DE102015201111A1 - Circuit arrangement for actuating a holding brake - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse (H) offenbart, die durch Bestromung einer Spule (C) zu öffnen ist. Ein erster Schalter (SA), ein zweiter Schalter (SB) und die Spule (C) sind in Reihe zwischen einem ersten und zweiten Potential (GND, +Vbb) einer Versorgungsspannung geschaltet. Ein erster Anschluss der Spule (C) ist über den ersten Schalter (SA) mit dem ersten Potential (GND) der Versorgungsspannung und ein zweiter Anschluss der Spule (C) ist über den zweiten Schalter (SB) mit dem zweiten Potential (+Vbb) der Versorgungsspannung verbunden. Der erste Anschluss der Spule (C) ist über einen ersten Spannungsteiler (R1/R2) mit dem ersten Potential (GND) verbunden, der zweite Anschluss der Spule (C) ist über einen zweiten Spannungsteiler (R3/R4) ebenfalls mit dem ersten Potential (GND) verbunden.A circuit arrangement for actuating a holding brake (H) is disclosed, which is to be opened by energizing a coil (C). A first switch (SA), a second switch (SB) and the coil (C) are connected in series between a first and second potential (GND, + Vbb) of a supply voltage. A first terminal of the coil (C) is connected to the first potential (GND) of the supply voltage via the first switch (SA) and a second terminal of the coil (C) is connected to the second potential (+ Vbb) via the second switch (SB). connected to the supply voltage. The first terminal of the coil (C) is connected to the first potential (GND) via a first voltage divider (R1 / R2), the second terminal of the coil (C) is also connected to the first potential via a second voltage divider (R3 / R4) (GND) connected.

Description

GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer zweikanalig angesteuerten Haltebremse. Solche Haltebremsen dienen dazu, einen Motor oder eine Vorschubachse einer Maschine im stromlosen Zustand zu blockieren oder im Notfall schnell zu bremsen.The present invention relates to a circuit arrangement for actuating a two-channel controlled holding brake. Such holding brakes are used to block a motor or a feed axis of a machine in the de-energized state or to brake quickly in an emergency.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bei beweglichen Achsen von Werkzeugmaschinen, Robotern und dergleichen ist es von großer Bedeutung, dass diese in einem Fehlerfall möglichst schnell angehalten werden können. Hierdurch sollen die Sicherheit für den jeweiligen Bediener erhöht und Schäden an Maschine, Werkzeug oder Werkstück verhindert werden. Für das hierzu erforderliche Bremsen eines Antriebsmotors sind sowohl elektrisch als auch mechanisch wirkende Motorbremsen bekannt. Bei den elektrisch wirkenden Bremsen wird ein Elektromotor durch eine entsprechende Veränderung seines elektromagnetischen Feldes gebremst. Diese Bremsen sind praktisch verschleißfrei. Es kann jedoch der Fall auftreten, z. B. bei einem vollständigen Stromausfall, dass das zum elektrischen Bremsen erforderliche elektromagnetische Feld gar nicht erzeugt werden kann. Daher müssen aus Sicherheitsgründen häufig zusätzlich mechanische Bremsen vorgesehen sein, die im Fehlerfall einen kurzen Bremsweg sicherstellen. Bei einer solchen Notbremsung verschleißen diese allerdings schnell. Im Normalbetrieb dienen solche mechanischen Bremsen dem Festhalten vertikal beweglicher Maschinenteile, sogenannter vertikaler oder hängender Maschinenachsen, während die jeweiligen Antriebe nicht im Eingriff sind. Solche mechanischen Bremsen werden daher auch als Haltebremsen bezeichnet.For moving axes of machine tools, robots and the like, it is of great importance that they can be stopped as quickly as possible in case of an error. This is intended to increase the safety for the respective operator and to prevent damage to the machine, tool or workpiece. For the required braking of a drive motor both electrically and mechanically acting engine brakes are known. In the electrically acting brakes, an electric motor is braked by a corresponding change in its electromagnetic field. These brakes are virtually wear-free. However, it may be the case, for. As in a complete power failure, that required for electrical braking electromagnetic field can not be generated. Therefore, for safety reasons, additional mechanical brakes often have to be provided, which ensure a short braking distance in the event of a fault. With such emergency braking, however, they wear out quickly. In normal operation, such mechanical brakes serve to hold vertically movable machine parts, so-called vertical or hanging machine axes, while the respective drives are not engaged. Such mechanical brakes are therefore also referred to as holding brakes.

Haltebremsen sind oft in einem rotatorischen Elektromotor verbaut und wirken dort unmittelbar auf die Antriebswelle des Motors. Sie können aber auch unabhängig vom Motor an geeigneter Stelle eingebaut sein, und finden auch bei linear bewegten Achsen Anwendung. Holding brakes are often installed in a rotary electric motor and act there directly on the drive shaft of the engine. But they can also be installed at a suitable location independently of the engine, and are also used for linearly moving axes application.

Die zur Betätigung von Haltebremsen vorgesehene Schaltungsanordnung muss zuverlässig auf ihre Funktion überprüfbar sein. Denn nur dann kann sichergestellt werden, dass die aus den mechanischen Motorbremsen der einzelnen Antriebsmotoren bestehenden Bremsvorrichtung in einem Fehlerfall tatsächlich ausgelöst wird. The circuit arrangement provided for actuating holding brakes must be reliably verifiable for its function. Only then can it be ensured that the braking device consisting of the mechanical engine brakes of the individual drive motors is actually triggered in the event of an error.

Da Haltebremsen insbesondere auch bei einem Stromausfall eine Bewegung des jeweils zugeordneten Antriebsmotors verhindern sollen, wirken Haltebremsen im stromlosen Zustand und müssen daher vor dem Betreiben eines Motors jeweils aktiv gelöst werden. Dies bedeutet, dass die jeweilige Haltebremse im stromlosen Zustand mechanisch in den zugeordneten Antriebsmotor eingreift und erst nach einem aktiven Lösen einen Betrieb des Motors zulässt. Bei einem Stromausfall oder einer in sonstiger Weise (z. B. durch Betätigen eines entsprechenden Schalters) herbeigeführten Unterbrechung der Stromzufuhr greift die entsprechende Haltebremse wieder in den zugeordneten Motor ein und bremst diesen.Since holding brakes in particular to prevent a movement of the respective associated drive motor in case of a power failure, holding brakes act in the de-energized state and must therefore be actively solved before operating a motor. This means that the respective holding brake mechanically intervenes in the de-energized state in the associated drive motor and only after an active release allows operation of the motor. In the event of a power failure or interruption of the power supply brought about in another way (eg by actuation of a corresponding switch), the corresponding holding brake engages again in the assigned motor and brakes it.

Zur Erfüllung dieser Funktionen ist es bekannt, jeder Haltebremse einen Schalter zuzuordnen, der der jeweiligen Haltebremse vorgeschaltet ist und im geöffneten Zustand ein Eingreifen der jeweiligen Haltebremse in den zugeordneten Motor bewirkt; denn ein geöffneter Schalter entspricht einer Unterbrechung der Stromzufuhr. Durch Schließen des Schalters kann der dem Schalter nachgeschalteten Haltebremse Strom zugeführt und diese außer Eingriff mit dem zugeordneten Antriebsmotor gebracht werden.To fulfill these functions, it is known to associate each holding brake with a switch which is connected upstream of the respective holding brake and, in the opened state, causes the respective holding brake to engage in the associated motor; because an open switch corresponds to an interruption of the power supply. By closing the switch, the holding brake connected downstream of the switch can be supplied with current and can be brought out of engagement with the associated drive motor.

Aus der DE 10120238 B4 ist es bekannt, Haltebremsen eines Elektromotors zweikanalig zu schalten. Im Stromkreis jeder Haltebremse liegen zwei Schalter in Reihe, wobei ein gemeinsamer Schalter für mehrere Haltebremsen verwendet wird, und je ein weiterer Schalter jeweils einer konkreten Haltebremse zugeordnet ist. Aus der DE 10120238 B4 ist es außerdem bekannt, die Funktionsfähigkeit des gemeinsamen Schalters mittels eines zwangsgeführten Ruhekontakts zu prüfen. Die weiteren Schalter können dann – bei geöffnetem gemeinsamem Schalter – durch Schließen je eines weiteren Schalters und Messen eines Spannungsabfalls an einem dem gemeinsamen Schalter parallel geschalteten Widerstand überprüft werden. Auf diese Weise können alle Schalter geprüft werden, ohne eine Haltebremse zu öffnen. In heutigen Umrichtern zur Ansteuerung von Elektromotoren und deren Haltebremsen sind aber Schalter mit zwangsgeführten Ruhekontakten nicht mehr üblich. Vielmehr kommen zur zweikanaligen Ansteuerung der Haltebremsen jeweils zwei Halbeiterschaltelemente zum Einsatz. From the DE 10120238 B4 It is known to switch holding brakes of an electric motor two-channel. In the circuit of each holding brake are two switches in series, wherein a common switch is used for a plurality of holding brakes, and each one additional switch is assigned to a specific holding brake. From the DE 10120238 B4 It is also known to check the functionality of the common switch by means of a positively driven break contact. The other switches can then - be checked by closing each another switch and measuring a voltage drop at a common switch in parallel - with open common switch. In this way, all switches can be tested without opening a holding brake. In today's converters for controlling electric motors and their holding brakes but switches with positively driven rest contacts are no longer common. Rather, two semiconductor switching elements are used for two-channel control of the holding brakes.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse anzugeben, die die Überprüfung zweier in Reihe geschalteter Halbeleiterschaltelemente sowie der Haltebremse selbst ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a circuit arrangement for actuating a holding brake, which allows the verification of two series-connected half-circuit switching elements and the holding brake itself.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Details der Erfindung ergeben sich auch aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a circuit arrangement according to claim 1. Advantageous details of the invention will become apparent from the dependent of claim 1 claims.

Es wird eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse offenbart, die durch Bestromung einer Spule zu öffnen ist. Ein erster Schalter, ein zweiter Schalter und die Spule sind in Reihe zwischen einem ersten und zweiten Potential einer Versorgungsspannung geschaltet. Ein erster Anschluss der Spule ist über den ersten Schalter mit dem ersten Potential der Versorgungsspannung und ein zweiter Anschluss der Spule ist über den zweiten Schalter mit dem zweiten Potential der Versorgungsspannung verbunden. Der erste Anschluss der Spule ist über einen ersten Spannungsteiler mit dem ersten Potential verbunden, der zweite Anschluss der Spule ist über einen zweiten Spannungsteiler ebenfalls mit dem ersten Potential verbunden. It is disclosed a circuit arrangement for actuating a holding brake, which is to be opened by energizing a coil. A first switch, a second switch and the coil are connected in series between a first and second potential of a supply voltage. A first terminal of the coil is connected via the first switch to the first potential of the supply voltage and a second terminal of the coil is connected via the second switch to the second potential of the supply voltage. The first terminal of the coil is connected via a first voltage divider to the first potential, the second terminal of the coil is also connected via a second voltage divider to the first potential.

Parallel zum zweiten Schalter liegt ein Widerstand, über den auch bei geöffnetem zweiten Schalter ein kleiner Strom fließen kann. Parallel zum ersten Schalter liegt der erste Spannungsteiler, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen, so dass auch bei geöffnetem ersten Schalter ein kleiner Strom fließen kann. Diese Ströme sind aber jeweils so klein, dass die Haltebremse geschlossen bleibt.Parallel to the second switch is a resistor through which a small current can flow even when the second switch is open. Parallel to the first switch is the first voltage divider, consisting of two resistors connected in series, so that a small current can flow even when the first switch is open. However, these currents are each so small that the holding brake remains closed.

Die Spannungsteiler weisen je einen Mittenabgriff auf, an dem das dort jeweils anliegende Potential festgestellt und mit einem Erwartungswert verglichen werden kann.The voltage dividers each have a center tap on which the respective potential applied there can be determined and compared with an expected value.

Anhand einer Abfolge von Potentialmessungen an den Mittenabgriffen und durch Ansteuerung der beiden Schalter in einer bestimmten Reihenfolge lassen sich verschiedene Aspekte der Schaltungsanordnung, der Haltebremse und der Funktionsfähigkeit des Systems überprüfen und gegebenenfalls auch auf bestimmte Fehler schließen, ohne dass hierzu zunächst die Öffnung der Haltbremse erforderlich wäre. Insbesondere die Funktionsfähigkeit der beiden Schalter kann vollständig überprüft werden.Based on a sequence of potential measurements at the center taps and by controlling the two switches in a particular order, various aspects of the circuit, the holding brake and the functionality of the system can be checked and optionally also close to certain errors, without the opening of the holding brake required for this purpose would. In particular, the functionality of the two switches can be completely checked.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren. Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to FIGS.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Dabei zeigtIt shows

1 eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse, 1 a circuit arrangement for actuating a holding brake,

2 Erwartungswerte für Potentiale bei bestimmten Schalterstellungen. 2 Expected values for potentials at certain switch positions.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Die 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse. Die Schaltungsanordnung weist zunächst einen ersten Schalter SA und einen zweiten Schalter SB auf, die in Reihe zwischen das erste Potential GND und das zweite Potential +Vbb der Versorgungsspannung geschaltet sind. Zwischen den beiden Schaltern SA, SB ist eine Spule C angeschlossen. Diese Spule C aktiviert in einer Haltebremse H einen Elektromagnet, der die auf die Antriebswelle eines Motors M einwirkende mechanische Bremse löst. Zum Lösen der Bremse müssen also beide Schalter SA, SB geschlossen werden. Aus Sicherheitsgründen erfolgt dies zweikanalig, indem zwei unterschiedliche Recheneinheiten CA, CB unabhängig voneinander ein logisches Freigabesignal A für den ersten Schalter SA bzw. ein logisches Freigabesignal B für den zweiten Schalter SB erzeugen. Die Haltebremse H wird also nur dann gelöst, wenn dies von beiden Recheneinheiten CA, CB unabhängig voneinander angefordert wird. Im Gegensatz dazu kann jede der beiden Recheneinheiten CA, CB die Haltebremse H einfallen lassen, indem sie den ihr zugeordneten Schalter SA, SB öffnet und damit den Stromfluss durch die Spule C unterbricht. Die beiden Schalter SA, SB sind als Halbeiterschaltelemente ausgeführt. The 1 shows a circuit arrangement for actuating a holding brake. The circuit arrangement initially has a first switch SA and a second switch SB, which are connected in series between the first potential GND and the second potential + Vbb of the supply voltage. Between the two switches SA, SB, a coil C is connected. This coil C activates in a holding brake H an electromagnet, which triggers the force acting on the drive shaft of a motor M mechanical brake. To release the brake so both switch SA, SB must be closed. For security reasons, this is two-channel, by two different arithmetic units CA, CB generate independently of one another a logical enable signal A for the first switch SA and a logic enable signal B for the second switch SB. The holding brake H is therefore only released if this is requested by both arithmetic units CA, CB independently of each other. In contrast, each of the two computing units CA, CB can make the holding brake H by opening its associated switch SA, SB, thus interrupting the flow of current through the coil C. The two switches SA, SB are designed as semiconductor switching elements.

Vor der Inbetriebnahme einer Anlage ist es ratsam, die korrekte Funktionsweise aller sicherheitsrelevanten Bestandteile zu testen. Die in der 1 gezeigte Schaltungsanordnung weist daher zusätzliche Elemente auf, die nicht zur eigentlichen Funktion „zweikanaliges Ansteuern der Haltebremse H“ dienen, sondern zur Überprüfung dieser Funktion.Before commissioning a system, it is advisable to test the correct functioning of all safety-relevant components. The in the 1 Circuitry shown therefore has additional elements that do not serve the actual function "two-channel driving the holding brake H", but to verify this function.

So ist der erste Anschluss der Spule C, der mit dem ersten Schalter SA verbunden ist, mit einem ersten Spannungsteiler R1/R2 verbunden, der aus zwei in Reihe gegen das erste Potential GND geschalteten Widerständen R1 und R2 besteht. Der erste Spannungsteiler R1/R2 weist einen Mittenabgriff M1 auf, über den das dort herrschende Potential abgegriffen und an einem analogen Eingang einer Folgeelektronik gemessen und weiter verarbeitet werden kann.Thus, the first terminal of the coil C, which is connected to the first switch SA, connected to a first voltage divider R1 / R2, which consists of two in series against the first potential GND connected resistors R1 and R2. The first voltage divider R1 / R2 has a center tap M1, via which the potential prevailing there can be tapped off and measured at an analog input of a sequential electronic unit and further processed.

Zusätzlich ist der zweite Anschluss der Spule C, der mit dem zweiten Schalter SB verbunden ist, mit einem zweiten Spannungsteiler R3/R4 verbunden, der aus zwei in Reihe gegen das erste Potential GND geschalteten Widerständen R3 und R4 besteht. Der zweite Spannungsteiler R3/R4 weist einen Mittenabgriff M2 auf, über den das dort herrschende Potential abgegriffen und an einem analogen Eingang einer Folgeelektronik gemessen und weiter verarbeitet werden kann.In addition, the second terminal of coil C, which is connected to the second switch SB, is connected to a second voltage divider R3 / R4, which consists of two resistors R3 and R4 connected in series with the first potential GND. The second voltage divider R3 / R4 has a center tap M2, via which the potential prevailing there can be tapped off and measured at an analogue input of a subsequent electronics unit and further processed.

Parallel zum zweiten Schalter SB ist außerdem noch ein weiterer Widerstand R5 geschaltet. In addition to the second switch SB, a further resistor R5 is also connected.

Die Folgeelektronik zur Auswertung der an den Mittenabgriffen M1, M2 abgegriffenen Potentiale kann beispielsweise in der ersten und/oder zweiten Recheneinheit CA oder CB untergebracht sein, sofern dort geeignete analoge Eingänge zur Verfügung stehen. Es wird dort außerdem eine Steuerung benötigt, mit der der im Folgenden beschriebene Ablauf der Funktionsprüfung abgearbeitet werden kann.The subsequent electronics for evaluating the potentials tapped at the center taps M1, M2 can be accommodated, for example, in the first and / or second arithmetic unit CA or CB, provided that suitable analog inputs are available there. It also requires a controller with which the sequence of the functional test described below can be processed.

Betrachtet man die Schaltungsanordnung der 1, erkannt man, dass über die Widerstände R1, R2 und R5 auch dann ein Strom durch die Spule C fließen kann, wenn beide Schalter SA und SB geöffnet sind. Grundsätzlich gilt, dass alle Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 so dimensioniert sind, dass ein Stromfluss durch die Spule C die Haltebremse H nicht öffnet, solange wenigstens einer der beiden Schalter SA, SB geöffnet ist.Looking at the circuit arrangement of 1 , it is recognized that a current can flow through the coil C via the resistors R1, R2 and R5 even if both switches SA and SB are open. In principle, all resistances R1, R2, R3, R4, R5 are dimensioned such that a current flow through the coil C does not open the holding brake H as long as at least one of the two switches SA, SB is open.

Die vorliegende Erfindung beruht nun darauf, dass sich je nach Stellung der beiden Schalter SA, SB bzw. je nach der anliegenden Kombination von Freigabesignalen A, B verschiedene Erwartungswerte für die Potentiale an den beiden Mittenabgriffen M1, M2 ergeben. Weichen die Potentiale von diesen Erwartungswerten ab, so lässt sich unter Umständen auf den jeweiligen Fehler schließen, der zu dieser Abweichung geführt hat.The present invention is based on the fact that, depending on the position of the two switches SA, SB or depending on the applied combination of enable signals A, B different expectation values for the potentials at the two center taps M1, M2 result. If the potentials deviate from these expected values, then it is possible to deduce the respective error that led to this deviation.

Die verwendeten Halbleiterschaltelemente SA, SB verfügen über einen Überlastschutz, der im Falle eines Kurzschlusses in der Haltebremse (also einer Überbrückung der Spule C) eine thermische Zerstörung der Halbleiterschaltelemente durch Abschaltung verhindern. The semiconductor switching elements used SA, SB have an overload protection, which in the case of a short circuit in the holding brake (ie a bridging of the coil C) prevent thermal destruction of the semiconductor switching elements by switching off.

In der 2 sind die Potentiale angegeben, die bei bestimmten Schalterstellungen bzw. bestimmten Kombinationen von Freigabesignalen A, B erwartet werden, wenn die Schaltungsanordnung wie erwartet funktioniert. Eine „0“ als Freigabesignal A, B bedeutet dabei, dass der jeweilige Schalter SA, SB offen ist, während eine „1“ das Schließen des Schalters SA, SB bewirkt. Dabei werden folgende Parameter zugrunde gelegt: +Vbb = 25V, GND = 0V R1 = 681 Ω, R2 = 21,5 kΩ, R3 = 681 Ω, R4 = 17,8 kΩ, R5 = 10kΩ In the 2 are the potentials that are expected in certain switch positions or certain combinations of enable signals A, B, when the circuitry works as expected. A "0" as the enable signal A, B means that the respective switch SA, SB is open, while a "1" causes the closing of the switch SA, SB. The following parameters are used: + Vbb = 25V, GND = 0V R1 = 681Ω, R2 = 21.5kΩ, R3 = 681Ω, R4 = 17.8kΩ, R5 = 10kΩ

Ein typischer Ablauf einer Überprüfung der Schaltungsanordnung wird im Folgenden beschrieben.A typical procedure of a check of the circuit arrangement will be described below.

Zu Beginn der Überprüfung sind in einem ersten Schritt die logischen Freigabesignale A, B so eingestellt, dass beide Schalter SA, SB geöffnet sind, also A = 0 und B = 0. Die Potentiale an den Mittenabgriffen M1, M2, die sich nun ergeben können, sind im Folgenden zusammen mit ihrer jeweiligen Deutung angegeben:

• – M2 = 0,4625V und M1 = 0,3853V: Die Haltebremse H bzw. deren Spule C ist korrekt angeschlossen, die beiden Schalter SA, SB wie erwartet geöffnet. Nur wenn dieses Ergebnis erhalten wird, macht eine weitere Prüfung mit anderen Schalterstellungen Sinn.
• – M2 = 0,5978V und M1 = 0,0V: Es ist keine Haltebremse H angeschlossen, bzw. die Zuleitungen sind aus irgendeinem Grund unterbrochen.
• – M2 = 0,9212V und M1 = 0,7675V: Der zweite Schalter SB ist defekt, er weist einen Kurzschluss auf, ist also geschlossen, obwohl er geöffnet sein sollte.
• – M2 = 0,0V und M1 = 0,0V: Der erste Schalter SA ist defekt, er weist einen Kurzschluss auf, oder es liegt ein Erdschluss in den Zuleitungen zur Spule C der Haltebremse H vor.
• – M2 = 0,9212V und M1 = 0,0V: Beide Schalter SA, SB sind defekt und weisen einen Kurzschluss auf, oder der zweite Schalter SB ist defekt (Kurzschluss) und gleichzeitigt liegt ein Erdschluss in den Zuleitungen zur Spule C der Haltebremse H vor.

At the beginning of the check, in a first step, the logic enable signals A, B are set so that both switches SA, SB are open, ie A = 0 and B = 0. The potentials at the center taps M1, M2, which can now result , are given below together with their respective interpretation:

• - M2 = 0.4625V and M1 = 0.3853V: The holding brake H or its coil C is correctly connected, the two switches SA, SB open as expected. Only when this result is obtained does further testing with other switch positions make sense.
• - M2 = 0.5978V and M1 = 0.0V: No holding brake H is connected or the supply lines are interrupted for any reason.
• - M2 = 0.9212V and M1 = 0.7675V: The second switch SB is defective, it has a short circuit, so it is closed, although it should be open.
• - M2 = 0.0V and M1 = 0.0V: The first switch SA is defective, it has a short circuit, or there is a ground fault in the leads to the coil C of the holding brake H.
• - M2 = 0.9212V and M1 = 0.0V: Both switches SA, SB are defective and have a short circuit, or the second switch SB is defective (short circuit) and at the same time there is a ground fault in the leads to the coil C of the holding brake H. in front.

Nur wenn das erst genannte Ergebnis (M2 = 0,4625V und M1 = 0,3853V) erhalten wurde, folgen nun weitere Tests, bei denen zunächst jeweils einer der beiden Schalter SA, SB geschlossen wird. Zunächst werden die Freigabesignale auf A = 0 und B = 1 gesetzt:

• – M2 = 0,9212V und M1 = 0,7675V: Der zweite Schalter SB wurde erwartungsgemäß geschlossen.
• – M2 = 0,4625V und M1 = 0,3853V: Der zweite Schalter SB wurde nicht geschlossen. Der zweite Schalter SB ist defekt, oder das Freigabesignal B liegt nicht an.

Only when the first mentioned result (M2 = 0.4625V and M1 = 0.3853V) has been obtained, will now be followed by further tests in which first one of the two switches SA, SB is closed. First, the enable signals are set to A = 0 and B = 1:

• - M2 = 0.9212V and M1 = 0.7675V: The second switch SB was closed as expected.
• - M2 = 0.4625V and M1 = 0.3853V: The second switch SB was not closed. The second switch SB is defective, or the enable signal B is not applied.

Dann werden die Freigabesignale auf A = 1 und B = 0 gesetzt:

• – M2 = 0,0V und M1 = 0,0V: Der erste Schalter SA wurde erwartungsgemäß geschlossen.
• – M2 = 0,4625V und M1 = 0,3853V: Der erste Schalter SA wurde nicht geschlossen. Der erste Schalter SA ist also defekt, oder das Freigabesignal A liegt nicht an.

Then the enable signals are set to A = 1 and B = 0:

• - M2 = 0.0V and M1 = 0.0V: The first switch SA was closed as expected.
• - M2 = 0.4625V and M1 = 0.3853V: the first switch SA was not closed. The first switch SA is therefore defective or the enable signal A is not applied.

Waren bis hier alle Tests erfolgreich, so kann in einem letzten Test die Bremse tatsächlich geöffnet werden. Treibt der Motor M eine hängende Achse an, muss hierzu der Antrieb im Eingriff sein, so dass die bewegte Last vom Motor M entgegen der Schwerkraft gehalten wird, auch wenn sich die Haltebremse H öffnet. Es werden die Freigabesignale A = 1 und B = 1 gesetzt.If all tests were successful, the brake can actually be opened in a final test. If the motor M drives a suspended axle, the drive must be engaged for this purpose, so that the moving load is held against the force of gravity by the motor M, even if the holding brake H opens. The enable signals A = 1 and B = 1 are set.

• – M2 = 0,9212V und M1 = 0V: Beide Schalter SA, SB sind geschlossen, die Haltebremse H ist korrekt angeschlossen, denn Strom fließt durch die Spule C. Die Haltebremse H ist nun geöffnet. - M2 = 0.9212V and M1 = 0V: both switches SA, SB are closed, the holding brake H is correctly connected, because current flows through the coil C. The holding brake H is now open.
• – M2 < 0,9212V und/oder M1 > 0V: Die Haltebremse H hat einen Kurzschluss. Es fließt daher zunächst ein sehr großer Kurzschlussstrom bis wenigstens bei einem der beiden Schalter SA, SB der Überlastschutz greift und den jeweiligen Schalter SA, SB öffnet.- M2 <0.9212V and / or M1> 0V: The holding brake H has a short circuit. It therefore flows first a very large short-circuit current until at least one of the two switches SA, SB attacks the overload protection and opens the respective switch SA, SB.

Die oben angegebenen Werte für die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und Potentiale sind gewissen Schwankungen und Serienstreuungen unterworfen. Dies muss bei der Auswertung der gemessenen Potentiale an den Mittenabgriffen natürlich berücksichtigt werden, indem der gemessene Wert jeweils mit einem bestimmten Intervall verglichen wird. Im Beispiel wurden die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 so ausgelegt, dass bei einer Versorgungsspannung +Vbb von 24 V +/– 10% an den Mittenabgriffen M1, M2 Potentiale zwischen 0 V und 1 V auftreten. Erfordern die analogen Eingänge der Recheneinheiten CA, CB einen anderen Wertebereich, müssen die Widerstände entsprechend anders ausgelegt werden. The values given above for the resistors R1, R2, R3, R4, R5 and potentials are subject to certain fluctuations and series variations. Of course, this must be taken into account when evaluating the measured potentials at the center taps by comparing the measured value in each case with a specific interval. In the example, the resistors R1, R2, R3, R4, R5 were designed such that potentials between 0 V and 1 V occur at a supply voltage + Vbb of 24 V +/- 10% at the center taps M1, M2. If the analog inputs of the arithmetic units CA, CB require a different value range, the resistors must be correspondingly designed differently.

Die Werte für die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 sind außerdem so gewählt, dass bestimmte Kombinationen von Potentialwerten an den Mittenabgriffen M1, M2 eindeutig einem der vier möglichen Schaltzustände der der beiden Schalter SA, SB zuzuordnen sind. In jedem der vier möglichen Zustände sind die beiden Potentialwerte außerdem unterschiedlich, so dass eine unbeabsichtigte Verbindung der beiden Mittenabgriffe M1, M2 (etwa durch ein eingequetschtes Kabel) sofort erkannt werden würde. The values for the resistors R1, R2, R3, R4, R5 are also chosen so that certain combinations of potential values at the center taps M1, M2 are unambiguously assigned to one of the four possible switching states of the two switches SA, SB. In each of the four possible states, the two potential values are also different, so that an unintentional connection of the two center taps M1, M2 (for example due to a pinched cable) would be recognized immediately.

Indem also nacheinander alle möglichen Kombinationen von Ansteuersignalen A, B getestet werden, und dabei die an den Mittenabgriffen M1, M2 anliegenden Potentiale ausgewertet werden, lässt sich der ordnungsgemäße Zustand der Schaltungsanordnung feststellen, bzw. ist eine Diagnose von verschiedenen Fehlern möglich, wenn die Potentiale nicht den Erwartungen entsprechen.Thus, by successively testing all possible combinations of drive signals A, B, and thereby evaluating the potentials present at the center taps M1, M2, the proper state of the circuit arrangement can be established, or a diagnosis of various errors is possible if the potentials do not live up to expectations.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 10120238 B4 [0007, 0007] DE 10120238 B4 [0007, 0007]

Claims (10)

Schaltungsanordnung zum Betätigen einer Haltebremse (H), die durch Bestromung einer Spule (C) zu öffnen ist, wobei ein erster Schalter (SA), ein zweiter Schalter (SB) und die Spule (C) in Reihe zwischen einem ersten und zweiten Potential (GND, +Vbb) einer Versorgungsspannung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss der Spule (C) über den ersten Schalter (SA) mit dem ersten Potential (GND) der Versorgungsspannung und ein zweiter Anschluss der Spule (C) über den zweiten Schalter (SB) mit dem zweiten Potential (+Vbb) der Versorgungsspannung verbunden ist, und dass der erste Anschluss der Spule (C) über einen ersten Spannungsteiler (R1/R2) mit dem ersten Potential (GND) verbunden ist, und dass der zweite Anschluss der Spule (C) über einen zweiten Spannungsteiler (R3/R4) mit dem ersten Potential (GND) verbunden ist. Circuit arrangement for actuating a holding brake (H) which can be opened by energizing a coil (C), wherein a first switch (SA), a second switch (SB) and the coil (C) are connected in series between a first and second potential ( GND, + Vbb) are connected to a supply voltage, characterized in that a first terminal of the coil (C) via the first switch (SA) to the first potential (GND) of the supply voltage and a second terminal of the coil (C) via the second Switch (SB) to the second potential (+ Vbb) of the supply voltage is connected, and that the first terminal of the coil (C) via a first voltage divider (R1 / R2) to the first potential (GND) is connected, and that the second Connection of the coil (C) via a second voltage divider (R3 / R4) to the first potential (GND) is connected. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsteiler (R1/R2, R3/R4) je einen Mittenabgriff (M1, M2) zur Feststellung des dort jeweils anliegenden Potentials aufweisen.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the voltage dividers (R1 / R2, R3 / R4) each have a center tap (M1, M2) for detecting the respective potential applied there. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum zweiten Schalter (SB) ein Widerstand (R5) geschaltet ist.Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that a resistor (R5) is connected in parallel with the second switch (SB). Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsteiler bildenden Widerstände (R1, R2, R3, R4) und der dem zweiten Schalter (SB) parallel geschaltete Widerstand (R5) so gewählt sind, dass die an den Mittenabgriffen (M1, M2) abgegriffenen Potentialwertkombinationen eindeutig einem der vier möglichen Schaltzustände (0/0, 0/1, 1/0, 1/1) der beiden Schalter (SA, SB) zugeordnet sind. Circuit arrangement according to Claims 2 and 3, characterized in that the resistors (R1, R2, R3, R4) forming the voltage divider and the resistor (R5) connected in parallel with the second switch (SB) are selected such that the resistances at the center taps (M1, M2) tapped potential value combinations clearly one of the four possible switching states (0/0, 0/1, 1/0, 1/1) of the two switches (SA, SB) are assigned. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (R1, R2, R3, R4, R5) so hochohmig ausgelegt sind, dass kein zum Lösen der Haltebremse (H) ausreichender Strom fließt, solange wenigstens einer der beiden Schalter (SA, SB) geöffnet ist.Circuit arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the resistors (R1, R2, R3, R4, R5) are designed so high impedance that no to release the holding brake (H) sufficient current flows, as long as at least one of the two switches (SA , SB) is open. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (SA) von einem Freigabesignal (A) und der zweite Schalter (SB) von einem Freigabesignal (B) angesteuert wird, wobei die Freigabesignale (A, B) in zwei unterschiedlichen Recheneinheiten (CA, CB) gebildet werden.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first switch (SA) by an enable signal (A) and the second switch (SB) is driven by an enable signal (B), wherein the enable signals (A, B) in two different Calculating units (CA, CB) are formed. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schalter (SA, SB) als Halbleiterschaltelemente ausgebildet sind.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second switch (SA, SB) are formed as semiconductor switching elements. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschaltelemente (SA, SB) einen Überlastschutz aufweisen.Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the semiconductor switching elements (SA, SB) have an overload protection. Haltebremse mit einer Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Holding brake with a circuit arrangement according to one of the preceding claims. Elektromotor mit einer Haltebremse (H) nach Anspruch 9.Electric motor with a holding brake (H) according to claim 9.

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