DE4002280A1 - Safety brake for drive system of conveyor belt - has brake operated automatically to prevent reversing of drive - Google Patents

Safety brake for drive system of conveyor belt - has brake operated automatically to prevent reversing of drive

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Abstract

The drive system has the motors (1) driving transmissions (5) via clutches (2). The drive train includes brakes (4) which operate automatically when the motors stop and which prevent the drive system from running backwards. The system is controlled by a processor (9). The control system includes a store (8) which holds reference values for the motor running conditions. The brakes operate when the drive system is stopped, or when the load is too large. The brakes prevent damage to the system and are operated in conjunction with the clutches. When the drive is re-applied the brakes are left on until the clutches take the torque. ADVNATAGE - Simple, failsafe compact.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rücklaufsicherung an einer Arbeitsmaschine, deren Last mit einem oder mehreren Antriebsmotoren über eine oder mehrere Kupplungen verbunden ist, deren übertragbares Drehmoment einstellbar ist.The invention relates to a backflow protection a work machine whose load is one or more Drive motors connected via one or more clutches whose transmissible torque is adjustable.

Für verschiedene Einsatzzwecke von Arbeitsmaschinen, zum Beispiel als geneigt angeordnete Förderbänder, die aufwärts fördern, wird gefordert, daß sich die Förderbänder nur in einer Richtung der Betriebsrichtung bewegen dürfen. Um einen unerwünschten Rücklauf des Bandes zu verhindern, sind an den Antrieben der Arbeitsmaschinen mechanische Rücklaufsperren vorgesehen. Diese Rücklaufsperren sind als Klemmkörpergesperre ausgebildet. Ihre volle Sperrwirkung erreichen sie wegen der endlichen Anzahl der Klemmkörper erst, wenn ein bestimmter Verdrehwinkel zurückgelegt ist. Sind einer Arbeitsmaschine mehrere Antriebe zugeordnet, dann führt dies in der Regel dazu, daß nicht alle Klemmkörper wirksam sind oder zumindest nicht gleichmäßig an der Aufnahme der Rückhaltekraft beteiligt sind. Sofern die Summe der Gesamtsperrkraft, aufgeteilt auf einzelne Klemmkörpergesperre, nicht zu groß wird, kann dieser Nachteil ohne mechanische Ausgleichseinrichtungen hingenommen werden. Sind aber an einer Arbeitsmaschine mehrere Antriebe mit Motoren großer Einzelleistungen beteiligt, bei denen die Klemmkörpergesperre zuverlässig gleich große Anteile an der Rückhaltekraft übernehmen müssen, dann sind hydraulisch-mechanisch wirkende Ausgleichseinrichtungen eingesetzt. Der dafür erforderliche Aufwand ist erheblich.For various purposes of work machines, for Example as inclined conveyor belts that go up promote, it is required that the conveyor belts only in allowed to move in one direction of the operating direction. To one to prevent unwanted rewinding of the tape are at the Mechanical machine drives mechanical backstops intended. These backstops are as Clamping body lock formed. Your full barrier effect they reach because of the finite number of sprags only when a certain angle of rotation has been covered. If several drives are assigned to one machine, then this usually means that not all Clamping bodies are effective or at least not evenly  the inclusion of the restraining force are involved. If the Sum of the total locking force, divided into individual Clamping body lock, not too big, this can Disadvantage without mechanical compensation devices to be accepted. But are on a work machine several drives with motors with large individual outputs involved in which the sprag locking mechanism is reliable take on equally large portions of the restraint force must then act hydraulically and mechanically Compensating devices used. The necessary one Effort is considerable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rücklaufsicherung an einer Arbeitsmaschine zu schaffen, die zum einen einen Rücklauf sicher verhindert und zum anderen einen Anlauf ohne Rücklauf gewährleistet, ohne daß dafür ein großer mechanischer Aufwand erforderlich ist.The invention has for its object a To provide backflow protection on a work machine that on the one hand reliably prevents a return and on the other hand ensures a start without a return, without a great mechanical effort is required.

Diese Aufgabe wird bei einer Rücklaufsicherung der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:This task is done with a backflow protection of the beginning mentioned type solved by the following features:

  • 1. Im Antriebszug zwischen der Kupplung und der Last ist eine Bremse mit einstellbarer Bremskraft eingerichtet.1. In the drive train between the clutch and the load set up a brake with adjustable braking force.
  • 2. Zur Steuerung der Bremse ist eine Steuereinrichtung mit einem Meßwertgeber für die Belastung des Antriebsmotors vorgesehen.2. To control the brake is a control device with a sensor for the load on the drive motor intended.
  • 3. Die Steuereinrichtung umfaßt einen Speicher für die Belastung des Antriebsmotors im stationären Betrieb.3. The control device includes a memory for the Load on the drive motor in stationary operation.
  • 4. In Abhängigkeit von dem gespeicherten Belastungssignal liefert die Steuereinrichtung an die Bremse
    • a) im Bremsfall ein Stellsignal, das ein rücklauffreies Halten der Last gewährleistet und
    • b) in der Anlaufphase, in der über die Kupplung die Antriebskraft bis zur Bremse weitergeleitet wird, erst dann ein Stellsignal zum Lösen der Bremse, wenn das aktuelle Belastungssignal des Antriebsmotors mindestens gleich dem gespeicherten Belastungssignal ist.
    4. Depending on the stored load signal, the control device delivers to the brake
    • a) in the event of braking, an actuating signal which ensures that the load is held in a return-free manner and
    • b) in the start-up phase, in which the drive force is transmitted to the brake via the clutch, only then a control signal for releasing the brake when the current load signal of the drive motor is at least equal to the stored load signal.

Bei der Erfindung wird die Bremskraft abhängig von der für einen eventuellen Rücklauf verantwortlichen Last so eingestellt, daß ein Rücklauf sicher verhindert wird. Darüber hinaus wird die Bremse in Kombination mit der zum Beispiel einstellbaren Kupplung für die Anlaufphase benutzt, um auch in dieser Phase ein sicheres Anlaufen ohne Rücklauf zu gewährleisten. Dabei wird ebenfalls die Größe der Last berücksichtigt. Das Bremsen erfolgt gesteuert in an sich bekannter Weise (deutsche Patentschriften 24 48 851, 31 14 073, 31 13 477, 26 38 396, 36 32 962). Im Falle des Einsatzes von mehreren auf eine gemeinsame Last wirkenden Antrieben wird die individuelle Belastung eines jeden Antriebs sowohl im Bremsfall als auch in der Anlaufphase beim Einschalten der Bremskraft und Lösen der Bremskraft berücksichtigt. Die Aufteilung der Gesamtlast auf die einzelnen Antriebe ist damit optimiert.In the invention, the braking force is dependent on the a possible return responsible load set that a return is reliably prevented. In addition, the brake in combination with the Example adjustable clutch used for the start-up phase, to ensure a safe start-up without a return in this phase too to guarantee. This also affects the size of the load considered. Braking is controlled in itself known manner (German patents 24 48 851, 31 14 073, 31 13 477, 26 38 396, 36 32 962). In the case of Use of several acting on a common load The individual burden of everyone is driven Drive both when braking and in the start-up phase when switching on the braking force and releasing the braking force considered. The distribution of the total load on the individual drives are thus optimized.

Die Sicherheit gegen einen ungewollten Rücklauf, insbesondere in der Anlaufphase, kann weiter dadurch erhöht werden, daß die Steuereinrichtung, der ein Bewegungsrichtungsgeber für die Last zugeordnet ist, in der Anlaufphase von dem Stellsignal zum Lösen der Bremse auf das Stellsignal zum Halten der Last umschaltet, wenn der Bewegungsrichtungsgeber ein Ausgangssignal für Rücklauf liefert. Damit ein erneuter Anlaufversuch nicht erneut abgebrochen wird, weil der Bewegungsrichtungsgeber ein Signal für Rücklauf meldet, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in einer wiederholten Anlaufphase die Steuereinrichtung für den Vergleich mit dem aktuellen Belastungssignal ein gegenüber dem gespeicherten Belastungssignal größeres Signal verwendet.The security against an unwanted return, especially in the start-up phase, can further increase be that the controller, the one Direction of movement is assigned to the load in which Start-up phase from the control signal to release the brake on the Control signal to hold the load switches when the Direction of movement an output signal for return delivers. So that a new start-up attempt does not happen again is canceled because the direction indicator is on  Signal for rewind signals after another Embodiment of the invention provided that in a repeated start-up phase the control device for the Comparison with the current load signal the stored load signal larger signal used.

Da erfahrungsgemäß beim Hochlaufen der Arbeitsmaschine auf Betriebsdrehzahl die Gefahr des Rücklaufs am größten ist, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Steuereinrichtung, die von einem Signalgeber ein Signal für die Betriebsgeschwindigkeit erhält, nach der Anlaufphase die Bremse bis zum Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit in Bremsbereitschaftsstellung hält. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß im Falle eines Rücklaufs die Bremse mit geringster Verzögerungszeit anspricht.Experience has shown that when the machine starts up Operating speed, the risk of reverse is greatest, is according to a further embodiment of the invention provided that the control device by a Signal generator a signal for the operating speed receives the brake after the start-up phase until it is reached the operating speed in the brake standby position holds. This configuration ensures that in the case the brake with the shortest delay time appeals.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die eine Arbeitsmaschine mit parallel auf eine Last arbeitenden Antrieben in schematischer Darstellung zeigt.In the following the invention will be described in more detail with reference to a drawing explained that a machine with parallel to one Load working drives in a schematic representation shows.

Zwei als Drehstrommotore ausgebildete Antriebsmotore 1a, 1b sind jeweils über eine steuerbare kraftschlüssige Kupplung 2a, 2b mit Getrieben 5a, 5b gekuppelt. Die Getriebe 5a, 5b sind mit ihren Ausgängen an eine gemeinsame Trommel 6 gekuppelt, über die zum Beispiel ein Transportband als Last läuft. Jedem Antriebszug ist eine Bremse 4a, 4b mit auf den Antriebswellen zwischen den Kupplungen 2a, 2b und den Getrieben 5a, 5b sitzenden Bremsscheiben 3a, 3b zugeordnet. Die Bremsen 4a, 4b werden von einer gemeinsamen Steuereinrichtung 9 angesteuert. Nicht dargestellte Meßwertgeber an einer jeden Bremse 4a, 4b liefern an die Steuereinrichtung 9 Ausgangssignale für die Drehrichtung der Bremsscheiben 3a, 3b. Weitere nicht dargestellte Meßwertgeber liefern an die Steuereinrichtung 9 ein Signal für die Geschwindigkeit der Trommel 6. Die Steuereinrichtung 9 umfaßt einen Speicher 8, der von Meßwertgebern 7a,7b Ausgangssignale für die aktuelle Belastung des jeweiligen Antriebsmotors 1a, 1b erhält.Two drive motors 1 a, 1 b designed as three-phase motors are each coupled via a controllable frictional clutch 2 a, 2 b to gears 5 a, 5 b. The gears 5 a, 5 b are coupled with their outputs to a common drum 6 , over which, for example, a conveyor belt runs as a load. Each drive train is assigned a brake 4 a, 4 b with brake disks 3 a, 3 b seated on the drive shafts between the clutches 2 a, 2 b and the gears 5 a, 5 b. The brakes 4 a, 4 b are controlled by a common control device 9 . Measuring sensors, not shown, on each brake 4 a, 4 b deliver to the control device 9 output signals for the direction of rotation of the brake disks 3 a, 3 b. Further sensors, not shown, supply the control device 9 with a signal for the speed of the drum 6 . The control device 9 comprises a memory 8 which receives output signals for the current load of the respective drive motor 1 a, 1 b from sensors 7 a, 7 b.

Die Arbeitsweise der Rücklaufsicherung ist folgende: Während des stationären Betriebs liefern die Meßwertgeber 7a, 7b Ausgangssignale für die aktuelle Belastung der Antriebsmotore 1a, 1b. Sobald die Antriebsmotore 1a, 1b abgeschaltet werden, werden die Belastungssignale im Augenblick des Abschaltens im Speicher 8 gespeichert. Die Steuereinrichtung 9 schaltet die Bremse 4a, 4b ein, wobei die eingestellte Bremskraft in Abhängigkeit von den abgespeicherten Belastungssignalen so hoch bemessen wird, daß die Last einen Rücklauf der Arbeitsmaschine nicht bewirken kann. Mit dem Einschalten der Bremsen 4a, 4b werden die Kupplungen 2a, 2b gelöst.The backflow protection works as follows: During stationary operation, the sensors 7 a, 7 b deliver output signals for the current load on the drive motors 1 a, 1 b. As soon as the drive motors 1 a, 1 b are switched off, the load signals are stored in the memory 8 at the moment of switching off. The control device 9 switches on the brake 4 a, 4 b, the braking force set being dimensioned so high as a function of the stored load signals that the load cannot cause the working machine to reverse. When the brakes 4 a, 4 b are switched on, the clutches 2 a, 2 b are released.

Um die Arbeitsmaschine wieder in Gang zu setzen, werden die Antriebsmotore 1a, 1b bei noch gelösten Kupplungen 2a, 2b eingeschaltet. Die Bremsen 4a, 4b bleiben weiter voll wirksam. Die Kupplungen 2a, 2b werden derart eingeschaltet, daß das von den Antriebsmotoren 1a, 1b aufgebrachte Drehmoment bis zur Bremse 4a, 4b unter allmählicher Steigerung weitergeleitet wird. In dieser Anlaufphase werden die von den Meßwertgebern 7a, 7b gelieferten Ausgangssignale für die Belastung der Antriebsmotore 1a, 1b mit den vorher abgespeicherten Signalen verglichen. Erst wenn die Steuereinrichtung 9 feststellt, daß die Belastungssignale mindestens den Wert der abgespeicherten Signale erreicht haben, gibt sie ein Stellsignal an die Bremsen 4a, 4b zum Lösen. In der Regel sind dann die Antriebsmotore 1a, 1b in der Lage, die Trommel 6 mit ihrer Last in der gewünschten Richtung anzutreiben. Die Bremsen 4a, 4b bleiben aber in jedem Fall bis zum Erreichen der Betriebsdrehzahl, die von dem nicht dargestellten Signalgeber an die Steuereinrichtung 9 gemeldet wird, in Bremsbereitschaftsstellung. Sollte die Betriebsdrehzahl nicht erreicht werden, sondern es sogar zu einer Drehrichtungsumkehr kommen, dann erhält die Steuereinrichtung 9 von dem Drehrichtungsgeber ein Signal für eine erneute volle Bremsung, die dann mit geringster Verzögerung erfolgen kann.In order to start the working machine again, the drive motors 1 a, 1 b are switched on with the clutches 2 a, 2 b still released. The brakes 4 a, 4 b remain fully effective. The clutches 2 a, 2 b are switched on in such a way that the torque applied by the drive motors 1 a, 1 b is passed on to the brake 4 a, 4 b with a gradual increase. In this start-up phase, the output signals supplied by the sensors 7 a, 7 b for the loading of the drive motors 1 a, 1 b are compared with the signals previously stored. Only when the control device 9 determines that the load signals have reached at least the value of the stored signals, does it give an actuating signal to the brakes 4 a, 4 b for release. As a rule, the drive motors 1 a, 1 b are then able to drive the drum 6 with its load in the desired direction. The brakes 4 a, 4 b, however, remain in the braking standby position in each case until the operating speed is reached, which is reported to the control device 9 by the signal transmitter, not shown. If the operating speed is not reached, but there is even a reversal of the direction of rotation, then the control device 9 receives from the direction of rotation signal for renewed full braking, which can then take place with the slightest delay.

Sollte es in der Anlaufphase beim Lösen der Bremsen 4a, 4b zu einem ungewollten Rücklauf kommen, dann wird die Anlaufphase abgebrochen, und die Bremsen 4a, 4b werden wieder voll wirksam. Ursache für einen solchen Rücklauf könnte sein, daß sich in der Zwischenzeit die Last gegenüber dem Augenblick des Abschaltens der Antriebsmotore 1a, 1b vergrößert hat. Um bei einem erneuten Anlaufversuch einen erneuten Rücklauf möglichst auszuschließen, ist die Steuereinrichtung 9 derart eingerichtet, daß mit gegenüber den abgespeicherten Werten erhöhten Vergleichswerten gearbeitet wird.If an unwanted return occurs when the brakes 4 a, 4 b are released in the start-up phase, the start-up phase is interrupted and the brakes 4 a, 4 b become fully effective again. The reason for such a return could be that in the meantime the load has increased compared to the moment when the drive motors 1 a, 1 b are switched off. In order to rule out a renewed return in the event of a renewed attempt to start, the control device 9 is set up in such a way that comparison values which are higher than the stored values are used.

Claims (4)

1. Rücklaufsicherung an einer Arbeitsmaschine, deren Last mit einem oder mehreren Antriebsmotoren (1a, 1b) über eine oder mehrere Kupplungen (2a, 2b) verbunden ist, deren übertragbares Drehmoment einstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 1. Im Antriebszug zwischen der Kupplung (2a, 2b) und der Last ist eine Bremse (4a, 4b) mit einstellbarer Bremskraft angeordnet.
  • 2. Zur Steuerung der Bremse (4a, 4b) ist eine Steuereinrichtung (9) mit einem Meßwertgeber (7a, 7b) für die Belastung des Antriebsmotors (1a, 1b) vorgesehen.
  • 3. Die Steuereinrichtung (9) umfaßt einen Speicher (8) für die Belastung des Antriebsmotors (1a, 1b) im stationären Betrieb.
  • 4. In Abhängigkeit von den gespeicherten Belastungssignalen des Antriebsmotors (1a, 1b) liefert die Steuereinrichtung (9) an die Bremse (4a, 4b)
    • a) im Bremsfall ein Stellsignal, das ein rücklauffreies Halten der Last gewährleistet, und
    • b) in der Anlaufphase, in der über die Kupplung (2a, 2b) die Antriebskraft bis zur Bremse (4a, 4b) weitergeleitet wird, erst dann ein Stellsignal zum Lösen der Bremse (4a, 4b), wenn das aktuelle Belastungssignal des Antriebsmotors (1a, 1b) mindestens gleich dem gespeicherten Belastungssignal ist.
1. Backflow protection on a work machine, the load of which is connected to one or more drive motors ( 1 a, 1 b) via one or more clutches ( 2 a, 2 b), the transmissible torque of which can be set, characterized by the following features:
  • 1. In the drive train between the clutch ( 2 a, 2 b) and the load, a brake ( 4 a, 4 b) with an adjustable braking force is arranged.
  • 2. To control the brake ( 4 a, 4 b), a control device ( 9 ) with a transducer ( 7 a, 7 b) is provided for loading the drive motor ( 1 a, 1 b).
  • 3. The control device ( 9 ) comprises a memory ( 8 ) for loading the drive motor ( 1 a, 1 b) in stationary operation.
  • 4. Depending on the stored load signals of the drive motor ( 1 a, 1 b), the control device ( 9 ) delivers to the brake ( 4 a, 4 b)
    • a) in the event of braking, an actuating signal which ensures that the load is held without a return, and
    • b) in the start-up phase, in which the driving force is transmitted to the brake ( 4 a, 4 b) via the clutch ( 2 a, 2 b), only then a control signal for releasing the brake ( 4 a, 4 b) when the current load signal of the drive motor ( 1 a, 1 b) is at least equal to the stored load signal.
2. Rücklaufsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9), der ein Bewegungsrichtungsgeber für die Last zugeordnet ist, in der Anlaufphase von dem Stellsignal zum Lösen der Bremse (4a, 4b) auf das Stellsignal zum Halten der Last umschaltet, wenn der Bewegungsrichtungsgeber ein Ausgangssignal für Rücklauf liefert.2. backflow protection according to claim 1, characterized in that the control device ( 9 ), which is assigned a direction of movement sensor for the load, in the start-up phase of the control signal for releasing the brake ( 4 a, 4 b) on the control signal for holding the load switches over when the direction of motion sensor supplies an output signal for return. 3. Rücklaufsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer wiederholten Anlaufphase die Steuereinrichtung (9) für den Vergleich mit dem aktuellen Belastungssignal ein gegenüber dem gespeicherten Belastungssignal größeres Belastungssignal verwendet.3. Backflow protection according to claim 1 or 2, characterized in that in a repeated start-up phase the control device ( 9 ) uses a larger load signal than the stored load signal for comparison with the current load signal. 4. Rücklaufsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9), die von einem Signalgeber ein Signal für die Betriebsgeschwindigkeit erhält, nach der Anlaufphase die Bremse (4a, 4b) bis zum Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit in Bremsbereitschaftsstellung hält.4. backflow protection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device ( 9 ), which receives a signal for the operating speed from a signal generator, after the start-up phase, the brake ( 4 a, 4 b) until the operating speed is reached in Brake ready position holds.
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