DE2824923B2

DE2824923B2 -

Info

Publication number: DE2824923B2
Application number: DE2824923A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. Muschelknautz; Klaus Ing.(Grad.) Sauka
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1978-06-07
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1980-09-18
Also published as: PL127235B1; AU530288B2; AU4782479A; JPS554281A; DE2824923A1; FR2428183A1; DE2824923C3; BR5900756U; FR2428183B1; US4278298A; GB2023247B; GB2023247A; PL216099A1

Description

a) daß mittels einer Meßeinrichtung (33; 37) an dem abzubremsenden Teil (Welle 9) eine von der mit beiden Bremsen (10 und 20) erzielten Gesamibremswirkung abhängige Größe erfaßbar ist, die als Regelgröße der Regeleinrichtung (40) zuführbar ist,

b) daß der dynamischen Bremse (10) ein Signalgeber (50 bis 56) zugeordnet ist, der ein Schaltsignal abgibt, wenn die Führungsgröße den Betriebsbereiirh der dynamischen Bremse übersteigt,

c) daß zwischen der Regeleinr -htung(40) und den Stelleinrichtungen (17 und 2?) der beiden Bremsen eine von dem Schaltsignal des Signalgebers (50 bis 56) beeinflußbare Schaheinrichtung (47', 57') geschaltet ist, die das von der Regeleinrichtung (40) abgegebene Ausgangssignal bei fehlendem Schaltsignal an die Stelleinrichtung (17) der dynamischen Bremse (10) und bei vorhandenem Schaltsignal an die Stelleinrichtung (27) der Reibungsbremse (20) abgibt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch I, deren dynamische Bremse eine hydrodynamische Bremse ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse bei Vorhandensein des Schaltsignals (in Leitung 58) auf demjenigen Wert gehalten wird, den er bei Erscheinen des Schaltsignals angenommen hat.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch I oder 2, deren dynamische Bremse eine hydrodynamische Bremse ist, die ein Rotorschaufelrad in einem Gehäuse aufweist, an das eine Auslaßlcilung und eine Einlaßleitung für die Arbeitsflüssigkeit angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (50 bis 56) einen ersten an die Einlaßleitung {\4b) angeschlossenen Drucksignalgeber (51) und einen /weiten an das Bremsengehäuse (13), vorzugsweise an dessen radial iiußcrcn Bereich, angeschlossenen Drucksignalgcbcr (52) umfallt und daß (lic Drucksignalgebcr (51 und 52) beim Überschreiten bestimmter Drücke .Schaltsignale abgeben, von denen jedes ein/eine das Erreichen der Grenze (60 oder 61) des Bi-iriebsbereiches der

hydrodynamischen Bremse (10) anzeigt,

4. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, deren Regeleinrichtung (40) bei positiver Regelabweichung einen Befehl »Erhöhen des Bremsmoments« abgibt und bei negativer Regelabweichung einen Befehl »Verringern des Bremsmoments«, dadurch gekennzeichnet, daß an der Reibungsbremse (20) ein Schalter (68) vorgesehen ist, der bei Erreichen des gelösten Zustandes der Reibungsbremse (20) ein Signal abgibt (Leitung 69), das ein Weiterleiten des Befehles »Verringern des Bremsmomentes« an die Stelleinrichtung (18) der Strömungsbremse (10) auslöst, z.B. mittels einer Schalteinrichtung (49').

Die Erfindung geht aus von einer Bremsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Bremsvorrichtung, deren dynamische Bremse als hydrodynamische Bremse ausgebildet ist, ist bekannt aus der DE-OS 22 39 008.

Bekanntlich steigt das von einer dynamischen Bremse erzeugte Bremsmoment mit zunehmender Rotordrehzahl unter sonst gleichbleibenden Bedingungen nach einer parabelförmigen Kurve an. Somit ist die im Anspruch 1 angegebene, den Betriebsbereich der dynamischen Bremse abgrenzende Grenzkennlinie im

to unteren Drehzahlbereich eine Parabel, während sie oberhalb einer bestimmten Drehzahl etwa horizontal oder leicht ansteigend oder leicht abfallend verläuft; denn in diesem Bereich muß das maximale dynamische Bremsmoment kleiner als das theoretisch mögliche Bremsmoment gehalten werden, damit eine mechanische oder thermische Überbeanspruchung der dynamischen Bremse vermieden wird. Die dynamische Bremse soll den Betriebsbereich in der Regel auf bestimmten Kennlinien durchfahren; hierzu wird eine Regeleinrichtung vorgesehen, die z. B. irr. Falle ϊι: er hydrodynamischen Bremseden Füllungsgrad entsprechend verstellt. Die bekannte Bremsvorrichtung weist hierzu ein Füllungsregelventil und eine Einrichtung zum Messen des tatsächlich erzeugten dynamischen Bremsmomen-

4> tes auf. Das bewegliche Ventilglied des Füllungsregelventils is*, als Kräfttvergleicher ausgebildet, der eine dem gemessenen dynamischen Bremsmoment proportionale Kraft (die Regelgröße) mit einer das geforderte Bremsmoment (die Führungsgröße) repräsentierenden

w Kraft vergleicht. Bei einer Abweichung wird das Ventilglied des Füllungsregelventils derart verstellt, daß sich die Regelgröße an die Führungsgröße angleicht.

Wenn während eines Bremsvorganges die Drehzahl des Bremsrotors so weit absinkt, daß der parabelförmi-

Vi ge Teil der Grenzkennlinie überschritten wird, wenn also das erzielbare dynamische Bremsmoment kleiner als das geforderte ist, dann muß die Reibungsbremse zusätzlich wirksam werden. Das gleiche kann auch der Fall sein, wenn bei hohen Rotordrehzahlen ein

mi Bremsmoment gefordert wird, das oberhalb der Grenzkennlinie liegt, Solange die dynamische Bremse das geforderte Bremsmoment allein aufbringen kann, bleibt die Reibungsbremse unwirksam, damit der Verschleiß an den Reibflächen möglichst gering

hi gehalten wird.

Bei der bekannton Bremsvorrichtung ist zum selbsttätigen Zuschalten der Reibungsbremse folgendes vorgesehen: In einem sogenannten Dreiclruckregelven-

til wird wiederum eine dem momentan dynamischen Bremsmoment entsprechende Kraft mit einer die Führungsgröße repräsentierenden Kraft verglichen. Ist die letztere größer, dann betätigt diese die Stelleinrichtung der mechanischen Bremse; d.h. sie öffnet ein Ventil, welches nunmehr Druckmittel einem Stellzylinder der Reibungsbremse zuführt, so daß diese wirksam wird. Dies soll derart geschehen, daß das von der Reibungsbremse erzeugte Bremsmoment möglichst gleich der Dii/erenz aus dem geforderten und dem momentanen dynamischen Bremsmoment ist. Oder mit anderen Worten: Die Summe der Bremsmomente soll stets gleich dem geforderten Bremsmoment sein.

In der Praxis bemerkt man jedoch bei derartigen kombinierten Bremsvorrichtungen häufig, daß die gewünschte ideale Funktionsweise allenfalls für eine gewisse Zeit anhält. Vielfach wird dann das mechanische Bremsmoment zumindest zeitweise höher oder niedriger, als es zur Ergänzung des dynamischen Bremsmomentes erforderlich wäre. Dieser Nachteil kann beim Abbremsen eines Fahrzeuges vielleicht hingenommen werden, weii dort der Fahrzeugführer einen etwaigen Fehler durch Verstellen des Bremspedals ausgleichen kann.

Handelt es sich aber z. B. um stationäre Anlagen, in denen die Bremsvorrichtung nicht ständig durch Bedienungspersonal überwacht werden kann, so kann der aufgezeigte Nachteil unter Umständen zu schweren Betriebsstörungen führen. Beispiele für solche stationäre Anlagen sind nachfolgend angegeben.

a) Eine Förderanlage umfaßt mehrere hintereinandergeschaltete, aber einzeln angetriebene Förderbänder. Hier kommt es beim Stillsetzen der Anlage darauf an, daß alle Förderbänder unabhängig von der Beladung den gleichen Bremsweg zurücklegen. Ansonsten bestünde die Gefahr, daß ein noch laufendes Förderband das nachfolgende, unter Umständen schon stillstehende Förderband mit Fördergut überschüttet.

b) Ein Förderband dient neben dem Materialtransport zum Befördern von Personen. Hierbei ist es behördlich vorgeschrieben, eine bestimmte Verzögerung nicht zu überschreiten.

c) Ein Förderband fördert talwärts. Dabei muß dessen Fördergeschwindigkeit durch Dauerbremsung unabhängig von Schwankungen der Beladung konstant gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Bremsvorrichtung, umfassend eine dynamische und eine mechanische Bremse, so auszubilden, daß sie einen geforderten Betriebswert, zum Beispiel ein bestimmtes Bremsmoment oder eine bestimmte Drehzahl oder eine bestimmte Verzögerung, auch beim gemischten dynamischen und mechanischen Bremsen einregeln kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß dieser Lösung ist zunächst vorgesehen, daß eine der Regeleinrichtung zugeordnete Meßvorrichtung die von beiden Bremsen gemeinsam einzustellende Regelgröße messen kann. Mit anderen Worten: Falls z. B. ein bestimmtes Bremsmoment eingeregelt werden soll, wird gemäß der Fjfimliing nicht allein das von der dynamischen Bremse erzeugte Bremsmoment (wie bei der bekannten Bremsvorrichtung), sondern das von beiden Bremsen geiivjinsai" erzeugte Bremsmoment gemessen. Somit findet gemäß eier Erfindung auch beim gemischten Bremsbetrieb ein Regelvorgang statt mit dem Ergebnis, daß die Summe der Bremsmomente auf den jeweils geforderten Wert eingeregelt wi^rd. Dennoch wird die Reibungsbremse erst dann beaufschlagt, wenn das geforderte Bremsmoment größer als das von der dynamischen Bremse erzielbare Bremsmoment ist Dies wird gemäß der Erfindung durch einen Signalgeber erreicht, der feststellt, wann das geforderte Bremsmoment den Betriebsbereich der dynamischen

ίο Bremsen übersteigt, und durch eine Schalteinrichtung, die in dem vorgenannten Falle die Regeleinrichtung der mechanischen Bremse zuschaltet, so daß diese zusätzlich wirksam wird. Mit anderen Worten: Die von der Regeleinrichtung abgegebene Stellgröße, im Anspruch

ίο 1 »Ausgangssignal« genannt, wird zeitweise an die Stelleinrichtung der dynamischen Bremse und zeitweise an die Stelleinrichtung der Reibungsbremse geleitet.

Wenn nun ein Umschalten in den Zustand stattgefunden hat. In dem die Regeleinrichtung der Reibungsbremse zugeschaltet ist, so soll vorläufig keine Beeinflussung der dynamischen Bremse durch γΆ* Regeleinrichtung mehr stattfinden. Es soil aber sichergereiit werden, daß die dynamische Bremse eingeschaltet bleibt. Speziell im Falle einer hydrodynamischen Bremse wird dies

2ί dadurch erreicht, daß ihr Füllungsgrad nach dem vorgenannten Umschaltvorgang auf dem zuletzt eingestellten Wert gehalten wird (Anspruch 2). Nach dem Umschaltvorgang, d. h. während des gemischten Bremsbetriebes, kann zwar das dynamische Bremsmoment

so Änderungen erfahren, z. B. infolge voii Drehzahl-Änderungen. Aber die Regeleinrichtung hält dabei die Summe beider Bremsmomente auf dem geforderten Wert, oder die Regeleinrichtung hält — je nach Lage des Falles — die Summe der Bremsmomente auf einem

J5 solchen Wert, daß die Drehzahl oder die Verzögerung den geforderten Wert annimmt.

Durch die Erfindung gelingt es, während des gemischten Bremsbetriebes störende Einflüsse auszugleichen, wie z. B. Änderungen der Reibungszahl der mechanischen Bremse (verursacht etwa durch Schwankungen der Luftfeuchte) oder Änderungen des mechanischen Widerstandes der Stelleinrichtung der Reibungsbremse. Solche störende Einflüsse dürften wohl bei der bekannten Bremsvorrichtung die oben aufgezeigten

4s Schwierigkeiten verursacht haben.

Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung betrifft die Funktion des obengenannten Signalgebers, der feststellt, daß das geforderte Bremsrnoment den Betriebsbzreich der dynamischen Bremse übersteigt.

><> Dieser Signalgeber muß nämlich in der Lage sein, bei zwei verschiedenen Betriebszuständen das Signal abzugeben, welches die Regeleinrichtung der mechanischen Bremse zuschalte:, nämlich

a) immer dann, wenn die Drehzahl der dynamischen Bremse zum Frzeugen des geforderten Bremsmoments nicht mehr ausreicht, und

b) immer dann, wenn die mechanische oder thermische Belastbarkeit der dynamischen Bremse über schritten wire.

Zur Lösung dieses Teilproblems wird — wenn die dynamische Bremse eine hydrodynamische Bremse is! — (gemäß Anspruch 3) einerseits festgestellt, ob der Druck in der Eiinlaßlcitung der hydrodynamischen >■■'> Bremse einen bestimmten Wert übersteigt (wodurch das Erreichen der Vollfüllungsparabcl angezeigt wird) und andererseits festgestellt, ob der sich im Behause der hydrodynamischen Bremse einstellende unJ weitgehend

drehzahlabhängige Flüssigkeitsdruck einen bestimmten Wert übersteigt (wodurch das Erreichen des niiiximal zulässigen hydrodynamischen Brcinsmomcnts angezeigt wird). Die Schalteinrichtung reagiert dann entweder auf das eine oder auf das andere Schaltsignal, indem sie jedesmal die Regeleinrichtung der mechanischen Bremse zuschaltet.

Kin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. ] ein Steuerschema einer kombinierten Bremsvorrichtung mit einer hydrodynamischen und einer mechanischen Bremse.

Fig. 2 ein Bremsmomeni-Drehzahl-Diagramni der hydrodynamischen Bremse der Fig. I.

In F i g. I sind auf einer abzubremsenden Welle 9 eine hydrodynamische Bremse IO und eine mechanische Bremse 20 angeordnet. Die Welle 9 ist Teil einer nur symbolisch dargestellten Arbeitsmaschine 30 (z. B. einer Fördereinrichtung), die durch einen Elektromotor 31 angetrieben wird.

Die Slrömungsbremsc 10 umfaßt ein Rotorschaufelrad II. ein Statorschaufclrad 12 mit einem Bremsengchäuse 13. einen Kühlkreislauf mit Auslaßleiuing 14.7. Kühler 14 und Einlaßleitung 146. An die letztere ist eine Füll- und Entlecrleitung 15 angeschlossen, die von einem Hydrospeicher 16 ausgeht. Die Höhe des darin eingestellten Luftdruckes bestimmt in bekannter Weise den Füllungsgrad der Strömungsbremse 10. Vom Füllungsgrad und von der Rotordrehzahl hängt das erzeugte hydrodynamische Bremsmoment ab.

l.ufiseitig ist der Hydrospeicher 16 über eine Druckleitung 17,)/I76 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Auf-Zu-Ventil 17 an eine Druckquelle 8 angeschlossen. Von der Druckleitung 17.7 zweigt eine Entlastungslcitung 18;/ ab zu einem weiteren elektromagnetisch betätigbaren Auf-Zu-Ventil 18.

Die mechanische Bremse 20 umfaßt in bekannter Weise eine Bremstrommel 21 und eine Bremsbacke 22. die mit dem Kolben 23 eines Federspeicherzylinders 24 mechanisch verbunden ist. Dessen Feder 25 drückt die Bremsbacke 22 an die Bremstrommel- Durch Zuführen um Druckluft über eine Druckleitung 26a/266/26c (ausgehend von der Druckquelle 8) wird die mechanische Bremse 20 entgegen der Wirkung der Feder 25 gelöst. In der Druckleitung 26a/266/26c sind ein elektromagnetisch schaltbares Entlüftungsventil 26 und ein ebenfalls elektromagnetisch betätigbares Druck-Einstellventil 27 eingebaut. Wenn der Elektromagnet des Ventils 26 erregt ist, dann ist der Federspeicherzylinder 24 mit dem Druck-Einstellventil 27 verbunden, andernfalls wird der Federspeicherzylinder 24 über eine Entlüftungsleitung 28a mit einer einstellbaren Drossel 28 entlüftet. Diese Anordnung dient bei Stromausfall zum selbsttätigen Ansprechen der mechanischen Bremse 20. Das Druck-Einstellventil 27 hat drei Stellungen. und zwar außer einer mittleren Neutralstellung eine Stellung für das Druckerhöhen im Federspeicherzylinder 24 (diese Stellung wird eingenommen, wenn Elektromagnet 79 erregt ist) und eine Stellung für das Druckabsenken, die eingenommen wird, wenn Elektromagnet 77 erregt ist.

Eine Regeleinrichtung 40 ist über eine Meßleitung 32 mi; cwcm Drehzahlgeber33 verbunden. Dadurch erhält die Regeleinrichtung als Regelgröße ein zur Drehzahl der Welle 9 proportionales Signal. Statt dessen kann als Regelgröße auch die Verzögerung der Welle 9 eingegeben werden, und zwar über eine Leitung 34 mit einem Differenzierer 35. der das Drehzahl-Signal differenziert. Eine weitere Alternative besteht darin, der Regeleinrichtung 40 als Regelgröße ein Signal für das von beiden Bremsen 10 und 20 gemeinsam erzeugte Bremsmoment einzugeben, und zwar von einem Drehmomentmeßgerät 37 über eine Meßleitung 36. Eine Steucrleitung 42 dient zum Zuführen der Führungsgröße, d. h. eines Signals für die Höhe der geforderten Drehzahl. Statt dessen kann, je nachdem, welcher Betriebswert eingeregelt werden soll, über die Leitungen 44 oder 46 als Führungsgröße die geforderte Verzögerung oder das geforderte Bremsmoment eingegeben werden. Eine Leitung 41 dient zur Stromversorgung der Regeleinrichtung 40 und des Elektromagneten des Entlüftungsventil* 26.

Die Regeleinrichtung weist einen Ausgang 47 für das Signal »Bremsmoment erhöhen« und einen Ausgang 49 für das Signal »Bremsmoment verringern« auf. Der Ausgang 47 ist mit einem Eingang eines Und-Gliedes 47' verbunden, dessen Ausgang über eine Leitung 47,·), einen Leistungsverstärker 7 und eine Leitung 476 an den Elektromagneten des Ventils 17 angeschlossen ist. Der Ausgang 47 ist ferner über eine Leitung 57 mit einem Eingang eines weiteren Und-Gliedes 57' verbunden, dessen Ausgang über eine Leitung 57,7. einen Leistungsverstärker 7 und eine Leitung 576 an den Elektromagneten 77 des Druck-Einstellventils 27 angeschlossen ist. Der Ausgang 49 ist mit einem Eingang eines dritten Llnd-Gliedes 49' verbunden. Dieses hat einen negierenden Aasgang, der über eine Leitung 49a. einen Leistungsverstärker 7 und eine Leitung 496 an den Elektromagneten des Ventils 18 angeschlossen ist. Außerdem ist der Ausgang 49 über eine Leitung 59. ein weiteres Und-Glied 59', eine Leitung 59a. einen Leistungsverstärker 7 und eine Leitung 596 mit dem Elektromagneten 79 des Druck-Einstellventils 27 verbunden.

An die Druckluft-Leitung 26c ist ein Druckschalter 68 angeschlossen, der beim Überschreiten eines bestimmten Druckes (wodurch angezeigt wird, daß die Reibungsbremse 20 vollkommen gelöst ist) über Leitungen 69 ein Signal an einen weiteren Eingang des Und-Gliedes 49' und an einen weiteren Eingang — und zwar einen negierenden Eingang — des Und-Gliedes 59' anlegt. Der Strömungsbremse 10 ist ein (weiterer unten im einzelnen beschriebener) Signalgeber 50 bis 56 zugeordnet, der über eine Leitung 58 mit einem weiteren Eingang des Und-Gliedes 57' sowie mit einem weiteren Eingang — und zwar mit einem negierenden Eingang — des Und-Gliedes 47' verbunden ist.

Die Fig. 1 zeigt die Anlage im Stillstand. Hierbei ist die Reibungsbremse 20 durch die Feder 25 angelet und der Hydrospeicher 16 ist drucklos, d. h. die Strömungsbremse ist entleert. Vor dem Ingangsetzen der Fördereinrichtung 30 wird — unter der Voraussetzung, daß eine nicht dargestellte Überwachungseinrichtung die Betriebsbereitschaft der Anlage anzeigt — an die Leitung 41 Spannung angelegt, wodurch das Entlüftungsventil 26 umgesteuert wird. Außerdem erhält der Regler 40 einen Befehl zum Lösen der Reibungsbremse 20. Der Regler löst hierzu über den Ausgang 49 und die Leitungen 59, 59a, 596, ein vorübergehendes Erregen des Elektromagneten 79 aus, wodurch der Kolben 23 mit Druckluft beaufschlagt und damit die Bremse 20 gelöst wird. Zugleich wird durch den negierenden Ausgang des Und-Gliedes 49' bewirkt, daß der Elektromagnet des Ventils 18 erregt und somit die Entlastungsieitung !8a abgesperrt wird (Bereitschaftsstellung). Nur im Stillstand oder wenn an beiden Eingängen des Und-Gliedes

49' ein Signal anliegt, nimmt das Ventil 18 die gezeichnete Stellung ein. Dadurch ist sichergestellt, daß bei einem Stromausfall (wodurch auch die Regeleinrichtung 40 außer Betrieb ist) die hydrodynamische Bremse 10 unwirksam ist. In diesem Falle soll nämlich die ·, mechanische Bremse 10 allein wirksam sein, und zwar mit einem fest eingestellten Bremsmoment, z. B. mit dem maximal zulässigen Bremsmoment. Auf diese Weist soll eine Überbeanspruchung der Welle 9 durch ein etwaiges gleichzeitiges volles Arbeiten beider in Bremsen 10 und 20 vermieden werden.

Während des Bremsbetriebes wird in der Regeleinrichtung 40 die Regelgröße ständig mit der Führungsgröße verglichen. Wenn hierbei z. B. die Regelgröße kleiner ist als die Führungsgröße, wenn also das r> Bremsmoment erhöht werden muß, dann erscheint am Ausgang 47 eine von der Regelabweichung abhängende Stellgröße in Form eines elektrischen Stromes, der eine bestimmte Taktfrequenz und ein bestimmtes Taktverhältnis aufweist. Dieser Strom bewirkt über die Leitungen 47a und 47b ein zeitweises Erregen des Elektromagneten des Ventils 17; demzufolge erhöht sich, wie oben schon erläutert, das von der Strömungsbremse 10 erzeugte Bremsmoment. Wenn das geforderte Bremsmoment den Betriebsbereich der Strömungs- 2> bremse 10 übersteigt, dann wird dies durch den Signalgeber 50 bis 56 gemeldet, indem in der Leitung 58 ein Signal erscheint. Dies hat zur Folge, daß das am Ausgang 47 erscheinende Signal nicht mehr in die Leitung 47a, dafür aber in die Leitung 57a weitergege- j<> ben w^;>-d. Hierdurch wird zweierlei erreicht: Zum einen bleibt der Magnet des Ventils 17 ausgeschaltet und derjenige des Ventils 18 eingeschaltet; d.h. beide Ventile 17 und 18 bleiben in der geschlossenen Stellung, so daß der zuletzt in der Strömungsbremse 10 eingestellte Füllungsgrad erhalten bleibt (und zwar so lange, bis entweder das Signal in der Leitung 58 verschwindet oder an beiden Eingängen des Und-Glie des 49' ein Signal anliegt). Zum anderen wird ein zeitweises Erregen des Elektromagneten 77 des Druck-Einstellventils 27 ausgelöst und damit ein geregeltes Beaufschlagen der Reibungsbremse 20 mittels der Feder 25, indem ein geregeltes Entlüften des Zylinders 24 über die Leitungen 26c und 266 stattfindet.

Wenn umgekehrt die Regelgröße größer ist als die Führungsgröße, wenn also das Bremsmoment verringert werden muß, dann erscheint am Ausgang 49 ein Signal, und zwar eine von der Regelabweichung abhängende Stellgröße. Sofern zu diesem Zeitpunkt die Reibungsbremse 20 wirksam ist, wird zunächst der Elektromagnet 79 des Druck-Einstellventils 27 erregt, um hierdurch das mechanische Bremsmoment zurückzunehmen. Falls hierdurch die Reibungsbremse 20 vollkommen gelöst wird, gibt der Druckschalter 68 über die Leitungen 69 ein Signal an die Und-Glieder 49" und 59'. Falls dann die Regelgröße immer noch größer ist als die Führungsgröße (Signal am Ausgang 49), bewirkt der negierende Ausgang des Und-Gliedes 49' ein zeitweises Zurückgehen des Ventils 18 in die geöffnete Ruhelage und dadurch ein geregeltes Zurücknehmen des Bremsmoments der Strömungsbremse 10. Gleichzeitig bewirkt das Signal in den Leitungen 69 zusammen mit dem negierenden Eingang des Und-Gliedes 59", daß das Signal vom Ausgang 49 des Reglers 40 nicht mehr zum Elektromagneten 79 gelangt Dies wäre unnötig, da ja die Reibungsbremse 20 schon vollkommen gelöst ist

Der an der Strömungsbremse 10 angeordnete Signalgeber 50 bis 56 besteht im wesentlichen aus zwei Drucksignalgebern 51 und 52, deren Ausgänge Ober ein Oder-Glied 50 mit der Leitung 58 verbunden sind. Der Druckgeber 51 ist über eine Druckmeßleitung 53 mit der Einlaßleitung 146 der Strömungsbremse 10 verbunden. Er vergleicht den dort gemessenen Flüssigkeitsdruck mit einer über eine Leitung 55 eingegebenen Bezugsgröße, die demjenigen Flüssigkeitsdruck entspricht, der in der Einlaßleitung 146 herrscht, wenn die Strömungsbremsc 10 ihren maximalen Füllungsgrad erreicht hat. Wenn dies der Fall ist, dann gibt der Drucksignalgeber 51 ein Signal über die Leitung 51a, das Oder-Glied 50 und die Leitung 58 an die Und-Glieder 57' und 47'. In entsprechender Weise ist der Drucksignalgeber 52 über eine Druckmeßleitung 54 mit dem radial äußeren Bereich des Bremsengehäuses 13 verbunden. Der dort gemessene Flüssigkeitsdruck wird verglichen mit einer über eine Leitung 56 eingegebenen Bezugsgröße, die dem im Bremsengehäuse 13 maximal zulässigen Flüssigkeitsdruck entspricht. Wenn dieser Druck erreicht wird, dann gibt der Drucksignalgeber 52 ein Signal über die Leitung 52a, das Oder-Glied 50 und die Leitung 58 an die Und-Glieder57' und 47'.

Nachfolgend wird die Wirkung der Regeleinrichtung 40 und des Signalgebers 50 und 56 nochmals anhand des in Fig.2 dargestellten Bremsmoment-Drehzahl-Diagramms beschrieben. Darin ist das Bremsmoment M (d. h. das von der Strömungsbremse 10 erzeugte dynamische Bremsmoment und das gegebenenfalls zusätzlich von der Reibungsbremse 20 erzeugte mechanische Bremsmoment) über den Drehzahl π der Welle 9 aufgetragen.

Die parabelförmige Kennlinie für den maximalen Füllungsgrad der Strömungsbremse 10 ist mit 60 bezeichnet Diese Parabel bildet im unteren Drehzahlbereich die Grenzkennlinie für das maximal erzielbare dynamische Bremsmoment Der obere Teil der Parabel 60 ist nur noch mit einer gestrichelten Linie dargestellt Im höheren Drehzahlbereich wird das maximal erzielbare dynamische Bremsmoment durch den im radial äußeren Bereich des Gehäuses 13 der Strömungsbremse 10 zulässigen Flüssigkeitsdruck bestimmt wobei sich etwa die mit 61 bezeichneten Grenz-Kennlinie ergibt Diese bildet zusammen mit der Parabel 60 und mit einer bei der maximal zulässigen Drehzahl liegenden senkrechten Linie 64 die Begrenzung des Betriebsbereiches der Strömungsbremse 10. Dieser Betriebsbereich ist in F i g. 2 schräg schraffiert

Soll mit der Bremsvorrichtung z. B. bei einem talwärts fördernden Förderband eine bestimmte Drehzahl eingeregelt werden, etwa die Drehzahl />?, so müssen hierzu je nach der Beladung des Förderbandes unurschiedliche Bremsmomente aufgebracht werden, die in F i g. 2 alle auf einer senkrechten Linie 62 Gegen. Diese unterschiedlichen- Bremsmomente werden durch die Regeleinrichtung 40 dadurch eingestellt, daß diese in der beschriebenen Weise die Ventile 17 und 18 betätigt und hierdurch den Druck im Hydrospeicher 16 verstellt, was eine Änderung des Füllungsgrades der Strömungsbremse 10 zur Folge hat Wird hierbei das geforderte Bremsmoment zum Beispiel gleich M₃, also größer als das bei der Drehzahl lh erzielbare größte dynamische Bremsmoment M₂, so überschreitet der durch den Drucksignalgeber 52 gemessene Flüssigkeitsdruck den zulässigen Wert Dadurch wird, wie oben beschrieben, zusätzlich die mechanische Bremse 20 betätigt Deren Bremsmoment ist dann gleich der Differenz Afc minus M₇. Während dieses Betriebszustandes bleibt der Füllungsgrad der Strömungsbremse 10 unverändert und

somit auch deren Bemsmoment Mj. weil ja die Drehzahl n₂ ebenfalls konstant bleibt.

Soll mit der Bremsvorrichtung eine Maschine zum Beispiel mit einem konstanten Bremsmoment M\ zum Stillstand gebracht werden, so geschieht folgendes: Zunächst kann die Strömungsbremse 10 das Bremsmoment M] allein aufbringen. Ihr Betriebspunkt wandert mit abnehmender Drehzahl auf einar horizontalen Linie 63 nach links; heim Erreichen der Grenzkennlinie 60,61 hat die Strömungsbiemse 10 ihren maximalen Füllungsgrad erreicht. Eine weitere Erhöhung des Druckes im Windkessel 16 und damit in der Einlaßleitung 146 hat dann das Tätigwerden des Drucksignalgebers 51 zur Folge, der nunmehr das Zuschalten der mechanischen Bremse 20 auslöst. Bei weiter abnehmender Drehzahl wird das hydrodynamische Bremsmoment immer kleiner. Der Regler 40 sorgt aber für ein entsprechendes Ansteigen des mechanischen Bremsmoments.

Bei den in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Siciici i die Regeleinrichtung 40 die Stelleinrichtungen der beiden Bremsen 10 und 20, also die Ventile 17, 18 und 27, mit digitalen Signalen. Dadurch ändert sich der Luftdruck in den Leitungen 17a und 26b/26c stufenweise. Dennoch wird die Bremswirkung der beiden Bremsen 10 und 20 im wesentlichen kontinuierlich verändert, wei¹ der Hydrospeicher 16 und der Zylinder 24 als Dämpfungselemente wirken. Der Vorteil dieser Steuerungsmethode ist, daß zum Beispiel an der > Strömungsbremse 10 als Stelleinrichtung einfache AUF-ZU-Ventile 17,18 benutzt werden können.

Anders liegt der Fall, wenn der Füllungsgrad der Strömungsbremse 10 mittels eines in der Leitung für die Arbeitsflüssigkeit angeordneten Steuerventils gesteuert

in werden soll und somit ein Hydrospeicher nicht vorhanden ist. In diesem Falle ist es zweckmäßig, als Steuerventil ein solches Ventil zu verwenden, dessen bewegliches Ventilglied beliebig viele Zwischenstellungen einnehmen kann. Beispielsweise kommt hierfür ein

r> sogenanntes Servoventil oder ein Proportionalventil in Betracht. Die Regeleinrichtung muß in diesem FaIi das Steuerventil mittels eines analogen, d. h. stufenlos veränderlichen elektrischen Signals ansteuern.

Diese Methode kann aber selbstverständlich auch

>o zum Steuern der pneumatisch betätigbaren Reibungsbremse benützt werden oder auch im Zusammenhang mit einer pneumatisch über einen Hydrospf icher steuerbaren Strömungsbremse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Bremsvorrichtung mit einer dynamischen, insbesondere hydrodynamischen Bremse, die eine Stelleinrichtung zum Einstellen des dynamischen Bremsmoments aufweist, wobei die erzielbaren dynamischen Bremsmomente — gesehen in einem Bremsmoment-Drehzahl-Diagramm — innerhalb eines Betriebsbereiches liegen, der durch eine Grenzkennlinie für das maximale dynamische Bremsmoment abgegrenzt ist, und mit einer Regeleinrichtung, die eine Regelgröße mit einer einstellbaren Führungsgröße vergleicht und bei einer Abweichung der Regelgröße von der FührungsgröBe ein von der Regelabweichung abhängendes Ausgangssignal abgibt, ferner mit einer mechanischen Bremse (Reibungsbremse), die eine Stelleinrichtung zum Einstellen des mechanischen Bremsmoments aufweist und die nur so weit betätigt wird, als dss geforderte Bremsmoment den Betriebsbereich der Strömungsbremse übersteigt, dadurch gekennzeichnet,