DE202012001598U1

DE202012001598U1 - Braking device for reducing the residual velocity of flywheels

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Publication number: DE202012001598U1
Application number: DE201220001598
Authority: DE
Original assignee: ACHENBACH FOIL TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: ACHENBACH FOIL TECHNOLOGY GmbH
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2022-02-18

Abstract

Bremsvorrichtung (2) zur vollständigen Reduktion der Restgeschwindigkeit einer Schwungmasse (8), mit einer in einem Maschinengestell (14) um eine Drehachse (10) rotierenden und mit der Schwungmasse (8) gekoppelten Bremsscheibe (16), einem an einem Schwenkarm (18) befestigten Bremssattel (20), einer mit dem Schwenkarm (18) gekoppelten Dämpfungseinrichtung (22) sowie mit einer Steuerungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (18) um die Drehachse (10) verschwenkbar ist und die Dämpfungseinrichtung (22) an dem Schwenkarm (18) drehbeweglich mit einem ersten Befestigungsgelenk (24) und an dem Maschinengestell (14) drehbeweglich mit einem zweiten Befestigungsgelenk (30) verbunden ist.Braking device (2) for complete reduction of the residual speed of a flywheel mass (8), with a brake disc (16) rotating in a machine frame (14) about an axis of rotation (10) and coupled to the flywheel mass (8), one on a swivel arm (18) attached brake caliper (20), a damping device (22) coupled to the swivel arm (18) and a control device for regulating the braking force, characterized in that the swivel arm (18) can be swiveled about the axis of rotation (10) and the damping device (22) on the swivel arm (18) rotatably connected to a first fastening joint (24) and on the machine frame (14) rotatably connected to a second fastening joint (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zur vollständigen Reduktion der Restgeschwindigkeit einer Schwungmasse, mit einer in einem Maschinengestell um eine Drehachse rotierenden und mit der Schwungmasse gekoppelten Bremsscheibe, einem an einem Schwenkarm befestigten Bremssattel, einer mit dem Schwenkarm gekoppelten Dämpfungseinrichtung sowie mit einer Steuerungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft.The invention relates to a braking device for the complete reduction of the residual velocity of a flywheel, with a rotating in a machine frame about a rotation axis and coupled to the flywheel brake disk, attached to a pivot arm caliper, coupled to the pivot arm damping device and with a control device for controlling the braking force ,

Um die Geschwindigkeit von in Drehbewegung versetzten Körpern zu verringern, bedarf es insbesondere bei Körpern mit großer Masse ausreichend dimensionierter Bremsvorrichtungen. Beispielsweise müssen in Bandbehandlungsanlagen die Bremsanlagen zum Abbremsen der mit bahnförmigen Materialien belegten Wickelvorrichtungen (Ab- und Aufhaspel) in der Lage sein, die in der Drehbewegung gespeicherte kinetische Energie umzuwandeln, z. B. in Wärmeenergie umzusetzen und diese möglichst rasch abzuführen. Neben der Wärmeabfuhr sind der Verlauf des Bremsmomentes und die daraus resultierende Verzögerungszeit weitere wichtige Kriterien für die Wirksamkeit einer Bremsanlage. Dies gilt umso mehr, je kürzer die Verzögerungszeit bis zum Stillstand der Schwungmasse sein soll, etwa im Fall einer Notbremsung.In order to reduce the speed of rotationally displaced bodies, it is particularly necessary for bodies with large mass sufficiently sized braking devices. For example, in belt treatment plants, the brake systems for braking the web-shaped materials on the winding devices (uncoiling and reeling) must be able to convert the kinetic energy stored in the rotational movement, for. B. convert them into heat energy and dissipate them as quickly as possible. In addition to the heat dissipation, the course of the braking torque and the resulting delay time are further important criteria for the effectiveness of a brake system. This applies all the more, the shorter the delay time should be until the inertia of the flywheel, for example in the case of emergency braking.

Aus dem Stand der Technik sind daher Bremsvorrichtungen bekannt, die mit unterschiedlichen konstruktiven Maßnahmen, wie beispielsweise durch ein während der Bremsung veränderliches oder ein an die Bremslast angepasstes Bremsmoment versuchen, eine bestimmte Bremscharakteristik oder eine minimale Verzögerungszeit zu erreichen.Therefore, braking devices are known from the prior art, which try with different design measures, such as by a variable during braking or a brake load adapted to the braking torque to achieve a certain braking characteristics or a minimum delay time.

So ist in der Offenlegungsschrift DE 24 54 060 eine Scheibenbremse mit veränderlichem Bremsmoment offenbart, um eine Rolltreppe mit einem weich einsetzenden und dann progressiv sich vergrößerndem Bremsmoment bis zum Stillstand abzubremsen. Hierzu ist der Bremssattel auf einem außerhalb der Drehachse verschwenkbaren Pendel angeordnet, wobei das Pendel über eine Welle fest mit dem Hebel einer einstellbaren Dämpfungseinrichtung verbunden ist. Mit dieser Anordnung lässt sich gegenüber einer konventionellen Scheibenbremse eine verkürzte Gesamtverzögerungszeit sowie eine nahezu beliebige Bremscharakteristik einstellen. Zwar strebt diese Offenbarung eine Verkürzung der Verzögerungszeit unter dem Aspekt einer Notbremsung an, erreicht dies jedoch nur in Verbindung mit einer aufwändigen Kinematik, welche durch stetige Veränderung des Bremsmomentes ein weiches Eingreifen der Bremse ermöglicht. Ein derartiges weiches Eingreifen ist außerhalb des Anwendungsbereiches der Personenbeförderung aber nicht zwingend erforderlich.Such is in the published patent application DE 24 54 060 discloses a disc brake with variable braking torque to decelerate an escalator with a soft onset and then progressively magnifying braking torque to a stop. For this purpose, the caliper is arranged on a pivotable outside of the axis of rotation pendulum, wherein the pendulum is connected via a shaft fixed to the lever of an adjustable damping device. With this arrangement, a shortened total delay time as well as an almost arbitrary braking characteristic can be set compared to a conventional disc brake. Although this disclosure seeks to shorten the delay time under the aspect of emergency braking, but achieves this only in conjunction with an elaborate kinematics, which allows a smooth engagement of the brake by constantly changing the braking torque. Such a soft intervention is outside the scope of passenger transport but not mandatory.

In der Offenlegungsschrift DE 21 42 876 ist eine (Backen-)Bremsanordnung für eine ständige Abbremsung der Wickelachse von Materialbahnrollen offenbart, bei der die nach oben offenen Bremsschalen im Gestell einer Abwickelvorrichtung bei vollen, schweren Vorratsrollen ausschließlich durch die Rückstellkraft der Bremsbacken erfolgt, wohingegen bei fortgeschrittenem Abwickelvorgang die Bremskraft durch das Eigengewicht der Rolle erzeugt wird.In the published patent application DE 21 42 876 is a (jaw) brake assembly for a constant deceleration of the winding axis of web rolls disclosed in which the upwardly open brake shells in the frame of an unwinding at full, heavy supply rolls exclusively by the restoring force of the brake shoes, whereas in advanced unwinding the braking force by its own weight the role is generated.

Die Patentschrift DD 135 611 zeigt ebenfalls eine Bremsvorrichtung, die die Aufgabe erfüllt, eine Vorratstrommel unter annähernd konstantem Längszug abzuwickeln. Dabei ist das Bremsmoment über eine auf ein Bremsband wirkende Hebelanordnung in Abhängigkeit von der Masse des abzuwickelnden Gutes steuerbar.The patent DD 135 611 also shows a braking device that fulfills the task of unwinding a storage drum under approximately constant longitudinal tension. In this case, the braking torque is controllable via a lever arrangement acting on a brake band as a function of the mass of the material to be unwound.

Die Offenlegungsschrift DE 1 555 764 beschreibt eine Blockiereinrichtung für eine gefederte Masse, vorzugsweise zur Anwendung für ein Fahrzeug. Dabei vollführt in der Ausführung als Scheibenbremsen-Teilaggregat eine mit einem Schwingarm fest verbundene Segmentscheibe einen Winkelausschlag innerhalb einer mit der gefederten Masse fest verbundenen Bremseinrichtung. Bei hinreichend großem Bremsdruck kann die Segmentscheibe festgesetzt werden und es ergibt sich eine Starrheit zwischen gefederter und ungefederter Masse.The publication DE 1 555 764 describes a sprung mass blocking device, preferably for use with a vehicle. In this case, in the embodiment as a disk brake subassembly, a segment disk fixedly connected to a rocker arm executes an angular deflection within a brake device fixedly connected to the sprung mass. With a sufficiently large brake pressure, the segment disc can be fixed and there is a rigidity between sprung and unsprung mass.

In der Offenlegungsschrift DE 2 309 740 ist eine Bandbremse mit einer Vorrichtung offenbart, die bei Überschreitung eines voreingestellten Bremsmomentes das Bremsband lockert und damit eine automatische Begrenzung des Bremsmomentes bewirkt. Die Momentenbegrenzung wird durch eine vorgespannte, scherenartige Hebelanordnung bewirkt, mit der die Bandenden gelenkig verbunden sind.In the published patent application DE 2 309 740 a band brake is disclosed with a device that loosens the brake band when exceeding a preset braking torque and thus causes an automatic limitation of the braking torque. The torque limit is effected by a prestressed, scissor-type lever arrangement with which the belt ends are articulated.

Mit Ausnahme der Offenlegungsschrift DE 24 54 060 befasst sich keine der genannten Offenbarungen mit der Verkürzung der Verzögerungszeit im Fall einer Notbremsung. Zudem stellen die genannten Vorrichtungen eigenständige Bremsvorrichtungen dar, die nicht ohne weitere konstruktive Eingriffe in bestehende Bremsanlagen integrierbar sind und damit nicht geeignet erscheinen, in Notaus-Situationen unterstützend eingreifen zu können.With the exception of the disclosure DE 24 54 060 none of the cited disclosures deals with the shortening of the delay time in the case of emergency braking. In addition, the said devices are independent braking devices that can not be integrated into existing brake systems without further constructive intervention and thus do not appear to be capable of intervening in emergency situations.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Bremsvorrichtung zur vollständigen Reduktion der Restgeschwindigkeit einer Schwungmasse zu konstruieren, mit der im Fall einer Notaus-Situation, d. h. der Abbremsung einer Anlage bis zum Stillstand, eine möglichst kurze Verzögerungszeit erreicht wird. Zudem soll sich die Vorrichtung dazu eignen, unterstützend auf eine Bremsanlage einzuwirken.The present invention is therefore based on the object to construct a braking device for the complete reduction of the residual velocity of a flywheel, with which in the event of an emergency stop situation, d. H. the deceleration of a plant to a standstill, the shortest possible delay time is achieved. In addition, the device should be suitable for supporting a brake system.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Schwenkarm um die Drehachse verschwenkbar ist und die Dämpfungseinrichtung an dem Schwenkarm drehbeweglich mit einem ersten Befestigungsgelenk und an dem Maschinengestell drehbeweglich mit einem zweiten Befestigungsgelenk verbunden ist. This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the pivot arm is pivotable about the axis of rotation and the damping device is rotatably connected to the pivot arm rotatably connected to a first mounting joint and on the machine frame with a second mounting joint.

Diese erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht, dass im Endstadium eines Bremsvorgangs zu einem bestimmten, regelungstechnisch festzulegenden Zeitpunkt, an dem die Bremskraft in der erfindungsgemäßen Vorrichtung sprunghaft auf einen hinreichend großen Wert erhöht wird, der festgebremste Bremssattel unter Reibschluss mit einer abnehmenden Restgeschwindigkeit in Drehrichtung auf einer Kreisbahn um die Drehachse bis maximal zu einer Viertelumdrehung mitgeführt wird. Dabei wird die einerseits mit dem Schwenkarm und andererseits mit dem Maschinengestell drehbeweglich verbundene Dämpfungseinrichtung belastet und nimmt den Restbetrag der Bewegungsenergie bis zum Stillstand der Schwungmasse auf.This construction according to the invention makes it possible that in the final stage of a braking process at a certain, technically fixed time at which the braking force in the device according to the invention is suddenly increased to a sufficiently large value, the braked brake caliper under frictional engagement with a decreasing residual speed in the direction of rotation on a circular path the axis of rotation is carried to a maximum of a quarter turn. In this case, the one hand, with the pivot arm and on the other hand with the machine frame rotatably connected damping device is loaded and absorbs the balance of the kinetic energy until the inertia of the flywheel.

Die Zeitdauer zwischen Notaus-Impuls und Stillstand der Anlage kann auf diese Weise merklich verringert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich damit in besonderer Weise dazu, einen durch eine Bremsanlage, z. B. mittels einer konventionellen Scheibenbremse oder einer Motorbremse eingeleiteten Bremsvorgang in der Endphase zu unterstützen.The duration between the emergency stop impulse and the stoppage of the system can thus be markedly reduced. The device of the invention is thus suitable in a special way, one by a brake system, for. B. by means of a conventional disc brake or an engine brake initiated braking process in the final phase.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Bremsvorrichtung ist die Steuerungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft einer konventionellen Bremsanlage und zur Regelung der Bremskraft der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung derart ausgelegt, dass die physikalischen Größen der Drehbewegung erfasst werden und zum Ende eines durch die konventionelle Bremsanlage eingeleiteten Abbremsvorgangs die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung sprunghaft mit einem hinreichend hohen Bremsdruck beaufschlagt wird, sodass ein Reibschluss zwischen Bremsbelägen und der Bremsscheibe entsteht und der Bremssattel maximal eine Vierteldrehung mitgeführt wird, bis die Schwungmasse zum Stillstand kommt. Die Steuerungseinrichtung übernimmt somit die Regelung der Bremskraft sowohl einer konventionellen Bremsanlage als auch die Regelung der Bremskraft der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in der Weise, dass zunächst während des durch eine konventionelle Scheibenbremse oder eine Motorbremse eingeleiteten Bremsvorgangs keine Bremswirkung in der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung aufgebaut wird. Erst in der Endphase dieses Bremsprozesses wird die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung und damit die Dämpfungseinrichtung aktiviert, um die kinetische Restenergie durch eine Kompensation der Schwungmasse aufzunehmen. Der Bremsdruck in der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung wird sprunghaft auf einen Wert erhöht, der zur Blockierung der Bremsvorrichtung führt und den Bremssattel in Richtung der Restdrehbewegung mitführt. Dabei werden die physikalischen Größen wie Drehgeschwindigkeit und/oder Schwungmasse ständig erfasst und sowohl zur Berechnung eines geeigneten Zuschaltzeitpunktes der Bremsvorrichtung als auch zur Regelung des Bremsdrucks herangezogen. Die Bestimmung des Zuschaltzeitpunktes erfolgt unter der Bedingung, dass die Bremsscheibe und damit der festgebremste Bremssattel bei einer voreingestellten Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung noch maximal eine Viertelumdrehung zurücklegt bis die Schwungmasse zum Stillstand kommt.In an advantageous embodiment of the braking device, the control device for controlling the braking force of a conventional brake system and for controlling the braking force of the braking device according to the invention is designed such that the physical variables of the rotational movement are detected and at the end of an initiated by the conventional braking deceleration braking device according to the invention with a sufficiently high brake pressure is applied so that a frictional engagement between the brake pads and the brake disc is formed and the caliper is carried a maximum of a quarter turn until the flywheel comes to a standstill. The control device thus assumes the control of the braking force of both a conventional brake system and the control of the braking force of the braking device according to the invention in such a way that initially no braking effect is built up in the brake device according to the invention during the initiated by a conventional disc brake or an engine brake braking. Only in the final phase of this braking process, the braking device according to the invention and thus the damping device is activated to absorb the residual kinetic energy by a compensation of the flywheel. The brake pressure in the brake device according to the invention is increased abruptly to a value which leads to the blocking of the brake device and carries the caliper in the direction of the residual rotational movement. The physical variables such as rotational speed and / or flywheel mass are constantly detected and used both to calculate a suitable Zuschaltzeitpunktes the braking device as well as to control the brake pressure. The determination of the Zuschaltzeitpunktes carried out under the condition that the brake disc and thus the braked caliper at a preset damping characteristic of the damping device still travels a maximum of a quarter turn until the flywheel comes to a standstill.

In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen ist das zweite Befestigungsgelenk derart an dem Maschinengestell angeordnet, dass ein auf den Schwenkarm wirkendes Bremsmoment die Dämpfungseinrichtung auf eine Zugbelastung oder eine Druckbelastung beansprucht. Die Dämpfungseinrichtung kann also mit dem zweiten Befestigungsgelenk so an dem Maschinengestell angelenkt sein, dass die Dämpfungseinrichtung zur Kompensation der Schwungmasse auf Zug oder auf Druck beansprucht wird. Bei einer Zugbelastung befindet sich das zweite Befestigungsgelenk bezogen auf den in dem Bremssattel angreifenden Bremskraftvektor „hinter” dessen Angriffspunkt, bei Beanspruchung auf eine Druckbelastung „vor” diesem. Es lassen sich somit unterschiedliche Dämpfungseinrichtungen mit besonders geeigneten Zug- oder Druckstufen einsetzen.In further preferred embodiments, the second fastening joint is arranged on the machine frame in such a way that a braking torque acting on the pivoting arm requires the damping device for a tensile load or a pressure load. The damping device can thus be hinged to the second mounting joint on the machine frame, that the damping device to compensate for the flywheel is subjected to train or pressure. In the case of a tensile load, the second attachment joint is located "behind" its point of application with respect to the brake force vector acting in the brake caliper, "in front of" this under load on a compressive load. It can thus be used different damping devices with particularly suitable tension or compression stages.

Mit Vorteil ist das erste Befestigungsgelenk in einem Befestigungspunkt des Bremssattels an dem Schwenkarm angeordnet. Damit kann – sofern sich der Schwenkarm nicht über den Befestigungspunkt des Bremssattels hinaus erstreckt und damit einen noch größeren Hebelarm zur Verfügung stellt – ein maximales Verzögerungsmoment auf die Dämpfungseinrichtung übertragen werden.Advantageously, the first attachment joint is arranged in an attachment point of the caliper to the pivot arm. This can - unless the pivot arm extends beyond the attachment point of the caliper out and thus provides an even larger lever arm available - a maximum deceleration torque are transmitted to the damping device.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung eine Kolbenstange und ein dämpfendes Element auf, wobei die Kolbenstange mit dem ersten Befestigungsgelenk an dem Schwenkarm und das dampfende Element mit dem zweiten Befestigungsgelenk an dem Maschinengestell angelenkt sind. Die Dämpfungseinrichtung kann somit in Standardbauweise beispielsweise als pneumatischer oder hydraulischer Teleskopdämpfer ausgeführt sein, bei dem die jeweiligen Aufnahmen von Kolbenstange bzw. dämpfendem Element über Drehgelenke mit dem Schwenkarm bzw. dem Maschinengestell verbunden sind.In a preferred embodiment, the damping device comprises a piston rod and a damping element, wherein the piston rod with the first attachment joint on the pivot arm and the steaming element with the second attachment joint are articulated to the machine frame. The damping device can thus be designed in standard construction, for example, as a pneumatic or hydraulic telescopic damper, in which the respective recordings of piston rod or damping element are connected via swivel joints with the pivot arm or the machine frame.

Vorzugsweise besitzt das dämpfende Element ein einstellbares Dämpfungsverhalten. Diese Einstellmöglichkeit erlaubt die Abstimmung des Dämpfungsverhaltens an die weiteren das Bremssystem bestimmenden physikalischen Parameter, wie die Größe der Schwungmasse und deren Geschwindigkeit. Preferably, the damping element has an adjustable damping behavior. This adjustment allows the tuning of the damping behavior to the other physical parameters determining the brake system, such as the size of the flywheel and its speed.

In Verbindung mit dem einstellbaren Dämpfungsverhalten ist das dämpfende Element vorteilhafterweise als druck-voreinstellbarer Pneumatik-Zylinder ausgeführt. Diese Ausführung gestattet eine schnelle und präzise Einstellung des dämpfenden Elementes mittels der Steuerungseinrichtung.In conjunction with the adjustable damping behavior, the damping element is advantageously designed as a pressure presettable pneumatic cylinder. This embodiment allows a quick and precise adjustment of the damping element by means of the control device.

Weiterhin weist die Bremsvorrichtung eine Rückstelleinrichtung zur Bewegung des Schwenkarms in seine Ausgangslage auf. Die Rückstelleinrichtung kann beispielsweise als Feder ausgeführt sein und bewirkt nach Beendigung des Bremsvorgangs eine Bewegung des Schwenkarms entgegen der Drehrichtung in seine Ausgangslage.Furthermore, the braking device has a restoring device for moving the pivoting arm to its starting position. The restoring device may for example be designed as a spring and causes after completion of the braking operation, a movement of the pivot arm against the direction of rotation to its original position.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung kann dabei in einer Bremsanlage die einzige Bremsvorrichtung sein, um Restgeschwindigkeiten zu reduzieren oder sie kann zusätzlich zu einer bestehenden konventionellen Bremsvorrichtung als Notfallbremse in Anwendung kommen.The braking device according to the invention can be the only braking device in a brake system to reduce residual speeds or it can come in addition to an existing conventional braking device as an emergency brake in application.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Beispielen erläutern. Es zeigen:Further advantageous design features will become apparent from the following description and the drawings, which illustrate preferred embodiments of the invention by way of examples. Show it:

1a: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in Ausgangsstellung, 1a a first embodiment of the braking device according to the invention in the starting position,

1b: die erste Ausführungsform nach Beendigung des Bremsvorgangs, 1b the first embodiment after completion of the braking operation,

2a: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in Ausgangsstellung und 2a A second embodiment of the braking device according to the invention in the starting position and

2b: die zweite Ausführungsform nach Beendigung des Bremsvorgangs. 2 B the second embodiment after completion of the braking process.

1a zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 2 in einer Anwendung zur Reduktion der Restgeschwindigkeit einer Wickelvorrichtung 4 von Bandbehandlungsanlagen. Die als Aufhaspel 4 ausgebildete Wickelvorrichtung 4 dreht sich in einer Drehrichtung r und nimmt dabei ein bandförmiges Material 6 auf. Sie stellt zusammen mit dem bandförmigen Material 6 eine Schwungmasse 8 dar, die im Fall einer Notbremsung mit möglichst kurzer Verzögerungszeit bis zum Stillstand abzubremsen ist. Die Wickelvorrichtung 4 ist mit einer Drehachse/Wickelwelle 10 fest verbunden, wobei die Drehachse 10 mittels eines Drehlagers 12 in einem Maschinengestell 14 gelagert ist. Eine Bremsscheibe 16 ist ebenfalls mit der Drehachse 10 bzw. der Wickelwelle 10 fest verbunden und damit mit der Schwungmasse 8 gekoppelt. Um die Drehachse 10 ist ein Schwenkarm 18 angeordnet, an dem in dem Befestigungspunkt 19 ein Bremssattel 20 mit Bremsbelägen montiert ist, die auf die Bremsscheibe 16 einwirken. An dem Schwenkarm 18 ist eine Dämpfungseinrichtung 22 mit einem ersten Befestigungsgelenk 24 drehbeweglich befestigt. Das erste Befestigungsgelenk 24 der Dämpfungseinrichtung 22 ist außerhalb der Drehachse 10 in dem Befestigungspunkt 19 des Bremssattels 20 angeordnet, so dass der Schwenkarm 18 in seiner gesamten Länge als Hebelarm auf die Dämpfungseinrichtung 22 einwirkt. Die Dämpfungseinrichtung 22 ist als Teleskopdämpfer 22 mit einer Kolbenstange 26 und einem dämpfenden Element 28 ausgeführt, wobei die Kolbenstange 26 mit dem ersten Befestigungsgelenk 24 an dem Schwenkarm 18 in dem Befestigungspunkt 19 des Bremssattels drehbeweglich befestigt ist. Mit einem zweiten Befestigungsgelenk 30 ist das dämpfende Element 28 an dem Maschinengestell 14 angelenkt. Die relative Anordnung des ersten und des zweiten Befestigungsgelenks (24, 30) zueinander ist so, dass bei einer Drehung der Wickelvorrichtung 4 in Drehrichtung r eine in dem Bremssattel 20 auftretende Bremskraft die Dämpfungseinrichtung 22 auf eine Zugbelastung beansprucht. 1a schematically shows a first embodiment of the braking device according to the invention 2 in an application for reducing the residual speed of a winding device 4 of strip processing plants. The as a reel 4 trained winding device 4 turns in one direction of rotation r, taking a band-shaped material 6 on. It puts together with the band-shaped material 6 a flywheel 8th in the case of emergency braking with the shortest possible delay time to standstill must be braked. The winding device 4 is with a rotation axis / winding shaft 10 firmly connected, with the axis of rotation 10 by means of a rotary bearing 12 in a machine frame 14 is stored. A brake disc 16 is also with the rotation axis 10 or the winding shaft 10 firmly connected and thus with the flywheel 8th coupled. Around the axis of rotation 10 is a swivel arm 18 arranged at the point of attachment 19 a caliper 20 with brake pads mounted on the brake disc 16 act. On the swivel arm 18 is a damping device 22 with a first attachment joint 24 rotatably mounted. The first attachment joint 24 the damping device 22 is outside the axis of rotation 10 in the attachment point 19 the caliper 20 arranged so that the swivel arm 18 in its entire length as a lever arm on the damping device 22 acts. The damping device 22 is as a telescopic damper 22 with a piston rod 26 and a damping element 28 executed, the piston rod 26 with the first attachment joint 24 on the swivel arm 18 in the attachment point 19 the caliper is rotatably mounted. With a second mounting joint 30 is the damping element 28 on the machine frame 14 hinged. The relative arrangement of the first and second mounting joints ( 24 . 30 ) is such that upon rotation of the winding device 4 in the direction of rotation r a in the caliper 20 occurring braking force the damping device 22 claimed to a tensile load.

In seiner in 1a dargestellten Ausgangsstellung befindet sich der Schwenkhebel 18 in senkrechter Position. Wird nun eine Notbremsung eingeleitet, so erfolgt in einem ersten Schritt eine größtmögliche Reduktion der Drehgeschwindigkeit durch eine konventionelle Bremsanlage, wobei die momentane Drehgeschwindigkeit und gegebenenfalls weitere die Drehbewegung beschreibende physikalische Größen ständig von einer Steuerungseinrichtung erfasst werden. Zu einem von der Steuerungseinrichtung berechneten Zeitpunkt in der Endphase des Bremsprozesses erfolgt die Aktivierung der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 2 und damit der Dämpfungseinrichtung 22 durch eine sprunghafte Erhöhung der Bremskraft auf einen Wert, der zum Reibschluss zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe 16 führt. Der Aufschaltzeitpunkt wird dabei auf der Grundlage der erfassten Größen wie Drehgeschwindigkeit und Schwungmasse so bestimmt, dass bei Aufrechterhaltung des Reibschlusses die Wickelvorrichtung 4 in maximal einer Viertelumdrehung zum Stillstand kommt.In his in 1a shown starting position is the pivot lever 18 in vertical position. If emergency braking is now initiated, a maximum reduction of the rotational speed by a conventional brake system takes place in a first step, wherein the instantaneous rotational speed and possibly further physical variables describing the rotational movement are constantly detected by a control device. At a time calculated by the control device in the final phase of the braking process, the activation of the braking device according to the invention takes place 2 and thus the damping device 22 by a sudden increase in the braking force to a value that leads to frictional engagement between the brake pads and the brake disc 16 leads. The Aufschaltzeitpunkt is determined on the basis of the detected variables such as rotational speed and flywheel so that while maintaining the frictional engagement of the winding device 4 comes to a standstill in a maximum of one quarter turn.

Der bei Reibschluss in Drehrichtung r an dem Schwenkarm 18 um die Drehachse 10 mitgeführte Bremssattel 20 zieht über das erste Befestigungsgelenk 24 die Kolbenstange 26 aus dem dämpfenden Element 28. Unter Aufrechterhaltung des Reibschlusses erfolgt in dem dämpfenden Element 28 eine Umwandlung der Rest-Bewegungsenergie und somit eine Reduktion der Rest-Drehgeschwindigkeit bis zum Stillstand der Schwungmasse 8.The frictional in the direction of rotation r on the swivel arm 18 around the axis of rotation 10 entrained caliper 20 pulls over the first attachment joint 24 the piston rod 26 from the steaming element 28 , While maintaining the frictional engagement takes place in the damping element 28 a conversion of the residual kinetic energy and thus a reduction of the residual rotational speed until the inertia of the flywheel 8th ,

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 2 ermöglicht insbesondere unter Sicherheitsaspekten in Notaus-Situationen eine Verkürzung der Gesamtverzögerungszeit durch Verkürzung der Rest-Verzögerungszeit in der Endphase des Bremsvorgangs.The braking device according to the invention 2 allows, in particular under safety aspects in emergency situations, a shortening of the total delay time by shortening the residual delay time in the final phase of the braking process.

1b zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung nach Beendigung des Bremsvorgangs. Der Bremssattel 20 befindet sich in einer gegenüber der Ausgangsstellung in einer um eine Viertelumdrehung in Drehrichtung r weitergeführten Stellung. In dieser Position ist die Kolbenstange 26 der Dämpfungseinrichtung 22 weit aus dem dämpfenden Element 28 herausgezogen. Über eine Rückstelleinrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Federelements, kann der Schwenkarm 18 wieder in seine Ausgangsposition bewegt werden. 1b shows the first embodiment of the braking device according to the invention after completion of the braking process. The caliper 20 is in a relation to the starting position in a continued by a quarter turn in the direction of rotation r position. In this position is the piston rod 26 the damping device 22 far from the damping element 28 pulled out. About a restoring device (not shown), for example in the form of a spring element, the pivot arm 18 be moved back to its original position.

Die 2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 2 in Ausgangsstellung (2a) und nach Beendigung des Bremsvorgangs (2b). Im Unterschied zu der in den 1a und 1b dargestellten ersten Ausführungsform wird die Dämpfungseinrichtung 22 bei sonst gleicher Funktionsweise der Bremsvorrichtung 2 in dieser zweiten Ausführungsform während des Bremsvorgangs auf Druck belastet.The 2a and 2 B show a second embodiment of the braking device according to the invention 2 in the starting position ( 2a ) and after completion of the braking process ( 2 B ). Unlike in the 1a and 1b The first embodiment shown is the damping device 22 otherwise the same operation of the brake device 2 loaded in this second embodiment during the braking process to pressure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2454060 A [0004, 0009]
DE 2142876 [0005]
DD 135611 [0006]
DE 1555764A [0007]
DE 2309740 A [0008]

Claims

Brake device ( 2 ) for the complete reduction of the residual velocity of a flywheel ( 8th ), with one in a machine frame ( 14 ) about a rotation axis ( 10 ) rotating and with the flywheel ( 8th ) coupled brake disk ( 16 ), one on a swivel arm ( 18 ) fixed caliper ( 20 ), one with the swivel arm ( 18 ) coupled damping device ( 22 ) and with a control device for controlling the braking force, characterized in that the swivel arm ( 18 ) about the axis of rotation ( 10 ) is pivotable and the damping device ( 22 ) on the swivel arm ( 18 ) rotatably with a first mounting joint ( 24 ) and on the machine frame ( 14 ) rotatably with a second mounting joint ( 30 ) connected is.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the control device for controlling the braking force of a conventional brake system and for controlling the braking force of the braking device according to the invention is designed such that the physical variables of the rotational movement are detected and the end of a initiated by the conventional braking deceleration process according to the invention Brake device ( 2 ) is applied abruptly with a sufficiently high brake pressure, so that a frictional engagement between the brake pads and the brake disc ( 16 ) and the caliper ( 20 ) is carried a maximum of one quarter turn until the flywheel ( 8th ) comes to a standstill.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second fixing joint ( 30 ) on the machine frame ( 14 ) is arranged that one on the swivel arm ( 18 ) acting braking torque the damping device ( 22 ) claimed to a tensile load.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second fixing joint ( 30 ) on the machine frame ( 14 ) is arranged that one on the swivel arm ( 18 ) acting braking torque the damping device ( 22 ) claimed to a compressive load.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first attachment joint ( 24 ) in an attachment point ( 19 ) of the caliper ( 20 ) on the swivel arm ( 18 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the damping device ( 22 ) a piston rod ( 26 ) and a damping element ( 28 ), wherein the piston rod ( 26 ) with the first attachment joint ( 24 ) on the swivel arm ( 18 ) and the damping element ( 28 ) with the second mounting joint ( 30 ) on the machine frame ( 14 ) are articulated.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the damping element ( 28 ) has an adjustable damping behavior.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the damping element ( 28 ) is designed as a pressure presettable pneumatic cylinder.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized by a restoring device for moving the pivoting arm ( 18 ) in its starting position.

Brake system with a braking device ( 2 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the braking device according to the invention ( 2 ) comes as the only brake device or in addition to an existing conventional braking device as an emergency brake in application.