DE2824923B2 - - Google Patents
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- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
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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 wird. 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 (1)
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,
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