-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System.
-
Hintergrund
-
Ein Beispiel für ein Bremssystem für ein um eine Achse drehbar gelagertes System stellt ein Azimutbremssystem für eine Windkraftanlage dar. Bei Windenergieanlagen mit einem Turm und einer in einer horizontalen Ebene um den Turm drehbar gelagerten Gondel, die einen Rotor der Windenergieanlage trägt, der eine horizontal angeordnete Rotorachse aufweist, wird der Rotor im normalen Betrieb der Windenergieanlage im Allgemeinen zur Windrichtung ausgerichtet bzw. in einer gewünschten Orientierung relativ zur Windrichtung gehalten, um den Energieertrag der Windenergieanlage zu maximieren und mechanische Belastungen in der Anlage hervorgerufen durch den an der Windenergieanlage angreifenden Wind zu minimieren. Hinsichtlich des Energieertrags und der Lebensdauer der Anlage ist die Nachführung der Rotorachse relativ zur Windrichtung von großer Bedeutung. Die Nachführung und das Halten der Orientierung des Rotors relativ zur Windrichtung verwendet ein Azimutbremssystem, das für gewöhnlich eine Mehrzahl von Azimutbremsen aufweist, wobei in einem Nachführungsmodus lediglich einige der Mehrzahl von Azimutbremsen des Azimutbremssystems mit Druck beaufschlagt werden, während im Bremsmodus alle Azimutbremsen von der Mehrzahl von Azimutbremsen mit Druck beaufschlagt werden.
-
In fremdkraftbetriebenen Stellanlagen für Windenergieanlagen erfolgt die üblicherweise als „Azimutverstellung” bezeichnete Nachführung des Rotors relativ zur Windrichtung über einen am Turm oder an der Gondel angebrachten verzahnten Kugeldrehkranz oder verzahnten Ring, in den an der Gondel oder dem Turm ortsfest angebrachte Antriebseinheiten eingreifen, z. B. Antriebseinheiten bestehend aus einem Elektro- oder Hydraulikmotor und einem Antriebsritzel. Das Ritzel der Antriebseinheit greift dabei in einen Zahnkranz ein, so dass bei Betätigung der Motoren in einem Nachführungsmodus zur Ausrichtung des Rotors relativ zur Windrichtung, insbesondere zur Ausrichtung der Rotorachse parallel zur Windrichtung zur Maximierung des Ertrags oder zur Vermeidung von Schäden an der Windkraftanlage bei zu starkem Wind senkrecht zur Windrichtung, die Gondel mit dem Rotor gegenüber dem ortsfesten Turmsystem gedreht wird. Eine geeignete Erfassung der Windrichtung und einer geeigneten elektronischen Ausrichtung bzw. Nachführung erfolgt üblicherweise über eine Steuerung der Antriebseinheiten zur Verstellung der Rotorachse relativ zur Windrichtung.
-
Zur Dämpfung von unerwünschten Azimutbewegungen der Gondel sind weiterhin Bremsen vorgesehen, um eine durch den Wind hervorgerufene unerwünschte Azimutbewegung (manchmal auch als Gierbewegung bezeichnet) der Gondel zu dämpfen. Durch die Dämpfung der unerwünschten Azimutbewegungen kann ein Verschleiß im Zahnkranz der Azidmutvorrichtung verringert werden. Weiterhin unterstützen die Azimutbremsen eine ausreichende Lebensdauer der Motoren, da eine drehhemmende Wirkung der Motoren durch die Azimutbremsen übernommen wird. Beispielsweise sind für große Anlagen in der Regel mehrere lösbare hydraulische Azimutbremsen vorgesehen, die üblicherweise in einem Bremsring an der Innenseite des Turms oder an einem Ring an der Maschinengondel eingreifen, um ein Bremsmoment auszuüben. So stehen üblicherweise zur Dämpfung der Verstelldynamik einige Azimutbremsen auch während des Nachführbetriebs in Bremseingriff, um eine erforderliche Dämpfung der Verstelldynamik zu gewährleisten, wodurch die Lebensdauer der mechanischen Komponenten einer Windkraftanlage verlängert wird. Dies bedeutet, dass in einem Nachführungsmodus die Azimutmotoren die Bremskraft der Untermenge an in Bremseingriff stehenden Azimutbremsen überwinden muss. Mit anderen Worten, die Azimutmotoren arbeiten auch im Nachführungsmodus gegen einige der Azimutbremsen an, um die Gondel der Windrichtung nachzuführen. Demgegenüber sind im Bremsmodus, der einen Stillstand der Windenergiekraftlage gegenüber der Azimutbewegungen darstellt, alle Azimutbremsen aktiviert.
-
Ein Problem besteht darin, dass Windkraftanlagen bei der Nachführungsbewegung im Nachführungsmodus unerwünschte Quietschgeräusche erzeugen. Aus der Schrift
EP 2 640 968 B1 ist bekannt, störende Geräusche des Azimutbremssystems bei der Nachführung dadurch zu vermeiden, dass die individuelle Bremskraft einer Azimutbremse unterhalb eines bestimmten ersten Werts bzw. oberhalb eines bestimmten zweiten Werts verbleibt, um einen im Zwischenbereich zwischen dem ersten und zweiten Grenzwert auftretenden SLIP-STICK-Effekt zu vermeiden, der gemäß der Schrift
EP 2 640 968 B1 maßgeblich die Geräuschentwicklung hervorruft. Dazu sind in der aus Dokument
EP 2 640 968 B1 bekannten Vorrichtung für die Drehung der Maschinengondel einer Windenergieanlage Gierbremsen in zwei getrennten stellgliedbeherrschten Hydraulikkreisen angeordnet oder seriell in einer doppelten Ringleitung angeordnet, wobei eine Untermenge seriell angeordneter Gierbremsen im Nachführungsbetrieb ein geringes Bremsmoment ausüben, während die restlichen Gierbremsen drucklos gehalten werden.
-
Angesichts des oben beschriebenen Stands der Technik besteht eine Aufgabe darin, ein hydraulisches Bremssystem mit einer Mehrzahl von hydraulischen Bremsen für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System bereitzustellen, wobei eine Geräuschentwicklung zu verhindern und ein Verrohrungsaufwand gering zu halten ist, ohne dass zusätzliche elektrische Installationen verwendet werden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System gemäß dem beiliegenden unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind weiterhin in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 definiert.
-
In einem Aspekt stellt die Erfindung ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System bereit, wobei das hydraulische Bremssystem umfasst: eine ringförmige Hydraulikleitung unterteilt in vier Leitungsabschnitte, die entlang der ringförmigen Hydraulikleitung angeordnet sind und jeweils mindestens eine hydraulische Bremsvorrichtung umfassen, und eine erste Leitung und eine zweite Leitung, die mit der ringförmigen Hydraulikleitung kreuzweise verbunden sind, wobei die erste Leitung mit einem ersten Leitungsabschnitt und einem dritten Leitungsabschnitt der vier Leitungsabschnitte verbunden ist und die zweite Leitung mit einem zweiten Leitungsabschnitt und einem vierten Leitungsabschnitt der vier Leitungsabschnitte verbunden ist. Zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und den benachbarten Leitungsabschnitten ist dabei jeweils eine Ventilanordnung angeordnet. Die ringförmige Hydraulikleitung liegt entweder in einer geschlossenen Ringform oder in einer offenen Ringform vor. In der geschlossenen Ringform der ringförmigen Hydraulikleitung ist hierbei zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und den benachbarten zwei Leitungsabschnitten jeweils eine weitere Ventilanordnung angeordnet, während in der offenen Ringform der ringförmigen Hydraulikleitung zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und einem ersten benachbarten Leitungsabschnitt eine weitere Ventilanordnung angeordnet ist und eine Verbindung zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und einem zweiten benachbarten Leitungsabschnitt in der offenen Ringform der ringförmigen Hydraulikleitung durch eine Öffnung in der Ringform dauerhaft getrennt ist. Die Ventilanordnungen sind dazu konfiguriert, in einem ersten Betriebsmodus des hydraulischen Bremssystems einen ersten Druck an den ersten und dritten Leitungsabschnitt und einen zweiten Druck an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt anzulegen, wobei der größere aus dem ersten und zweiten Druck an alle hydraulischen Bremsvorrichtungen angelegt wird. Die Ventilanordnungen sind ferner dazu konfiguriert, in einem zweiten Betriebsmodus des hydraulischen Bremssystems einen dritten Druck kleiner als der erste und zweite Druck an den ersten und dritten Leitungsabschnitt und einen vierten Druck kleiner als der dritte Druck an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt anzulegen, wobei der dritte Druck nur an die Bremsvorrichtungen im ersten und dritten Leitungsabschnitt angelegt wird und der vierte Druck nur auf die Bremsvorrichtungen im zweiten und vierten Leitungsabschnitt wirkt.
-
Gemäß dem oben definierten hydraulischen Bremssystem sind im zweiten Betriebsmodus Teilmengen einer Mehrzahl von hydraulischen Bremsvorrichtungen, die sich über die vier Leitungsabschnitte verteilen, mit einem unterschiedlichen Druck beaufschlagbar, während im ersten Betriebsmodus alle hydraulischen Bremsvorrichtungen mit einem maximalen Druck aus dem ersten Druck und dem zweiten Druck beaufschlagt werden. Beispielsweise kann im ersten Betriebsmodus ein maximaler Bremsdruck an alle hydraulischen Bremsvorrichtungen angelegt werden, während im zweiten Betriebsmodus lediglich einige Bremsvorrichtungen mit einem z. B. niedrigeren Haltedruck beaufschlagt werden, während die restlichen Bremsvorrichtungen z. B. drucklos gehalten werden können.
-
In einem expliziten, jedoch nicht beschränkenden Beispiel eines hydraulischen Bremssystems, in dem das hydraulischen Bremssystem als Azimutbremssystem eingesetzt wird, kann z. B. der erste Betriebsmodus einem Bremsmodus oder Haltemodus einer Windenergieanlage darstellen, während der zweite Betriebsmodus einen Nachführungsmodus darstellt.
-
Durch die Aufteilung der Mehrzahl von hydraulischen Bremsvorrichtungen im zweiten Betriebsmodus gemäß der vier Leitungsabschnitte, beispielsweise entsprechend vier gleich großer Quadranten einer ringförmigen Konfiguration der Hydraulikleitung, und durch Anlegen eines geeigneten Drucks an eine Untermenge der hydraulischen Bremsvorrichtungen gemäß der mit der Hydraulikleitung und den Leitungsabschnitten überkreuz verbundenen ersten und zweiten Leitung (dies entspricht anschaulich jeweils zwei gegenüberliegenden Leitungsabschnitten in einer kreisförmigen Konfiguration), kann eine Kraftverteilung auf die Bremsscheiben im zweiten Betriebsmodus entlang der ringförmigen Hydraulikleitung gleichmäßig verteilt werden. Dadurch lassen sich zum Einen die hydraulischen Bremsvorrichtungen im zweiten Betriebsmodus mit einer besseren Lastverteilung betreiben, wodurch mechanische Komponenten im hydraulischen Bremssystem geschont werden, zum Anderen wird auch das Auftreten eventueller Geräusche vorteilhaft verhindert.
-
In einer anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts sind die zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und den benachbarten Leitungsabschnitten angeordneten Ventilanordnungen mit zueinander entgegengesetzter Durchflussorientierung angeordnet. Hierbei kann beispielsweise eine Orientierung einer Strömungsrichtung eines durch die ersten und zweiten Leitungen bereitgestellten Druckmediums in der ringförmigen Hydraulikleitung auf einfache Weise implementiert werden.
-
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts sind die zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und den benachbarten Leitungsabschnitten angeordneten Ventilanordnungen in einem Druckbereich kleiner als der erste und zweite Druck in einer jeweils zueinander entgegengesetzten Durchflussorientierung geschlossen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in Leitungsabschnitten an den Ventilanordnungen ein ausreichender Druck aufgebaut und der aufgebaute Druck geeignet begrenzt wird. Im ersten Betriebsmodus kann erreicht werden, dass ein maximaler Druck in den Leitungsabschnitten an diesen Ventilanordnungen auftritt.
-
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts ist die zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und dem ersten benachbarten Leitungsabschnitt angeordnete weitere Ventilanordnung ein Rückschlagventil, das einen Durchfluss vom zweiten Leitungsabschnitt zum dritten Leitungsabschnitt sperrt. Dies stellt eine einfache Ausgestaltung für die Ventilanordnung zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und dem zweiten Leitungsabschnitt bereit.
-
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts umfasst jede der zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und den benachbarten Leitungsabschnitten angeordneten Ventilanordnungen ein Druckbegrenzungsventil mit einem dazu parallel geschalteten Rückschlagventil, wobei die Sperrrichtung jedes Rückschlagventils der Öffnungsrichtung des jeweiligen dazu parallel geschalteten Druckbegrenzungsventils entspricht. Es kann somit auf einfache Weise im ersten Betriebsmodus ein Druck in der ringförmigen Hydraulikleitung bereitgestellt werden, der dem größeren aus dem ersten Druck und dem zweiten Druck entspricht, während im zweiten Betriebsmodus ein Druckaufbau im zweiten und vierten Leitungsabschnitt mit einer Druckbegrenzungsfunktion bereitgestellt wird.
-
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts ist die ringförmigen Hydraulikleitung in einer geschlossenen Ringform ausgebildet. Dabei ist die zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und dem vierten Leitungsabschnitt angeordnete Ventilanordnung ein 2-Wegeventil, das zwischen dem dritten Leitungsabschnitt und dem vierten Leitungsabschnitt angeordnet ist, wobei das 2-Wegeventil in Auf-Steuerrichtung durch ein Vorspannelement vorgespannt ist, und eine Steuerleitung, die mit einem Anschluss des vierten Leitungsabschnitts zur zweiten Leitung verbunden ist, wobei bei Beaufschlagung des vierten Leitungsabschnitts mit Druck durch die Steuerleitung ein Drucksignal an das 2-Wegeventil in Zu-Steuerrichtung angelegt wird. Dadurch kann eine Trennung des vierten und dritten Leitungsabschnitts im ersten und zweiten Betriebsmodus erreicht werden. Weiterhin ist eine Spülung der ringförmigen Hydraulikleitung möglich, wobei die ringförmige Hydraulikleitung zuverlässig gespült werden kann.
-
In einer anschaulicheren Ausgestaltung hierin ist das 2-Wegeventil in einem dritten Betriebsmodus, in dem ein fünfter Druck größer als der vierte Druck an die erste Leitung angelegt wird, dazu konfiguriert, Auf-gesteuert zu werden, wobei der dritte Leitungsabschnitt und der vierte Leitungsabschnitt miteinander verbunden sind. Der dritte Betriebsmodus stellt eine Spülung bereit, die zu einem Erhalt von hydraulischen Komponenten im hydraulischen Bremssystem beitragen kann. Auf diese Weise kann eine Spülung der Hydraulikleitung durchgeführt werden, um diese z. B. von Verschmutzung zu befreien, was eine Verlängerung der Lebensdauer der hydraulischen Komponenten erlaubt.
-
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform des obigen Aspekts umfasst das hydraulische Bremssystem eine Steuereinrichtung für einen Betrieb des hydraulischen Bremssystems im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus, wobei die Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, im ersten Betriebsmodus die erste Leitung mit dem ersten Druck und die zweite Leitung mit dem zweiten Druck zu beaufschlagen, und wobei die Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, im zweiten Betriebsmodus die erste Leitung mit dem dritten Druck und die zweite Leitung mit dem vierten Druck zu beaufschlagen. Dies stellte ein vorteilhaft gesteuertes hydraulisches Bremssystem bereit, ohne dass zusätzliche elektrische Installationen nötig sind.
-
In einer anschaulicheren Ausgestaltung hierin ist der erste und/oder zweite Druck größer als 100 bar und der dritte und vierte Druck ist kleiner als 100 bar. Dies stellt ein vorteilhaft gesteuertes hydraulisches Bremssystem bereit.
-
In einer weiteren anschaulicheren Ausgestaltung hierin ist das 2-Wegeventil dazu konfiguriert, im ersten und zweiten Betriebsmodus Zu-gesteuert zu sein. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb im ersten und zweiten Betriebsmodus bereitgestellt.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von schematisiert und vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen hinsichtlich der beiliegenden Figuren näher erläutert, in denen:
-
1 schematisch eine Windenergieanlage des Standes der Technik in Seitenansicht darstellt;
-
2 schematisch ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System gemäß einem hydraulischen Schaltbild mit einer ringförmigen Hydraulikleitung in einer geschlossenen Ringform gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen der Erfindung darstellt;
-
3 schematisch einen ersten Betriebsmodus des in 2 dargestellten hydraulischen Bremssystems darstellt;
-
4 schematisch einen zweiten Betriebsmodus des in 2 dargestellten hydraulischen Bremssystems darstellt;
-
5 schematisch einen dritten Betriebsmodus des in 2 dargestellten hydraulischen Bremssystems darstellt;
-
6 schematisch ein hydraulischen Bremssystems gemäß anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; und
-
7 schematisch ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System gemäß einem hydraulischen Schaltbild mit einer ringförmigen Hydraulikleitung in einer offenen Ringform gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung darstellt.
-
Beschreibung einiger anschaulicher Ausführungsformen
-
Mit Bezug auf die Figuren werden nachfolgend anschauliche Ausführungsformen der Erfindung und deren Funktionsweise ausführlicher beschrieben.
-
Hinsichtlich 1 ist ein spezieller Anwendungsfall eines hydraulischen Bremssystems als Azimutbremssystem für eine Windenergieanlage 1 mit einem Turmabschnitt 3 dargestellt, auf dem eine Gondel 5 drehbar gelagert und angeordnet ist. Dies stellt keine Beschränkung auf diesen speziellen Anwendungsfall dar und soll lediglich einen möglichen Anwendungsfall konkreter darstellen. Alternativ kann sich ein Anwendungsfall ein anderes hydraulisches Bremssystem für ein anderes System beziehen, das um wenigstens eine Achse drehbar gelagert ist, wie z. B. eine Drehbrücke und dergleichen es System gemäß einem hydraulischen Schaltbild nach Ausführungsformen der Erfindung darstellt.
-
Mit Bezug auf 1 weist die Gondel 5 einen daran drehbar gelagerten Rotor 7 auf, der über eine Rotornabe 9 mit der Gondel 5 verbunden ist. Hierbei kann die Gondel 5 durch Aktuatoren (nicht dargestellt), z. B. elektrische, hydraulische oder elektrohydraulische Motoren, relative zum Turmabschnitt 3 um eine Achse A gedreht werden, wie anhand eines Doppelpfeils schematisch dargestellt ist. Die Aktuatoren (nicht dargestellt) können an der Gondel 5 oder am Turmabschnitt 3 fest angebracht sein und in einen Zahnkranz (nicht dargestellt) oder dergleichen eingreifen.
-
2 zeigt schematisch ein hydraulisches Bremssystem 10, etwa ein Azimutbremssystem, mit einer ringförmigen Hydraulikleitung 1 und einer Mehrzahl von hydraulischen Bremsvorrichtungen, die entlang der ringförmigen Hydraulikleitung 1 in vier Leitungsabschnitten Q1, Q2, Q3, Q4 der ringförmigen Hydraulikleitung 1 angeordnet sind. In der schematischen Darstellung von 2 sind Bremsvorrichtungen lediglich schematisch durch einen Strich dargestellt, wie mittels dem Bezugszeichen B in 2 angedeutet wird. Die hydraulischen Bremsvorrichtungen können hydraulische Bremsen, wie z. B. Backenbremsen usw., darstellen, wie dem Fachmann bekannt ist. Unter dem Begriff „Mehrzahl von Bremsvorrichtungen” ist hierbei wenigstens eine Bremsvorrichtung pro Leitungsabschnitt Q1, Q2, Q3, Q4 zu verstehen. In einem Beispiel wird eine gleichmäßige Verteilung der Bremsvorrichtungen über die Leitungsabschnitte Q1, Q2, Q3 und Q4 vorgeschlagen, jedoch stellt dies keine Beschränkung der vorliegenden Beschreibung dar. Die Anzahl von Bremsvorrichtungen kann sich z. B. zwischen mindestens zwei der Leitungsabschnitte Q1, Q2, Q3, Q4 unterscheiden. Im Falle einer gleichmäßigen Verteilung der Bremsvorrichtungen über die hydraulische Ringleitung bzw. einer gleichmäßigen Aufteilung der Bremsvorrichtungen bezüglich der Leitungsabschnitte Q1, Q2, Q3 und Q4 kann eine gleichförmige Belastung der einzelnen Bremsvorrichtungen in den einzelnen Betriebsmoden erreicht werden.
-
Das Azimutbremssystem 10 weist ferner eine erste Leitung L1 und eine zweite Leitung L2 auf, die mit der ringförmigen Hydraulikleitung 1 verbunden sind. Hierbei ist die erste Leitung L1 mit dem Leitungsabschnitte Q1 über einen Anschluss A1 verbunden. Die zweite Leitung L2 ist mit dem Leitungsabschnitte Q2 über einen Anschluss A2 verbunden. Weiterhin kann die erste Leitung L1 mit dem Leitungsabschnitte Q3 über einen Anschluss A3 im Leitungsabschnitte Q3 verbunden sein. Beispielsweise kann sich die erste Leitung L1 an einem Verzweigungspunkt A1 in eine Leitung L3 verzweigen, die mit einem Anschluss A3 im Leitungsabschnitte Q3 verbunden ist. Die Leitung L2 kann weiterhin mit dem Leitungsabschnitte Q4 verbunden sein. Beispielsweise kann sich in der Leitung L2 ein Verzweigungspunkt A6 befinden, von dem eine Leitung L4 abzweigt, die wiederum mit einem Anschluss A4 im Leitungsabschnitte Q4 verbunden ist. Folglich ist die zweite Leitung L2 mit zwei gegenüberliegenden Leitungsabschnitte Q1, Q3 verbunden, während die zweite Leitung L2 mit den Leitungsabschnitte Q2 und Q4 verbunden ist. Dabei werden die zwei Leitungen L1, L2 bereitgestellt, die mit der ringförmigen Hydraulikleitung 1 kreuzweise verbunden sind, wobei die erste Leitung L1 mit dem Leitungsabschnitt und dem Leitungsabschnitt verbunden ist. Weiterhin ist die zweite Leitung L2 mit dem Leitungsabschnitt Q2 und dem Leitungsabschnitt Q4 verbunden.
-
Alternativ zu der Darstellung in 2 kann sich wenigstens eine der Leitungen L1, L2 vor der ringförmigen Hydraulikleitung 1 in zwei Leitungen verzweigen, die jeweils mit einem Anschluss von zwei sich gegenüberliegenden Leitungsabschnitten verbunden ist.
-
Alternativ kann entgegen der Darstellung in 2 wenigstens eine der Leitungen L1, L2 verlaufen oder derart verlegt sein, dass die wenigstens eine der Leitungen L1, L2 die ringförmige Hydraulikleitung 1 diametral durchsetzt, so dass keine separaten Verzweigungen und zusätzlichen Leitungen entsprechend den Leitungen L3, L4 vorgesehen sein müssen. Beispielsweise kann die erste Leitung L1 vom Anschluss A3 zum Anschluss A1 ohne Verzweigung geführt sein und/oder die zweite Leitung L2 kann vom Anschluss A2 zum Anschluss A4 ohne Verzweigung geführt sein. Hierdurch kann ein weiterer Verrohrungsaufwand verringert werden.
-
Desweiteren ist zwischen dem Leitungsabschnitt Q1 und dem Leitungsabschnitte Q2 eine Ventilanordnung VA1 angeordnet. Ferner ist zwischen dem Leitungsabschnitt Q2 und dem Leitungsabschnitt eine Ventilanordnung VA2, beispielsweise gebildet durch ein Rückschlagventil RS2, angeordnet. Dabei ist das Rückschlagventil orientiert, so dass eine Durchlassrichtung des Rückschlagventils RS2 vom Leitungsabschnitt Q3 zum Leitungsabschnitt Q2 gerichtet ist. Mit anderen Worten, ein Eintritt von einem Hydraulikmedium oder Druckmedium (z. B. ein Hydraulikfluid, etwa ein Hydrauliköl oder dergleichen), das durch die zweite Leitung L2 in die ringförmige Hydraulikleitung 1 eingespeist wird, zum Leitungsabschnitt Q3 wird mittels des Rückschlagventils RS2 unterdrückt.
-
In anschaulichen Ausführungsformen ist zwischen dem Leitungsabschnitt Q1 und seinen benachbarten Leitungsabschnitten Q2, Q4 jeweils eine Ventilanordnung VA1, VA2 angeordnet ist.
-
Weiterhin ist zwischen dem dritten Leitungsabschnitte Q3 und dem vierten Leitungsabschnitte Q4 eine Ventilanordnung VA4 angeordnet. In einigen beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Ventilanordnung VA4 ein 2-Wegeventil 12. Das 2-Wegeventil 12 ist beispielsweise gemäß der Darstellung in 2 als ein 2/2-Wegeventil ausgestaltet. In einer Schaltstellung des 2-Wegeventils 12 ist eine Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt Q3 und dem Leitungsabschnitt Q4 geöffnet, während die Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt Q3 und dem Leitungsabschnitt Q4 in einer zweiten Schaltstellung des 2-Wegeventils 12 geschlossen ist. Das 2-Wegeventil 12 ist durch ein Vorspannelement, beispielsweise eine mechanische Feder, wie in 2 beispielhaft dargestellt ist, in Auf-Steuerrichtung vorgespannt.
-
Die Ventilanordnung VA4 kann ferner eine Steuerleitung 14 umfassen, durch die im Leitungsabschnitt Q4 ein Drucksignal abgegriffen wird, beispielsweise am Anschluss A4 oder optional an einer anderen Stelle im vierten Leitungsabschnitte Q4. Das durch die Steuerleitung 14 abgegriffene Drucksignal wird in Zu-Steuerrichtung an das 2-Wegeventil 12 angelegt und wirkt damit dem Vorspannelement entgegen. Wird nun die durch das Vorspannelement ausgeübte Vorspannung durch das Drucksignal, das durch die Signalleitung 14 abgegriffen wird, überschritten, so bewegt sich das 2-Wegeventil 12 aus der in 2 dargestellten Auf-Steuerstellung in eine Zu-Steuerstellung. Optional kann die Ventilanordnung VA4 weitere Steuerleitungen (in 2 am 2-Wegeventil 12 gestrichelt dargestellt) umfassen, durch die ein Drucksignal vor dem 2-Wegeventil 12 im Leitungsabschnitt Q4 abgegriffen wird, beispielsweise in einer Nähe zum Anschluss A4 im Leitungsabschnitte Q4, so dass das 2-Wegeventil 12 beispielsweise als Druckwaage ausgeführt sein kann. In Ausführungsformen, in denen die Steuerleitung 14 am Anschluss A4 abgezweigt wird, kann eine Steuerung des 2-Wegeventils 12 abhängig von einem auf der zweiten Leitung L2 vorherrschenden Druck erfolgen, der über den Anschluss A6 und die Leitung L4 an den Anschluss A4 angelegt wird.
-
Wie in 2 dargestellt ist, ist zwischen dem Leitungsabschnitt Q4 und dem Leitungsabschnitt Q1 die Ventilanordnung VA2 angeordnet, wobei die Ventilanordnung VA2 entgegengesetzt zur Ventilanordnung VA1 orientiert ist.
-
Gemäß der Darstellung in 2 umfasst der Leitungsabschnitt Q1 den Anschluss A1 und wenigstens eine Bremsvorrichtung B der Mehrzahl von Bremsvorrichtungen. Zwischen dem Leitungsabschnitt Q1 und den benachbarten Leitungsabschnitten Q2 und Q4 sind die Ventilanordnungen VA1 und VA2 angeordnet. Weiterhin umfasst der Leitungsabschnitt Q2 wenigstens eine Bremsvorrichtung und den Anschluss A2. Zwischen dem Leitungsabschnitt Q2 und dem Leitungsabschnitt Q3 ist das Rückschlagventil RS2 angeordnet. Im Leitungsabschnitt Q3 ist wenigstens eine Bremsvorrichtung bereitgestellt. Der Leitungsabschnitt Q3 umfasst ferner den Anschluss A3. Zwischen dem Leitungsabschnitt Q3 und dem Leitungsabschnitt Q4 ist das 2-Wegeventil 12 angeordnet. Der Leitungsabschnitt Q4 umfasst wenigstens eine Bremsvorrichtung und den Anschluss A4.
-
Alternativ zu der in 2 dargestellten Ausführungsform kann anstelle der darstellungsgemäß geschlossenen ringförmigen Hydraulikleitung 1 eine nicht-geschlossene ringförmige Hydraulikleitung vorgesehen sein, wie in 7 schematisch dargestellt ist. Wie aus 7 hervorgeht kann in diesem Fall auf die Ventilanordnung VA4 in 2 verzichtet werden, wobei eine in 7 dargestellte ringförmige Hydraulikleitung 1' dementsprechend zwischen den Anschlüssen A3 und A4 unterbrochen ist. Beispielsweise kann die ringförmige Hydraulikleitung 1 gemäß der in 7 dargestellten offenen Ringform eine Öffnung O bzw. eine Unterbrechung O anstelle der Ventilanordnung VA4 in 2 aufweisen, so dass eine Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt Q4 und dem Leitungsabschnitt Q3 dauerhaft unterbrochen bzw. getrennt ist.
-
Im Folgenden werden hinsichtlich der 3 bis 5 verschiedene Betriebsmoden des hydraulischen Bremssystems in der geschlossenen Ringform beschrieben.
-
Erster Betriebsmodus
-
3 stellt das in 2 dargestellte hydraulische Bremssystem in einem ersten Betriebsmodus BM1 dar, wie z. B. in einem Bremsmodus. In dem dargestellten ersten Betriebsmodus BM1 wird ein Hydraulikmedium entsprechend den dargestellten Pfeilen D1, D2 an die Leitungen L1, L2 angelegt. Beispielsweise werden die Leitungen L1 und L2 mit einem unter Druck stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt. In einem Beispiel wird die erste Leitung L1 mit einem unter einem ersten Druck D1 stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt, während die zweite Leitung L2 mit einem unter einem zweiten Druck D2 stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt wird. Entsprechend der Orientierung in den Pfeilen strömt das Hydraulikmedium durch die erste Leitung L1 zum Leitungsabschnitt Q1 und zum Leitungsabschnitt Q3. Im Leitungsabschnitt Q1 werden die Bremsvorrichtungen entsprechend den im Leitungsabschnitt Q1 dargestellten Pfeile D1 mit Druck beaufschlagt. Damit ist sichergestellt, dass die einander gegenüberliegenden Leitungsabschnitte Q1 und Q3 mit dem Druck D1 beaufschlagt werden.
-
Mittels der zweiten Leitung L2 wird ein Drucksignal D2 an den Leitungsabschnitt Q und den Leitungsabschnitt Q4 angelegt, wie mittels der Pfeile D2 entlang der zweiten Leitung L2 und innerhalb der Leitungsabschnitte Q2 und Q4 angedeutet ist. Aufgrund des Signals D2 am Anschluss A4 liegt über die Signalleitung 14 ein Drucksignal in Zu-Steuerrichtung an das 2-Wegeventil 12 an, so dass sich dieses in der Stellung befindet, die in 3 dargestellt ist. Damit ist eine Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt Q3 und dem Leitungsabschnitt Q4 unterbrochen. Entsprechend den Pfeilen D1 wird das Drucksignal D1 aus dem Leitungsabschnitt Q1 über die Ventilanordnungen VA1, VA2 zu den Leitungsabschnitten Q2, Q4 übertragen. Damit werden die Bremsvorrichtungen in den Leitungsabschnitten Q2, Q4 mit einem Druck beaufschlagt, der dem größeren aus dem ersten Druck D1 und dem zweiten Druck D2 entspricht.
-
In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann D1 = D2 sein, wodurch die Mehrzahl der Bremsvorrichtungen in den Leitungsabschnitten Q1 bis Q4 gleichmäßig mit dem Druck D1 = D2 beaufschlagt werden. Ist D1 > D2, so wird der größere Druck D1 zusätzlich zu dem Druck D2 in den Leitungsabschnitten Q2 und Q4 an die Bremsvorrichtungen dieser Leitungsabschnitte angelegt. Im Falle von D2 > D1 wird der größere Druck D2 zu den Leitungsabschnitten Q1 und Q3 übertragen, so dass die Bremsvorrichtungen in diesen Leitungsabschnitten mit dem größeren Druck D2 beaufschlagt werden.
-
Gemäß anschaulichen Ausführungsformen kann wenigstens die Ventilanordnung VA1 ein Druckbegrenzungsventil DB1 und/oder die Ventilanordnung VA2 ein Druckbegrenzungsventil DB2 und ein parallel dazu geschaltetes Rückschlagventil RS1 (in VA1) und/oder RS3 (in VA2) umfassen, wobei die Sperrrichtung des Rückschlagventils RS1 bzw. RS3 antiparallel zur Öffnungsrichtung des Druckbegrenzungsventils DB1 bzw. DB2 geschaltet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass im Fall D1 > D2 Hydraulikmedium aus dem Leitungsabschnitt Q1 über die Rückschlagventile RS1, RS3 in die benachbarten Leitungsabschnitte Q2, Q4 strömen kann. Dem gegenüber kann im Fall von D2 > D1 ein Hydraulikmedium über das Druckbegrenzungsventil DB1 aus dem Leitungsabschnitt Q2 in den Leitungsabschnitt Q1 und aus dem Leitungsabschnitt Q4 mittels des Druckbegrenzungsventils DB2 in den Leitungsabschnitt Q1 strömen, wohingegen die Rückschlagventile RS1, RS3 durch den höheren Druck D2 gegenüber dem kleineren Druck D1 geschlossen gehalten werden.
-
Gemäß spezieller anschaulicher Beispiele kann gelten, D1, D2 > 100 bar, beispielsweise D1, D2 > 150 bar. In einem speziellen anschaulichen Beispiel kann D1 ≒ D2 sein und es kann gelten D1, D2 ≒ 180 bar.
-
Die obige Beschreibung gilt entsprechend auch für das in 7 dargestellte hydraulische Bremssystem 10' mit der ringförmigen Hydraulikleitung 1', da sich die Ventilanordnung VA4 in 2 während des in 3 dargestellten ersten Betriebsmodus BM1 in einem Zustand befindet, in dem eine Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten Q3, Q4 unterbrochen bzw. getrennt ist.
-
Zweiter Betriebsmodus
-
Mit Bezug auf 4 ist das in 2 dargestellte hydraulische Bremssystem 10 in einem zweiten Betriebsmodus BM2 dargestellte, beispielsweise einem Nachführungsmodus. Hierbei wird die zweite Leitung L2 mit einem Druck D3 beaufschlagt, während die erste Leitung L1 mit einem geringerem Druck D4 beaufschlagt wird. Dies führt zu einer Strömung in den Leitungen L2, L1, wie anhand der entgegengesetzt orientierten Pfeile D3, D4 angedeutet ist.
-
Gemäß einem speziellen anschaulichen Beispiel kann D4 ≒ 0 sein, d. h. die erste Leitung L1 kann drucklos gehalten werden bzw. mit einem Tank (nicht dargestellt) verbunden sein.
-
Gemäß einiger anschaulicher Ausführungsformen ist D3, D4 < 100 bar, beispielsweise ist D4 < D3 < 100 bar, z. B. D4 < D3 < 50 bar. Gemäß einem speziellen Beispiel hierin können D4 = 0 und D3 ≤ 25 bar sein.
-
Durch Beaufschlagen der zweiten Leitung L2 mit dem Druck D3 wird dieser entsprechend den Pfeilen D3 an die einander gegenüberliegenden Leitungsabschnitte Q2 und Q4 angelegt. Die weiteren einander gegenüberliegenden Leitungsabschnitte Q1, Q3 werden durch die erste Leitung L1 auf dem Druck D4, beispielsweise drucklos, gehalten.
-
In anschaulichen Ausführungsformen kann der Druck D3 hinsichtlich der Ventilanordnungen VA1, VA2 dahingehend eingestellt sein, dass die Ventilanordnungen VA1, VA2 zugesteuert bzw. geschlossen sind.
-
Mit Bezug auf die in 4 dargestellte Ausführungsform kann eine Übertragung des Drucks D3 aus dem Leitungsabschnitt Q2 bzw. aus dem Leitungsabschnitt Q4 über das Stellglied SG2 in den Leitungsabschnitt Q1 verhindert werden. Weiterhin kann durch die Ventilanordnung VA3, z. B. durch das Rückschlagventil RS2, eine Übertragung des Drucks Q3 in den Leitungsabschnitt Q3 unterdrückt sein. Durch den weiterhin in der Ventilanordnung VA4 über die Leitung 14 an das 2-Wegeventil 12 angelegten Druck D3 kann das 2-Wegeventil 12 in Zu-Steuerrichtung geschaltet werden, so dass es sich in einem geschlossenen Zustand (Zu-gesteuert, eine Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten Q3, Q4 ist unterbrochen bzw. getrennt) befindet. Damit wird eine Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt Q4 und dem Leitungsabschnitt Q3 unterbunden.
-
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Betriebsmodus BM2 werden Teilmengen von Bremsvorrichtungen der Mehrzahl von Bremsvorrichtungen entsprechend zweier, einander gegenüberliegender Leitungsabschnitte Q2, Q4 mit einem, gegenüber dem ersten Betriebsmodus BM1, geringen Druck beaufschlagt, während eine weitere Teilmenge der Bremsvorrichtungen entsprechend den einander gegenüberliegenden Leitungsabschnitten Q1, Q3 deaktiviert bzw. drucklos gehalten werden. Weiterhin ist durch die gegenüberliegende Anordnung der mit einem geringen Druck (z. B. einem Nachführungsdruck in einem Nachführungsmodus) beaufschlagten Bremsvorrichtungen eine relativ gleichförmige Verteilung entlang der ringförmigen Hydraulikleitung 1 bereitgestellt.
-
Die obige Beschreibung gilt entsprechend auch für das in 7 dargestellte hydraulische Bremssystem 10 mit der ringförmigen Hydraulikleitung 1', da sich die Ventilanordnung VA4 in 2 während des in 4 dargestellten ersten Betriebsmodus BM2 in einem Zustand befindet, in dem eine Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten Q3, Q4 unterbrochen bzw. getrennt ist.
-
Dritter Betriebsmodus
-
In 5 ist ein dritter Betriebsmodus BM3 des in 2 dargestellten Azimutbremssystems 10 veranschaulicht. Hierbei wird die erste Leitung L1 mit einem Druck D5 beaufschlagt, der größer ist als ein an die zweite Leitung L2 angelegter Druck. Gemäß einem anschaulichen Beispiel hierin kann der Druck D6 ungefähr 0 sein, d. h. die zweite Leitung L2 wird drucklos gehalten. Der Druck D5 ist hierbei kleiner als der Druck D3 aus dem Nachführungsmodus in 4 oben.
-
Entsprechend dem mit D5 bezeichneten Pfeil wird an die erste Leitung L1 ein Hydraulikmedium angelegt, das die ringförmige Hydraulikleitung 1 entsprechend den Pfeilen D5 durchströmt, d. h. am Anschluss A1 in den Leitungsabschnitt Q1 eintritt, die Ventilanordnung VA1 mittels des Rückschlagventils RS1 passiert, in den Leitungsabschnitt Q2 eintritt (wie anhand der Pfeile D6 angedeutet ist) und entlang der zweiten Leitung L2 abgeleitet wird. Weiterhin tritt das Hydraulikmedium entsprechend des Pfeils D3 in den Leitungsabschnitt Q3 ein, durchströmt den Leitungsabschnitt Q3, passiert das Rückschlagventil RS2 und fließt über die zweite Leitung L2 entsprechend dem Pfeil D6 ab. Darüber hinaus durchströmt das Hydraulikmedium aus dem Leitungsabschnitt Q1 das zweite Stellglied SG2 über das Rückschlagventil RS3, durchströmt den Leitungsabschnitt Q4, und fließt über den Anschluss A4 entsprechend dem Pfeil D6 über die zweite Leitung 2 ab. Da dies mit einem Druckabfall an der Steuerleitung 14 des 2-Wegeventils 12 einhergeht, d. h. am Anschluss A4 wird ein geringer Druck entsprechend D6 abgegriffen, wird das 2-Wegeventil 12 in der Ventilanordnung VA4 in Durchlassrichtung geschaltet bzw. auf-gesteuert, so dass das Hydraulikmedium aus dem Leitungsabschnitt Q4 durch das 2-Wegeventil 12 in den Leitungsabschnitt Q3 einströmen kann. Damit erfolgt eine Spülung der ringförmigen Hydraulikleitung 1 und insbesondere der Bremsvorrichtungen, wodurch Ablagerungen bzw. Verschmutzungen in den Bremsvorrichtungen und in der ringförmigen Hydraulikleitung 1 aus dem hydraulischen Bremssystem 10 heraus gespült werden kann. Dies erlaubt eine Lebensdauer der hydraulischen Komponenten im Azimutbremssystem 10 zu verlängern.
-
Weitere Ausführungsformen
-
Mit Bezug auf 6 wird ein hydraulisches Bremssystem 20 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das in 6 dargestellte Azimutbremssystem 20 kann eine ringförmige Hydraulikleitung 1 entsprechend der oben beschriebenen ringförmigen Hydraulikleitung mit einer entsprechenden Verschaltung und Bremsvorrichtungen B umfassen. Weiterhin kann die ringförmige Hydraulikleitung 1 mittels Leitungen L1, L2 über einen Steuerkreis 30 mit einem Versorgungssystem verbunden sein, umfassend eine Hydraulikpumpe 22, die ein Hydraulikmedium aus einem Tank 24 fördert und mittels einer Versorgungsleitung 26 dem hydraulischen Steuerkreis 30 zuführt, und einer Ablassleitung 28 zu einem Tank 24 bereitgestellt. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und anstelle der ringförmigen Hydraulikleitung 1 kann die ringförmige Hydraulikleitung 1' aus 7 eingesetzt sein.
-
Gemäß anschaulichen Ausführungsformen kann der hydraulische Steuerkreis 30 mittels einer Steuereinrichtung 40 durch Anlegen von wenigstens einem Steuersignal 42 an den hydraulischen Steuerkreis 30 gesteuert werden. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 40 eine elektronische Steuereinrichtung sein, die elektronische Steuersignale 42 an Ventile in dem hydraulischen Steuerkreis 30 ausgibt. Alternativ kann die Steuereinrichtung 40 eine hydraulische Steuereinrichtung sein, die Hydrauliksignale 42 an Stellglieder im hydraulischen Steuerkreis 30 ausgibt. Entsprechend einer Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 40 kann der hydraulische Steuerkreis 30 Drucksignale an die Leitungen L1, L2 anlegen, wie oben bezüglich der unterschiedlichen Betriebsmoden beschrieben ist.
-
Gemäß optionalen Ausführungsformen kann ferner ein optionales Druckreservoir 32 vorgesehen sein, das zusätzlich und/oder alternativ zur Hydraulikpumpe 22 ein Hydraulikmedium der hydraulischen Steuerkreis 30 zuführt.
-
Gemäß der oben beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen wird eine ringförmige Hydraulikleitung in vier, vorzugsweise gleichartige, Leitungsabschnitte aufgeteilt, wobei im Nachführungsmodus druckführende Leitungsabschnitte einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Dies erlaubt eine Verbesserung der Kraftverteilung auf die Bremsvorrichtungen, beispielsweise auf Bremsscheiben bzw. Bremsbacken der Bremsvorrichtungen.
-
Gemäß den oben beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen können die Bremsvorrichtungen in den Leitungsabschnitten Q2 und Q4 drucklos gehalten werden und damit geschont werden. Dies erlaubt eine Verlängerung der Lebensdauer in diesem Azimutbremssystem.
-
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen für Azimutbremssysteme sind keine werteren elektrischen schaltbaren Ventile bzw. eine erhöhte Verrohrung und eine zusätzliche elektrische Installation erforderlich.
-
In einigen anschaulichen Ausführungsformen kann die Ventilanordnung VA1 und/oder die Ventilanordnung VA2 und/oder die Ventilanordnung VA3 und/oder die Ventilanordnung VA4 als Sperrglied ausgebildet sein. Ein Sperrglied kann ein wenigstens in einer Richtung bezüglich einer Strömungsrichtung eines Druckmediums sperrend wirkendes hydraulisches Element, z. B. Ventil, angesehen werden, das wenigstens in einem begrenzten Druckbereich sperrt und optional durch eine geeignete Ansteuerung entriegelt werden kann. In einem einfachen Fall kann ein Rückschlagventil (entsperrbar oder nicht entsperrbar) ein Sperrglied darstellen.
-
Aus einer Zuschammenschau der 1 bis 7 umfasst das Azimutbremssystem 20 ferner die Steuereinrichtung 40 für einen Betrieb des Azimutbremssystems 20 mindestens in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus (optional mit dem dritten Betriebsmodus), wobei die Steuereinrichtung 40 im zweiten Betriebsmodus den Leitungsabschnitt Q3 und den dazu gegenüberliegenden Leitungsabschnitt Q1 mit einem ersten Druck beaufschlagt und den Leitungsabschnitt Q4 und den dazu gegenüberliegenden Leitungsabschnitt Q2 drucklos hält. Im ersten Betriebsmodus werden alle vier Leitungsabschnitte Q1, Q2, Q3, Q4 durch die Steuereinrichtung 40 mit einem zweiten Druck beaufschlagt, der größer ist als der erste Druck. Zum Beispiel kann der erste Druck kleiner sein als 100 bar und der zweite Druck kann größer sein als 100 bar. Zusätzlich oder alternativ kann die Ventilanordnung VA4 (z. B. das Ventil 12) dazu konfiguriert sein, ab einem dritten Druck Zu-gesteuert zu werden, der kleiner ist als der erste Druck.
-
Obgleich das hydraulische Bremssystem mit Bezug auf den konkreten Anwendungsfall eines Azimutbremssystem für Windenergieanlagen beschrieben ist, stellt dies keine Beschränkung dar. In alternativen Anwendungen kann das hydraulische Bremssystem für ein allgemeines hydraulische Bremssystem für ein System verwendet werde, das um wenigstens eine Achse drehbar gelagert ist.
-
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann ein hydraulisches Bremssystem für ein um eine Achse drehbar gelagertes System in einer Drehbrücke eingesetzt, die eine bewegliche Brücke darstellt, bei welcher ein in der Mitte eines Gewässers stehender Brückenpfeiler über eine Einrichtung verfügt, den Fahrweg um 90° gedreht werden kann, um hierdurch Schiffen auf dem Gewässer eine freie Fahrt zu ermöglichen. Auch hierbei ist eine gewünschte Orientierung der Brücke durch eine Drehung um eine Achse einzustellen und zu halten. Zwischen dem Brückenpfeiler und einem Tragwerk der Brücke (bspw. zum Haltern einer Fahrbahn) kann hierbei ein ähnlich dem Azimutsystem von Windernegieanlagen Antrieb zur fremdkraftbetriebenen Drehung der Brücke eingesetzt sein. Das hinsichtlich der 1 bis 7 oben beschrieben hydraulische Bremssystem kann z. B. im Brückenpfeiler angeordnet sein. Ein weiteres Beispiel kann eine Nachführung für Solaranlagen darstellen, wobei eine Neigung von Solarpanele der Sonne nachgeführt wird, um eine Neigung der Solarpanele relativ zum Stand der Sonne einzustellen bzw. dem Stand der Sonne zu folgen.
-
Mit Bezug auf die 1 bis 7 werden verschiedene Ausführungsformen beschrieben, die ein hydraulisches Bremssystem (10; 10'; 20) für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System bereitstellen.
-
In einer ersten Ausführungsform umfasst das hydraulische Bremssystem (10; 10'; 20): eine ringförmige Hydraulikleitung (1; 1') unterteilt in vier Leitungsabschnitte (Q1, Q2, Q3, Q4), die entlang der ringförmigen Hydraulikleitung (1, 1') angeordnet sind und jeweils mindestens eine hydraulische Bremsvorrichtung (B) umfassen, und eine erste Leitung (L1) und eine zweite Leitung (L2), die mit der ringförmigen Hydraulikleitung (1; 1') kreuzweise verbunden sind, wobei die erste Leitung (L1) mit einem ersten Leitungsabschnitt (Q1) und einem dritten Leitungsabschnitt (Q3) verbunden ist und die zweite Leitung (L2) mit einem zweiten Leitungsabschnitt (Q2) und einem vierten Leitungsabschnitt (Q4) verbunden ist, wobei zwischen dem ersten Leitungsabschnitt (Q1) und den benachbarten Leitungsabschnitten (Q2, Q4) jeweils eine Ventilanordnung (VA1, VA2) angeordnet ist. Die ringförmige Hydraulikleitung (1; 1') liegt dabei entweder in einer geschlossenen Ringform oder in einer offenen Ringform vor, wobei in der geschlossenen Ringform der ringförmigen Hydraulikleitung (1) zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und den benachbarten zwei Leitungsabschnitten (Q2, Q4) jeweils eine weitere Ventilanordnung (VA3, VA4) angeordnet ist, und wobei in der offenen Ringform der ringförmigen Hydraulikleitung (1') zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und einem ersten benachbarten Leitungsabschnitt (Q2) eine weitere Ventilanordnung (VA3) angeordnet ist, während eine Verbindung zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und einem zweiten benachbarten Leitungsabschnitt (Q4) durch eine Öffnung der Ringform getrennt ist. Die Ventilanordnungen (VA1–VA4; VA1–VA3) sind dabei dazu konfiguriert, in einem ersten Betriebsmodus (BM1) des hydraulischen Bremssystems (10; 10'; 20) einen ersten Druck (D1) an den ersten und dritten Leitungsabschnitt (Q1, Q3) und einen zweiten Druck (D2) an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt (Q2, Q4) anzulegen, wobei der größere aus dem ersten und zweiten Druck (D1, D2) an alle hydraulischen Bremsvorrichtungen angelegt wird, und wobei die Ventilanordnungen (VA1–VA4; VA1–VA3) ferner dazu konfiguriert sind, in einem zweiten Betriebsmodus (BM2) des hydraulischen Bremssystems (10; 10'; 20) einen dritten Druck (D3) kleiner als der erste und zweite Druck (D1, D2) an den ersten und dritten Leitungsabschnitt (Q1, Q3) und einen vierten Druck (D4) kleiner als der dritte Druck (D3) an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt (Q2, Q4) anzulegen, wobei der dritte Druck (D3) nur an die Bremsvorrichtungen im ersten und dritten Leitungsabschnitt (Q1, Q3) angelegt wird und der vierte Druck (D4) nur auf die Bremsvorrichtungen im zweiten und vierten Leitungsabschnitt (Q2, Q4) wirkt.
-
In einer zweiten Ausführungsform nach der ersten Ausführungsform oben sind die zwischen dem ersten Leitungsabschnitt (Q1) und den benachbarten Leitungsabschnitten (Q2, Q4) angeordneten Ventilanordnungen (VA1, VA2) mit zueinander entgegengesetzter Durchflussorientierung angeordnet.
-
In einer dritten Ausführungsform nach der ersten oder zweiten Ausführungsform oben sind die zwischen dem ersten Leitungsabschnitt (Q1) und den benachbarten Leitungsabschnitten (Q2, Q4) angeordneten Ventilanordnungen (VA1, VA2) in einem Druckbereich kleiner als der erste und zweite Druck (D1, D2) in einer jeweils zueinander entgegengesetzten Durchflussorientierung geschlossen.
-
In einer vierten Ausführungsform nach einer der ersten bis dritten Ausführungsformen oben ist die zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und dem ersten benachbarten Leitungsabschnitt (Q2) angeordnete weitere Ventilanordnung (VA3) ein Rückschlagventil, das einen Durchfluss vom zweiten Leitungsabschnitt (Q2) zum dritten Leitungsabschnitt (Q3) sperrt.
-
In einer fünften Ausführungsform nach einer der ersten bis vierten Ausführungsformen oben umfasst jede der zwischen dem ersten Leitungsabschnitt (Q1) und den benachbarten Leitungsabschnitten (Q2, Q4) angeordneten Ventilanordnungen (VA1, VA2) ein Druckbegrenzungsventil (DB1; DB2) mit einem dazu parallel geschalteten Rückschlagventil (RS1; RS3), wobei die Sperrrichtung jedes Rückschlagventils (RS1; RS3) der Öffnungsrichtung des jeweiligen dazu parallel geschalteten Druckbegrenzungsventils (DB1; DB2) entspricht.
-
In einer sechsten Ausführungsform nach einer der ersten bis fünften Ausführungsformen oben ist die ringförmige Hydraulikleitung (1) in einer geschlossenen Ringform ausgebildet und die zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und dem vierten Leitungsabschnitt (Q4) angeordnete Ventilanordnung (VA4) ein 2-Wegeventil (12), das zwischen dem dritten Leitungsabschnitt (Q3) und dem vierten Leitungsabschnitt (Q4) angeordnet ist, wobei das 2-Wegeventil (12) in Auf-Steuerrichtung durch ein Vorspannelement vorgespannt ist, und eine Steuerleitung (14), die mit einem Anschluss (A4) des vierten Leitungsabschnitts (Q4) zur zweiten Leitung (L2) verbunden ist, wobei bei Beaufschlagung des vierten Leitungsabschnitts (Q4) mit Druck durch die Steuerleitung (14) ein Drucksignal an das 2-Wegeventil (12) in Zu-Steuerrichtung angelegt wird.
-
In einer siebten Ausführungsform nach der sechsten Ausführungsform oben ist das 2-Wegeventil (12) in einem dritten Betriebsmodus (BM3), in dem ein fünfter Druck (D5) größer als der vierte Druck (D4) an die erste Leitung (L1) angelegt wird, dazu konfiguriert, Auf-gesteuert zu werden, wobei der dritte Leitungsabschnitt (Q3) und der vierte Leitungsabschnitt (Q4) miteinander verbunden sind.
-
In einer achten Ausführungsform nach einer der ersten bis siebten Ausführungsformen oben umfasst das hydraulische Bremssystem (20) eine Steuereinrichtung (40) für einen Betrieb des hydraulischen Bremssystems (20) im ersten Betriebsmodus (BM1) und im zweiten Betriebsmodus (BM2), wobei die Steuereinrichtung (40) dazu konfiguriert ist, im ersten Betriebsmodus (BM1) die erste Leitung mit dem ersten Druck (D1) und die zweite Leitung (L2) mit dem zweiten Druck (D2) zu beaufschlagen, und wobei die Steuereinrichtung (40) dazu konfiguriert ist, im zweiten Betriebsmodus (BM2) die erste Leitung mit dem dritten Druck (D3) und die zweite Leitung (L2) mit dem vierten Druck (D4) zu beaufschlagen.
-
In einer neunten Ausführungsform nach der achten Ausführungsform oben ist der erste und/oder zweite Druck größer als 100 bar und der dritte und vierte Druck ist kleiner als 100 bar.
-
In einer zehnten Ausführungsform nach der achten oder neunten Ausführungsform oben in Verbindung mit der sechsten oder siebten Ausführungsform oben ist das 2-Wegeventil (12) dazu konfiguriert, im ersten und zweiten Betriebsmodus (BM1, BM2) Zu-gesteuert zu sein.
-
Zusammenfassend stellt die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen ein hydraulisches Bremssystem für ein um wenigstens eine Achse drehbar gelagertes System bereit, wobei das hydraulische Bremssystem umfasst: eine ringförmige Hydraulikleitung unterteilt in vier Leitungsabschnitte, die entlang der ringförmigen Hydraulikleitung angeordnet sind und jeweils mindestens eine hydraulische Bremsvorrichtung umfassen, und zwei Leitungen, die mit der ringförmigen Hydraulikleitung kreuzweise verbunden sind, wobei eine erste Leitung der zwei Leitungen mit einem ersten Leitungsabschnitt und einem dritten Leitungsabschnitt verbunden ist und die zweite Leitung mit einem zweiten Leitungsabschnitt und einem vierten Leitungsabschnitt verbunden ist. In einem ersten Betriebsmodus des hydraulischen Bremssystems werden ein erster Druck an den ersten und dritten Leitungsabschnitt und ein zweiter Druck an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt angelegt, wobei der größere aus dem ersten und zweiten Druck an alle hydraulischen Bremsvorrichtungen angelegt wird. In einem zweiten Betriebsmodus des hydraulischen Bremssystems werden ein dritten Druck kleiner als der erste und zweite Druck an den ersten und dritten Leitungsabschnitt und ein vierten Druck kleiner als der dritte Druck an den zweiten und vierten Leitungsabschnitt angelegt, wobei der dritte Druck nur an die Bremsvorrichtungen im ersten und dritten Leitungsabschnitt angelegt wird und der vierte Druck nur auf die Bremsvorrichtungen im zweiten und vierten Leitungsabschnitt wirkt.
