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Einrichtung zum Einstellen der Bremszeit
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einer Bremse an einer Förderanlage Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung
für eine Förderanlage, insbesondere für eine mit Neigung angeordnete Bandförderanlage,
mit einer insbesondere federkraftbetätigten und durch ein Hilfsmedium, wie Luft,
lüftbaren Bremse, deren Bremskraft von einer Stellglieder ansteuernden Bremseinrichtung
einstellbar ist.
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An eine solche Bremseinrichtung wird die Forderung gestellt, die Förderanlage
im Bremsfall nach einer vorgebbaren Zeitspanne bis zum Stillstand abzubremsen. Man
hat versucht, diese Forderung auf verschiedene Art und Weise zu erfüllen.
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Bei einer bekannten Bremseinrichtung wird während des Betriebes die
Belastung der Förderanlage ständig gemessen und eis dieser Belastung proportionale
Bremskraft voreingestellt. Im Bremsfall kann dann ohne weitere Einstellungen mit
dem voreingestellten Bremsmoment gebremst werden. Mit einer solchen Einrichtung
ist aber
Stillstand nach einer vorgegebenen Zeit nicht sicher zu
erreichen, da während des Bremsvorganges Stijrgrößen keine Berücksichtigung finden.
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Bei anderen bekannten Einrichtungen Wird die Bremskraft während des
Bremsvorganges mittels Proportional-Regeleinrichtungen geregelt. Solche Einrichtungen
sind entweder sehr wartungsempfindlich und damit wartungsaufwendig, oder aber als
stetig wirkende Regelsysteme haben sie zu große Eigenzeiten, so daß innerhalb einer
kurzen Zeitspanne die geregelte Bremsung nicht durchführbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung zu
schaffen, mit der innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne Stillstand der Anlage sicher
zu erreichen ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Bremseinrichtung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung von einen Meßwertaufnehmer
eine für die Fördergeschwindigkeit charakteristische Betriebskenngröße erhält, daß
ein Sollwertgeber als Sollwert eine vorgebbare Bremszeit bis zum Erreichen einer
vorgegebenen Betriebskenngröße (t.-B.
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Stillstand) und/oder einen über eine vorgebbare Bremszeit nach einer
vorgebbaren Betriebskenngröße gehenden Sollwert liefert, daß die Steuereinrichtung
eine Vergleichsschaltung mit einem Stelisignalgeber zum Ansteuern der Stellglieder
und einen Rechner aufweist, der an die Vergleichsschaltung , unter Berücksichtigung
der bereits abgelauBenen Bremszeit und der augenblicklichen Änderung der charakteristischen
Betriebskenngröße in der Zeiteinheit, ein Signal für die voraunsichtliche
Bremszeit
bis zum Erreichen der vorgebbaren Betriebskenngröße oder ein Signal für die augenblickliche
Änderung der charakteristischen Betriebskenngröße in der Zeiteinheit liefert, und
daß die Vergleichsschaltung die als Sollwert vorgegebene Bremszeit und die voraussichtliche
Bremszeit oder den für die vorgebbare Betriebskenngröße vorgegebenen Sollwert (Sollkurve)
mit der augenblicklichen charakteristischen Betriebskenngröße vergleicht und bei
Abweichungen ein Stellsignal liefert.
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Mit einer solchen Bremseinrichtung kann als Betriebskenngröße die
Fördergeschwindigkeit als Istwert gemessen werden und als vorgebbare Betriebskenngröße
die Fördergeschwindigkeit Null gewählt werden. Da während des Bremsvorganges wiederholt
überprüft wird, mit welcher Verzögerung gebremst wird und in Abhängigkeit von der
gemessenen Verzögerung die zu erwartende Stillstandszeit errechnet und mit der vorgegebenen
Stillstandszeit verglichen-wird, ist es möglich, eine der Sollwertkurve angenäherte
Istwertkurve zu fahren.
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Für die wiederholte Überprüfung der zu erwartenden Stillstandszeit
kann ein Taktgenerator vorgesehen sein. Die Korrektur der Bremsverzögerung kann
auf verschiedene Art und Weise erfolgen. So ist es möglich, taktweise Stellsignale
konstanter Größe bei einer Soll-Istwertabweichung in der Stillstandszeit zu liefern,
es ist aber auch möglich, von der Größe der augenblicklichen Soll-Istwertabweichung
abhängige Stellsignale an die Stellglieder der Bremseinrichtung zu liefern. In jedem
Fall soll die Dauer des Stellsignals wesentlich kürzer als die Taktzeit sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist bei einem über dem Sollwert
der Betriebskenngröße liegenden Istwert und einer sich aus der augenblicklichen
Änderung der charakteristischen Betriebskenngröße ergebenden kleineren Zeit als
die vorgegebene Sollzeit die Vergleichsschaltung für die Ausgabe eines neuen Stellsignals
blockiert, bis daß der Istwert unter den Sollwert gefallen ist oder festgestellt
wird, daß die sich einstellende Stillstandszeit mit der vorgegebenen Zeit übereinstirnint.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 einen Antrieb
mit einer Bremseinrichtung für eine Förderanlage, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer
Steuereinrichtung für die Bremseinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 3 ein Diagramm
der Fördergeschwindigkeit über der Zeit während des Bremsvorganges.
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Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Förderanlage besteht
aus einem Antriebsmotor 1, einem Getriebe 2 und einer Last (Bandförderer) 3. Auf
der Welle 4, zwischen Motor 1 und Getriebe 2, ist eine Bremsscheibe 5 angeordnet,
an die Bremsbacken 6 einer Bremse 7 angelegt werden können. Die Bremsbacken 6 werden
von einer Feder 8 beaufschlagt und können gegen die Kraft dieser Feder mittels eines
mit einem Hilfsmedium beaufschlagbaren Zylinderkolbens 9 gelüftet werden. Das Hilfsmedium,
z.B. die Luft, wird von zwei Ventilen 10, 11 gesteuert, von denen das Ventil 10
die -Zuluft und das Ventil 11 die Abluft steuert.
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Die Bremsscheibe 5 kann an ihrem Außenumfang Marken, z.B. Schlitze,
tragen, die von einem Meßwertaufnehmer, z.B. einem Drehzahlgeber 12, erfaßt werden.
Der Drehzahlgeber 12, als Teil der in Fig. 2 dargestellten Steuereinrichtung, liefert
den Drehzahl-Istwert an einen Sollwertgeber 13. Der Sollwertgeber 13 ist auf eine
bestimmte Bremszeit einstellbar. Erhält der Sollwertgeber 13 im Bremsfall, z.B.
von einem Motorschütz 14, ein Auslösesignal, erzeugt er an seinem Ausgang einen
Drehzahl-Sollwert, der von der Istdrehzahl im Augenblick T1 des Bremsfalles (vgl.
Fig. 3) ausgeht und in der vorgegebenen Zeit T1 bis T9 nach Null (Stillstandszeit)
geht. Der Drehzahl-Istwert und der Drehzahl-Sollwert werden auf die Eingänge einer
Vergleichsschaltung 15 gegeben, die als weiteren Eingangswert ein Signal von einem
Rechner 16 erhält, der seinerseits als Eingangssignal den Drehzahl-Istwert erhält
und die augenblickliche Drehzahländerung in der Zeiteinheit berechnet. In der Vergleichsschaltung
15 wird demnach,unter Berücksichtigung der augenblicklichen Änderung der Drehzahl,
die voraussichtliche Stillstandszeit mit der vom Sollwert-Geber vorgegebenen Stillstands
zeit verglichen. Außerdem vergleicht die Vergleichsschaltung 15 den Drehzahl-Istwert
mit dem mit der Zeit kleiner werdenden Drehzahl-Sollwert. Ein Taktgenerator 17 taktet
die Vergleichsschaltung 15 und/oder den Rechner 16, so daß die Vergleichsschaltung
15 taktweise Stellsignale an die elektromagnetischen Stellglieder 18, 19 der Ventile
10, 11 liefert. Der Stellsignalgeber der Vergleichsschaltung 15 kann so eingestellt
sein, daß die Dauer der Stellsignale zur Taktzeit sehr kurz ist.
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Die Bremseinrichtung arbeitet auf folgende Art und Weise: Im Bremsfall
zum Zeitpunkt T1, wenn der Motor ausgeschaltet wird oder der Motorstrom ausfällt,
gibt das Motorschütz 14 ein Auslösesignal an den SòLlwertgeber 13.
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Am Sollwertgeber 13 ist vorab die Zeitspanne eingestellt, in der die
Förderanlage von der augenblickl.ichen Drehzahl bis auf Null abgebremst werden soll.
Mit diesem Einstellwert und der augenblicklichen Drehzahl zum Zeitpunkt T1 liefert
der Sollwertgeber 13 zeitabhängig einen sich allmählich bis auf den Drehzahlwert
Null vermindernden Sollwert an die Vergleichsschaltung 15 (gestrichelte Kurve).
Im Zeitabschnitt.T1 bis T2 -wird der Stellweg der Bremsbacken 6 bis zum Anliegen
an der Bremsscheibe 5 überwunden. Sobald die Bremsbacken 6-bremsend wirksam werden,
knickt die Istwertkurve ab Der Grad der durch die Bremse 7 bewirkten Bremsverzdgerung
nach dem Zeitpunkt T2 wird durch den Rechner;i6, z.B. im Zeitpunkt T3, dadurch festgestellt,
daß der Drehzahlabfall im Zeitintervall T2 bis T3 auf den Zeitabschnitt T2 bis T3
bezogen wird. Mit dem so errechneten Wert wird in der Vergleichsschaltung 15 die
zu erwartende Stillstandszeit berechnet, die bei unveränderter Bremswir}>ng erreicht
werden würde. Stellt dieVergleichsschaltung 15 fest, daß diese Zeit von der vom
Sollwertgeber 13 vorgegebenen Stillstandszeit abweicht, z.B. zu gr6ß ist, gibt die
Vergleichsschaltung 15 ein Stellsignal an das Stellglied 19, das dem Ventil 11 für
die Abluft zugeordnet ist. Das Ventil 11 wird für einen kurzen Augenblick geöffnet,
was zur Folge hat, daß die Bremse 7 verstärkt zur Wirkung kommt. In Abhängigkeit
von den vom
Taktgenerator 17 vorgegebenen Takten erfolgt dieser
Vergleich, wie z.B. in den Zeitabschnitten T3 bis T8 dargestellt, immer wieder und
in Abhängigkeit von diesem Vergleich wird ein Stellsignal ausgegeben. Stellt die
Vergleichsschaltung 15 andererseits fest, daß die zu erwartende Stillstands zeit
kleiner als die vorgegebene Stillstands zeit ist, wird die Ausgabe eines weiteren
Stellsignals solange blockiert, oder das Bremsmoment verringert, bis der Drehzahl-Istwert
dem Drehzahl-Sollwert entspricht, um dann bei einem erneuten Vergleich nur noch
ein kurzes Korrektursignal als Stellsignal auszugeben.
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