DE1291283B

DE1291283B - Controlled braking device for conveyor systems, especially downward conveying belts

Info

Publication number: DE1291283B
Application number: DE1964E0028104
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard; Haneklaus; Klein Hermann
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Rheinbraun AG; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1964-11-11
Filing date: 1964-11-11
Publication date: 1969-03-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine geregelte Bremseinrichtung für Förderanlagen, insbesondere abwärts fördernde Förderbänder, mit konstanter Bremsverzögerung, welche durch eine in ihrer Sinderungsgeschwindigkeit einstellbare Führungsgröße bestimmt ist, die vom Einschalten der Bremsregelung ab mit einem aus der Fördergeschwindigkeit abgeleiteten Istwert verglichen wird, und mit einer Nachregelung der Führungsgröße entsprechend den Fördergeschwindigkeiten bei Normalbetrieb, bei der die Führungsgröße als Istwert mit der jeweiligen Fördergeschwindigkeit als Sollwert verglichen wird. The invention relates to a controlled braking device for Conveyor systems, especially conveyor belts moving downwards, with constant braking deceleration, which by means of a reference variable which can be set in terms of its reduction rate is determined by switching on the brake control with one of the conveyor speed derived actual value is compared, and with a readjustment of the reference variable corresponding to the conveying speeds in normal operation at which the reference variable is compared as the actual value with the respective conveyor speed as the setpoint.

Bei Förderanlagen, insbesondere abwärts fördernden Bändern, muß bei Störungen oder beim Abschalten der Antriebsmotoren das Band in möglichst kurzer Zeit zum Stillstand kommen, da sonst das Ladegut auf diesen Bändern deren Geschwindigkeit unzulässig steigern könnte. Die Bremsverzögerung darf jedoch nicht zu groß werden, da sonst das Fördergut seine Haftung mit dem Band verliert und weiterrutscht. Um diesem Punkt möglichst nahe zu kommen, ohne ihn jedoch zu erreichen, muß die Abbremsung mit konstanter Bremsverzögerung - dt = const erfolgen, wobei sich durch Anderung der Störgrößen die Verzögerung nicht ändern darf. In conveyor systems, especially downward conveyor belts, must be Malfunctions or when switching off the drive motors the belt in as short a time as possible Time to come to a standstill, otherwise the load on these belts will lose their speed could increase impermissibly. However, the braking delay must not be too great, otherwise the material to be conveyed will lose its adhesion with the belt and slide on. Around To come as close as possible to this point, but without reaching it, the deceleration must take place with constant braking deceleration - dt = const, whereby by changing the disturbance variables must not change the delay.

Bekannt sind Bremseinrichtungen, die aus mehreren Bremsen bestehen, bei denen man je nach Beladung des Bandes die Bremsen stufenweise betätigt. Brake devices are known that consist of several brakes, where the brakes are applied gradually depending on the load on the belt.

Die Abbremsung erfolgt also gesteuert. Laständerungen sowie unterschiedliche Reibwerte und andere Störgrößen verfälschen das Ergebnis. IJnterschiedliche Anslaufzeiten im Verhältnis 1 : 10 sind dabei möglich. Bei gesteuerten Bremsen muß man also die Bremsverzögerung klein halten, damit der kritische Punkt des Durchrutschens nicht erreicht wird. Außerdem nutzt der Bremsbelag bei der Stufenbremsung unterschiedlich ab und bringt zusätzlich Schwierigkeiten in der Wartung mit sich.The braking is therefore controlled. Load changes as well as different Coefficients of friction and other disturbance variables falsify the result. Different starting times in a ratio of 1:10 are possible. With controlled brakes you have to Keep the braking deceleration small so that the critical point of slipping does not occur is achieved. In addition, the brake pad is used differently during step braking and also brings difficulties in maintenance.

Durch die deutsche Patentschrift 961 204 ist es bekannt, zum geregelten Abbremsen von Aufzügen mit konstanter Bremsverzögerung den Verlauf der abnehmenden Geschwindigkeit durch eine in ihrer Anderungsgeschwindigkeit einstellbare Führungsgröße zu bestimmen. Diese Führungsgröße wird beispielsweise entsprechend der Zeitschrift »Neues aus der Technik«, Nr. 7/8 vom 1. 8. 1959, S. 2, durch einen Integrator mit Hilfsverstärker gebildet. Durch die schweizerische Patentschrift 315 979 ist es bekannt, daß der Ausgangswert der Führungsgröße bei Beginn des Abbremsvorganges der Geschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt entspricht. Eine Nachregelung der Führungsgröße auf den Istwert ist aus der bereits genannten Druckschrift »Neues aus der Technik« bekannt. From the German patent specification 961 204 it is known to the regulated Braking elevators with constant braking deceleration the course of the decreasing Speed by means of a reference variable that can be adjusted in terms of its rate of change to determine. This reference variable is, for example, according to the magazine »News from technology«, No. 7/8 of August 1, 1959, p. 2, by an integrator Auxiliary amplifier formed. By the Swiss patent specification 315 979 it is known that the output value of the reference variable at the beginning of the braking process corresponds to the speed at this point in time. A readjustment of the reference variable The actual value can be found in the previously mentioned publication "News from Technology" known.

Verwendet man diese Regeleinrichtung zur Regelung einer mechanischen Bremse, so ergeben sich Schwierigkeiten durch den Leerhub, den die Bremsbetätigungsvorrichtung durchlaufen muß, ehe die Bremse wirksam wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. If you use this control device to control a mechanical Brake, difficulties arise due to the idle stroke that the brake actuation device must go through before the brake takes effect. The invention is based on the object to eliminate these difficulties.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsgröße beim Einschalten der Bremsregelung einen Vorlauf erhält, so daß das Stellglied des Regelkreises für die Bremseinrichtung sofort beim Einschalten der Bremsregelung ausgesteuert wird. Hierdurch wird der Leerhub der Bremseinrichtung schnell durchlaufen. According to the invention, this object is achieved in that the reference variable when switching on the brake control receives a lead so that the actuator of the Control loop for the braking device immediately when the brake control is switched on controlled will. As a result, the idle stroke of the braking device is passed through quickly.

Um zu verhindern, daß der Vorlauf der Führungsgröße noch nach dem Bremseinsatz wirksam ist, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Führungsgröße ein der Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes proportionaler Wert entgegengeschaltet ist. Bei richtiger Justierung wird hierdurch nach dem Bremseinsatz der Vorlauf der Führungsgröße kompensiert. To prevent the lead of the reference variable after the Brake application is effective, a development of the invention provides that the reference variable a value proportional to the rate of change of the actual value is switched on is. If adjusted correctly, this will result in the advance of the brake application Compensated for the reference variable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt ein Schaltschema; Fig. 2 dient zur Erläuterung der Funktion des Gegenstandes der Erfindung. F i g. 1 shows a circuit diagram; Fig. 2 serves to explain the Function of the subject matter of the invention.

Die Bremsbacke 33 einer Bremse wird durch einen Hydraulikzylinder 12 in Verbindung mit einem Bremsgewicht 11 betätigt. Mehrere Bremszylinder für mehrere Bremsbacken oder Bremsen werden hydraulisch parallel geschaltet und über ein Stellglied 13, im Ausführungsbeispiel ein elektrohydraulisches Übertragungsglied, betätigt. The brake shoe 33 of a brake is operated by a hydraulic cylinder 12 operated in conjunction with a braked weight 11. Several brake cylinders for several Brake shoes or brakes are hydraulically connected in parallel and via an actuator 13, in the exemplary embodiment an electrohydraulic transmission element, is actuated.

Die Messung der Geschwindigkeit erfolgt über einen Gleichstrom-Tachogenerator 16, dessen Gleichspannung als Istwert mit einem veränderlichen Sollwert, also einer Führungsgröße, verglichen wird. Der zeitlichen Änderung des Sollwertes wird bei konstanter Verzögerung die Funktion einer Geraden gegeben. The speed is measured using a direct current tachometer generator 16, its DC voltage as an actual value with a variable setpoint value, i.e. one Reference variable, is compared. The change in the setpoint over time is at constant deceleration given the function of a straight line.

Die Abweichung der Tachospannung vom Sollwert wird über einen entsprechenden Regelverstärker 25 dem elektrohydraulischen Übertragungsglied 13 zugeführt, welches in den äußeren Regelkreis 1 eingreift.The deviation of the tachometer voltage from the nominal value is indicated by a corresponding Control amplifier 25 supplied to the electrohydraulic transmission element 13, which intervenes in the outer control loop 1.

Während des Förderbetriebes wird der Hydraulikzylinder 12 über das elektrohydraulische tJbertragungsglied 13 und das Magnetventil 14 mit Drucköl der Pumpe 34 aus dem Behälter 35 beaufschlagt, und die Bremsbacke 33 ist gelüftet. Das Magnetventil 14 hat angezogen, und das elektrohydraulische Übertragungsglied 13 wird über die Spannung 15 so ausgelenkt, daß das Drucköl freien Durchgang zum Hydraulikzylinder 12 hat. Um von jeder beliebigen Bandgeschwindigkeit, die z. B. während eines Anfahrvorganges vorliegen kann, eine gleichmäßige verzögerte Bremsung zu ermöglichen, darf die Einleitung des Bremsvorganges nicht von einer festen Sollwertgröße aus erfolgen. Beim Beginn des Bremsens muß der Sollwert daher möglichst gleich dem Istwert der jeweils vorhandenen Förderbandgeschwindigkeit sein. Diese Funktion wird durch einen internen Regelkreis II, der aus den Widerständen 18, 19 und 30, dem Kondensator31, der Spannungsquelle 29, dem Umschalter 23 und dem Integrator 21 besteht, wie folgt gewährleistet: : Der Gleichstrom-Tachogenerator 16 gibt eine der Drehzahl proportionale Gleichspannung 17 ab, die über Widerstände 18 und 19 mit der Ausgangsspannung 20 des Integrators 21 verglichen wird. Eine Differenz22 der beiden Spannungen bei gleichen Widerständen 18 und 19 wird über den Kontakt 23 auf den Eingang des Integrators 21 gegeben, der somit versucht, die Spannung 22 auf Null zu regeln. In diesem Fall ist die Spannungl7 der Sollwert und die Spannung 20 der Istwert des internen Regelkreises II. During the conveying operation, the hydraulic cylinder 12 is via the electrohydraulic transmission element 13 and the solenoid valve 14 with pressure oil of the Pump 34 is applied from the container 35, and the brake shoe 33 is released. That Solenoid valve 14 has picked up, and the electrohydraulic transmission element 13 is deflected via the voltage 15 so that the pressure oil has free passage to the hydraulic cylinder 12 has. In order to get from any belt speed, e.g. B. during a start-up process may exist to enable a uniform decelerated braking, the initiation may be the braking process is not based on a fixed setpoint value. At the beginning When braking, the setpoint must therefore be as equal as possible to the actual value of the respective existing one Be conveyor belt speed. This function is carried out by an internal control loop II, that of the resistors 18, 19 and 30, the capacitor 31, the voltage source 29, the switch 23 and the integrator 21 are ensured as follows: The direct current tachometer generator 16 outputs a direct voltage proportional to the speed 17, which via resistors 18 and 19 to the output voltage 20 of the integrator 21 is compared. A difference22 between the two voltages with the same resistances 18 and 19 is given via the contact 23 to the input of the integrator 21, the thus tries to regulate the voltage 22 to zero. In this case the voltage is 17 the setpoint and the voltage 20 the actual value of the internal control circuit II.

Soll der Bremsvorgang eingeleitet werden, so werden die Kontakte 23 und 24 umgeschaltet, und damit tritt der äußere Regelkreis 1 in Funktion, der aus Verstärker 25, dem elektrohydraulischen tZbertragungsglied 13 als Regler und dem Zylinder 12 samt Gewichten 11 und Bremsen 10 als Regelstrecke besteht. Über I Kontakt 23 wird der Integrator 21 an die konstante Spannung der Spannungsquelle 29 gelegt, die so gerichtet ist, daß die Ausgangsspannung 20 des Integrators 21 abgebaut wird. Die Integrationszeit wird mit dem Widerstand 30 eingestellt und außerdem durch den Kondensator 31 bestimmt. If the braking process is to be initiated, the contacts 23 and 24 switched, and thus the outer control loop 1 comes into operation, the from amplifier 25, the electrohydraulic transmission link 13th as a controller and the cylinder 12 including weights 11 and brakes 10 as a controlled system consists. Via I contact 23, the integrator 21 is connected to the constant voltage of the Voltage source 29 placed, which is directed so that the output voltage 20 of the Integrator 21 is dismantled. The integration time is set with resistor 30 and also determined by the capacitor 31.

Jetzt wirkt die Spannung 20 als Sollwert, der mit dem Istwert 17 über die Widerstände 26 und 27 verglichen wird. Die Regel abweichung wird als Spannung 28 auf den Eingang des Verstärkers 25 gegeben, der entsprechend der Regelabweichung das elektrohydraulische Übertragungsglied 13 aussteuert. The voltage 20 now acts as the setpoint value, which is associated with the actual value 17 via the resistors 26 and 27 is compared. The system deviation is called the voltage 28 given to the input of the amplifier 25, which corresponds to the control deviation the electrohydraulic transmission element 13 controls.

Dieses beaufschlagt den Hydraulikzylinder 12 so mit Öl, daß die Abbremsung so erfolgt, wie sie über den Integrator 21 als Sollwert vorgegeben wird.This acts on the hydraulic cylinder 12 with oil that the braking takes place in the way it is specified as a setpoint value via the integrator 21.

Sind die Widerstände 18 und 19 sowie die Widerstände 26 und 27 gleich groß, so ist die Spannung 281 gleich Null, und das elektrohydraulische lDbertragungsglied 13 steht auch auf Null. Um beim Einleiten des Bremsvorganges jedoch das elektrohydraulische Übertragungsglied 13 sofort mit dem Befehl »Bremse schließen« zu beaufschlagen und damit den Leerhub der Bremsbacken 33 von der voll gelüfteten Stellung bis zum Anlegen an das abzubremsende Teil 10 schnell zu durchlaufen, kann man Widerstand 19 so verstimmen, daß die Regel abweichung 28 beim Befehl »Bremsen« das elektrohydraulische tSbertragungsglied 13 sofort aussteuert, ohne erst das Kommando über den Spannungsabbau des Integrators 21 zu erhalten. Mit Widerstand 19 wird dem Integrator 21 also ein bestimmter Vorlauf gegeben. Da jedoch diese Aussteuerung des elektrohydraulischen Übertragungsgliedes 13 um ein Vielfaches größer ist, als diese später für die Regelung gewünscht wird, würde die Bremsung mit vollem Bremsmoment so lange andauern, bis der Vorlauf, der über Widerstand 19 vorgegeben wurde, eingeholt ist (s. I Kurve a der F i g. 2, vom Zeitpunkt tj [Bremsbeginn] an). Der mit c bezeichnet unerwünscht schnelle Bremsvorgang (maximaler Bremsmoment) entspricht dem erwähnten Vorlauf des Sollwertes. Erst von dem Punkt vt der Kurve a an würde die Bremsung so erfolgen, wie es vom Integrator 21 als Sollwert vorgegeben wird, d. h. mit konstanter Bremsverzögerung. Um diesen Vorlauf beim Beginn des Abbremsens, d. h. beim Aufsetzen der Bremsbacke 33 und somit beim Anwachsen der Bremsverzögerung auf den gewünschten Wert abzubauen, wird über den Kondensator 32 die Sinderung der Istwertspannung 17 übertragen. Bei entsprechender Dimensionierung kann man die Vorlauf spannung, die am Verstärker 25 ansteht, über den Kondensator 32 kompensieren, sobald die Bremsverzögerung einsetzt, die bei Erreichung ihres Sollwertes konstant bleibt. Die Spannungsabnahme der Spannung 17 ist dann ebenfalls konstant. I Kurve b der Fig. 2 zeigt den nunmehr eintretenden, erstrebten Verlauf der abnehmenden Geschwindigkeit. Eine un- ter Umständen im äußeren Regelkreis I während des geregelten Abbremsens auftretende Schwingungsneigung kann dadurch unterdrückt werden, daß die vom Gleichstrom-Tachogenerator 16 abgegebene Spannung 17 mittels eines hier nicht dargestellten Transformators differenziert und dieser Wert mit in den Verstärker 25 eingegeben ist. Die Höhe der differenzierten Spannung kann mit einem Vorwiderstand einstellbar gemacht werden. Resistors 18 and 19 and resistors 26 and 27 are the same large, the voltage 281 is equal to zero, and the electrohydraulic transfer element 13 is also at zero. However, when initiating the braking process, the electrohydraulic Immediately apply the command "apply brake" to the transmission element 13 and thus the idle stroke of the brake shoes 33 from the fully released position to application to pass quickly to the part 10 to be braked, one can detune resistor 19 so that that the rule deviation 28 with the command "brake" the electrohydraulic transmission element 13 immediately modulates without first the command to reduce the voltage of the integrator 21 to get. With resistor 19 the integrator 21 is given a certain lead given. However, since this modulation of the electrohydraulic transmission element 13 is many times larger than what is later desired for the control, the braking with full braking torque would continue until the advance, the was specified via resistor 19, is caught (see I curve a of FIG. 2, from Time tj [start of braking] on). The undesirably fast braking process denoted by c (maximum braking torque) corresponds to the aforementioned advance of the setpoint. First from at point vt of curve a, braking would take place as it was done by the integrator 21 is specified as a setpoint, d. H. with constant braking deceleration. To this one Advance at the beginning of deceleration, d. H. when placing the brake shoe 33 and thus to reduce to the desired value when the braking deceleration increases, is over the capacitor 32 transmit the reduction in the actual value voltage 17. With the appropriate Dimensioning can be the forward voltage that is applied to the amplifier 25 over Compensate the capacitor 32 as soon as the braking delay sets in, which is when it is reached their setpoint remains constant. The voltage decrease of the voltage 17 is then also constant. I curve b of FIG. 2 shows the now occurring, aspired Course of the decreasing speed. An un- under certain circumstances in the outer control loop I the tendency to vibrations occurring during controlled braking can thereby be suppressed that the output from the DC tachometer generator 16 voltage 17 differentiated by means of a transformer, not shown here, and this Value is entered into the amplifier 25 with. The level of differentiated tension can be made adjustable with a series resistor.

Der Gleichstrom-Tachogenerator 16 wird vorteilhaft an die gleiche Welle, an der normalerweise auch der Antriebsmotor des Förderbandes sitzt, angekuppelt, auf der auch das abzubremsende Teil 10 aufgesetzt ist. Dadurch werden eventuelle elastische Längenänderungen des Bandes vermieden, die sonst Störungen im äußeren Regelkreis I hervorrufen können. The direct current tachometer generator 16 is advantageously connected to the same The shaft, on which the drive motor of the conveyor belt is normally also located, is coupled, on which the part 10 to be braked is also placed. This will cause any elastic changes in length of the tape avoided, which would otherwise interfere with the outside Control loop I can cause.

Die Einrichtung für eine geregelte Abbremsung kann nicht nur mit hydraulisch betätigten Bremsen verwirklicht werden. Werden andere Stellgeräte, z. B. speziell ausgelegte elektrische Motoren, zur Betätigung der Bremsbacken gewählt, so werden naturgemäß die vorgeschalteten Stellglieder einschließlich des Verstärkers anders ausgelegt, das Regelverfahren bleibt jedoch bestehen. The device for a controlled braking can not only with hydraulically operated brakes can be realized. If other actuators, e.g. B. specially designed electric motors, selected to operate the brake shoes, the upstream actuators, including the amplifier, are of course made in this way interpreted differently, but the control procedure remains.

Claims

Claims: 1. Regulated braking device for conveyor systems, especially downward conveying conveyor belts, with constant braking deceleration, which determined by a reference variable that can be adjusted in terms of its rate of change is that from switching on the brake control with one of the conveyor speed derived actual value is compared, and with a readjustment of the reference variable corresponding to the conveying speeds in normal operation at which the reference variable is compared as the actual value with the respective conveyor speed as the setpoint, characterized in that the reference variable when switching on the brake control receives a lead so that the actuator (13) of the control circuit (I) for the braking device is controlled immediately when the brake control is switched on.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that the reference variable is proportional to the rate of change of the actual value Value is switched in the opposite direction.

3. Braking device according to claim 2, characterized in that the rate of change of the actual value obtained by means of a capacitor (32) and the input of a control amplifier (25) in the control circuit (I) is input.

4. Braking device according to claim 1 with a plurality of braking devices on a conveyor belt, characterized in that the lead of the reference variable by means of a common control amplifier (25) is used for all actuators (13).