DE19941121A1 - Haltebremsen-Verschleißüberwachung - Google Patents
Haltebremsen-VerschleißüberwachungInfo
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Abstract
Eine hoch zuverlässige Haltebremsen-Verschleißüberwachung wird ermöglicht durch Vorrichtungen und Verfahren zum Feststellen von Verschleiß an 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 Bremstests, DOLLAR A wobei dem Motor (9) eine von ihm anzufahrende, von der aktuellen Motor-Winkel-Ist-Position abweichende Winkel-Soll-Position (PHI¶Soll¶) und ein maximal von ihm beim Anfahren der Winkel-Soll-Position aufzubringendes Grenzdrehmoment (M¶grenz¶) vorgegeben werden, DOLLAR A worauf detektiert (PHI¶Ist¶) wird, ob sich die Welle (1) dreht, DOLLAR A wobei das Vorliegen von Verschleiß der Haltebremse festgestellt wird, wenn sich die Welle (1) dreht und DOLLAR A wobei das Nicht-Vorliegen von Verschleiß der Haltebremse festgestellt wird, wenn sich die Welle nicht dreht.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Feststellen (= Detektieren)
von Verschleiß an einer Haltebremse, durch welche eine von einem Motor antreibbare
Welle bremsbar ist.
Eine Haltebremse umfaßt in der Regel einen Elektromagneten, 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.
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 von Verschleiß an 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 Bremstests,
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.
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 von Verschleiß an einer Haltebremse, durch welche
eine von einem Motor antreibbare Welle bremsbar ist, mittels eines elektronisch
gesteuerten Bremstests,
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.
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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