DE10106374A1

DE10106374A1 - Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE10106374A1
Application number: DE2001106374
Authority: DE
Inventors: Thomas Wagner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: DE10106374C2

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse. Die Erfindung sieht vor, daß für den Fall, daß die von einem Temperatursensor (70) gemessene Temperatur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, die durch einen Bremsaktuator (2) erzeugte Zuspannkraft reduziert oder auf Null gesetzt wird und daß zur Kompensation Bremsaktuatoren von anderen Bremszuspanneinrichtungen zur Erzeugung einer höheren Bremskraft angesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich wird eine Gleitschutzfunktion lediglich in eingeschränktem Umfang ausgeübt oder vollständig außer Kraft gesetzt und erst dann wieder in unbeschränktem Umfang aktiviert, wenn die gemessene Temperatur die obere Grenztemperatur wieder unterschritten hat. Im weiteren wird vorgeschlagen, daß der Betrag einer maximal zulässigen Regelabweichung und/oder die Totzeit (Zeitkonstante) einer Steuer- und Regeleinrichtung der Bremszuspanneinrichtung erhöht wird. Schließlich kann, wenn keine Änderung der Bremsanforderung während eines Bremsvorgangs erfolgt, der Bremsaktuator (2) mit einem geringeren, lediglich zur Aufrechterhaltung einer konstanten Zuspannkraft erforderlichen Haltestrom beaufschlagt werden und nur dann, wenn durch eine Änderung der Bremsanforderung eine Änderung der Zuspannkraft erfolgen soll, eine erhöhte Bestromung des Bremsaktuators (2) erfolgen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von Verfahren zur Reduktion der Betriebstempe ratur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeug bremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse, nach der Gattung der Patentansprüche 1, 3, 4 und 5.

Im wesentlichen werden derzeit im Schienenfahrzeugbereich drei Brems systeme eingesetzt: Elektropneumatische Bremssysteme, elektrohydrauli sche Bremssysteme sowie elektromechanische Bremssysteme. Das Bremssystem kann dabei als aktives oder passives Bremssystem ausge führt sein, je nachdem ob die Kraft eines Bremsaktuators zum Einbremsen (aktives Bremssystem) oder zum Lösen der Bremse (passives Bremssys tem) aufgebracht werden muß. Für den Fall von Betriebsstörungen erfolgt bei elektropneumatischen Systemen eine Energiespeicherung in Druck luftbehältern, bei elektrohydraulischen Systemen in Hydrobehältern und bei elektromechanischen Systemen in Form von Speicherfedern.

Aus dem Stand der Technik sind elektromechanische Bremszuspannein richtungen für Schienenfahrzeuge mit einem Bremsaktuator bekannt, der eine Betriebsbremseinheit sowie eine Speicherbremseinheit mit einem E nergiespeicher umfaßt. Die Betriebsbremseinheit beinhaltet einen Brems krafterzeuger zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse, beispielsweise in Form eines elektromotorischen Antriebs. Die Speicherbremseinheit um faßt mindestens einen Energiespeicher zum Speichern und Abgeben von Energie zum Zuspannen der Bremse als betriebliche Notbremse im Sinne einer unterlegten Sicherheitsebene bei Ausfall der Betriebsbremseinheit und/oder als Park- oder Feststellbremse. Die Speicherbremseinheit ist im allgemeinen als Federspeicherbremse ausgebildet.

Ein Kraftumsetzer sorgt für eine Umsetzung der vom Bremskrafterzeuger und/oder vom Energiespeicher abgegebenen Energie in eine Bremszu spannbewegung. Der elektromotorische Antrieb ist meist durch eine Re gelungs- und Leistungselektronik zu schlupfgeregelten (Gleitschutzrege lung) und/oder lastkorrigierten Bremsungen ansteuerbar.

Für Komponenten elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen sind in der Regel Temperaturen in einem Temperaturbereich zwischen minus 40 Grad und plus 85 Grad Celsius unproblematisch. Demgegenüber kann die Bremszuspanneinrichtung insbesondere bei Gleitschutzauslösungen oder längeren Gefällebremsungen höheren Temperaturen ausgesetzt sein, wodurch es zu Beschädigungen und Verschleiß an der Bremszuspannein richtung, insbesondere an elektrischen oder elektronischen Komponenten kommen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, Ver fahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Brems zuspanneinrichtungen zur Verfügung zu stellen, um deren Temperaturbe lastung in kritischen Betriebszuständen zu senken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merk male der Ansprüche 1, 3, 4 und 5 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Gemäß einer ersten Maßnahme werden für den Fall, daß die von dem we nigstens einen Temperatursensor gemessene Temperatur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, die durch den zu geordneten Bremsaktuator oder die zugeordneten Bremsaktuatoren er zeugten Zuspannkräfte reduziert oder auf Null gesetzt und zur Kompensa tion ein oder mehrere Bremsaktuatoren von anderen Bremszuspannein richtungen zur Erzeugung einer höheren Bremskraft angesteuert. Mit nied rigerer Zuspannkraft wird der Anteil der in der Bremse entstehenden Rei bungswärme und damit die Gesamtwärmebelastung reduziert.

Gemäß einer zweiten Maßnahme wird für den Fall, daß die von dem we nigstens einen Temperatursensor gemessene Temperatur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, die Gleitschutz funktion lediglich in eingeschränktem Umfang ausgeübt oder vollständig außer Kraft gesetzt und erst dann wieder in unbeschränktem Umfang akti viert, wenn die gemessene Temperatur die obere Grenztemperatur wieder unterschritten hat. Hierdurch ergibt sich eine geringere Bestromungshäu figkeit des Stellmotors, weshalb sich zugleich auch die Temperaturbelas tung der Bremszuspanneinrichtung reduziert.

Eine dritte Maßnahme sieht vor, daß für den Fall, daß die von dem we nigstens einen Temperatursensor gemessene Temperatur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, der Betrag einer maximal zulässigen Regelabweichung erhöht und/oder die Totzeit (Zeit konstante) der Steuer- und Regeleinrichtung erhöht wird. Durch die Erhö hung der Regelabweichung wird die Anzahl der Aktivierungsvorgänge und die Bestromungshäufigkeit des Stellmotors reduziert, wodurch gleichzeitig die Temperaturbelastung der Bremszuspanneinrichtung sinkt. Das gleiche gilt, wenn die Zeitspanne bis zum Aufbau der Soll-Zuspannkraft erhöht wird.

Schließlich wird gemäß einer vierten Maßnahme vorgeschlagen, daß, wenn keine Änderung der Bremsanforderung während eines Bremsvor gangs erfolgt, der Bremsaktuator mit einem geringeren, lediglich zur Auf rechterhaltung einer konstanten Zuspannkraft erforderlichen Haltestrom beaufschlagt wird und daß nur dann, wenn durch eine Änderung der Bremsanforderung eine Änderung der Zuspannkraft erfolgen soll, eine er höhte Bestromung des Bremsaktuators erfolgt. Je geringer der Strom durchsatz durch den Leistungsteil und die Wicklungen des Stellmotors ist, desto weniger heizen sich diese Komponenten auf und desto geringer ist die Temperaturbelastung, welcher die Bremszuspanneinrichtung ausge setzt ist. Infolgedessen stellt sich bei stationären Bremszuständen auf grund des dann geringeren Strombedarfs in vorteilhafter Weise eine nied rigere Betriebstemperatur ein.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer elektromechanischen Bremszu spanneinrichtung, welche gemäß bevorzugter Ausführungsformen der er findungsgemäßen Verfahren betrieben wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete, bevorzugte Ausführungsform ei ner elektromechanischen Bremszuspanneinrichtung bildet eine von mehreren Bremszuspanneinrichtungen eines Schienenfahrzeugs. Die Bremszu spanneinrichtung 1 beinhaltet einen Bremsaktuator 2 mit einer Betriebs bremseinheit und einer Speicherbremseinheit. Die Betriebsbremseinheit hat einen elektrischen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Stellmo tor 4, der in einem Aktuatorgehäuse 6 des Bremsaktuators 2 untergebracht ist. Ein mechanischer Kraftumsetzer 8 dient zur Umsetzung der vom Bremsaktuator 2 abgegebenen Energie in eine Bremszuspannbewegung.

Der Stellmotor 4 versetzt eine koaxiale Bremsspindel 10 in Drehung, wel che durch den Kraftumsetzer 8 in eine Bremszuspannbewegung von Bremsbelägen 12 in Richtung auf eine Wellenbremsscheibe 14 gewandelt werden. Der Kraftumsetzer 8 umfaßt unter anderem eine Mutter-/Spindel- Baueinheit 16 mit einer auf der Bremsspindel 10 drehbar gelagerten Spin delmutter 18, welche bei Drehung der Bremsspindel 10 Linearbewegungen in Richtung der Spindelachse 42 ausführen kann. Das vom Stellmotor 4 abgewandte Ende der Bremsspindel 10 ragt in einen zylindrischen Hohl abschnitt eines Pleuels 20 hinein, der mit der Spindelmutter 18 dreh und axialfest verbunden ist. Außerdem ist der zylindrische Hohlabschnitt des Pleuels 20 in einer Schiebehülse 22 dreh- und axialfest gehalten, auf wel che wenigstens eine sich am Aktuatorgehäuse 6 abstützende Speicherfe der 24 wirkt. Die Speicherfeder 24 ist Teil der Speicherbremseinheit und dient als Energiespeicher zum Speichern und Abgeben von Energie zum Zuspannen der Bremse als betriebliche Notbremse im Sinne einer unter legten Sicherheitsebene bei Ausfall der Betriebsbremseinheit und/oder als Park- oder Feststellbremse. Sowohl die Betriebs- als auch die Speicher bremseinheit wirken auf den Pleuel 20. In Bremslösestellung ist die Spei cherfeder 24 durch eine Verriegelungseinrichtung 26 in der vorgespannten Stellung gehalten.

Ein Pleuelkopf 28 des Pleuels 20 ragt aus der Schiebehülse 22 heraus und ist an einem Bremshebel 36 mittels eines Gelenks 40 senkrecht zur Spin delachse 42 angelenkt. Bei Antrieb der Bremsspindel 10 in Bremszuspann richtung bzw. bei Lösen der Verriegelungseinrichtung 26 der Speicherfeder 24 wird aufgrund des dann axial ausfahrenden Pleuels 20 ein Gelenkbol zen des Gelenks 40 unter anderem durch im wesentlichen senkrecht zur Bolzenachse angreifende Scherkräfte beansprucht.

Das andere Ende des Bremshebels 36 wirkt auf eine Exzenteranordnung mit einer Exzenterwelle 46, die an einen Zangenhebel 48 angelenkt ist, der zusammen mit einem weiteren Zangenhebel 50 eine Bremszange 52 bil det. An den einen Enden der Zangenhebel 48, 50 sind jeweils Belaghalter 54 mit Bremsbelägen 12 angeordnet, die in Richtung der Achse der Wel lenbremsscheibe 14 verschieblich sind. Die von den Bremsbelägen 12 ab gewandt liegenden Enden der Zangenhebel 48, 50 sind miteinander über einen Druckstangensteller 56 verbunden, der vorzugsweise elektrisch be tätigt ausgelegt ist. Die beschriebene Anordnung bildet ebenfalls einen Teil des Kraftumsetzers 8, der die vom Stellmotor 4 oder von der Speicherfeder 24 veranlaßten Ausfahrbewegungen des Pleuels 20 in eine Bremszu spannbewegung der Bremsbeläge 12 in Richtung auf die Bremsscheibe 14 wandelt.

In einer eine DMS-Brückenschaltung beinhaltenden Auswerteelektronik findet eine Umrechnung der Scherverformungssignale in Signale für die jeweils an den Bremsbelägen 12 wirkende Ist-Zuspannkraft statt, welche über eine Signalleitung 59 an eine Steuer- und Regeleinrichtung 60 wei tergeleitet werden, um anhand eines Soll-Ist-Vergleichs eine Regeldiffe renz zwischen einer Soll-Zuspannkraft und der Ist-Zuspannkraft zu be rechnen. Die Bremskraft-Sollwertvorgabe orientiert sich beispielsweise am Erreichen einer geforderten Soll-Zuspannkraft in möglichst kurzer Zeit, bei spielsweise 75% der maximalen Zuspannkraft in 0,3 Sekunden.

Die Steuer- und Regeleinrichtung 60 steuert ein Leistungsteil 62 an, wel ches in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz einen Betriebsstrom für den Stellmotor 4 aussteuert, der durch einen an eine zwischen dem Leistungsteil 62 und dem Stellmotor 4 verlaufende elektrische Leitung 64 angeschlossenen Stromsensor 66 gemessen wird, wobei eine Rückmel dung an die Steuer- und Regeleinrichtung 60 durch ein entsprechendes, über eine Signalleitung 68 rückgeführtes Motorstromsignal erfolgt. Außer zur Einregelung einer Soll-Zuspannkraft dienen die in die Steuer- und Re geleinrichtung 60 eingesteuerten Signale für die Ist-Zuspannkräfte und für den jeweiligen Motorstrom zur Überwachung der Krafteinsteuerung und Funktionsfähigkeit der Bremszuspanneinrichtung 1 bei sicherheitsrelevan ten Bremsungen. Zur Verifizierung der Meßergebnisse kann auch der an triebsseitig durch den Stromsensor 66 gemessene Motorstrom in der Steuer- und Regeleinrichtung 60 mit dem Signal für die Ist-Zuspannkraft abgeglichen werden.

Ein in der Motorwicklung des Stellmotors 4 angeordneter Temperatursen sor 70 dient zur Temperaturüberwachung während des Betriebs und liefert über eine Signalleitung 72 entsprechende Signale an die Steuer- und Re geleinrichtung 60. Zusätzlich können weitere Temperatursensoren zur Temperaturüberwachung von einzelnen oder mehreren Komponenten der Bremszuspanneinrichtung 1 vorgesehen sein, beispielsweise ein Tempe ratursensor zur Messung der Temperatur des Leistungsteils 62. Darüber hinaus kann auch ein Temperatursensor zur Messung der Umgebungs temperatur Werte an die Steuer- und Regeleinrichtung 60 liefern.

Die Bremszuspanneinrichtung 1 ist vorzugsweise zur Erzeugung von last korrigierten und/oder schlupfgeregelten Bremskräften ausgebildet, wobei unter einer lastkorrigierten Bremskraft eine im wesentlichen an das jeweils vorliegende Gewicht des Schienenfahrzeugs angepaßte Bremskraft und unter einer schlupfgeregelten Bremskraft eine Bremskraft verstanden wer den soll, durch welche die Bremsung mit idealem Radschlupf erfolgt (Gleit schutzregelung). Hierzu weist Steuer- und Regeleinrichtung 60 entspre chende Regelfunktionen auf.

Vor diesem Hintergrund wird die elektromechanische Bremszuspannein richtung 1 nach folgenden temperaturreduzierenden Verfahren betrieben:
Für den Fall, daß die Ist-Temperatur des Stellmotors 4, des Leistungsteils 62, einer weiteren Komponente der Bremszuspanneinrichtung 1, die Um gebungstemperatur oder ein aus diesen Größen gebildeter Temperatur wert eine obere Grenztemperatur erreicht oder überschritten hat, wird ge mäß einer ersten Maßnahme die Gleitschutzfunktion von der Steuer- und Regeleinrichtung 60 lediglich in eingeschränktem Umfang ausgeübt oder vollständig außer Kraft gesetzt. Die Gleitschutzfunktion kommt erst dann wieder in unbeschränktem Umfang zum Einsatz, wenn die gemessene Ist- Temperatur die obere Grenztemperatur wieder unterschritten hat.

Gemäß einer zweiten Maßnahme ist vorgesehen, daß für den Fall, daß die Ist-Temperatur des Stellmotors 4, des Leistungsteils 62, einer weiteren Komponente der Bremszuspanneinrichtung 1, die Umgebungstemperatur oder ein aus diesen Größen gebildeter Temperaturwert eine obere Grenz temperatur erreicht oder überschritten hat, die durch den Bremsaktuator 2 erzeugte Zuspannkraft reduziert oder vollständig auf Null gesetzt wird. Um eine gewünschte bzw. erforderliche Verzögerung des Schienenfahrzeugs dennoch zu gewährleisten, werden zur Kompensation gleichzeitig ein oder mehrere Bremsaktuatoren von anderen, einer niedrigeren Temperatur als der oberen Grenztemperatur ausgesetzten Bremszuspanneinrichtungen des Schienenfahrzeugs, welche aus Maßstabsgründen nicht dargestellt sind, zur Erzeugung einer höheren Bremskraft angesteuert. Wenn die An zahl der mit reduzierter Bremskraft betriebener Bremsaktuatoren eine obe re Grenze überschritten hat, wird die vom Fahrzeug maximal erreichbare Höchstgeschwindigkeit herabgesetzt.

Gemäß einer dritten Maßnahme wird für den Fall, daß die Ist-Temperatur des Stellmotors 4, des Leistungsteils 62, einer weiteren Komponente der Bremszuspanneinrichtung 1, die Umgebungstemperatur oder ein aus die sen Größen gebildeter Temperaturwert eine obere Grenztemperatur er reicht oder überschritten hat, der Betrag der maximal zulässigen Regelab weichung der jeweils vorliegenden, vom Scherkraftmeßbolzen 58 gemes senen Ist-Zuspannkraft von der Soll-Zuspannkraft erhöht. Wenn beispiels weise die zulässige Zuspannkraft-Regelabweichung bei Temperaturen niedriger als die obere Grenztemperatur einen Wert von 1% überschreitet, so wird der Stellmotor 4 von der Steuer- und Regeleinrichtung 60 zur Nachregelung der Zuspannkraft angesteuert. Wenn sich der Stellmotor 4 hingegen in einem überhitzten Zustand befindet, so kann die maximal zu lässige Regelabweichung durch die Steuer- und Regeleinrichtung 60 auf ein Mehrfaches heraufgesetzt werden, beispielsweise auf 7%. Dies hat zur Folge, daß der Stellmotor 4 erst dann wieder bestromt wird, wenn die Ist- Zuspannkraft von der Soll-Zuspannkraft um mehr als 7% abweicht.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, daß für den Fall, daß die Ist-Temperatur des Stellmotors 4, des Leistungsteils 62, einer weiteren Komponente der Bremszuspanneinrichtung 1, die Umgebungs temperatur oder ein aus diesen Größen gebildeter Temperaturwert eine o bere Grenztemperatur erreicht oder überschritten hat, die Totzeit (Zeitkonstante) der Zuspannkraft-Regelung verlängert wird. Dies bedeutet, daß sich die Zeitspanne bis zum Aufbau der Soll-Zuspannkraft erhöht. Infolge dessen sinkt die Bestromungshäufigkeit des Stellmotors 4.

Bei den bisher beschriebenen Verfahren orientiert sich das Eintrittskriteri um, ab welchem durch die Steuer- und Regeleinrichtung 60 Maßnahmen zur Temperatursenkung ergriffen werden, am Überschreiten einer oberen Grenztemperatur durch die gemessene(n) Ist-Temperatur(en) (Stufenkrite rium). Alternativ oder zusätzlich hierzu können diese Maßnahmen in im wesentlichen stufenloser Abhängigkeit von der gemessenen Ist- Temperatur umgesetzt werden, beispielsweise in einem proportionalen Verhältnis zu ihr. Für die dritte Maßnahme würde dies etwa bedeuten, daß die maximal zulässige Regelabweichung ausgehend von einem Minimal wert etwa proportional zur Ist-Temperatur des Stellmotors. 4 erhöht wird. Denkbar ist auch, daß einem Intervall gemessener Ist-Temperaturen ein bestimmter Grad an Umsetzung der jeweiligen Maßnahme zugeordnet wird. Demgemäß wird dann beispielsweise jedem Ist-Temperatur-Intervall eine bestimmte Regelabweichung zugeordnet, mit der Maßgabe, daß mit steigender Ist-Temperatur eine größere Regelabweichung hervorgerufen wird.

Möglich ist aber auch eine Kombination der beiden genannten Vorge hensweisen, dergestalt, daß erst ab Überschreiten einer oberen Grenz temperatur durch die gemesse(nen) Ist-Temperatur(en) mit der Anpassung von Gleitschutzfunktion, Zuspannkraft, Regelabweichung und Zeitkon stante begonnen wird und dann diese Größen proportional zur gemesse nen Ist-Temperatur verändert werden. Die obere Grenztemperatur, ab wel cher die genannten Maßnahmen zum Tragen kommen, beträgt vorzugs weise 85 Grad Celsius.

Beim Zuspannen der Schienenfahrzeugbremse muß der Stellmotor 4 ein Drehmoment aufbringen, welches sich aus einem Anteil zur Überwindung von Haft- und Gleitreibung in Lagern und Führungen und einem Anteil zur Erzeugung der gewünschten Zuspannkraft zusammensetzt. Beim Neuein stellen der Zuspannkraft bzw. bei Zuspannkraftänderungen während einer Bremsbetätigung muß daher vom Stellmotor 4 generell ein höheres Dreh moment aufgebracht werden als allein zur Erzeugung der gewünschten Zuspannkraft ohne Überwindung von Haft- und Gleitreibung erforderlich wäre. Demgegenüber müssen bei stationären Bremsungen, also bei kon stantem Halten der Bremse in einer bestimmten Bremsstellung, keine Haft- und Gleitreibungskräfte überwunden werden, da sich in diesem Fall die Komponenten der Bremse im wesentlichen in ruhender Gleichgewichtsla ge befinden. Infolgedessen ist das bei einer stationären Bremsung vom Stellmotor 4 aufzubringende Drehmoment niedriger als bei einer sich än dernden Bremsanforderung. Bei Beendigung des Bremsvorgangs, d. h. bei drehmomentlos geschaltetem Stellmotor 4, sinkt die Zuspannkraft nicht auf den Wert Null, sondern aufgrund der Haft- und Gleitreibung in Lagern und Führungen auf eine verbleibende positive Rest-Zuspannkraft, die mit den inneren Reibungskräften der Bremse im Gleichgewicht steht. Eine voll ständige Rückführung der Zuspannkraft auf den Wert Null ist dann nur durch Aufbringen eines negativen Drehmoments durch den Stellmotor 4 möglich. Das beschriebene Verhalten ist allgemein als mechanische Hysterese bekannt.

Auf der Grundlage der Erkenntnisse der mechanischen Hysterese wird gemäß einer vierten Maßnahme vorgeschlagen, daß die Steuer- und Re geleinrichtung 60 derart ausgebildet ist, daß während eines Bremsvor gangs eine erhöhte Bestromung des Stellmotors 4 nur dann erfolgt, wenn durch eine Änderung einer Bremsanforderung eine Änderung der Zu spannkraft erfolgen soll, und daß aber dann, wenn keine Änderung der Bremsanforderung erfolgt, der Stellmotor 4 mit einem geringeren, lediglich zur Aufrechterhaltung einer konstanten Zuspannkraft erforderlichen Halte strom beaufschlagt wird. Daher kann die ausschließlich zur Überwindung der inneren Haft- und Gleitreibung erforderliche Bestromung des Stellmo tors 4 im stationären Bremsfall entfallen. Vielmehr wird dann der Stellmotor 4 mit dem geringen, lediglich zur Erzeugung der gewünschten Zuspann kraft notwendigen Haltestrom versorgt.

Vorzugsweise wird der Betriebsstrom des Stellmotors 4 nicht nur bei völlig konstanter Bremsanforderung sondern auch bei Änderung der Bremsan forderung innerhalb eines vorgegebenen absoluten oder relativen Intervalls auf den Haltestrom zurückgeführt. Infolgedessen wird der Stellmotor 4 während des gesamten Durchfahrens des Bremsanforderungsintervalls le diglich mit dem geringen Haltestrom versorgt. Erst wenn die Änderung der Bremsanforderung aus dem vorgegebenen Intervall heraustritt, wird in den Stellmotor 4 der volle, zur Neueinstellung der Zuspannkraft erforderliche Strom eingesteuert.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann anstatt eines Intervalls für die Bremsanforderung auch ein zeitliches Intervall vorgegeben werden, wäh rend dem der Stellmotor 4 mit dem geringen Haltestrom versorgt wird. Erst nach Ablauf des festgelegten Zeitrahmens, d. h. wenn seit der letzten Neu einstellung der Zuspannkraft ein vorgegebenes Zeitintervall überschritten wird, wird der Stellmotor 4 mit dem vollen, zur Neueinstellung der Zu spannkraft erforderlichen Strom beaufschlagt.

Somit steht der Stellmotor 4 nur während der Zuspannkraft- Anpassungsphasen außerhalb definierter Bremsanforderungs- oder Zeit intervalle unter einem höheren Betriebsstrom und ist demzufolge nur noch zeitweise höheren Temperaturen ausgesetzt. Zwischen zwei solcher Anpassungsphasen oder im Feststellbremsfall kann der Stellmotor 4 oder der Kraftumsetzer 8 zur Aufrechterhaltung oder Erzeugung einer stationären Zuspannkraft verriegelt und der Stellmotor 4 stromlos geschaltet werden. Dann wird die Betriebstemperatur zwischen zwei Anpassungsphasen we gen des nicht mehr bestromten Stellmotors 4 weiter gesenkt. Die Verrie gelung kann beispielsweise durch eine integrierte vorzugsweise elektrisch betätigbare Feststellbremseinrichtung erfolgen, welche auf den Stellmotor 4 oder den Kraftumsetzer 8 wirkt und welche selbst nur wenig Strom benö tigt. Eine solche Feststellbremseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 01 983 C1 bekannt, auf deren Offenbarungsgehalt hier ausdrück lich Bezug genommen wird.

Bezugszahlenliste

1

Bremszuspanneinrichtung

2

Bremsaktuator

4

Stellmotor

6

Aktuatorgehäuse

8

Kraftumsetzer

10

Bremsspindel

12

Bremsbelag

14

Bremsscheibe

16

Mutter-/Spindel-Baueinheit

18

Spindelmutter

20

Pleuel

22

Schiebehülse

24

Speicherfeder

26

Verriegelungseinrichtung

28

Pleuelkopf

36

Bremshebel

40

Gelenk

42

Spindelachse

46

Exzenterwelle

48

Zangenhebel

50

Zangenhebel

52

Bremszange

54

Belaghalter

56

Druckstangensteller

58

Scherkraftmeßbolzen

59

Signalleitung

60

Steuer- und Regeleinrichtung

62

Leistungsteil

64

elektrische Leitung

66

Stromsensor

68

Signalleitung

70

Temperatursensor

72

Signalleitung

Claims

1. Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse, von welchen mindestens eine Bremszuspann einrichtung (1) wenigstens einen elektrisch betätigbaren Bremsaktuator (2) zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse und wenigstens einen Tem peratursensor (70) zur Messung der Ist-Temperatur einer oder mehrerer Komponenten der Bremszuspanneinrichtung (1) oder der Umgebungstem peratur umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die von dem wenigstens einen Temperatursensor (70) gemessene Temperatur an steigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, die durch den zugeordneten Bremsaktuator (2) oder die zugeordneten Bremsaktua toren erzeugte Zuspannkraft reduziert oder auf Null gesetzt wird und daß zur Kompensation ein oder mehrere Bremsaktuatoren von anderen Bremszuspanneinrichtungen zur Erzeugung einer höheren Bremskraft an gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die An zahl der mit reduzierter Bremskraft betriebenen Bremsaktuatoren eine obe re Grenze überschritten hat, die vom Fahrzeug maximal erreichbare Höchstgeschwindigkeit herabgesetzt wird.

3. Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse, von welchen mindestens eine Bremszuspann einrichtung (1) wenigstens einen elektrisch betätigbaren Bremsaktuator (2) zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse, einen Temperatursensor (70) zur Messung der Ist-Temperatur einer oder mehrerer Komponenten der Bremszuspanneinrichtung (1) oder der Umgebungstemperatur sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung (60) mit Gleitschutzfunktion umfaßt, zur zumindest teilweisen Vermeidung von Radschlupf während eines Brems vorgangs, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die von dem wenigstens einen Temperatursensor (70) gemessene Temperatur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, die Gleitschutz funktion lediglich in eingeschränktem Umfang ausgeübt oder vollständig außer Kraft gesetzt und erst dann wieder in unbeschränktem Umfang akti viert wird, wenn die gemessene Temperatur die obere Grenztemperatur wieder unterschritten hat.

4. Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse, von welchen mindestens eine Bremszuspann einrichtung (1) wenigstens einen elektrisch betätigbaren Bremsaktuator (2) zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse, wenigstens einen Tempera tursensor (70) zur Messung der Ist-Temperatur einer oder mehrerer Kom ponenten der Bremszuspanneinrichtung (1) oder der Umgebungstempe ratur sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung (60) zum Einregeln einer Soll-Zuspannkraft in Abhängigkeit einer durch die Differenz der Soll- Zuspannkraft von einer gemessenen Ist-Zuspannkraft gebildeten Re gelabweichung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die von dem wenigstens einen Temperatursensor (70) gemessene Tempe ratur ansteigt und/oder eine obere Grenztemperatur überschritten hat, der Betrag einer maximal zulässigen Regelabweichung und/oder die Totzeit (Zeitkonstante) der Steuer- und Regeleinrichtung (60) erhöht wird.

5. Verfahren zur Reduktion der Betriebstemperatur elektromechanischer Bremszuspanneinrichtungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer Schienenfahrzeugbremse, von welchen mindestens eine Bremszuspann einrichtung (1) wenigstens einen elektrisch betätigbaren Bremsaktuator (2) zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse umfaßt, dadurch gekenn zeichnet, daß wenn keine Änderung der Bremsanforderung während ei nes Bremsvorgangs erfolgt, der Bremsaktuator (2) mit einem geringeren, lediglich zur Aufrechterhaltung einer konstanten Zuspannkraft erforderli chen Haltestrom beaufschlagt wird und daß nur dann, wenn durch eine Änderung der Bremsanforderung eine Änderung der Zuspannkraft erfolgen soll, eine erhöhte Bestromung des Bremsaktuators (2) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brem saktuator (2) und/oder ein Kraftumsetzer (8) zur Umsetzung der vom Bremsaktuator (2) abgegebenen Energie in eine Bremszuspannbewegung durch eine Feststelleinrichtung verriegelt wird, um eine stationäre Zu spannkraft aufrechtzuerhalten, insbesondere im Feststellbremsfall.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsstrom des Bremsaktuators (2) bei Änderung der Bremsanforde rung innerhalb eines vorgegebenen Bremsanforderungs-Intervalls auf ei nen zur Aufrechterhaltung einer stationären Zuspannkraft erforderlichen Haltestrom zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsaktuator (2) nur dann mit der zur Neueinstellung der Zuspannkraft erforderlichen Bestromung beaufschlagt wird, wenn seit der letzten Neu einstellung der Zuspannkraft ein vorgegebenes Zeitintervall überschritten ist.

9. Fahrzeugbremse, insbesondere Schienenfahrzeugbremse, betrieben ge mäß einem oder mehreren Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8.