Manches kennst du schon: den Regelkreis mit Drehgeber am Steigband aus LF 8 der Berufsschule, die Bahnsteigtür als Last, bei der die Beschleunigung dominiert, aus Teil 1, den Servoantrieb als Ausblick aus Lernangebot 4 und das generatorische Bremsen aus Teil 4. Das ist Absicht. Viele von euch haben im Betrieb schon eine Servoachse eingerichtet, eine Referenzfahrt gestartet oder einen Geber getauscht. Neu ist, dass du die Genauigkeit einer Positionierung vorher als Budget rechnest, statt sie nachher auszuprobieren, und dass ein Fehler hier nicht ein Werkstück trifft, sondern Fahrgäste an einer Tür. Ordne ehrlich ein, wo dir das schon begegnet ist.

• Haltegenauigkeit an der Bahnsteigtür: ± 0,25 m. Höchstgeschwindigkeit 50 km/h, Betriebsbremsung 0,8 m/s², Ruck höchstens 0,8 m/s³.
• Elektrisch gebremst wird bis 3 km/h, darunter hält die mechanische Bremse; die Notbremsung ist mechanisch.
• Am Fahrmotor sitzt der Drehgeber BG1 mit 1.024 Strichen (HTL), sein Signal geht an den Traktionsumrichter TB1.
• Je Bahnsteigtür zwei Flügel zu je 55 kg, Weg je Flügel 0,95 m, Öffnungszeit 2,5 s. Die Schließkraft darf 150 N nicht übersteigen.
• Alle Werte sind Unterrichtswerte, aus öffentlichen Größenordnungen abgeleitet.

Aus LF 8 „Koffer auf Kurs“: den Drehzahlregelkreis am Steigband mit Drehgeber und die Größen w, x, r, e, y und z. Hier legst du um diesen Kreis noch einen äußeren Kreis für die Lage. Aus Teil 1: die Bahnsteigtür im Lastkennlinien-Atlas als Last, bei der die Beschleunigung dominiert, und die Einordnung drehzahl- oder positionsvariabel. Aus Teil 3: den Servoantrieb in der Vergleichsmatrix von Lernangebot 4. Aus Teil 4: das generatorische Bremsen mit 0,8 m/s². Jetzt geht es darum, wo genau die Bremsung endet.

1. Auftrag klären
   Lest die Lage, seht euch Übersicht und Antriebsstrang an, schreibt eure Schätzung auf und klärt offene Fragen an den Auftraggeber.
2. Antriebe einordnen
   Ordnet alle Antriebe der Bahn nach drehzahlvariabel und positionsvariabel und benennt die Teile eines Servoantriebs.
3. Zielbremsprofil rechnen
   Rechnet die Zielbremsung aus 50 km/h ohne und mit Ruckbegrenzung und zeichnet Verzögerung, Geschwindigkeit und Weg.
4. Fehler ohne Regelung
   Schätzt ab, wie weit der Zug ohne Lageregelung vom Haltepunkt abweicht, und vergleicht mit ± 0,25 m.
5. Wegmessung bewerten
   Bestimmt den Weg je Inkrement des Drehgebers BG1 und beziffert, was Radschlupf und abgefahrene Räder ausmachen.
6. Baken abgleichen
   Gleicht den Raddurchmesser über zwei Ortungsbaken ab und rechnet den Restfehler nach der letzten Bake.
7. Lageregelkreis entwerfen
   Zeichnet die Kaskade aus Lage, Drehzahl und Strom als Wirkungsplan, mit Bake, Vorsteuerung und Störgrößen.
8. Türantrieb auslegen
   Legt den Antrieb einer Bahnsteigtür aus Trapezprofil, Kräften, Zahnriemen und Getriebe aus.
9. Einklemmschutz und Servomotor
   Legt Momentgrenze und Einklemmschutz fest und wählt Servomotor und Geber aus dem Katalog.
10. Konzept und Kreuzreview M3
    Fasst alles im Positionier- und Türkonzept zusammen und gebt es mit dem Bremskonzept aus Teil 4 in den Kreuzreview M3.

Der Teil gilt erst als fertig, wenn ein anderes Team im Kreuzreview zu Meilenstein M3 alle Punkte abnimmt. Der Kreuzreview umfasst Teil 4 und Teil 5 zusammen:

• Das Zielbremsprofil aus 50 km/h ist ohne und mit Ruckbegrenzung gerechnet; Verzögerung, Geschwindigkeit und Weg stehen als Diagramme untereinander; Bremsweg, Bremszeit und der Restweg der mechanischen Bremse sind angegeben.
• Das Fehlerbudget nennt Bremsbeginn, Verzögerung, Radschlupf, Raddurchmesser und Bake je mit Betrag und Richtung und vergleicht das Ergebnis mit ± 0,25 m.
• Weg je Inkrement, Abgleich des Raddurchmessers über zwei Baken und der Restfehler nach der letzten Bake sind gerechnet; die Lage der Baken ist begründet.
• Der Wirkungsplan der Kaskade aus Lage, Drehzahl und Strom liegt vor, mit w, x, r, e, y, z, der Bake und der Vorsteuerung; der Schleppabstand ist erklärt.
• Der Türantrieb ist mit Trapezprofil, Kräften, Moment und Drehzahl an Ritzel und Motor und der Spitzenleistung ausgelegt.
• Momentgrenze für höchstens 150 N, kinetische Energie des Flügels und das Verhalten bei einem Hindernis sind festgelegt.
• Servomotor und Geber sind nach Spitzenmoment, Effektivmoment, Drehzahl, Trägheitsverhältnis und Winterfall ausgewählt und begründet.
• Annahmen und Unterrichtswerte sind gekennzeichnet; das Positionier- und Türkonzept liegt zusammen mit dem Bremskonzept aus Teil 4 für den Kreuzreview M3 vor.
• Das Wissensspeicher-Blatt zu Teil 5 ist vollständig.

• Den Projektauftrag und das Lastenheft aus Meilenstein M1, die Auswahl aus M2 und euer Bremskonzept aus Teil 4
• Lernangebot 8 · Zielbremsung und Türantrieb mit dem Katalogauszug Servomotoren
• Tabellenbuch Elektrotechnik, Taschenrechner, Tabellenkalkulation oder ein Rechenprogramm für die Profile
• Im Antriebslabor: Servo-Lehrsystem mit Linearachse, Servoregler mit Momentgrenze und Trendaufzeichnung, Kraftmessung am Anschlag
• Die Wissensspeicher-Vorlage

Ein Blatt „Positionier- und Servoantriebe“: das S-Profil mit Ruckphasen und seinen Formeln, das Fehlerbudget der Zielbremsung, Auflösung gegen Genauigkeit mit Weg je Inkrement, der Wirkungsplan der Kaskade mit Bake und Vorsteuerung, das Trapezprofil der Tür mit dem Rechenschema bis zum Motormoment, die Momentgrenze für den Einklemmschutz und eure Wahl von Servomotor und Geber.

Die Projektleitung wechselt mit dem Sprint nicht, Sprint 3 umfasst Teil 4 und Teil 5. Verteilt die Aufgaben 8.2 bis 8.5 (Fahrzeug) und 8.7 bis 8.8 (Tür) im Team und führt beides in Aufgabe 8.9 zusammen. Plant den Termin für den Kreuzreview M3 mit dem Partnerteam jetzt.