38 educated.

Damit mit Hilfe des Spindelantriebs 16 eine axiale Kraft auf die bewegliche Bremsbacke 20 (2) ausgeübt werden kann, muss die Spindel 18 relativ zu dem Antriebsgehäuse 14 drehfest, jedoch axial verschiebbar sein. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird die drehfeste Verbindung zwischen der Spindel 18 und dem Antriebsgehäuse 14 durch einen Lagerschemel 40 gebildet, der auf ein aus dem Antriebsgehäuse 14 herausragendes Ende der Spindel 18 aufgekeilt ist. Der Lagerschemel 40 ist mit Bolzen 42 an einem Lagerblock 44 aus gummielastischem Material befestigt, der seinerseits mit Bolzen 46 an einem Bodenflansch 48 des Antriebsgehäuses 14 befestigt ist. So with the help of the spindle drive 16 an axial force on the movable brake shoe 20 ( 2 ) can be exercised, the spindle 18 relative to the drive housing 14 rotatably, but be axially displaceable. In the in 2 The example shown is the rotationally fixed connection between the spindle 18 and the drive housing 14 through a bearing stool 40 formed on one of the drive housing 14 outstanding end of the spindle 18 is wedged. The bearing stool 40 is with bolts 42 at a storage block 44 made of rubber-elastic material, which in turn with bolts 46 on a floor flange 48 of the drive housing 14 is attached.

Wenn der Bremsrotor 24 gebremst werden soll, wird mit Hilfe des Motors 32 die Schnecke 30 angetrieben, und die Mutter 28 wird relativ zur Spindel 18 gedreht. Der Schneckentrieb bewirkt dabei eine beträchtliche Drehzahluntersetzung, so dass auch mit einem kleinbauenden Motor 32 ein hohes Drehmoment auf die Spindel 28 ausgeübt werden kann. If the brake rotor 24 is to be braked, with the help of the engine 32 the snail 30 driven, and the mother 28 becomes relative to the spindle 18 turned. The worm drive causes a considerable speed reduction, so that even with a small engine 32 a high torque on the spindle 28 can be exercised.

Da die Spindel 18 durch den Lagerschemel 40 drehfest gehalten ist, wird die Drehung der Mutter 28 in eine axiale Bewegung der Spindel 18 umgesetzt, so dass die bewegliche Bremsbacke 20 gegen den Bremsrotor 24 angedrückt wird. Sobald die beiden Bremsbacken 22 sich von entgegengesetzten Seiten her gegen den Bremsrotor 24 anlegen, nimmt der Widerstand, der der axialen Bewegung der Spindel 18 entgegenwirkt, abrupt zu. Dementsprechend erhöht sich auch das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Spindel 18 drehfest zu halten. Because the spindle 18 through the bearing stool 40 rotatably held, the rotation of the nut 28 in an axial movement of the spindle 18 implemented so that the movable brake shoe 20 against the brake rotor 24 is pressed. Once the two brake shoes 22 from opposite sides against the brake rotor 24 create, the resistance decreases, the axial movement of the spindle 18 counteracts, abruptly too. Accordingly, the torque required for the spindle also increases 18 to hold against rotation.

Die elastische Nachgiebigkeit des Lagerblockes 44 ermöglicht es, dass der Lagerschemel 40 der axialen Bewegung der Spindel ein Stück weit folgen kann, so dass die Bremsbacken trotz der erhöhten Reibung zwischen Spindel und Lagerschemel fest gegen den Bremsrotor 24 angepresst werden können. Durch eine Faserverstärkung des Lagerblockes 44 wird erreicht, das dieser zwar in Axialrichtung nachgiebig ist, in Drehrichtung aber sehr verwindungssteif ist, so das die in Umfangsrichtung wirkende Kraft über die Bolzen 42, 46 praktisch verformungsfrei vom Lagerschemel 40 auf den Bodenflansch 48 übertragen werden kann und somit die Spindel wirksam gegen Verdrehung gesichert bleibt. The elastic compliance of the bearing block 44 allows the bearing stool 40 The axial movement of the spindle can follow a bit, so that the brake shoes, despite the increased friction between the spindle and bearing block firmly against the brake rotor 24 can be pressed. Through a fiber reinforcement of the bearing block 44 is achieved, although this is yielding in the axial direction, but in the direction of rotation is very torsionally stiff, so that the force acting in the circumferential direction over the bolt 42 . 46 virtually deformation-free from the bearing stool 40 on the bottom flange 48 can be transferred and thus the spindle is effectively secured against rotation.

3 zeigt eine schematische Teildarstellung eines Querschnitts der Bremse 100. Dargestellt sind die beweglich gelagerte Bremsbacke 20, die am Ende der Spindel 18 angeordnet ist, und die starr am Bremssattel 10 gehaltene Bremsbacke 22. Ein Dehnungssensor 50 ist an einem die Bremsbacken 20, 22 im wesentlichen C-förmig verbindenden Abschnitt des Bremssattels 10 angebracht. 3 shows a schematic partial view of a cross section of the brake 100 , Shown are the movably mounted brake shoe 20 at the end of the spindle 18 is arranged, and the rigid on the caliper 10 held brake shoe 22 , A strain sensor 50 is on one of the brake shoes 20 . 22 substantially C-shaped connecting portion of the caliper 10 appropriate.

Der Dehnungssensor 50 ist dazu eingerichtet, eine lineare Dehnung in einer Richtung, beispielsweise der Längsrichtung des Dehnungssensors zu erfassen. Der Dehnungssensor ist so angeordnet, dass er für eine beim Schließen der Bremse auftretende Verformung des Bremssattels empfindlich ist. Insbesondere ist er an einem beim Kraftaufbau der Bremse dehnungsbeanspruchten Teil des Bremssattels aufgebracht. Bei der gezeigten Anordnung am Rücken des Bremssattels erfährt der Dehnungssensor beispielsweise eine Stauchung in seiner Längsrichtung, wenn durch das Zufahren der Bremsbacken 20, 22 der Bremssattel eine Gegenkraft zur Anpresskraft aufnimmt. Eine geeignete Position des Dehnungssensors kann beispielsweise durch numerische Simulation bestimmt werden. The strain sensor 50 is adapted to detect a linear strain in one direction, for example, the longitudinal direction of the strain sensor. The strain sensor is arranged so that it is sensitive to a deformation of the caliper occurring during the closing of the brake. In particular, it is applied to a stretched in the power of the brake brake part of the brake caliper. In the arrangement shown at the back of the caliper, the strain sensor, for example, undergoes compression in its longitudinal direction, if by the approach of the brake shoes 20 . 22 the caliper receives a counterforce to the contact force. A suitable position of the strain sensor can be determined, for example, by numerical simulation.

Der Dehnungssensor 50 weist eine integrierte Dehnungsmessstreifen-Einrichtung 52 auf, mit der eine Dehnung zwischen zwei Befestigungsabschnitten 54 des Dehnungssensors 50 erfasst werden kann. Ein solcher Dehnungssensor ist beispielsweise mit einem integrierten Messverstärker und einer CAN-Bus-Schnittstelle 56 von der Firma Baumer, Friedberg, Deutschland, erhältlich und wird auch als Dehntrafo bezeichnet. Der Dehnungssensor 50 weist eine Querkompensationseinrichtung auf, so dass die Dehnung in Längsrichtung unabhängig von einer etwaigen Dehnung in Querrichtung bestimmt werden kann. The strain sensor 50 has an integrated strain gauge device 52 on, with an expansion between two attachment sections 54 of the strain sensor 50 can be detected. Such a strain sensor is, for example, with an integrated measuring amplifier and a CAN bus interface 56 available from the company Baumer, Friedberg, Germany, and is also referred to as Dehntrafo. The strain sensor 50 has a transverse compensation device, so that the elongation in the longitudinal direction can be determined independently of any stretching in the transverse direction.

Der Dehnungssensor 50 stellt über die CAN-Bus-Schnittstelle 56 ein mehrwertiges digitales Ausgangssignal bereit, welches von einer Verformung des Bremssattels 10 abhängig ist. Diese Verformung ist, wie bereits beschrieben, von einer von der Bremse aufgebrachten Anpresskraft abhängig. Somit erfolgt durch den Dehnungssensor eine indirekte Messung der von der Anpresskraft abhängigen Bremskraft. Das Ausgangssignal des Dehnungssensors 50 kann beispielsweise unmittelbar einen Dehnungszustand des Dehnungssensors 50 in seiner Längsrichtung kennzeichnen. The strain sensor 50 provides via the CAN bus interface 56 provides a multi-valued digital output signal indicative of a deformation of the caliper 10 is dependent. This deformation, as already described, depends on a contact pressure applied by the brake. Thus, by the strain sensor, an indirect measurement of the dependent of the contact force braking force. The output signal of the strain sensor 50 For example, can directly a strain state of the strain sensor 50 in its longitudinal direction.

Die Bremse weist weiter eine Steuerung 60 auf, die mit dem Antrieb für die bewegliche Bremsbacke 20 verbunden ist. Insbesondere ist die Steuerung 60 mit der Antriebsquelle in Form des Motors 32 verbunden. The brake further has a controller 60 on that with the drive for the movable brake shoe 20 connected is. In particular, the controller 60 with the drive source in the form of the motor 32 connected.

Weiter ist die Steuerung 60 über die Schnittstelle 58 mit dem Dehnungssensor 50 verbunden. Beispielsweise kann die Steuerung 60 dazu eingerichtet sein, eine Ist-Bremskraft basierend auf dem Ausgangssignal des Dehnungssensors 50 zu bestimmen. Next is the controller 60 over the interface 58 with the strain sensor 50 connected. For example, the controller 60 be configured to an actual braking force based on the output signal of the strain sensor 50 to determine.

Die Bremse 100 weist weiter einen Positionsschalter 62 auf, um eine Position der beweglichen Bremsbacke 20 zu erfassen. Insbesondere handelt es sich bei dem Positionsschalter um einen Endschalter, der so an dem Bremssattel 10 oder an der beweglichen Bremsbacke 20 angeordnet ist, dass beim Verlassen einer Endstellung der Bremsbacke 20 ein Schaltvorgang ausgelöst wird. The brake 100 further indicates a position switch 62 on to a position of the movable brake shoe 20 capture. In particular, the position switch is a limit switch which is so on the brake caliper 10 or on the movable brake shoe 20 is arranged so that when leaving an end position of the brake shoe 20 a switching process is triggered.

Durch den Schaltvorgang wird ein Temperaturkompensationsvorgang für das Ausgangssignal des Dehnungssensors 50 ausgelöst. Der Temperaturkompensationsvorgang kann beispielsweise eine Nullsetzung des Dehnungssensors 50 umfassen oder darin bestehen. Wenn aufgrund einer temperaturbedingten Verformung des Bremssattels 10 der Dehnungssensor 50 eine Dehnung oder Stauchung registriert, während sich die Bremse noch im gelösten Zustand befindet, so kann durch das Nullsetzen des Dehnungssensors 50 dieser Anteil der erfassten Dehnung kompensiert werden. Beim Zuspannen der Bremse wird dann das Ausgangssignal des Dehnungssensors im wesentlichen durch die von der Bremse aufgebrachte Bremskraft (Ist-Bremskraft) bestimmt. Im gezeigten Beispiel wird die Nullstellung des Dehnungssensors 50 von der Steuerung 60 gesteuert, die mit dem Positionsschalter 62 verbunden ist. Der Positionsschalter 62 kann jedoch auch direkt mit dem Dehnungssensor 50 verbunden sein. Der Positionsschalter 62 und der Dehnungssensor 50 und/oder die Steuerung 60 bilden somit eine Temperaturkompensationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Abhängigkeit des Ausgangssignals von einer temperaturabhängigen Verformung des Bremssattels 10 zu kompensieren. The switching operation becomes a temperature compensation operation for the output signal of the strain sensor 50 triggered. The temperature compensation process may be, for example, zeroing the strain sensor 50 include or consist of. If due to a temperature-induced deformation of the caliper 10 the strain sensor 50 an elongation or compression registered while the brake is still in the dissolved state, so can by zeroing the strain sensor 50 this proportion of the detected strain can be compensated. When applying the brake, the output signal of the strain sensor is then essentially determined by the brake force applied by the brake (actual braking force). In the example shown, the zero position of the strain sensor 50 from the controller 60 controlled with the position switch 62 connected is. The position switch 62 However, it can also be done directly with the strain sensor 50 be connected. The position switch 62 and the strain sensor 50 and / or the controller 60 thus form a temperature compensation device which is adapted to the dependence of the output signal of a temperature-dependent deformation of the caliper 10 to compensate.

Alternativ zu einer Nullsetzung des Dehnungssensors 50 kann eine Temperaturkompensation erfolgen, indem beim Temperaturkompensationsvorgang der aktuelle Wert des Ausgangssignals des Dehnungssensors 50 in einem Speicher 64 der Steuerung 60 gespeichert wird. Beim Schließen der Bremse kann dann ein jeweiliges aktuelles Ausgangssignal des Dehnungssensors mit dem gespeicherten Anfangswert des Ausgangssignals, der den Dehnungszustand des Bremssattels 10 beim von dem Positionsschalter signalisierten Verlassen der gelösten Stellung der Bremse kennzeichnet, korrigiert werden. Alternatively to a zero setting of the strain sensor 50 a temperature compensation can be done by the current value of the output signal of the strain sensor during the temperature compensation process 50 in a store 64 the controller 60 is stored. When closing the brake can then be a respective current output signal of the strain sensor with the stored initial value of the output signal, the strain state of the caliper 10 when the signaled by the position switch leaving the released position of the brake, be corrected.

Die Steuerung 60 ist dazu eingerichtet, ein Schließen der Bremse in Abhängigkeit von einem aktuellen Wert des Ausgangssignals des Dehnungssensors 50 und von einer Soll-Bremskraft zu steuern. Der Motor 32 wird von der Steuerung 60 so gesteuert, dass sich beim Schließen der Bremse eine Dehnung des Sattels 10 ergibt, die der Soll-Bremskraft entspricht. Beispielsweise kann die Steuerung 60 dazu eingerichtet sein, die Bremse so weit zu schließen, dass die Soll-Bremskraft erreicht wird. The control 60 is arranged to close the brake in response to a current value of the output signal of the strain sensor 50 and to control from a desired braking force. The motor 32 is from the controller 60 controlled so that when closing the brake, an extension of the saddle 10 results, which corresponds to the desired braking force. For example, the controller 60 be set up to close the brake so far that the desired braking force is achieved.

Die Soll-Bremskraft für die Bremse 100 ist vorgebbar. Beispielsweise kann die Steuerung 60 eine Kommunikationsschnittstelle 66 aufweisen, über die die Soll-Bremskraft vorgebbar ist. The target braking force for the brake 100 is specifiable. For example, the controller 60 a communication interface 66 have, over which the desired braking force can be predetermined.

Mehrere Bremsen 100 der beschriebenen Art können zu einem Bremssystem verbunden sein, indem sie beispielsweise über die Kommunikationsschnittstellen 66 mit einer übergeordneten Steuerung 70 verbunden sind. Die Bremsen 100 sind beispielsweise an verschiedenen Umfangspositionen des Bremsrotors 24 angeordnet. Several brakes 100 of the type described can be connected to a braking system by, for example, via the communication interfaces 66 with a higher-level control 70 are connected. The brake 100 are for example at different circumferential positions of the brake rotor 24 arranged.

4 zeigt eine mit vier Bremsen 100 des Bremssystems verbundene, übergeordnete Steuerung 70. Die Steuerung 70 ist dazu eingerichtet, einen gemeinsamen Bremsvorgang der Bremsen 100 auszulösen und/oder zu steuern. Insbesondere bildet die Steuerung 70 eine Ausfallkompensationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, im Falle eines Fehlers oder eines Nichterreichens einer Soll-Bremskraft einer Bremse eine erhöhte Bremskraft für die übrigen Bremsen vorzugeben. Dazu sind die Steuerungen 60 dazu eingerichtet, über die Kommunikationsschnittstelle 66 die Ist-Bremskraft und/oder ein Fehlersignal bereitzustellen. Anstelle der Ist-Bremskraft kann auch die Ist-Anpresskraft bereitgestellt werden. Bei der Kommunikationsschnittstelle 66 handelt es sich beispielsweise um eine CAN-Bus-Schnittstelle. Wenn die Ausfallkompensationseinrichtung ein Fehlersignal einer Bremse 100 empfängt, oder wenn die Steuerung 70 feststellt, dass die Soll-Bremskraft oder Soll-Anpresskraft einer Bremse 100 nicht erreicht wird, so kann dieser Ausfall oder teilweise Ausfall einer Bremse durch eine erhöhte Soll-Bremskraft und somit Soll-Anpresskraft der übrigen Bremsen kompensiert werden. Somit kann auch beim Ausfall oder teilweisem Ausfall einer Bremse ein sicheres Bremsen des Rotors der Windkraftanlage bewirkt werden. 4 shows one with four brakes 100 connected to the brake system, higher-level control 70 , The control 70 is adapted to a common brake application of the brakes 100 trigger and / or control. In particular, the controller forms 70 a failure compensation device, which is set up to specify an increased braking force for the remaining brakes in the event of a fault or failure to reach a desired braking force of a brake. These are the controls 60 set up via the communication interface 66 to provide the actual braking force and / or an error signal. Instead of the actual braking force and the actual contact pressure can be provided. At the communication interface 66 For example, this is a CAN bus interface. If the failure compensation device is a fault signal of a brake 100 receives, or if the controller 70 determines that the desired braking force or desired contact force of a brake 100 is not reached, this failure or partial failure of a brake can be compensated by an increased target braking force and thus target contact pressure of the other brakes. Thus, even in case of failure or partial failure of a brake safe braking of the rotor of the wind turbine can be effected.

Die Ausfallkompensationseinrichtung kann auch durch die Steuerungen 60 gebildet werden, indem diese beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle 66 miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann jede Steuerung 60 einer Bremse dazu eingerichtet sein, für die jeweilige Bremse eine erhöhte Soll-Bremskraft vorzugeben, wenn ein Fehler oder ein Nichterreichen einer Soll-Bremskraft einer anderen Bremse festgestellt wird. The failure compensation device can also be controlled by the controllers 60 be formed by this example, via the communication interface 66 connected to each other. For example, any controller 60 a brake to be set to specify an increased desired braking force for the respective brake when a failure or a failure to achieve a desired braking force of another brake is detected.

Beispielsweise können in der Steuerung 60 Werte für die normale Soll-Bremskraft und die erhöhte Soll-Bremskraft voreinstellbar sein. Alternativ kann die Ausfallkompensationseinrichtung auch dazu eingerichtet sein, einen Wert einer erhöhten Soll-Bremskraft für wenigstens eine andere der Bremsen in Abhängigkeit von einer Soll-Gesamtbremskraft und einer Anzahl der verfügbaren Bremsen vorzugeben. Beispielsweise kann die übergeordnete Steuerung 70 oder können die miteinander verbundenen Steuerungen 60 dazu eingerichtet sein, Sollbremskräfte für die jeweiligen Bremsen in Abhängigkeit von einer Soll-Gesamtbremskraft vorzugeben. For example, in the controller 60 Values for the normal desired braking force and the increased desired braking force be preset. Alternatively, the failure compensation device may also be configured to specify a value of an increased desired braking force for at least one other of the brakes in response to a desired total braking force and a number of available brakes. For example, the parent controller 70 or can the interconnected controllers 60 be configured to specify desired braking forces for the respective brakes as a function of a desired total braking force.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bremsrotor 24 eine zylindrische Trommel, deren Drehachse rechtwinklig zur Achse der Spindel 18 verläuft und deren Rand von dem jeweiligen Bremssattel 10 übergriffen wird. Die Bremsbacken 20 und 22 sind dementsprechend an die Krümmung der inneren bzw. äußeren Oberfläche des Bremsrotors 24 angepasst. In the embodiment shown here is the brake rotor 24 a cylindrical drum whose axis of rotation is perpendicular to the axis of the spindle 18 runs and whose edge of the respective caliper 10 is overruled. The brake shoes 20 and 22 are accordingly to the curvature of the inner or outer surface of the brake rotor 24 customized.

In einer anderen Ausführungsform könnte der Bremsrotor jedoch auch eine flache Bremsscheibe sein. In another embodiment, however, the brake rotor could also be a flat brake disk.

Claims

Brake, in particular for wind power plants, with a strain sensor ( 50 ) attached to a caliper ( 10 ) of the brake and is adapted to provide a multi-valued digital output signal.

Brake according to claim 1, in which the strain sensor ( 50 ) has a communication interface, for example, a CAN bus interface.

Brake according to Claim 1 or 2, in which the strain sensor ( 50 ) on an opposite brake shoe ( 20 ; 22 ) connecting portion of the caliper ( 10 ) is attached.

Brake according to one of the preceding claims, in which the output signal is derived from a deformation of the caliper ( 10 ), which depends on a contact pressure applied by the brake.

Brake according to one of the preceding claims, with a temperature compensation device ( 62 . 60 . 50 ), which is adapted to a temperature dependence of the output signal, in particular a dependence of the output signal from a temperature-dependent deformation of the brake caliper (US Pat. 10 ), to compensate.

Brake according to Claim 5, in which the temperature compensation device ( 62 . 60 . 50 ) one Position switch ( 62 ) to initiate a temperature compensation operation upon exiting a released position of the brake.

Brake according to one of the preceding claims, with a controller ( 60 ), which is adapted to a closing of the brake in dependence on a current value of the output signal of the strain sensor ( 50 ) and to control by a desired contact force.

Brake according to claim 7, in which the control ( 60 ) with a drive ( 32 ) for at least one movable brake shoe ( 20 ) is connected to the brake.

Braking system with multiple brakes according to one of the preceding claims, in which in each case a desired braking force can be predetermined, with a failure compensation device ( 70 ) configured to predefine an increased desired braking force for at least one other of the brakes in the event of failure or failure to achieve a desired braking force of a brake.