DE3113477C2 - Bremseinrichtung für eine Förderanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung für eine Förderanlage, die von einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit hinsichtlich der Bremskraft gesteuert wird. Ein Sollwertgeber gibt der Steuereinrichtung einen über eine bestimmte Zeit nach einer bestimmten Betriebskenngröße gehenden Sollwert vor. Dieser Sollwert wird in einem ersten Zeitabschnitt mit dem Istwert der Betriebskenngröße verglichen. In einem sich daran anschließenden Zeitabschnitt wird der Istwert mit einem um einen bestimmten Betrag erhöhten und verminderten Sollwert verglichen, um den Steuervorgang zu beruhigen. Erst kurz vor Erreichen der Stillstandszeit wird wieder auf einen direkten Soll-Ist-Wertvergleich umgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für eine Förderanlage, insbesondere eine mit Neigung angeordnete Bandförderanlage, mit einer insbesondere federkraftbetätigten und durch ein Hilfsmedium, wie Luft, lüftbaren Bremse, deren Bremskraft von einer Stellglieder ansteuernden Regeleinrichtung einstellbar ist, deren Vergleichsschaltung von einem Sollwertgeber einen nach Null gehenden Sollwert und von einem Meßwertaufnehmer einen für die Fördergeschwindigkeit charakteristischen Istwert erhält.

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.

Bei einer bekannten Bremseinrichtung (DE-OS 48 851) wird während des Betriebes die Belastung der Förderanlage ständig gemessen und eine dieser Belastung proportionale Bremskraft voreingestellt. Im Bremsfall kann dann ohne weitere Einstellungen mit dem vorangestellten Bremsmoment gebremst werden. Mit einer solchen Einrichtung ist aber Stillstand nach einer vorgegebenen Zeit nicht sicher zu erreichen, da während des Bremsvorganges Störgrößen keine Berücksichtigung finden.

Bei einer bekannten Bremseinrichtung der eingangs genannten Art (DE-AS 12 91 283) sind zwei Regelkreise vorgesehen. Sinn und Zweck des zweiten, internen Regelkreises ist es, im Bremsfall es nicht zu zu großen SolMstwert-Abweichungen zwischen einer vorgegebenen, nach Null gehenden Sollwertkurve und dem Istwert kommen zu lassen. Deshalb wird der Bremsvorgang erst nach einer Vorlaufzeit eingeschaltet In der Vorlaufzeit sorgt der interne Regelkreis dafür, daß die Sollwertkurve für den anschließenden Bremsvorgang von dem Niveau einer unteren, linearen Kurve auf das höhere Niveau einer parallelen Kurve angehoben wird, so daß zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn der Bremsvorgang beginnen soll, Jceine Soll-Istwert-Abweichung mehr zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit der Anlage und der angehobenen Sollwertkurve sich ergibt Diese Anpassung der Sollwertkurve an die Geschwindigkeit der Förderanlage im Augenblick des Bremsfalles, unter Beibehaltung der Bremsverzögerung, bringt es mit sich, daß mit dieser Anlage nicht bei jeder Geschwindigkeit dieselbe Bremszeit zu erreichen ist sondern die Bremszeit von der augenblicklichen Geschwindigkeit im Bremsfall abhängt Der unmittelbare Vergleich des Istwertes mit der Sollwertkurve bis zum Stillstand macht es erforderlich, daß häufig zwischen Bremsen und Lüften umgeschaltet werden muß. Da während der Einstellung des Sollwertes nicht gebremst wird, geht der Bremszeit wertvolle Zeit verloren.

Ferner ist bei einem Transferschienenantrieb (DE-AS 25 51 278) bekannt, die Schiene in der Beschleunigungsphase und in der Verzögerungsphase an den jeweiligen Umkehrpunkten nach einer durch einen Funktionsgeber vorgegebenen Funktion zu beschleunigen und abzubremsen. Die Funktionsgeber geben eine zeitabhängige Spannungskurve vor, die in einer Vergleichsschaltung mit einem geschwindigkeitsabhängigen Signal verglichen wird. In Abhängigkeit von diesem Vergleich erhält eine Kupplung oder Bremse ein Stellsignal. Die Spannungskurven sind so gestaltet, daß es zu einem möglichst weichen Anfahren und Abbremsen sowie Anhalten in einer genau vorgeschriebenen Position kommt. Damit es zum tatsächlichen Anhalten in dieser Position kommt, sind zusätzliche Fühler für diese Positionen vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Bremsfall nicht nur die Bremse schnell wirksam werden zu lassen, sondern auch den Bremsvorgang mit möglichst konstanter Bremskraft durchzuführen und belastungsunabhängig nach einer vorgegebenen Zeitspanne zum Stillstand zu kommen.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Sollwertgeber unter Berücksichtigung des für die Fördergeschwindigkeit charakteristischen Istwertes beim Einschalten der Bremse nach einer vorgebbaren Zeitspanne die Kurve für einen ersten Sollwert vorgibt und daß die Vergleichsschaltung durch ein Zeitglied nach einem ersten vorgebbaren Zeitabschnitt nach Einschalten der Bremse von einem Vergleich des Istwertes mit dem ersten Sollwert auf einen Vergleich des Istwertes mit einem zweiten und dritten Sollwert (untere Hüllkurve bzw. obere Hüllkurve) für eine vorgebbare Zeitdauer umschaltbar ist, der gegenüber dem ersten Sollwert um einen vorgebbaren Betrag vermindert bzw. erhöht ist, so daß nur dann aus der Vergleichsschaltung ein Stellsignal weitergeleitet wird, wenn der Istwert den Bereich zwischen den Hüllkurven

verläßt

Mit einer solchen Bremseinrichtung kann als Betriebskenngröße die Fördergeschwindigkeh als Istwert gemessen werden und als vorgebbare Betriebskenngröße die Bremszeit, bei der die Fördergeschwindigkeit Null erreicht wird, gewählt werden. Da das Zeitglied in einem ersten vorgebbaren Zeitabschnitt einen direkten Soll-Istwertvergleich zuläßt, wird die Totzeit bis i^irn Ansprechen der Bremse klein gehalten. In diesem ersten Abschnitt muß ein vergleichsweise großer Hub der Bremsorgane überwunden werden. Durch den unmittelbaren Soll-Istwertvergleich ist die in Anspruch genommene Zeitspanne {Totzeit) bis zum Fassen der Bremse klein. Im zweiten Zeitabschnitt, in dem kurze Stellwege einer großen Änderung der Bremskraft entsprechen, trägt der Vergleich mit den modifizierten Sollwerten, die aine Hüllkurve des errechneten Sollwertes bilden, zu einer Beruhigung der Steuerung an den Stellgliedern bei. Nur dann werden nämlich die Stellglieder angesteuert, wenn der Istwert den Bereich zwischen den Hüllkurven verläßt Die Sollwerte schaffen somit eine Bandbreite, die das Einhalten einer im wesentlichen konstanten, der Belastung angepaßten Bremskraft gewährleistet Zum Schluß kann zum sicheren Halten der insbesondere bei auf geneigten Strecken installierten Förderanlagen wirksamen Hangabtriebskraft durch die Bremsen wieder auf direkten Soll-Istwertvergleich umgeschaltet werden.

Zur weiteren Beruhigung des Systems kann zusätzlich ein Taktgenerator vorgesehen sein, der die Stellglieder im zweiten Zeitabschnitt ansteuert In diesem Fall erhalten die Stellglieder nur dann ein Stellsignal und nur so lange, wie der Taktgenerator ein Signal liefert und der Istwert die untere Hüllkurve des Sollwertes unterschreitet oder die obere Hüllkurve des Sollwertes überschreitet

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Antrieb mit einer Bremseinrichtung für eine Förderanlage,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für die Bremseinrichtung gemäß F i g. t,

Fig.3 ein Diagramm der Drehzahl über der Zeit während des Bremsvorganges.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Förderanlage besieht 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 Luft, wird von zwei Ventilen 10, 11 gesteuert von denen das Ventil 10 die Zuluft und das Ventil 11 die Abluft steuert.

Die Bremsscheibe 5 kann an ihrem Außenumfang Marken, Schlitze, tragen, die von einem Meßwertaufnehmer, 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, von einem Motorschütz 14, ein Auslösesignal, erzeugt er ai> seinem Ausgang einen Drehzahl-Sollwert, der von der Istdrehzahl im Augenblick 71 des Bremsfalles (vgl. F i g. 3) ausgeht und in der vorgegebenen Zeit TI — 74 nach Null geht Der Drehzahl-Istwert und der Drehzahl-Sollwert werden auf die Eingänge einer Vergleichsschaltung 15, 16 gegeben. Ein Zeitglied 17 steuert die Vergleichsschaltung 15,16 derart, daß im ersten Zeitabschnitt 71 — T2 und im Zeitabschnitt T3— 74 ein unmittelbarer Soll-Istwertvergleich stattfindet Das Zeitglied 17 schaltet die Vergleichsschaltung 15, 16 auf einen größeren Sollwert (obere Hüllkurve) bzw. kleineren

κι Sollwert (untere Hüllkurve) für den Zeitabschnitt 72— 73 um. Im Zeitabschnitt T2— 73 wird demnach der Drehzahl-Istwert mit den oberen und unteren Hüllkurven des Sollwertes verglichen, das bedeutet daß nur dann aus Vergleichsschaltung 15, 16 ein Stellsignal weitergeleitet wird, wenn der Drehzahl-Istwert den Bereich zwischen den Hüllkurven verläßt.

Damit nur kurze, die Charakteristiken der Ventile 10, 11 und des Zylinderkolbens 9 berücksichtigende Stellsignale geliefert werden, wenn der Drehzahl-Istwert den Bereich zwischen den Hüllkurven verläßt, ist ein als Rechteckgenerator ausgebildeter Taktgenerator 18 vorgesehen, der ebenfalls vom Zeitglied 17 angesteuert wird und zwar derart, daß er in den Zeitabschnitten Γ1-Γ2 und Γ3—7"4 ein konstantes Ausgangssignal an UND-Glieder 19, 20 und im Zeitabschnitt 7"2- 73 kurze Rechtecksignale mit einer Frequenz von 0,5—5 Hertz liefert Der Rechteckgenerator 18 in Verbindung mit den UND-Gliedern 19, 20 bewirkt daß im zweiten Zeitabschnitt 72—73 nur dann Stellsignale an elektromagnetische Stellglieder 21, 22 der Ventile 10, 11 und nur für eine kurze Dauer geliefert werden, wenn sowohl die Vergleichsschaltung 15, 16 als auch der Rechteckgenerator 18 ein Ausgangssignal liefern.

Die Bremseinrichtung arbeitet auf folgende Art und Weise:

Im Bremsfall, zum Zeitpunkt 71, wenn der Motor 1 ausgeschaltet wird oder der Motorstrom ausfällt, gibt das Motorschütz 14 ein Auslösesignal an den Sollwertgeber 13. Am Sollwertgeber 13 ist vorab die Zeitspanne eingestellt, in der die Förderanlage von der augenblicklichen Drehzahl bis auf Null abgebremst werden soll. Mit diesem Einsttllwert und der augenblicklichen Drehzahl zum Zeitpunkt 71 liefert der Sollwertgeber 13 zeitabhängig einen sich allmählich bis auf den Drehzahlwert Null vermindernden Sollwert an die Vergleichsschaltung 15,16. Das ebenfalls zum Zeitpunkt 71 in Lauf gesetzte Zeitglied läßt für den ersten Zeitabschnitt 71 — 72 einen direkten Vergleich der Sollwertkurve mit der Ist-Drehzahl zu. Bei Verwendung von UND-Gliedern 19, 20 muß deshalb der Rechteckgenerator 18 ein konstantes Ausgangssignal an die UND-Glieder 19, 20 liefern. Alternativ können, wie in F i g. 2 dargestellt, die UND-Glieder 19,20 aber auch in dem Zeitabschnitt 71-72 und T3-74 umgangen werden. Da die Ist-Drehzahl oberhalb der Soll-Drehzahl liegt, Hefen die Vergleichsschaltung 15 ein Stellsignal ah das elektromagnetische Stellglied 21 und Abluft gelangt über das Ventil 11 in die Atmosphäre. Die Bremsbacken 6 werden angelegt. Die Zeitspanne 71 — 72, also bis daß auf die Hüllkurven umgeschaltet wird, ist ausreichend groß bemessen, so daß die Hüllkurven als Sollwerte erst dann zur Wirkung kommen, wenn sichergestellt ist, daß der Stellweg der Bremsbacken 6 bis zu deren Anlage überwunden ist. Im Zeitpunkt 71' greifen die Bremsbacken an, was durch den Abfall der Drehzahlkurve deutlich wird. Im Zeitpunkt 72 schaltet das Zeitglied 17 auf die Hüllkurve um. Dies ha' auf die

Einstellung der Bremskraft zunächst keinen Einfluß. Die Neigung der Istkurve für die Drehzahl bleibt also unverändert. Erst wenn die Istwertkurve die untere Hüllkurve unterschreitet, meldet die Vergleichsschaltung 16 die Soll-Istwert-Abweichung. Ein Stellsignal an das elektromagnetische Stellglied 22 wird aber noch nicht sofort gegeben. Erst wenn zusätzlich der Rechteckgenerator 18 ein Ausgangssignal liefert, wird ein Stellsignal zum elektromagnetischen Stellglied 22 geliefert und das zugehörige Ventil 10 für Zuluft und

damit Verminderung der Bremskraft beaufschlagt. Die Zufuhr dauert solange an, wie das Rechtecksignal andauert oder bis daß die Istkurve wieder oberhalb der unteren Hüllkurve liegt. In entsprechender Weise erfolgt bei einem Überschreiten der oberen Hüllkurve die Ansteuerung des Ventils 11 zur Vergrößerung der Bremskraft. Erst zum Zeitpunkt 7*3 schaltet das Zeitglied wieder auf direkten Soll-Istwertvergleich um. Mit dieser erneuten Umschaltung wird bezweckt, daß im Zeitpunkt TA die Bremse 7 voll wirksam ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bremseinrichtung für eine Förderanlage, insbesondere eine mit Neigung angeordnete Bandförderanlage, mit einer insbesondere federkraftbetätigten und durch ein Hilfsmedium, wie Luft, lüftbaren Bremse, deren Bremskraft von einer Stellglieder ansteuernden Regeleinrichtung einstellbar ist, deren Vergleichsschaltung von einem Sollwertgeber einen nach Null gehenden Sollwert und von einem Meßwertaufnehmer einen für die Fördergeschwindigkeit charakteristischen Istwert erhält, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (13) unter Berücksichtigung des für die Fördergeschwindigkeit charakteristischen Istwertes beim Einschalten der Bremse (7) nach einer vorgebbaren Zeitspanne (O bis Tl) die Kurve für einen ersten Sollwert vorgibt und daß die Vergleichsschaltung (15, 16) durch ein Zeitglied (17) nach einem ersten vorgebbaren Zeitabschnitt (Ti — T2) nach Einschalten der Bremse (7) von einem Vergleich des Istwertes mit dem ersten Sollwert auf einen Vergleich des Istwertes mit einem zweiten und dritten Sollwert (untere Hüllkurve bzw. obere Hüllkurve) für eine vorgebbare Zeitdauer (T2— T3) schaltbar ist, der gegenüber dem ersten Sollwert um einen vorgebbaren Betrag vermindert bzw. erhöht ist, so daß nur dann aus der Vergleichsschaltung (15, 16) ein Stellsignal weitergeleitet wird, wenn der Istwert den Bereich zwischen den Hüllkurven verläßt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeiiglied (17) nach dem zweiten Zeitabschnitt T2— T3 'auf einen direkten Soll- Istwertvergleich umschaltet.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (21,22) im zweiten Zeitabschnitt T2—T3 von einem Taktgenerator (18) zusätzlich angesteuert werden.