DE7520489U

DE7520489U - Steuervorrichtung fuer ein federspeicherbremsgeraet

Info

Publication number: DE7520489U
Application number: DE7520489U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1977-06-08
Also published as: FR2312400B1; DE2528754A1; BE842301A; SE7605975L; CH591350A5; IT1081085B; FR2312400A1; NL7605707A; DE2528754C2; AT365991B; ATA393376A; US4136304A; SE428287B; CA1090719A

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & de. Baden

Steuervorrichtung für ein Federspeicherbremsgerät

Sie vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Federspeicherbremsgerät mit einem elektrischenrotierenden Servomotor und einer geradlinig beweglichen Spindeistange.

Steuervorrichtungen für Federspeieherbremsgeräte sind bereits bekannt. Die Aufgabe der Federspeicherbremsgerate ist u.a., beim Versagen der elektrischen Einrichtungen, d.h. bei Stromausfall aus irgendeinem Gründe selbsttätig ohne fremde Energiezufuhr zu bremsen. Ein solches Federspeicherbremsgerät ist im Prospekt der "RACO G.m.b.H. Schwelm", August 170, beschrieben und abgebildet. Der Aufbau des Federspeicherbremsgerätes setzt sich aus zwei Grundbauteilen, dem Federspeicher und dem elektromotorischen Antrieb zusammen. Ueber eine Kugelspindel mit zugehöriger Mutter in der Hohlwelle des Ankers wird die drehende Bewegung des Motors in eine geradlinige Bewegung der Spindelstange umgewandelt und so die Bewegungsenergie des Motors auf den Federspeicher übertragen.

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Am hinteren Ende des Bremsgerätes iet eine Elektro-Magnetbremse angeflanscht, die den Energiezustand des gespannten Federspeichers bei gelüfteter Fahrzeugbremse mit geringstem Leistungsaufwand aufrechterhält. Zum Bremsen des Fahrzeuges wird liber ein Schaltschütz die Energiezufuhr zur Elektro-Magnetbremse unterbrochen. Der Federspeicher entspannt sich und kann über die eingebaute Mechanik den Motor frei drehen. Ist der freie Hubweg der Spindel zurückgelegt, so hat der Federspeicher die Kraft der Vorspannung, die der geringsten Bremskraft entspricht, erreicht. Die Bremskraft verändert sich mit dem Hubweg nach der Federcharakteristik des Federspeichers. Zum Lüften der Fahrzeugbremse wird über ein zweites Schaltschütz der Motor des Bremsgerätes eingeschaltet. Die geradlinige Bewegung der Spindel spannt den Federspeicher und am Ende des Hubweges schaltet ein eingebauter Schalter das Motorschaltschütz ab und das Schaltschütz der Elektro-Magnetbremse ein. Damit ist der Federspeicher wieder zum Bremsen vorbereitet. In einem anderen Prospekt der "RACO G.m.b.H. Schwelm", August 1972, ist eine andere Bauart des Federspeicherbremsgerätes beschrieben und dargestellt. Die oben beschriebene Ausführung ist durch eine selbsttätige Nachstelleinrichtung und eine Handlöseborrichtung erweitert worden. Diese Ausführung ist mit einem Bremsstufenschalter versehen, der Widerstände für die Bremsstufen enthält und gewichts- oder geschwindigkeitsabhängig gesteuert wird. Diese Steuerung der Bremskraft mittels der Widerstände erlaubt jedoch keine von den Schwankungen der Steuer- und Speisespannung sowie von der Drehrichtung unabhängige

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eindeutige und reproduzierbare Relation zur Bremskraft. Ausserdem ist der elektrische Energiebedarf in den Zwischenstellungen erheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Steuervorrichtung für ein Federpeicherbremsgerät mit einem elektrischen rotierenden Servomotor zu schaffen, die die Nachteile des Bekannten nicht aufweist, eine ausreichend feine Steuerung der Bremskraft gewährleistet und ein Kriterium erfasst, das eine eindeutige Relation zur Bremskraft besitzt.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der Eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuervorrichtung Mittel zur direkten oder indirekten Erfassung der Bremskraft enthält.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass genannte Anordnung eine stufenlose Regelung, bzw. eine Regelung mit beliebig fein aufgeteilten Stufen ermöglicht, und die direkte oder indirekte Erfassung der Bremskraft als Istgrösse der Regelung eine präzise und reproduzierbare Einstellung der vorgegebenen Bremskraft bei minimalem Fremdenergiebedarf gestattet.

Ferner iBt es zweckmässig, wenn die Mittel zu einer direkten Erfassung der Bremskraft aus Mitteln zur Erfassung der Winkelstellung des Rotors des Servomotors bestehen. Der Vorteil dieber Ausführungsform ist darin zu sehen, dass diese Lösung eine sehr wirtschaftliche

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Ausführung der Erfassung gestattet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mittel zur Erfassung der Winkelstellung des Rotors des Servomotors wenigstens einen induktiven Geber enthalten, da dadurch eine absolut berührungslose, und damit keiner mechanischen Abnutzung unterworfene Messung möglich ist. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung bestehen die Mittel zu einer indirekten Erfassung der Bremskraft aus Mitteln zur direkten oder indirekten Erfassung der Lage der geradlinig beweglichen Spindeistange. Ferner ist es zweckmäseig, wenn die Mittel zur direkten oder indirekten Erfassung der Lage der geradlinig beweglichen Spindelstange wenigstens ein Potentiometer enthalten. Diese Ausführung gestattet die Verwendung sehr einfacher Mittel für die Erfassung. Nach einer weiteren Ausgestaltung bestehen die Mittel zu einer direkten Erfassung der Bremskraft aus Kraftmesselementen, die in einem der Bremskraftübertragung dienenden Teil des Federspeicherbremsgerätes oder der externen Bremsteile eingebaut sind. Der Vorteil dieser AusfUhrungsform liegt darin, dass damit die präziseste Ansteuerung möglich ist, da sämtliche alterungs- oder unterhaltsbedingten Veränderungen im Verhalten des Gerätes ohne Einfluss auf die angesteuerte Bremskraft bleiben. Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein induktiver Geber und ein Sollwertgeber mit einer Summiervorrichtung verbunden sind, wobei zwischen dem induktiven Geber und der Summiervorrichtung ein Zähler, und hinter der Summiervorrichtung Kippglieder für den Servomotor und für eine Haltebremse angeordnet sind. Es empfielt sich, dass die Steuer-

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Vorrichtung zwei induktive Geber enthält, die mit einem Diskriminator verbunden sind. Nach einer anderen Ausführungsform sind ein Bremskraftmesser und ein Sollwertgeber mit einer Summiervorrichtung verbunden, webei hinter der Summiervorrichtung Kippglieder für den Servomotor und für eine Haltebremse angeordnet sind.Es ist vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung einen Derivator enthält. Die obigen Vorkehrungen gestatten eine einfache und den betrieblichen Anforderungen entsprechende Lösung der Regelungsprobleme.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein an sich bekanntes Federspeicherbremsgerät mit eingebauten induktiven Gebern einer Steuervorrichtung gemäss Erfindung,

Fig. 2 eine erste beispielsweise Schaltung der Steuervorrichtung und
Fig. 3 eine zweite beispielsweise Schaltung der Steuervorrichtung.

Gemäss Fig 1 ist ein Gehäuse mit 1 bezeichnet, eine Welle eines Servomotors mit 2, Lager der Welle 2 mit 31 eia Rotor des Servomotors mit 4 und ein Stator desselben mit 5. Mit der Bezugsziffer ist eine Bohrung in der Welle 2 benannt, mit der Bezugsziffer 7 eine Kugelbüchse, mit der Bezugrziffer 8 eine Spindelstange, mit der Bezugsziffer 9 eine Mutter und mit der Bezugsziffer 10 eine

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bewegliche Platte. Eine Grundplatte ist durch die Zahl 11 gekennzeichnet, Führungsstifte durch die Zahl 12, Druckfeder durch die Zahl 13, eine elektromagnetische Haltebremse durch die Zahl 14, eine Wicklung der elektromagnetischen Haltebremse 14 durch die Zahl 15 und eine Bremsscheibe durch die Zahl 16. Die Ziffer 17 bedeutet eine Geberscheibe, die Ziffer 18 induktive Geber, die Ziffer 19 ein Schneckenrad und die Ziffer 20 eine Handlösevorrichtung. Die Bezugszahlen von Fig. 1 gelten fUr gleiche Teile auch in Fig. 2 und 3. In Fig. 2 ist ein Sollwertgeber mit der Bezugsziffer 21 benannt, ein Endschalter mit der Bezugsziffer 22, ein Diskriminator mit der Bezugsziffer 23 und ein Zähler mit der | Bezugsziffer 24. Ein Deribator ist durch die Zahl 25 gekennzeichnet, |

I eine Summiervorrichtung durch die Zahl 26, ein Kippglied für | Bremsung durch die Zahl 27 und ein Kippglied für Lüftung der Bremse durch die Zahl 28. In Fig. 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 2. Die Ziffer 29 bedeutet ein Kraftmessglied.

Gemäss Fig. 1 ist die Welle 2 des Servomotors in den Lagern 3 im Gehäuse 1 gelagert. Rotor 4 und Stator 5 des Servomotors sind nur schematisch gezeichnet. In der Bohrung 6 in der Welle 2 ist die Kugelbüchse 7 befestigt, die ihre drehende Bewegung in eine geradlinige Bewegung der Spindelstange 8 um, wandelt. Mit der Spindelstange 8 ist mittels der Mutter 9 die bewegliche Platte 10 verbunden. Zwischen der beweglichen Platte 10 und der Grundplatte 11

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sind die Druckfeder 13 angeordnet, die mit den FUhrungeetiften 12 in der axialer Lage gehalten werden. Die elektromagnetische Haltebremse 14 ist mit der Wicklung 15 versehen. Mit der Welle 2 ist die Bremsscheibe 16 verbunden, die an der anderen Seite die Geberscheibe 17 trägt. Die zwei induktiven Geber 18 sind hintereinander in einer radialen Ebene angeordnet. Die Handlösevorrichtung 20 ist mit im eingekuppelten Zustand mit der Welle 2 mittels des Schneckenrades 19 verbunden.

Die Funktionsweise des mechanischen Teiles des Federspeicherbremsgerätas ist dieselbe wie anfangs beschrieben. An der Aussenseit© der Bremsscheibe 16 ist aber die Geberscheibe 17 angeordnet, die z. B. mit acht Metalllamellen versehen ist; das ermöglicht eine ausreichend genaue indirekte Erfassung der Bremskraft, da die Bremskraft der Lage der Spindelstange 8 entspricht, und diese Lage ' der Winkelstellung des Rotors 4 und der Welle 2. Die Anordnung von zwei induktiven Gebern 18 ermöglicht auch die Erfassung der Richtung der Drehbewegung.

Fig. 2 stellt eine beispielsweise Schalteranordnung mit zwei in-r duktiven Gebern 18 dar. Der Sollwert ⁰^o wird mit dem Sollwertgeber 21 eingestellt. Der Messwert ©^ wird mit den induktiven Gebern 18 erfasst. Der Diskriminator 23 dient zur Feststellung der Drehrichtang und der Zähler 24 zur Auswertung der Winkelstellung. Der in Fig. 1 nicht dargestellte Endschalter 22 erfasst das Erreichen der extremen Lage der beweglichen Platte 10..Der Deri-

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vator 25 dient regelteohniechen Zwecken.

Der Sollwert «=*·₀ > der Messwert oL und der derivlerte Wert werden in der Summiervorrichtung 26 summiert. Das Kippglied 27 für Bremsung oder das Zippglied 28 für Lüftung der Bremse schaltet dann entweder die elektromagnetische Haltebremse 15 oder den Servomotor 4; 5 ein oder aus.

Aehnliche Funktionsweise ist auch bei der Schaltanordnung gernäss Fig. 3· Hier handelte sich jedoch um die direkte Erfassung der Bremskraft P. Der Sollwert P₀ der Bremskraft wird mit dem Sollwertgeber 21 gegeben, der Messwert P mit dem Kraftmessglied 29<

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. Man kann auch andere Möglichkeiten der direkten oder indirekten Erfassung der Bremskraft verwenden.

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Claims

. ■:■ i1 J Schutzansprüche

1. Steuervorrichtung für ein pederspeicherbremsgerät mit einem elektrischen rotierenden Servomotor und einer geradlinig beweglichen Spindeistange, dadurch gekennzeichnet, dass zur direkten Erfassung der Bremskraft mindestens ein Kraftmesselement vorgesehen ist, das in einem der Bremskraftübertragung dienenden Teil des Federspeicherbremsgerätes oder der externen Bremsteile eingebaut ist.

2. Steuervorrichtung für ein Pederspeicherbremsgerät mit einem elektrischen rotierenden Servomotor und einer geradlinig beweglichen Spindeistange, dadurch gekennzeichnet, dass zur indirekten Erfassung der Bremskraft mit der Welle des Servomotors eine Winkelmessvorrichtung gekoppelt ist.

3· Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelmessvorrichtung einen induktiven Geber (18) umfasst.

4. Steuervorrichtung für ein Pederspeicherbremsgerät mit einem elektrischen rotierenden Servomotor und einer geradlinig beweglichen SpindeIstange, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Spindeistange (8) eine Wegmesseinrichtung gekuppelt ist.

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