DD154456A3

DD154456A3 - CONTROL OF A PNEUMATICALLY ACTUATED MULTI-STAGE FRICTION BRAKE

Info

Publication number: DD154456A3
Application number: DD21823579A
Authority: DD
Inventors: Petter Wieland; Peter Perko; Karl Regenhardt; Helmut Mueller
Original assignee: Petter Wieland; Peter Perko; Karl Regenhardt; Helmut Mueller
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1979-12-29
Publication date: 1982-03-24
Also published as: DE3037465A1; FR2472696A1; FR2472696B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerung einer pneumatisch betaetigten mehrstufigen Reibungsbremse, insbesondere an Umformmaschinen und Scheren. Das Ziel der Erfindung besteht im funktionssicheren, geraeuscharmen, stossfreien und kurzzeitigen Schliessen der Reibungsbremse unter Beibehaltung eines stabilen und ueberschneidungsfreien Schaltrhythmus zwischen Kupplung und Bremse. Aufgabe der Erfindung ist es, den Normal- und Nothalt der Reibungsbremse ohne zusaetzliche Elemente, wie Wegeventile, Drosseln und Behaelter, im Ausgang der Steuerventile sowie dabei den Bremsprozess zur Verschleissminimierung auf kleinem Rutschwinkel zu realisieren. Der vorzugsweise zweistufig ausgebildete Bremskolben wird durch zwischengeschaltete Steuerventile mit Druckluft unabhaengig voneinander so gesteuert, dass nach dem Abschalten einer Bremsstufe auf Grung des in der Leitung der anderen Bremsstufe angeordneten Absperrelementes sich beim Schliessen der Bremse ein Staudruck in der zweiten Bremsstufe bildet, der ein stossfreies und geraeuscharmes Anlegen des Bremskolbens sichert. Durch das nachfolgende Abschalten der zweiten Bremsstufe wird das zuegige Abbremsen realisiert.The invention relates to a control of a pneumatically actuated multi-stage friction brake, in particular on forming machines and shears. The object of the invention is the functionally reliable, geraeuscharmen, shock-free and short-term closure of the friction brake while maintaining a stable and overlap-free switching rhythm between the clutch and brake. The object of the invention is to realize the normal and emergency stopping the friction brake without additional elements, such as directional control valves, throttles and Behaelter, in the output of the control valves and thereby the braking process to minimize wear on a small slip angle. The preferably two-stage brake piston is controlled by interposed control valves with compressed air independently of each other so that after switching off a brake step on Grung arranged in the line of the other braking shut-off element forms a dynamic pressure in the second brake when closing the brake, the shock-free and low-noise application of the brake piston secures. By the subsequent shutdown of the second brake stage, the rapid deceleration is realized.

Description

Steuerung einer pneumatisch betätigten mehrstufigen ReibungsbremseControl of a pneumatically operated multi-stage friction brake

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Steuerung einer pneumatisch betätigten mehrstufigen Reibungsbremse, insbesondere an Umformmaschinen und Scheren.The invention relates to a control of a pneumatically actuated multi-stage friction brake, in particular to forming machines and shears.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Nach der DE-OS 1 577 264 ist eine Ausführung bekannt, bei der der Druckluftabbau beim Normalhalt gegenüber dem Druckluftabbau beim Nothalt verzögert ist. Dies wird erreicht, entweder durch ein oder zwei Pressensicherheitsventile mit in den Entlüftungsleitungen installierten konstanten oder variablen Drosseln sowie Zwischengeschäft eten Windkesseln« Neben dem beachtlichen Aufwand hat diese Lösung den entscheidenden Nachteil, daß bei hohe* Schaltfolge zum Beispiel im Einrichtebetrieb Gefahrenmomente durch den Rückstau zwischen Pressensicherheitsventil und Drossel oder Windkessel entstehen, wodurch die Bremswirkung reduziert oder gar aufgehoben wird. Darüber hinaus tritt durch den'c) Characteristic of the known technical solutions According to DE-OS 1 577 264 an embodiment is known in which the compressed air reduction at the normal stop is delayed with respect to the compressed air reduction during the emergency stop. This is achieved either by one or two press safety valves with constant or variable throttles installed in the vent lines and intermediate tanks. "In addition to the considerable effort, this solution has the decisive disadvantage that at high * switching sequence, for example in set-up operation, danger moments due to the back pressure between press safety valve and throttle or Windkessel arise, whereby the braking effect is reduced or even canceled. In addition, by the '

relativ langen Rutschwinkel, verursacht durch den langsamen Aufbau des Bremsmomentes infolge des Rückstaues ein hoher Verschleiß auf«relatively long slip angle, caused by the slow build-up of the braking torque as a result of the backlog a high wear on «

Bei einer Lösung gemäß DE-OS 1 937 691 wird beim Normalhalt die Druckluft über eine Drossel in der Entlüftungsleitung eines Pressensicherheitsventils abgeleitet» Ein Absperrventil, welches durch die Schließbewegung des Bremskolbens steuerbar ist, überbrückt diese Drossel« Im Normalhalt entsteht durch den großen Rutschwinkel ein hoher Verschleiß· Darüber hinaus stellt diese Lösung besondere Anforderungen an die sichere Signalgabe des verschleißabhängigen Bremskolbenhubes»In a solution according to DE-OS 1 937 691 the compressed air is discharged via a throttle in the vent line of a press safety valve »A shut-off valve, which is controllable by the closing movement of the brake piston, bridges this throttle« In the normal stop caused by the large slip angle a high Wear · In addition, this solution makes special demands on the reliable signaling of the wear-dependent brake piston stroke »

Es ist auch eine Ausführung nach DE-AS 2 050 397 bekannt, bei der die Druckluft beim Abbremsen zunächst gleichzeitig über ein Pressensicherheitsventil und ein Zweiwegeventil großer Nennweite entweicht, wodurch der Bremskolben in kürzester Zeit seine Schließstellung erreichen soll« Druckabhängig wird über Druckschalter das Zweiwegeventil kurz vor der Schließstellung des Bremskolbens geschlossen und die Restluft strömt über eine im Ausgang des Pressensicherheitsventils angeordnete Drossel aus, so daß ein sanftes Anlagen des Bremskolbens und ein weiches Bremsen erwartet wird«, Diese vorgeschlagene Lösung realisiert nicht im Falle des Versagens des Zweiwegeventils den sicheren Nothalt. Des weiteren sind die Anforderungen bezüglich der sicheren Justage des Druckschalters außerordentlich hoch* Die zeitbehaftete Signalverarbeitung über Druckschalter und Magnet des Zweiwegeventils begrenzen die praktischen Anwendungsmöglichkeiten· Der Abrieb ist durch das niedrige Bremsmoment nicht optimiert« Das geräuscharme Schließen der Bremse ist mit der vorgeschlagenen Lösung äußerst problembehaftet,It is also an embodiment according to DE-AS 2 050 397 known in which the compressed air escapes when braking first simultaneously via a press safety valve and a two-way valve large nominal diameter, causing the brake piston to reach its closed position in the shortest possible time «Pressure-dependent, the two-way valve is short over pressure switch closed before the closed position of the brake piston and the residual air flows through a arranged in the output of the press safety valve choke, so that a soft systems of the brake piston and a soft braking is expected, "This proposed solution does not realize in the case of failure of the two-way valve the safe emergency stop. Furthermore, the requirements for the safe adjustment of the pressure switch are extremely high * The time-consuming signal processing via pressure switch and solenoid of the two-way valve limit the practical applications · The abrasion is not optimized by the low braking torque «The low-noise closing of the brake is extremely problematic with the proposed solution .

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht im funktionssicheren, geräuscharmen, stoßfreien und kurzzeitigan Schließen derThe object of the invention is the functionally reliable, low-noise, shock-free and momentary closing of the

Reibungsbremse unter Beibehaltung eines stabilen und übersohneidungsfreien Schaltrhythmus zwischen Kupplung und Bremse·Friction brake while maintaining a stable and non-indecision-free switching rhythm between clutch and brake ·

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Normal- und Nothalt der Reibungsbremse ohne zusätzliche Elemente, wie Wegeventile, Drosseln und Behälter, im Ausgang der Steuerventile sowie dabei den Bremsprozeß zur Verschleißminimierung auf kleinem Rutschwinkel zu realisieren»The object of the invention is to realize the normal and emergency stop of the friction brake without additional elements, such as directional control valves, throttles and containers in the output of the control valves and thereby the braking process to minimize wear on a small slip angle.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß mindestens in einer Leitung, vorzugsweise in der Leitung zwischen dem Steuerventil und dem Druckluftbehälter ein Absperrelement und in Abhängigkeit vom Bremszylindervolumen zwischen dem Steuerventil und dem Absperrelement ein Druckluftbehälter angeordnet ist. Weiterhin ist das Absperrelement vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet. Das Absperrelement kann auch als Drossel oder als Wegeventil ausgebildet sein. Der vorzugsweise zweistufig ausgebildete Bremskolben wird durch zwischengeschaltete Steuerventile mit Druckluft unabhängig voneinander so gesteuert, daß nach dem Abschalten einer Bremsstufe auf Grund des in der Leitung der anderen Bremsstufe angeordneten Absperrelementes sich beim Schließen der Bremse ein Staudruck in der zweiten Bremsstufe bildet, der ein stoßfreies und geräuscharmes Anlegen des Bremskolbens sichert«, Durch das nachfolgende Abschalten der zweiten Bremsstufe wird das zügige Abbremsen realisiert,,According to the invention this is achieved in that at least in a line, preferably in the line between the control valve and the compressed air tank, a shut-off and depending on the brake cylinder volume between the control valve and the shut-off a compressed air tank is arranged. Furthermore, the shut-off element is preferably designed as a check valve. The shut-off can also be designed as a throttle or as a directional control valve. The preferably two-stage brake piston is independently controlled by interposed control valves with compressed air so that after switching off a braking stage due to the arranged in the line of the other brake shut-off element forms a dynamic pressure in the second brake when closing the brake, the bumpless and Low-noise application of the brake piston secures «, By the subsequent shutdown of the second brake stage, the rapid deceleration is realized ,,

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Auaführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt: Pig. 1: Steuerschema einer ReibungsbremseThe invention will be explained in more detail below on an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows: Pig. 1: Control scheme of a friction brake

Der Bremskolben 4 ist als Zweistufenkolben mit Bremskolbenflächen 1 und 2 ausgebildet, der im Bremszylinder 3, der aleThe brake piston 4 is formed as a two-stage piston with brake piston surfaces 1 and 2, in the brake cylinder 3, the ale

т. Ц. «. т. Ц. ".

Gegenstück zu dem Bremskoiben 4 mit Bremszylinderflächen 5 und 6 versehen ist, geführt und durch Druckfedern 7 in Schließstellung gehalten wird, die das volle Bremsmoment erzeugen. Die beiden Zylinderräume besitzen getrennte Druckluft anschlüsse· An der Bremszylinderfläche 5 ist eine Leitung 8 angeschlossen, die über ein Steuerventil 9, eine Leitung 10 und ein Absperrelement 11 mit einem Druckluftbehälter 18 verbunden ist· Zwischen dem Steuerventil 9 und dem Absperrelement 11 ist an die Leitung 10 ein Behälter 12 angeschlossen· Am Auslaß des Steuerventils 9 ist ein Schalldämpfer 13 angeordnet· An der Bremszylinderfläche 6 ist eine Leitung 14 angeschlossen, die über ein Steuerventil 15» eine Leitung 16 mit dem Druckluftbehälter 18 verbunden ist. Am Steuerventil 15 ist ebenfalls ein Schalldämpfer 17 angeschlossen«Counterpart to the Bremskoiben 4 is provided with brake cylinder surfaces 5 and 6, guided and held by compression springs 7 in the closed position, which generate the full braking torque. The two cylinder chambers have separate compressed air connections · On the brake cylinder surface 5, a line 8 is connected, which is connected via a control valve 9, a line 10 and a shut-off 11 with a compressed air tank 18 between the control valve 9 and the shut-off element 11 is connected to the line 10 a container 12 connected · At the outlet of the control valve 9, a muffler 13 is arranged · On the brake cylinder surface 6, a line 14 is connected, which is connected via a control valve 15 »a line 16 to the compressed air tank 18. The control valve 15 is also a muffler 17 connected «

Der Bremsvorgang wird eingeleitet, indem das Steuerventil 15 abgeschaltet wird, wodurch die Druckluft aus dem Zylinder 6 ungedrosselt über Leitung 14, Steuerventil 15 und Schalldämpfer 17 in die Atmosphäre entweichen kann. Damit wird ein Teil der Kraft der Bremsfedern 7 frei, so daß der Bremskolben 2 in Schließrichtung bewegt wird· Dabei verdrängt er aus dem Zylinder 5 Druckluft über die Leitung 8 in das Steuerventil 9 in den Behälter 12, wodurch im Zylinder 5 sich während der Schließbewegung der Druck ständig erhöht, da das Absperrelement 11 das Verdrängen in den Druckluftbehälter 18 verhindert· Das Volumen des Behälters 12 ist so ausgewählt, daß der Bremskolben 4 nahezu geräuschlos die Schließstellung erreicht· Das Abschalten des Steuerventils 9 wird so eingerichtet, daß mit dem sanften Anlegen des Bremskolbens 4, wie beschrieben, sich sofort das Bremsmoment durch den ungedrosselten Druckabbau im Zylinder 5 über Leitung 8, Steuerventil 9 und Schalldämpfer 13 zügig aufbaut, wodurch die Bedingungen für minimalen Verschleiß geschaffen werden· Bei Nothalt entweicht die Druckluft ungedrosselt aus den beiden Steuerventilen 9 und 15 gleichzeitig in die Atmosphäre* Das Absperrelement 11 ist vorzugsweise als RückschlagventilThe braking operation is initiated by the control valve 15 is turned off, whereby the compressed air from the cylinder 6 unthrottled via line 14, control valve 15 and muffler 17 can escape into the atmosphere. Thus, a part of the force of the brake springs 7 is released, so that the brake piston 2 is moved in the closing direction · It displaces compressed air from the cylinder 5 via the line 8 in the control valve 9 in the container 12, whereby in the cylinder 5 during the closing movement the pressure is constantly increased because the shut-off element 11 prevents displacement into the compressed air tank 18 · The volume of the container 12 is selected so that the brake piston 4 almost silently reaches the closed position · The switching off of the control valve 9 is set so that with the gentle application of the brake piston 4, as described, immediately builds up the braking torque through the unthrottled pressure reduction in the cylinder 5 via line 8, control valve 9 and muffler 13 quickly, creating the conditions for minimal wear · emergency stop the compressed air escapes unthrottled from the two control valves and 15 simultaneously into the atmosphere * The shut-off element 11 is preferably as a check valve

ausgebildet» Ea kann aber auch als ein gesteuertes Wegeventil oder als eine Drossel ausgebildet sein. Bei der Verwendung einer Drossel wird ein Teil der verdrängten Druckluft aus dem Zylinder 5 in den Druckluftbehälter 18 gestoßen, so daß der Druckluftbehalter 12 ein geringeres Volumen aufweisen kann als bei den beiden vorgenannten Ausführungen des Absperrelementes 11.Ea can also be designed as a controlled directional control valve or as a throttle. When using a throttle part of the displaced compressed air from the cylinder 5 is pushed into the compressed air tank 18, so that the Druckluftbehalter 12 may have a smaller volume than in the two aforementioned embodiments of the shut-off 11th

Claims

Invention claim:

1 _# control of a pneumatically actuated multi-stage friction brake, in particular on forming machines and shears, in which the cylinders of the multi-stage, preferably two-stage brake cylinder are connected by lines to a compressed air tank and in each line a control valve with a arranged at the output muffler, characterized characterized a shut-off element (11) at least in one line, preferably in the line (8) between the control valve (9) and the compressed air tank (18), and a compressed air tank (11) depending on the brake cylinder volume between the control valve (9) and the shut-off element (11) 12) arranged X3t »

2 «control of a pneumatically operated multi-stage friction brake according to item 1, characterized in that the shut-off element (11) is preferably designed as a check valve.

3, "control of a pneumatically actuated multi-stage friction brake according to item 1, characterized in that the shut-off element (11) can also be designed as a throttle or as a directional control valve»

1SeItQ drawings